第九讲 电磁振荡和电磁波 讲义 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

粤教版（2019）选择性必修第二册复习讲义 第九讲 电磁振荡和电磁波 一．电磁振荡 1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2.振荡电路：产生振荡电流的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 3.电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中，电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 (2)充电过程中，线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能。 (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 4.电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π。 (2)频率f＝。 对电磁振荡的理解： 1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示) 2．板间电压u、电场能EE、磁场能EB随时间变化的图像(如图所示) u、EE规律与q－t图像相对应；EB规律与i－t图像相对应。 3．各物理量变化情况一览表 时刻(时间) 工作过程 q E i B 能量 0～ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 ～ 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 ～ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 ～T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 4.分类分析 (1)同步关系 在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即 q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑) 振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即 i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑) (2)同步异变关系 在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们的变化是同步的。 注意：自感电动势E的变化规律与q－t图像相对应。 2、 电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同（都等于光速）。 (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 3.电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制（调幅或调频）。 (2)调制方式。 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 4.无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5.电视广播信号的发射和接收过程 6.电磁波谱 按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱叫作电磁波谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 7.电磁波谱分析及应用 电磁 波谱 频率/Hz 真空中 波长/m 特性 应用 递变规律 无线 电波 ＜3×1011 ＞10-3 波动性强，易发生衍射　 无线电技术　 衍射能力减弱，直线传播能力增强 红外 线 3×1011～ 1015 10-7～ 10-3 热效应 红外遥感 可见 光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外 线 1015～ 1016 10-8～ 10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射 线 1016～ 1019 10-11～ 10-8 穿透本领强　 检查、医用透视 γ射 线 ＞1019 ＜10-11 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 考点一：振荡电路 例1.上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（    ） A．线圈中磁场的方向向上 B．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 C．若电容器两极板间距变大，则电路产生的无线信号电波的频率变大 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 例2.振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，电容器充电完毕，线圈中的磁场最弱 B．时刻，电容器两极板间电场能最强 C．至时间内，回路中的电流在减小 D．至时间内，回路中的磁场能在增强 例3.如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　　） A．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 B．若i正在减小，则线圈两端电压在增大 C．若i正在增大，电场能正在转化为磁场能 D．若i正在增大，此时A板带正电 考点二：电磁波及其应用 例1.Wi-Fi是人们使用频繁的通信技术，它主要利用频率为左右的无线电波进行传输信号。