章末整合提升4 电磁振荡与电磁波（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

本高中物理讲义以“电磁振荡与电磁波”为单元，通过分类梳理与对比表格构建知识体系。先以框架图呈现电磁波谱的共性与个性，明确波长频率关系及应用；再用对比表格区分电磁波与机械波的产生机理、传播特性等，突出物理观念的核心要素，清晰呈现重难点内在联系。 该复习讲义亮点在于例题与分层练习结合，如电磁波谱多选、电磁振荡图像分析题，培养科学思维与科学探究能力。通过“放电充电过程分析”“雷达测距计算”等实例，指导学生运用波速公式推理，帮助基础薄弱学生掌握规律，优秀学生深化应用，助力教师实施精准教学。

[对应学生用书P122] 电磁振荡与电磁波 一、电磁波谱[物理观念] 各种不同的电磁波既有共性，又有个性。 共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都满足公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难，正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。 　（多选）下列有关电磁波的说法正确的是(　　) A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波 B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线 C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播 D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好 [解析]　波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线的波长最短，故选项A错误，B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象越不明显，传播的直线性越好，遇到障碍物反射性越好，故选项C、D正确。 [答案]　BCD 1．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是(　　) A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线 解析　电磁波的波长范围很广，按波长由长到短的顺序排列，其顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 答案　A 二、电磁波的特点及与机械波的区别[科学思维] 1．电磁波与机械波的相同点 (1)都有波的一切特性，如都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。 (2)波速、波长、频率之间具有同样的关系，即v＝λf。 2．电磁波与机械波的不同点 (1)产生机理不同，机械波是由机械振动产生的；电磁波是由周期性变化的电磁场产生的。 (2)介质对传播速度的影响不同。 ①机械波的传播速度由介质决定，即同种介质中不同频率的机械波传播速度相同，与频率无关。 ②电磁波在真空中传播速度相同，均为3×108 m/s。在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小。 (3)机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播。 (4)电磁波是横波；机械波既有横波，也有纵波。 　对于机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是(　　) A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C．它们可能是横波，也可能是纵波 D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关 [解析]　机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的产生、传播条件等都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故A项正确，B、C项错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，故D项错误。 [答案]　A 2．机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而　　　　；波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中机械波是　　　　　传播的，电磁波是　　　　传播的；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将　　　　　，电磁波的传播速度将　　　　。 答案　增大　不能　能　增大　减小 三、电磁振荡过程分析[科学探究] 1．分析两类物理量：电荷量Q决定了电场能的大小，电容器极板间电压U、电场强度E、电场能EE的变化规律与Q的变化规律相同；振荡电流i决定了磁场能的大小，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能EB的变化规律与i的变化规律相同。 2．两个过程：放电过程电荷量Q减小，振荡电流i增加；充电过程电荷量Q增加，振荡电流i减小。 3．两个瞬间：放电完毕瞬间Q＝0，i最大；充电完毕瞬间i＝0，Q最大。 　如图所示，i ­t图像表示LC振荡电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，电路中电容器的M板带正电，在某段时间里，电路的磁场能在减少，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中　　　　　段。 [解析]　由电流图像可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负值的只有cd段。 [答案]　cd 3．（多选）已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示，则(　　) A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B．a、c两时刻电容器里的电场能最大 C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同 D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反 解析　a、c两时刻电容器极板上电量最大，电场能最大，所以电路中电流最小；b、d两时刻电容器极板上电量最小，电路中电流最大，b、d两点时间间隔为半个周期，故电流方向相反。 答案　BD 四、雷达的原理和应用[科学态度与责任] 1．利用雷达测定物体的距离：解决这类问题的关键是区分发射脉冲波形和反射脉冲波形，找出从发射电磁波和接收到回来的电磁波的时间差，再利用s＝vt，求出物体的距离。 2．利用雷达测定物体的速度：这类问题往往要有两个（或两个以上）的发射脉冲与反射脉冲，可以确定一段时间前后物体的两个位置或一段时间的位移，从而测出物体的速度。 3．利用雷达确定物体的位置：雷达有一个可以转动的天线，它能向一定方向发射无线电（微波）脉冲，雷达可根据发射无线电波的方向和仰角，再参考所测得物体的距离，从而确定某一时刻物体的位置。实际上，这一切数据都由电子电路自动计算并在荧光屏上显示出来。 　某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？ [解析]　由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0＝10-4 s，甲图发射波和接收波的时间间隔t1＝4×10-4 s，乙图时间间隔t2＝1×10-4 s，所以，第一次战斗机距雷达的距离为s1＝c×＝6.0×104 m，第二次战斗机在雷达正上方。所以，战斗机的高度h＝c×＝1.5×104 m，故173 s内战斗机飞行的水平距离为s＝≈5.8×104 m。所以v＝≈335 m/s。 [答案]　335 m/s 4．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的问题。 (1)雷达发射电磁波的波长范围是多少？ (2)能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？ 解析　(1)由c＝λf可得： λ1＝＝ m＝1.5 m。 λ2＝＝ m＝0.3 m。 故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3～1.5 m。 (2)电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离，所以可根据x＝确定雷达和目标间的距离。 答案　(1)0.3～1.5 m　(2)能 学科网（北京）股份有限公司 $