已知可见光的频率范围为，下列说法正确的是（　　） A．Wi-Fi使用的无线电波是纵波 B．Wi-Fi使用的无线电波具有能量，是一种客观存在的物质 C．Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，其无线电波波长比可见光波长短 D．Wi-Fi使用的无线电波不会发生多普勒效应 例2.电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比射线的频率大 D．红光光子的能量比X射线大 例3.下列有关电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．对甲图，可分析发现振荡电路电场能正在减小，磁场能正在增大，处于正向放电过程 B．对乙图，因为仅是一条天线，没有电容器和电感线圈，不能有效地发射电磁波 C．对丙图，变化磁场激发感生电场，小球可能在电场力作用下沿圆环加速运动 D．对丁图，变化磁场周围产生电场不是普遍存在的现象，与闭合电路是否存在有关 考点三：电磁波的发射和接收 例1.赫兹通过如图所示的实验装置观察到了电火花，证实了电磁波的存在。重复实验时发现改变接收器参数可以更容易观察到电火花，这个过程叫作（    ） A．调幅 B．调谐 C．调频 D．解调 例2．如图所示为一种新型的发令枪。杭州二中运动会百米赛跑进行时，当发令裁判扣动扳机，发令枪同时发出清晰的激光信号和声音信号，由以上信息可以判断（　　） A．终点计时裁判听到枪声后立即按下计时表 B．扬声器的工作原理是将声音信号转换成电信号 C．发令枪产生的光信号和声信号的信息载体都是横波 D．发令枪在传递信息的过程中也伴随着能量的传递 巩固练习 一、单选题 1．高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A．电子跑圈时能量保持不变 B．射线是一种高能粒子流 C．射线是一种高能电磁波 D．射线的波长小于射线 2．第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 3．2026年，我国科研团队成功研制出能激发钍-229原子核跃迁的连续激光。已知普朗克常量为h，光速为c，若该激光的波长为λ，则其光子的能量为（　　） A．hλ B．hc C． D． 4．下列有关电磁振荡、电磁波现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．图1中，变化的磁场一定能产生电场，从而产生电磁波 B．图2中，在振荡电路中，仅增大线圈的电感，电磁振荡的频率增大 C．图3中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D．图4中，可见光是一种电磁波，其中红光的频率大于紫光的频率 5．关于电磁波的叙述下列说法正确的是（   ） A．空间变化的电场一定能产生电磁波 B．红外线的频率比X射线要高 C．无线电波的波长比紫外线的波长长 D．在真空中电磁波频率越高，传播速度也越大 6．下列说法正确的是（    ） A．甲图中的电路是收音机的一种调谐电路 B．乙图中的射电望远镜可接收天体辐射的无线电波 C．丙图中的人体组织照片是利用射线拍摄 D．丁图中的夜晚照片是通过紫外线的荧光特性拍摄 7．我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪器。则（　　） A．使体外仪器产生感应电流的过程叫做检波 B．使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制 C．体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等 D．体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号 8．氢原子的发射光谱如图所示，、、、是其中的四条光谱线，可见光的波长大致在之间，下列说法正确的是（　　） A．该光谱是由氢原子核衰变产生的 B．谱线对应光子的频率最大 C．谱线对应的一定是可见光中的紫光 D．谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小 9．如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0∼t1​ B．t1​∼t2​ C．t2​∼t3​ D．t3​∼t4​ 10．金属探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示，则（　　） A．此时穿过线圈的电流正在减小 B．此时电容器中的电场能正在增加 C．若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周期增大 D．若自感系数和电容C都增大到原来的两倍，其振荡周期变为原来的2倍 11．扫地机器人说明书上载明：电机额定功率为35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，机器人就自动回座机充电。若用该锂电池给LC振荡电路充电，其电流随时间变化的i−t图像如图所示，据此，下列说法中正确的是（　　） A．该电池输出的是交变电流，可直接为LC振荡电路提供持续的振荡电流，LC振荡电路中c时刻线圈的磁场能为0 B．该机器人电机的额定电流约为2.36A，LC振荡电路中b~c时间段内电容器的电场能逐渐减小 C．正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能，LC振荡电路中c~d时间段内线圈的磁场能逐渐增大 D．电池充满电后机器人正常工作约45min后回座机充电，LC振荡电路中a时刻电容器的电荷量最大 二、多选题 12．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 13．双相波除颤技术能够实现心脏节律重置，其简化工作电路如图甲，工作时先通过恒压充电电源对电容器充电，再通过CLR电路放电实行除颤。小明按图甲电路进行模拟实验，在电极片a、b之间接入电阻为0Ω、20Ω时，测得放电电流分别如图乙中的实线和虚线所示，已知电容，电感，不计电感与电容的漏磁、发热等损耗，下列说法正确的有（　　） A．互换两个电极片a、b在人体的位置，除颤仪仍可以正常工作 B．虚线振荡电流振幅衰减的主要原因是能量以电磁波的形式发射出去 C．保持电容和电感不变，电阻从0Ω增大到20Ω的过程中振荡电流周期会增大 D．电容充电完毕后，开关S接通放电电路瞬间电容器两端的电压约为1200V 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版（2019）选择性必修第二册复习讲义 第九讲 电磁振荡和电磁波 一．电磁振荡 1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2.振荡电路：产生振荡电流的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 3.电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中，电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 (2)充电过程中，线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能。 (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 4.电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π。 (2)频率f＝。 对电磁振荡的理解： 1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示) 2．板间电压u、电场能EE、磁场能EB随时间变化的图像(如图所示) u、EE规律与q－t图像相对应；EB规律与i－t图像相对应。 3．各物理量变化情况一览表 时刻(时间) 工作过程 q E i B 能量 0～ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 ～ 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 ～ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 ～T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 4.分类分析 (1)同步关系 在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即 q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑) 振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即 i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑) (2)同步异变关系 在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们的变化是同步的。 注意：自感电动势E的变化规律与q－t图像相对应。 2、 电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同（都等于光速）。 (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 3.电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制（调幅或调频）。 (2)调制方式。 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 4.无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5.电视广播信号的发射和接收过程 6.电磁波谱 按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱叫作电磁波谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 7.电磁波谱分析及应用 电磁 波谱 频率/Hz 真空中 波长/m 特性 应用 递变规律 无线 电波 ＜3×1011 ＞10-3 波动性强，易发生衍射　 无线电技术　 衍射能力减弱，直线传播能力增强 红外 线 3×1011～ 1015 10-7～ 10-3 热效应 红外遥感 可见 光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外 线 1015～ 1016 10-8～ 10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射 线 1016～ 1019 10-11～ 10-8 穿透本领强　 检查、医用透视 γ射 线 ＞1019 ＜10-11 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 考点一：振荡电路 例1.上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（    ） A．线圈中磁场的方向向上 B．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 C．若电容器两极板间距变大，则电路产生的无线信号电波的频率变大 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 【答案】C 【详解】A．根据安培定则可知，线圈中磁场的方向向下，故A错误； BD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，故BD错误； C．根据可知，若电容器两极板间距变大，则电容器的电容减小；根据可知，电路产生的无线信号电波的频率变大，故C正确。 故选C。 例2.振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，电容器充电完毕，线圈中的磁场最弱 B．时刻，电容器两极板间电场能最强 C．至时间内，回路中的电流在减小 D．至时间内，回路中的磁场能在增强 【答案】A 【详解】A．由图可知，时刻，电容器极板上的电荷量最大，说明电容器充电完毕，电场能最大；此时电路中电流（图像切线斜率为零），线圈中的磁场能最小（最弱），故A正确； B． 时刻，电荷量，说明电容器放电完毕，极板间电场强度为零，电场能最弱（为零），此时电流最大，磁场能最强，故B错误； C．至时间内，电荷量的绝对值由最大变为零，说明电容器在放电，电场能转化为磁场能，回路中的电流在增大，故C错误； D．至时间内，电荷量的绝对值由零变为最大，说明电容器在充电，磁场能转化为电场能，回路中的电流在减小，磁场能在减弱，故D错误。 故选A。 例3.如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　　） A．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 B．若i正在减小，则线圈两端电压在增大 C．若i正在增大，电场能正在转化为磁场能 D．若i正在增大，此时A板带正电 【答案】BC 【详解】A．根据 可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小；若仅增大电容器的电容，振荡频率减小，故A错误； B．若i正在减小，则线圈正在给电容器充电，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器极板间电压正在增大，即线圈两端电压在增大，故B正确； CD．若i正在增大，则电容器正在放电，电场能正在减小，磁场能正在增大，电场能正在转化为磁场能，由于该时刻电流i的方向指向A板，则此时A板带负电，故C正确，D错误。 故选BC。 考点二：电磁波及其应用 例1.Wi-Fi是人们使用频繁的通信技术，它主要利用频率为左右的无线电波进行传输信号。已知可见光的频率范围为，下列说法正确的是（　　） A．Wi-Fi使用的无线电波是纵波 B．Wi-Fi使用的无线电波具有能量，是一种客观存在的物质 C．Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，其无线电波波长比可见光波长短 D．Wi-Fi使用的无线电波不会发生多普勒效应 【答案】B 【详解】A．无线电波是电磁波的一种，电磁波的振荡方向垂直于传播方向，属于横波，A错误； B．电磁波具有能量，且是电磁场的传播形式，属于客观存在的物质，B正确； C．已知无线电波的波速，由，Wi-Fi频率 解得波长 可见光频率范围，则对应波长范围约，比较可得，即Wi-Fi波长更长，C错误； D．多普勒效应是由于波源与观察者相对运动导致观察者接收到的波的频率发生变化的现象，适用于所有波（包括电磁波），D错误。 故选B。 例2.电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比射线的频率大 D．红光光子的能量比X射线大 【答案】B 【详解】A．所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误； B．紫外线常用于杀菌消毒，但是长时间照射可能损害人体健康，故B正确； C．无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误； D．光子的能量与其频率成正比，红光的频率比X射线小，则红光光子的能量比X射线小，故D错误。 故选B。 例3.下列有关电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．对甲图，可分析发现振荡电路电场能正在减小，磁场能正在增大，处于正向放电过程 B．对乙图，因为仅是一条天线，没有电容器和电感线圈，不能有效地发射电磁波 C．对丙图，变化磁场激发感生电场，小球可能在电场力作用下沿圆环加速运动 D．对丁图，变化磁场周围产生电场不是普遍存在的现象，与闭合电路是否存在有关 【答案】C 【详解】A．甲图中，电流流向带正电的极板，电容器正在充电，振荡电路的电场能正在增大，磁场能正在减小，故A错误； B．有效发射电磁波要满足两个条件：振荡电路的频率足够高，且振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中，即开放电路。对乙图一条直导线对应的L、C足够小，根据可知，f足够高，能够有效发射电磁波，故B错误； C．均匀变化的磁场在圆环中激发出涡旋状的感生电场，小球由于受到电场力作用沿圆环加速运动，形成电流，故C正确； D．变化磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，故D错误。 故选C。 考点三：电磁波的发射和接收 例1.赫兹通过如图所示的实验装置观察到了电火花，证实了电磁波的存在。重复实验时发现改变接收器参数可以更容易观察到电火花，这个过程叫作（    ） A．调幅 B．调谐 C．调频 D．解调 【答案】B 【详解】A．二者都属于调制，是发射电磁波时，将信号加载到高频载波上的操作，属于发射端的信号处理，不符合题干中接收端调整参数的描述，故AC错误； B．调谐的定义就是改变接收电路的参数，使接收电路的固有频率与入射电磁波频率相同，发生电谐振，让接收信号强度达到最大，因此更容易观察到电火花，故B正确； D．解调是接收端从高频载波中取出携带的信号的操作，和“调整参数更容易观察到电火花”的描述不符，故D错误。 故选B。 例2．如图所示为一种新型的发令枪。杭州二中运动会百米赛跑进行时，当发令裁判扣动扳机，发令枪同时发出清晰的激光信号和声音信号，由以上信息可以判断（　　） A．终点计时裁判听到枪声后立即按下计时表 B．扬声器的工作原理是将声音信号转换成电信号 C．发令枪产生的光信号和声信号的信息载体都是横波 D．发令枪在传递信息的过程中也伴随着能量的传递 【答案】D 【详解】A．计时裁判应看到激光信号立即按下计时表，故A错误； B．扬声器的工作原理是将电信号转换成声音信号，故B错误； C．发令枪产生的光信号的信息载体是横波，发令枪产生的声信号的信息载体都是纵波，故C错误； D．发令枪传递信息的过程也是能量传递的过程，故D正确。 故选D。 巩固练习 一、单选题 1．高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A．电子跑圈时能量保持不变 B．射线是一种高能粒子流 C．射线是一种高能电磁波 D．射线的波长小于射线 【答案】C 【详解】A．电子在储存环中做曲线运动时，由于同步辐射会释放电磁波，根据能量守恒定律，电子的能量会逐渐减少，不能保持不变，故A错误。 B．X射线是电磁波的一种，属于高频电磁辐射，并非粒子流，故B错误。 C．X射线是波长较短、频率较高的电磁波，同步辐射产生的X射线正是高能电磁波，故C正确。 D．在电磁波谱中，γ射线的波长比X射线更短，因此X射线的波长大于γ射线，故D错误。 故选C。 2．第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 【答案】C 【详解】根据题干给出的单位关系，其中 （赫兹）是频率的单位，因此 （太赫兹）是频率的倍数单位，对应物理量为频率。 故选 C。 3．2026年，我国科研团队成功研制出能激发钍-229原子核跃迁的连续激光。已知普朗克常量为h，光速为c，若该激光的波长为λ，则其光子的能量为（　　） A．hλ B．hc C． D． 【答案】C 【详解】光子能量的计算公式为，其中为光子的频率 电磁波的波速、波长、频率满足关系 代入能量公式，可得光子能量 故选C。 4．下列有关电磁振荡、电磁波现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．图1中，变化的磁场一定能产生电场，从而产生电磁波 B．图2中，在振荡电路中，仅增大线圈的电感，电磁振荡的频率增大 C．图3中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D．图4中，可见光是一种电磁波，其中红光的频率大于紫光的频率 【答案】C 【详解】A．均匀变化的磁场产生恒定电场，恒定电场不能激发变化磁场，故不能产生电磁波，故A错误； B．根据可知，仅增大电感，频率减小，故B错误； C．使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，俗称选台，当接收电路的固有频率与电磁波的固有频率相同时，接收电路中产生较强的电流信号，故C正确； D．可见光是一种电磁波，红光的频率低于紫光的频率，故D错误。 故选C。 5．关于电磁波的叙述下列说法正确的是（   ） A．空间变化的电场一定能产生电磁波 B．红外线的频率比X射线要高 C．无线电波的波长比紫外线的波长长 D．在真空中电磁波频率越高，传播速度也越大 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，只有周期性（非均匀）变化的电场才能产生周期性变化的磁场，进而交替激发电磁场形成电磁波；均匀变化的电场只能产生恒定磁场，无法持续激发电磁场形成电磁波，故A错误； B．电磁波谱按频率从低到高排序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，红外线频率远低于X射线，故B错误； C．真空中电磁波满足，无线电波频率远低于紫外线，因此波长比紫外线更长，故C正确； D．真空中所有电磁波的传播速度均为光速，和频率大小无关，故D错误。 故选C。 6．下列说法正确的是（    ） A．甲图中的电路是收音机的一种调谐电路 B．乙图中的射电望远镜可接收天体辐射的无线电波 C．丙图中的人体组织照片是利用射线拍摄 D．丁图中的夜晚照片是通过紫外线的荧光特性拍摄 【答案】B 【详解】A．甲图是振荡电路发射电磁波的开放电路示意图，并不是调谐电路，故A错误； B．射电望远镜的工作原理就是接收天体辐射的无线电波，以此来观测天体等，故B正确； C．丙图中的人体组织照片是利用 X 射线拍摄的，γ 射线能量过高，会对人体造成较大伤害，一般不用于拍摄人体组织照片，故C错误； D．丁图中的夜晚照片是通过红外线的热成像特性拍摄的，而非紫外线的荧光特性，故D错误。 故选B。 7．我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪器。则（　　） A．使体外仪器产生感应电流的过程叫做检波 B．使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制 C．体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等 D．体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号 【答案】B 【详解】A．检波是从高频已调波中还原出低频信号的过程，体外接收电路产生感应电流是调谐（电谐振）过程的效果，故A错误； B．调制的定义就是将低频信号加载到高频载波上，使高频载波的参数随低频信号变化的过程，故B正确； C．体外接收电路需要通过电谐振接收高频载波，因此其固有频率应与高频载波的频率相等，故C错误； D．调谐是选择特定频率载波的过程，还原低频神经信号需要经过检波（解调）过程，故D错误。 故选B。 8．氢原子的发射光谱如图所示，、、、是其中的四条光谱线，可见光的波长大致在之间，下列说法正确的是（　　） A．该光谱是由氢原子核衰变产生的 B．谱线对应光子的频率最大 C．谱线对应的一定是可见光中的紫光 D．谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小 【答案】D 【详解】A．氢原子的发射光谱是由氢原子的核外电子的跃迁产生的，故A错误； B．谱线的波长最长，对应光子的频率最小，故B错误； C．由于不同颜色的光的波长由长到短依次是“红橙黄绿青蓝紫”，所以红光、橙光的波长较长，故谱线对应的不是可见光中的紫光，故C错误； D．由可知，谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小，故D正确。 故选D。 9．如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0∼t1​ B．t1​∼t2​ C．t2​∼t3​ D．t3​∼t4​ 【答案】C 【详解】在 t=0 时刻，电容器C的上极板 M 带正电，电路中电流 i=0，说明此时电容器充电完毕。随后电容器开始放电，电流从正极板 M 流出，经线圈 L 流向下极板，即电流方向为逆时针。由图乙可知，在 0∼t1 时间内电流 i 为正值，说明规定逆时针方向为电流的正方向。 A．0∼t1时间内，电流 i>0（逆时针），且电流增大。这是电容器放电过程。M 板带正电，电荷量逐渐减少，故A错误； B．t1∼t2时间内，电流i>0（逆时针），且电流减小。这是线圈给电容器反向充电的过程。电流流向电容器下极板，使下极板带正电，上极板 M 带负电。虽然 M 板带负电，但电流方向是逆时针，故B错误； C．t2∼t3时间内电流 i<0（顺时针），且电流绝对值增大。这是电容器放电过程。在 t2 时刻，充电完毕，下极板带正电，M 板带负电。放电时电流从下极板流出，沿顺时针方向流动。在此过程中，M 板依然带负电（电荷量逐渐减少至0）故C正确； D．t3∼t4时间内，电流 i<0（顺时针），且电流绝对值减小。这是线圈给电容器充电的过程。顺时针电流流向上极板 M，使 M 板带正电。故D错误。 故选C。 10．金属探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示，则（　　） A．此时穿过线圈的电流正在减小 B．此时电容器中的电场能正在增加 C．若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周期增大 D．若自感系数和电容C都增大到原来的两倍，其振荡周期变为原来的2倍 【答案】D 【详解】AB．根据图中磁场方向结合右手螺旋定则可知，此时电流方向沿顺时针方向，由下极板流向上极板，且下极板带正电，所以此时电容器正在放电，电容器两板间的电压正在减小，电容器中的电场能减小，线圈中磁场能增大，则电路中电流正在增大，故AB错误； CD．根据 可知若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周期减小，若自感系数L和电容C都增大到原来的2倍，则其振荡周期变为原来的2倍，故C错误，D正确。 故选D。 11．扫地机器人说明书上载明：电机额定功率为35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，机器人就自动回座机充电。若用该锂电池给LC振荡电路充电，其电流随时间变化的i−t图像如图所示，据此，下列说法中正确的是（　　） A．该电池输出的是交变电流，可直接为LC振荡电路提供持续的振荡电流，LC振荡电路中c时刻线圈的磁场能为0 B．该机器人电机的额定电流约为2.36A，LC振荡电路中b~c时间段内电容器的电场能逐渐减小 C．正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能，LC振荡电路中c~d时间段内线圈的磁场能逐渐增大 D．电池充满电后机器人正常工作约45min后回座机充电，LC振荡电路中a时刻电容器的电荷量最大 【答案】B 【详解】A．锂电池是直流电源，输出的是直流电，不能直接提供持续的振荡电流（振荡电流需要LC回路自身振荡产生，且会有阻尼衰减，除非有外部能量补充维持，但电池本身输出直流）；由图可知，时刻电流达到最大值，根据磁场能，此时线圈的磁场能最大，故A错误； B．根据 机器人电机的额定电流 在振荡电路中，时间段内，电流从增大到最大值，说明电容器正在放电，电场能转化为磁场能，因此电容器的电场能逐渐减小，故B正确； C．电动机正常工作时，输入的电功率为，由于线圈存在电阻产生焦耳热，输出的机械功率（动能变化率）小于，即每秒钟输出的动能小于；时间段内，电流从最大值减小到，说明电容器正在充电，磁场能转化为电场能，线圈的磁场能逐渐减小，故C错误； D．电池可用的电能为 工作时间 但在振荡电路中，时刻电流最大，此时磁场能最大，电场能为，电容器的电荷量为，故D错误。 故选B。 二、多选题 12．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 【答案】AD 【详解】A．无线电波的波长较长、频率较低，适用于广播及其他信号的传输，故A正确； B．紫外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，故B错误； C．紫外线照射会使物质发出荧光，但夜视仪是红外线的热效应工作的，故C错误； D．射线具有很强的穿透本领，可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。 故选AD。 13．双相波除颤技术能够实现心脏节律重置，其简化工作电路如图甲，工作时先通过恒压充电电源对电容器充电，再通过CLR电路放电实行除颤。小明按图甲电路进行模拟实验，在电极片a、b之间接入电阻为0Ω、20Ω时，测得放电电流分别如图乙中的实线和虚线所示，已知电容，电感，不计电感与电容的漏磁、发热等损耗，下列说法正确的有（　　） A．互换两个电极片a、b在人体的位置，除颤仪仍可以正常工作 B．虚线振荡电流振幅衰减的主要原因是能量以电磁波的形式发射出去 C．保持电容和电感不变，电阻从0Ω增大到20Ω的过程中振荡电流周期会增大 D．电容充电完毕后，开关S接通放电电路瞬间电容器两端的电压约为1200V 【答案】AC 【详解】A．除颤仪的工作原理是通过电容器放电产生电流来实现心脏节律重置，互换电极片a、b的位置，只是电流方向改变，不影响除颤的效果，除颤仪仍可以正常工作，故A正确； B．虚线振荡电流振幅衰减的主要原因是接入了电阻R，电流通过电阻时会产生焦耳热，能量以热能的形式损耗，而非以电磁波形式发射。故B错误； C．在有阻尼的LC振荡电路中，电阻R越大，阻尼越大，振荡周期会增大。因此保持C和L不变，R从0Ω增大到20Ω的过程中，振荡电流周期会增大。故C正确； D．设电容充电完毕后，开关S接通放电电路瞬间电容器两端的电压为，则此时电容器储存的电场能为 由于此时电路中电流为0，则电感的磁场能为0。随着电容器的放电，电场能逐渐转化为电感的磁场能。当电流达到最大值时，电容器的电荷量为0，则电场能全部转化为磁场能。此时的磁场能为 则根据能量守恒有 即 由图乙可知，代入上式解得，故D错误。 故选AC。 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $