第65讲 光的波动性 电磁振荡 电磁波和相对论（复习讲义）（北京专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第65讲 光的波动性 电磁振荡 电磁波和相对论 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的干涉现象 知识点1 双缝干涉 考向1 双缝干涉 重 知识点2 薄膜干涉 考向2 薄膜干涉 重 考点二 光的衍射和光的偏振现象 知识点1 光的衍射 考向1 光的衍射现象 重 知识点2 光的偏振现象 考向2 光的偏振现象 重 考点三 电磁波与相对论 知识点1 电磁振荡 考向1 LC振荡电路 重 知识点2 电磁波 知识点3 狭义相对论 考向2 对电磁波的理解 考向3 电磁波谱 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光的干涉现象 —— —— —— 光的衍射和光的偏振现象 —— 北京，T2，3分 —— 电磁波与相对论 —— —— —— 考情分析 题型与考向：题型基本以选择题形式出现，整体难度较低，常以生活光学现象、LC振荡电路为试题背景，考查干涉、衍射、偏振现象的辨析，电磁振荡规律、电磁波性质识记，以及相对论基本结论的定性判断，侧重概念理解，计算量很小。 情境与立意： 1.生活实践类：增透膜、偏振滤光片、激光等。 2.学习探究类：光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长。 复习目标 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振。 2.知道双缝干涉和薄膜干涉，知道形成明暗条纹的条件，知道发生明显衍射的条件。 3.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况，掌握电磁振荡的周期公式和频率公式。 4.知道相对论的两个基本假设和两个时空观的结论。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的干涉现象 知识点1 双缝干涉 知●识●解●构 1．产生条件 两列光的_________相同，振动方向_________，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2.光的干涉 （1）定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现_________条纹，某些区域相互减弱，出现_________条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 （2）条件：两束光的频率_________、相位差恒定。 3.双缝干涉 图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹。 （1）条纹间距：Δx=λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 （2）明暗条纹的判断方法 如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为Δr=r2-r1。 当Δr=nλ（n=0，1，2，…）时，光屏上P'处出现亮条纹。 当Δr=（2n+1）（n=0，1，2，…）时，光屏上P'处出现暗条纹。 考●向●破●译 考向1 双缝干涉 【重】 例1 （2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 【变式训练1·变情境】(2026·北京海淀区)（多选）将圆珠笔中的轻质小弹簧竖直放在水平桌面上，图1为弹簧正视示意图，实线和虚线表示螺旋细铁丝，已知弹簧上实线细铁丝和虚线细铁丝互成的夹角为θ。一束激光垂直弹簧轴线照射弹簧（只能照射到两圈弹簧），在光屏上会形成如图2所示的夹角为φ的“X”形交叉条纹。根据光学原理，该干涉图像与互成角度的两组双缝的干涉图像一致。下列说法正确的是（　　） A．若减小θ，则图2中的φ角将变大 B．若增大θ，则光屏上的条纹将更加密集 C．若改用波长更长的激光，则图2中的φ角不变 D．若改用波长更长的激光，则光屏上的条纹将更加密集 【变式训练2】（2026·北京西城·二模）如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C．将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D．将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 知识点2 薄膜干涉 知●识●解●构 1.形成原因 如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 2.明暗条纹的判断方法 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处，Δr=nλ（n=1，2，3，…），薄膜上出现明条纹。 在Q处，Δr=（2n+1）（n=0，1，2，3，…），薄膜上出现暗条纹。 3.应用 （1）增透膜：照相机、望远镜的镜头表面常镀一层透光的薄膜，一般增透膜的厚度是光在薄膜介质中传播的波长的，即d=。增透膜对绿光的增透效果最好，对红光、紫光的增透效果稍差，仍有部分反射，故有增透膜的镜头看上去呈淡紫色。 （2）用干涉法检查平面：如图甲所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射时，入射光从空气薄膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气薄膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里的空气薄膜产生的干涉条纹将发生弯曲，如图乙所示。 考●向●破●译 考向2 薄膜干涉 【重】 例2 (2026·北京丰台区)下列现象中属于干涉现象的是（　　） A．肥皂膜上显现彩色条纹 B．海市蜃楼 C．水中的气泡看上去特别明亮 D．泊松亮斑 【变式训练1】(2026下·北京东城区)阳光下肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法错误的是（ ） A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的间距不会发生变化 B．不同位置的液膜厚度不同，对应来自两个面反射光的路程差不同 C．肥皂膜上的条纹是液膜前后两个面反射光叠加形成的 D．肥皂膜的红色亮纹，是阳光中的红光干涉加强形成的 【变式训练2·变情境】(2026·北京中国人民大学附属中学)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。为标准石英环，为待测柱形样品，的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用红色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 B．当温度升高时，劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．如果换用紫光观察，干涉条纹变密集 D．如果换用更薄的石英板，干涉条纹变密集 考点二 光的衍射和光的偏振现象 知识点1 光的衍射 知●识●解●构 1.光的衍射 （1）发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长_________，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 （2）衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为_________相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度_________，宽度_________ a.中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度_________，宽度_________ b.亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而_________ 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐_________、宽度逐渐_________的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心_________ ②泊松亮斑（圆盘衍射） 当光照射到不透明的_________上时，在圆盘的阴影中心出现_________（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）。 2．对光的衍射的理解 （1）波长越长，衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别． （2）衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的． 3．单缝衍射与双缝干涉的比较 内容 光的干涉 光的衍射 现象 在光叠加区域出现加强或减弱的现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现象 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定 光的衍射没有条件，但障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显 典型现象 杨氏双缝干涉、薄膜干涉 单缝衍射、圆孔衍射、圆盘衍射 图样特点 不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等、中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹；光的干涉和衍射都属于光的叠加 4.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于波的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理．都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。 考●向●破●译 考向1 光的衍射现象 【重】 例1 （2026·北京昌平·二模）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮 B．肥皂膜在日光照射下看起来是彩色的 C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 D．单色光照射圆盘后，影的中心出现一个亮斑 【变式训练1】（2026·北京西城·一模）通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，这个现象属于光的（　　） A．折射现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．偏振现象 【变式训练2·变载体】(2026·北京第八十中学·二模)柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（ ） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 知识点2 光的偏振现象 知●识●解●构 1．自然光：包含着在垂直于传播方向上沿_________振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都_________． 2．偏振光：在_________于光的传播方向的平面上，只沿着某个_________的方向振动的光． 3．偏振光的形成 （1）让自然光通过_________形成偏振光． （2）让自然光在两种介质的界面发生反射和_________，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光． 4．偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等． 5．光的偏振现象说明光是一种_________波． 考●向●破●译 考向2 光的偏振现象 【重】 例2（2026·北京交通大学附属中学）摄影师在拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，为了消除玻璃表面反射光的干扰，可在照相机镜头前装一片偏振滤光片，其透振方向应与玻璃表面反射光的（　　） A．偏振方向平行 B．偏振方向垂直 C．出射方向平行 D．出射方向垂直 【变式训练1·变载体】(2026·北京海淀区)关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A．观察到筷子在水中的部分发生偏折，是由于光的全反射 B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C．观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 D．拍摄水下景物，在相机镜头前装上偏振片可使景物的像清晰 【变式训练2·变载体】(2026·北京石景山区)图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（ ） A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B．图乙所示现象可以表明光波是横波 C．图甲所示现象是光线通过一个圆孔得到的衍射图样 D．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，射到光屏上的光亮度不变 考点三 电磁波与相对论 知识点1 电磁振荡 知●识●解●构 1．振荡电流：大小和方向都做_________迅速变化的电流。 2．振荡电路：能产生_________的电路。 3．振荡过程：包括充电过程和_________过程。如图所示： 4．电磁振荡的周期与频率 （1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的_________。 （2）频率：电磁振荡完成周期性变化的_________与所用时间之比。振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫作_________周期、固有频率。 （3）周期和频率公式：T＝_________，f＝。 5．各物理量变化情况 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 6．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像（如图所示） 7．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。 8．两类关系 （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。 考●向●破●译 考向1 LC振荡电路 【重】 例1(2026·北京中国人民大学附属中学)如图，甲为LC振荡电路，乙是从某时刻开始计时的i-t图像，顺时针方向为电流正方向。在某段时间，LC电路中，电流方向顺时针，且M板带负电，则该时间段为（　　） A．0~t1 B．t1-t2 C．t2-t3 D．t3-t4 【变式训练1·变载体】（2026·北京第八十中学）某时刻LC振荡电路中磁场方向如图所示，且b点比a点电势低，下列说法正确的是（ ） A．电容器正在放电 B．线圈磁通量变化率正在增大 C．磁场能正在向电场能转化 D．自感系数L和电容C都增大到原来的两倍，可以使振荡频率增大到原来的两倍 【变式训练2·变情境】(2026·北京海淀区)在如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器C的两极板水平放置。开关S断开，极板间一带电灰尘恰好静止。从闭合开关S开始计时，灰尘在电容器内运动。已知LC电路的周期为，重力加速度为g，内灰尘未与两极板接触，不考虑空气阻力和LC电路的能量损耗。下列说法正确的是（　　） A．内，灰尘一直做加速运动 B．内，灰尘在极板间做往复运动 C．当时，灰尘的加速度大小为g D．当线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 思维建模 LC振荡电路充、放电过程的判断方法 （1）根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 （2）根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q（电压U、电场强度E）增大或电流i（磁感应强度B）减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （3）根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。 知识点2 电磁波 知●识●解●构 1．电磁场 （1）_________的磁场产生电场。 （2）_________的电场产生磁场。 2.电磁波 （1）电磁波的产生：电磁场（电磁能量）由近及远地向周围传播形成电磁波。 （2）电磁波是_________（选填“纵波”或“横波”），在空间中传播不需要_________。 （3）真空中电磁波的速度为_________m/s。 （4）公式v=λf对电磁波同样适用。 （5）电磁波能产生反射、_________、干涉和_________等现象。 3．电磁波的发射 （1）发射电磁波的振荡电路的特点 （2）电磁波的调制 调制 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术 分类 调幅（AM） 使高频电磁波的_________随信号的强弱而变的调制技术 调频（FM） 使高频电磁波的_________随信号的强弱而变的调制技术 4．电磁波的接收 （1）原理 电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生_________，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。 （2）电谐振与调谐 ①电谐振：当接收电路的_________跟收到的电磁波的_________相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象。 ②调谐：使接收电路产生_________的过程。 注意：调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。 5．电磁波谱 按电磁波的波长从长到短分布是_________、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。 电磁波谱 无线 电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 频率 由左向右，频率变化为由低到高 真空中的波长 由左向右，波长变化为由长到短 特性 波动性强 热效应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强 用途 通信、广播、天体物理研究 遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导 照明、照相等 杀菌、防伪、治疗皮肤病等 检查、探测、透视 探测、治疗 6．对麦克斯韦电磁场理论的理解 7．电磁波的发射示意图（如图所示） 8．电磁波接收的方法 （1）利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。 （2）利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。 （3）调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。 9．电磁波的共性 （1）它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 （2）都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s。 （3）它们的传播都不需要介质。 （4）它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 10．电磁波的个性 （1）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，波长越短穿透能力越强。 （2）同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。 知识点3 狭义相对论 知●识●解●构 1．两个基本假设 （1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是_________。 （2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是_________，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。 2．质能关系 用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为E=_________。 考●向●破●译 考向2 对电磁波的理解 例2(2026·北京中国人民大学附属中学)关于电磁场和电磁波的观点，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场一定会产生变化的磁场 B．同一频率的光，从真空射入介质后波长变短，光子能量增大 C．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 D．电磁波传递信号可以实现无线通信，并且波长越短，传播的方向性越好 【变式训练1·变载体】(2026·北京中学)（多选）如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c）为电路中的电流随时间变化的图像，则表述正确的是（ ） A．是中的电流图像 B．是中的电流图像 C．是中的电流图像 D．是流过耳机的电流图像 【变式训练2·变情境】(2026·北京第十二中学)当人们用微信等手机APP语音聊天时，既有机械波又有电磁波。下列关于机械波和电磁波说法正确的是（ ） A．机械波和电磁波都有横波和纵波 B．机械波和电磁波的传播都要依赖于介质 C．机械波与电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 D．机械波和电磁波在本质上是相同的，只是频率不同而已 考向3 电磁波谱 例3(2026·北京清华大学附属中学)“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【变式训练1·变情境】(2025·北京通州区)宇宙中到处存在的中性氢可以产生波长为21cm的谱线，这一谱线书写了宇宙的故事。我国于2016年在贵州落成启用的世界最大的500m口径球面射电望远镜（简称FAST）其中一个重要的任务就是在茫茫宇宙中探索中性氢的踪迹。下列数据与中性氢谱线的频率最接近的是（　　） A．106Hz B．107Hz C．108Hz D．109Hz 【变式训练2】(2026·北京第八中学)下列关于电磁波的说法错误的是（　　） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．紫外线可以用来灭菌消毒，无线电波广泛应用于通信和广播 C．红外线和紫外线都属于电磁波，红外线的频率比紫外线的频率大 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·浙江·选考）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 2．（2025·北京·真题）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮 3．（2025·山东·高考）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（ ） A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变 C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大 4．（2025·重庆·高考）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（　　） A．相邻两亮条纹间距为 B．相邻两暗条纹间距为 C．双缝之间的距离为 D．双缝之间的距离为 5．（2025·贵州·高考）天花板上有一发光的白炽灯，桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯，如图（a）所示；第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影，如图（b）所示。在两次观察中，以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时，透过偏振片观察到（　　） A．白炽灯和倒影的亮度均变化 B．白炽灯和倒影的亮度均不变 C．白炽灯亮度不变，倒影亮度变化 D．白炽灯亮度变化，倒影亮度不变 6．（2026·甘肃·高考）（多选）如图，在双缝干涉测量光波长的实验中，用波长为的激光照射挡板上的双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。用待测激光照射该双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。则（ ） A．待测激光的波长为 B．待测激光的频率为 C．若向右平移挡板，条纹间距减小 D．若向上平移挡板，条纹间距不变 7．（2026·河北·高考）如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央。其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为。若金属丝经加热均匀膨胀，则（ ） A．变小 B．变大 C．双缝间的距离减小 D．双缝间的距离不变 8．（2026·江苏·高考）阳光照射下肥皂泡顶部会出现彩色环纹，如图所示。由于重力作用，肥皂膜的厚度发生变化。该条纹（ ） A．是干涉条纹，半径逐渐增大 B．是干涉条纹，半径保持不变 C．是衍射条纹，半径逐渐增大 D．是衍射条纹，半径保持不变 9．（2025·浙江·高考）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第65讲 光的波动性 电磁振荡 电磁波和相对论 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的干涉现象 知识点1 双缝干涉 考向1 双缝干涉 重 知识点2 薄膜干涉 考向2 薄膜干涉 重 考点二 光的衍射和光的偏振现象 知识点1 光的衍射 考向1 光的衍射现象 重 知识点2 光的偏振现象 考向2 光的偏振现象 重 考点三 电磁波与相对论 知识点1 电磁振荡 考向1 LC振荡电路 重 知识点2 电磁波 知识点3 狭义相对论 考向2 对电磁波的理解 考向3 电磁波谱 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光的干涉现象 —— —— —— 光的衍射和光的偏振现象 —— 北京，T2，3分 —— 电磁波与相对论 —— —— —— 考情分析 题型与考向：题型基本以选择题形式出现，整体难度较低，常以生活光学现象、LC振荡电路为试题背景，考查干涉、衍射、偏振现象的辨析，电磁振荡规律、电磁波性质识记，以及相对论基本结论的定性判断，侧重概念理解，计算量很小。 情境与立意： 1.生活实践类：增透膜、偏振滤光片、激光等。 2.学习探究类：光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长。 复习目标 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振。 2.知道双缝干涉和薄膜干涉，知道形成明暗条纹的条件，知道发生明显衍射的条件。 3.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况，掌握电磁振荡的周期公式和频率公式。 4.知道相对论的两个基本假设和两个时空观的结论。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的干涉现象 知识点1 双缝干涉 知●识●解●构 1．产生条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2.光的干涉 （1）定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。 （2）条件：两束光的频率相同、相位差恒定。 3.双缝干涉 图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹。 （1）条纹间距：Δx=λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 （2）明暗条纹的判断方法 如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P'点的路程差为Δr=r2-r1。 当Δr=nλ（n=0，1，2，…）时，光屏上P'处出现亮条纹。 当Δr=（2n+1）（n=0，1，2，…）时，光屏上P'处出现暗条纹。 考●向●破●译 考向1 双缝干涉 【重】 例1 （2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 【答案】A 【解析】根据条纹间距公式 其中为双缝到光屏的距离，为双缝的宽度： A．根据条纹间距公式可知减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小，故A正确； B．根据条纹间距公式可知减小光源到双缝的距离，条纹间距不变，故B错误； C．蓝光的波长绿光的波长短，根据条纹间距公式可知换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变小，故C错误； D．红光的波长绿光的波长长，根据条纹间距公式可知换用红色激光照射双缝，条纹间距变大，故D错误。故选A。 【变式训练1·变情境】(2026·北京海淀区)（多选）将圆珠笔中的轻质小弹簧竖直放在水平桌面上，图1为弹簧正视示意图，实线和虚线表示螺旋细铁丝，已知弹簧上实线细铁丝和虚线细铁丝互成的夹角为θ。一束激光垂直弹簧轴线照射弹簧（只能照射到两圈弹簧），在光屏上会形成如图2所示的夹角为φ的“X”形交叉条纹。根据光学原理，该干涉图像与互成角度的两组双缝的干涉图像一致。下列说法正确的是（　　） A．若减小θ，则图2中的φ角将变大 B．若增大θ，则光屏上的条纹将更加密集 C．若改用波长更长的激光，则图2中的φ角不变 D．若改用波长更长的激光，则光屏上的条纹将更加密集 【答案】BC 【解析】A．若减小θ，则对应的干涉条纹的夹角也减小，即φ角减小，故A错误； B．若增大θ，相邻铁丝之间的间距d增大，根据可得减小，条纹间距变小，条纹密集，故B正确； C．φ角是几何结构角，只取决于弹簧上两组铁丝的夹角θ，与波长无关，故C正确； D．若改用波长更长的激光，根据可得增大，条纹间距变大，条纹稀疏，故D错误。故选BC。 【变式训练2】（2026·北京西城·二模）如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C．将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D．将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 【答案】C 【解析】A．根据公式，增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小，故A错误； B．根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，故B错误； C．根据公式，将红光换为绿光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，故C正确 D．将红光换为白光，在屏上将出现彩色干涉条纹，故D错误。故选C。 知识点2 薄膜干涉 知●识●解●构 1.形成原因 如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 2.明暗条纹的判断方法 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ。 在P1、P2处，Δr=nλ（n=1，2，3，…），薄膜上出现明条纹。 在Q处，Δr=（2n+1）（n=0，1，2，3，…），薄膜上出现暗条纹。 3.应用 （1）增透膜：照相机、望远镜的镜头表面常镀一层透光的薄膜，一般增透膜的厚度是光在薄膜介质中传播的波长的，即d=。增透膜对绿光的增透效果最好，对红光、紫光的增透效果稍差，仍有部分反射，故有增透膜的镜头看上去呈淡紫色。 （2）用干涉法检查平面：如图甲所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射时，入射光从空气薄膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气薄膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里的空气薄膜产生的干涉条纹将发生弯曲，如图乙所示。 考●向●破●译 考向2 薄膜干涉 【重】 例2 (2026·北京丰台区)下列现象中属于干涉现象的是（　　） A．肥皂膜上显现彩色条纹 B．海市蜃楼 C．水中的气泡看上去特别明亮 D．泊松亮斑 【答案】A 【解析】A．肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜前后两个表面反射的两列相干光叠加形成的薄膜干涉现象，故A正确； B．海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中发生折射、全反射形成的虚像，不属于干涉现象，故B错误； C．水中的气泡看上去特别明亮，是光从水射向气泡界面时发生全反射导致的，不属于干涉现象，故C错误； D．泊松亮斑是光绕过不透光的小圆板，在阴影中心形成亮斑的光的衍射现象，不属于干涉现象，故D错误。故选A。 【变式训练1】(2026下·北京东城区)阳光下肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法错误的是（ ） A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的间距不会发生变化 B．不同位置的液膜厚度不同，对应来自两个面反射光的路程差不同 C．肥皂膜上的条纹是液膜前后两个面反射光叠加形成的 D．肥皂膜的红色亮纹，是阳光中的红光干涉加强形成的 【答案】A 【解析】A．薄膜是等厚干涉，肥皂膜从形成到破裂，由于液体在向下流动，薄膜上部逐渐变薄，下部逐渐变厚，条纹的间距会发生变化，故A错误； B．来自前后两个面的反射光的路程差等于该处厚度的2倍，不同位置的液膜厚度不同，对应来自两个面反射光的路程差不同，B正确； C．肥皂膜上的干涉条纹是由液膜前后两个面反射光叠加形成的，C正确； D．不同色光经过肥皂膜的前后表面反射后加强形成彩色条纹，其中肥皂膜的红色亮纹，是阳光中的红光干涉加强形成的，D正确。此题选择不正确的，故选A。 【变式训练2·变情境】(2026·北京中国人民大学附属中学)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。为标准石英环，为待测柱形样品，的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用红色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 B．当温度升高时，劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C．如果换用紫光观察，干涉条纹变密集 D．如果换用更薄的石英板，干涉条纹变密集 【答案】C 【解析】AB．当温度升高时，石英环和柱形样品均发生热膨胀。已知柱体的膨胀系数小于石英环的膨胀系数，即，所以在相同温度变化下，的高度增加量大于的高度增加量。由于上方石英板放置在上，板随上升的高度大于上表面上升的高度，导致劈形空气层的厚度变大。根据等厚干涉原理，当空气层厚度变大时，同一级干涉条纹（对应相同的空气层厚度）会向空气层较薄的地方（即劈尖棱边）移动。根据图示可知，劈尖棱边在左侧，条纹应向左移动。故A错误，B错误； C．干涉条纹的间距公式为，其中为光在空气中的波长，为劈尖角。紫光的波长小于红光的波长，即。当换用紫光观察时，波长减小，在劈尖角不变的情况下，条纹间距减小，干涉条纹变密集。故C正确； D．干涉条纹的间距取决于光的波长和劈尖角，与上方石英板的厚度无关。换用更薄的石英板，劈尖角和波长均未改变，干涉条纹间距不变。故D错误。故选C。 考点二 光的衍射和光的偏振现象 知识点1 光的衍射 知●识●解●构 1.光的衍射 （1）发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 （2）衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 a.中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小 b.亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 ②泊松亮斑（圆盘衍射） 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）。 2．对光的衍射的理解 （1）波长越长，衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别． （2）衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看作是沿直线传播的． 3．单缝衍射与双缝干涉的比较 内容 光的干涉 光的衍射 现象 在光叠加区域出现加强或减弱的现象 光绕过障碍物偏离直线传播的现象 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定 光的衍射没有条件，但障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显 典型现象 杨氏双缝干涉、薄膜干涉 单缝衍射、圆孔衍射、圆盘衍射 图样特点 不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等、中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相等 中央条纹最亮，两边变暗 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹；光的干涉和衍射都属于光的叠加 4.光的干涉和衍射的本质 光的干涉和衍射都属于波的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理．都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的。 考●向●破●译 考向1 光的衍射现象 【重】 例1 （2026·北京昌平·二模）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮 B．肥皂膜在日光照射下看起来是彩色的 C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 D．单色光照射圆盘后，影的中心出现一个亮斑 【答案】D 【解析】A．水中的气泡看起来特别明亮，是光从光密介质水射向光疏介质空气时发生全反射导致的，不属于衍射，故A错误； B．肥皂膜在日光照射下呈彩色，是肥皂膜前后表面反射的光发生薄膜干涉形成的，不属于衍射，故B错误； C．白光通过三棱镜出现彩色光带，是由于不同色光的折射率不同，发生折射色散形成的，不属于衍射，故C错误； D．单色光照射圆盘时影中心的亮斑为泊松亮斑，是光绕过圆盘障碍物发生衍射形成的，属于光的衍射，故D正确。故选D。 【变式训练1】（2026·北京西城·一模）通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，这个现象属于光的（　　） A．折射现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．偏振现象 【答案】B 【解析】光的衍射是光绕过障碍物偏离直线传播的现象，当狭缝宽度与光的波长相近时会发生明显衍射，日光灯发出的复色光经过单缝衍射后会色散形成彩色条纹，就是光的衍射现象。故选B。 【变式训练2·变载体】(2026·北京第八十中学·二模)柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（ ） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 【答案】C 【解析】AB．由题意可知这一技术利用了光的衍射现象，故AB错误； C．如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更明显了，由明显衍射条件可知，抽出的丝变细了，故C正确； D．光屏上形成的衍射条纹是不等间距的，中间宽、两边窄，故D错误。故选C。 知识点2 光的偏振现象 知●识●解●构 1．自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同． 2．偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光． 3．偏振光的形成 （1）让自然光通过偏振片形成偏振光． （2）让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光． 4．偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等． 5．光的偏振现象说明光是一种横波． 考●向●破●译 考向2 光的偏振现象 【重】 例2（2026·北京交通大学附属中学）摄影师在拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，为了消除玻璃表面反射光的干扰，可在照相机镜头前装一片偏振滤光片，其透振方向应与玻璃表面反射光的（　　） A．偏振方向平行 B．偏振方向垂直 C．出射方向平行 D．出射方向垂直 【答案】B 【解析】玻璃表面反射的光是部分偏振光，其偏振方向平行于反射表面（即电矢量振动方向平行于界面）。偏振滤光片的作用是只允许特定偏振方向的光通过。为了消除反射光的干扰，需阻挡反射光，因此滤光片的透振方向应与反射光的偏振方向垂直，这样反射光被吸收或阻挡，而透射光（陈列物反射的光）可以部分通过，出射方向与偏振方向无关。故选B。 【变式训练1·变载体】(2026·北京海淀区)关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A．观察到筷子在水中的部分发生偏折，是由于光的全反射 B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C．观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 D．拍摄水下景物，在相机镜头前装上偏振片可使景物的像清晰 【答案】D 【解析】A．筷子在水中部分偏折是光的折射现象，全反射需要光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角，与该现象无关，故A错误； B．光盘记录轨道能做得很密是利用了激光平行度好、可会聚到极小光点的特性，与激光亮度高无关，故B错误； C．立体电影利用的是光的偏振原理：两台放映机发出偏振方向不同的光，观众佩戴的偏振眼镜左右镜片偏振方向分别与之匹配，使左右眼获得不同图像从而产生立体感，与光的衍射无关，故C错误； D．水面的反射光多为偏振光，在相机镜头前加装偏振片可以过滤掉这些反射杂光，减少画面干扰，使水下景物的像更清晰，故D正确。故选D。 【变式训练2·变载体】(2026·北京石景山区)图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（ ） A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B．图乙所示现象可以表明光波是横波 C．图甲所示现象是光线通过一个圆孔得到的衍射图样 D．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，射到光屏上的光亮度不变 【答案】B 【解析】AC．图甲正中央的亮点是由于光通过不透明小圆板发生光的衍射得到的，故AC错误； B．只有横波才能产生偏振现象，图乙所示现象可以表明光波是横波，故B正确； D．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，透振方向的夹角不断变化，射到光屏上的光亮度发生变化，故D错误。故选B。 考点三 电磁波与相对论 知识点1 电磁振荡 知●识●解●构 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：能产生振荡电流的电路。 3．振荡过程：包括充电过程和放电过程。如图所示： 4．电磁振荡的周期与频率 （1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 （2）频率：电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比。振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫作固有周期、固有频率。 （3）周期和频率公式：T＝2π，f＝。 5．各物理量变化情况 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 6．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像（如图所示） 7．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。 8．两类关系 （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。 考●向●破●译 考向1 LC振荡电路 【重】 例1(2026·北京中国人民大学附属中学)如图，甲为LC振荡电路，乙是从某时刻开始计时的i-t图像，顺时针方向为电流正方向。在某段时间，LC电路中，电流方向顺时针，且M板带负电，则该时间段为（　　） A．0~t1 B．t1-t2 C．t2-t3 D．t3-t4 【答案】A 【解析】A．0∼t1时间内，电流为顺时针放电，电流为正，此时电容器原本M板带正电，放电时正电荷从M板流出，M板正电荷减少，直到t1时刻极板电荷为0；在 0∼t1后半段，M板的正电荷完全流出后，负电荷开始在M板积累（即M板带负电），同时电流仍为顺时针（正方向），故A正确； B．t1∼t2时间内，电流为顺时针充电，正电荷流向M板，M板带正电，故B错误； CD．t2∼t3和t3∼t4时间内，电流为负（逆时针），不符合“顺时针”的要求，故CD错误。故选A。 【变式训练1·变载体】（2026·北京第八十中学）某时刻LC振荡电路中磁场方向如图所示，且b点比a点电势低，下列说法正确的是（ ） A．电容器正在放电 B．线圈磁通量变化率正在增大 C．磁场能正在向电场能转化 D．自感系数L和电容C都增大到原来的两倍，可以使振荡频率增大到原来的两倍 【答案】A 【解析】AC．电路中电流的方向从a流向b，又由于b点比a点电势低，则说明电容器正在放电，电场能向磁场能转化，A正确，C错误； B．电容器正在放电，则电路中的电流在增大，根据电磁振荡的特点可知，电流的变化率在减小，根据电流产生的磁场的特点可知线圈磁通量变化率正在减小，B错误； D．根据电磁振荡的频率公式 可知，自感系数L和电容C都增大到原来的两倍，可以使振荡频率减小到原来的，D错误。故选A。 【变式训练2·变情境】(2026·北京海淀区)在如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器C的两极板水平放置。开关S断开，极板间一带电灰尘恰好静止。从闭合开关S开始计时，灰尘在电容器内运动。已知LC电路的周期为，重力加速度为g，内灰尘未与两极板接触，不考虑空气阻力和LC电路的能量损耗。下列说法正确的是（　　） A．内，灰尘一直做加速运动 B．内，灰尘在极板间做往复运动 C．当时，灰尘的加速度大小为g D．当线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 【答案】A 【解析】开关S断开时，灰尘静止，说明电场力与重力平衡，即 电场力方向向上，重力向下。闭合开关后，LC电路开始无损耗振荡，周期为，电容器电荷量满足 以向上为电场正方向，电场强度满足 以向下为受力的正方向，灰尘受到的合力满足 A．内，灰尘受到的合力始终为正值，故加速度方向始终向下；灰尘初速度为0，因此一直向下做加速运动，故A正确； B．内，灰尘受到的合力始终为正值，故加速度方向始终向下；因此在内灰尘加速度始终向下，灰尘一直向下运动，不会往复，故B错误； C．当时，灰尘受到的合力 根据牛顿第二定律可知，灰尘的加速度大小为，故C错误； D．LC电路中，电容器的电场能和电感线圈的磁场能总和不变，由能量守恒可知，当线圈中电流最大时，电感线圈的磁场能最大，电容器的电场能为0，因此电容器内的电场强度 此时，灰尘仅受重力作用，由牛顿第二定律可知，此时灰尘的加速度大小为，故D错误。故选A。 思维建模 LC振荡电路充、放电过程的判断方法 （1）根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 （2）根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q（电压U、电场强度E）增大或电流i（磁感应强度B）减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （3）根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。 知识点2 电磁波 知●识●解●构 1．电磁场 （1）变化的磁场产生电场。 （2）变化的电场产生磁场。 2.电磁波 （1）电磁波的产生：电磁场（电磁能量）由近及远地向周围传播形成电磁波。 （2）电磁波是横波（选填“纵波”或“横波”），在空间中传播不需要介质。 （3）真空中电磁波的速度为3×108m/s。 （4）公式v=λf对电磁波同样适用。 （5）电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。 3．电磁波的发射 （1）发射电磁波的振荡电路的特点 （2）电磁波的调制 调制 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术 分类 调幅（AM） 使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术 调频（FM） 使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术 4．电磁波的接收 （1）原理 电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。 （2）电谐振与调谐 ①电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象。 ②调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 注意：调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。 5．电磁波谱 按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。 电磁波谱 无线 电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 频率 由左向右，频率变化为由低到高 真空中的波长 由左向右，波长变化为由长到短 特性 波动性强 热效应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强 用途 通信、广播、天体物理研究 遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导 照明、照相等 杀菌、防伪、治疗皮肤病等 检查、探测、透视 探测、治疗 6．对麦克斯韦电磁场理论的理解 7．电磁波的发射示意图（如图所示） 8．电磁波接收的方法 （1）利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。 （2）利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。 （3）调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。 9．电磁波的共性 （1）它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 （2）都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s。 （3）它们的传播都不需要介质。 （4）它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 10．电磁波的个性 （1）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，波长越短穿透能力越强。 （2）同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。 知识点3 狭义相对论 知●识●解●构 1．两个基本假设 （1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。 （2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。 2．质能关系 用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为E=mc2。 考●向●破●译 考向2 对电磁波的理解 例2(2026·北京中国人民大学附属中学)关于电磁场和电磁波的观点，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场一定会产生变化的磁场 B．同一频率的光，从真空射入介质后波长变短，光子能量增大 C．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 D．电磁波传递信号可以实现无线通信，并且波长越短，传播的方向性越好 【答案】D 【解析】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会产生恒定的磁场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，因此变化的电场不一定产生变化的磁场，故A错误； B．光子能量公式为，仅由频率决定，光从真空射入介质后频率不变，因此光子能量不变；介质中光速（为介质折射率） 由可知波长变短，故B错误； C．我们周围物体的辐射为热辐射，热辐射的强度、波长分布都与温度有关，温度越高辐射越强、峰值波长越短，故C错误； D．电磁波可在真空中传播，因此能实现无线通信；电磁波波长越短，衍射能力越弱，直线传播特性越强，传播的方向性越好，故D正确。故选D。 【变式训练1·变载体】(2026·北京中学)（多选）如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c）为电路中的电流随时间变化的图像，则表述正确的是（ ） A．是中的电流图像 B．是中的电流图像 C．是中的电流图像 D．是流过耳机的电流图像 【答案】CD 【解析】ABC．调谐接收电路接收无线电波，将其放大后，进行解调去除载波，最终输出携带信息的低频信号（如音频信号）。根据图乙可知，应是中的电流。由于与二极管串联，当上的电压与反向时，中没有电流，因此应是中的电流，故A、B错误，C正确； D．通过耳机的电流为通过解调还原出来的信号，如图乙（c）中的，故D正确。故选CD。 【变式训练2·变情境】(2026·北京第十二中学)当人们用微信等手机APP语音聊天时，既有机械波又有电磁波。下列关于机械波和电磁波说法正确的是（ ） A．机械波和电磁波都有横波和纵波 B．机械波和电磁波的传播都要依赖于介质 C．机械波与电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 D．机械波和电磁波在本质上是相同的，只是频率不同而已 【答案】C 【解析】A．机械波有横波和纵波两种类型，但电磁波的电场、磁场振动方向均与传播方向垂直，只有横波，故A错误； B．机械波是机械振动的传播，必须依赖介质，真空中无法传播；电磁波是电磁场的传播，不需要介质，可在真空中传播，故B错误； C．反射、折射、干涉、衍射是所有波特有的共性，机械波和电磁波都属于波，均能发生上述现象，故C正确； D．机械波本质是介质质点振动形式和能量的传递，电磁波本质是变化电磁场的传播，二者本质完全不同，并非仅频率有差异，故D错误。故选C。 考向3 电磁波谱 例3(2026·北京清华大学附属中学)“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　） A．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】B 【解析】A．电磁波仅在真空中的传播速度为，在介质中传播速度为（为介质折射率，），小于，故A错误； B．按电磁波谱波长从长到短的排序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线波长比紫外线大，故B正确； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会激发出恒定的磁场，恒定磁场无法再激发电场，不能产生电磁波，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。故选B。 【变式训练1·变情境】(2025·北京通州区)宇宙中到处存在的中性氢可以产生波长为21cm的谱线，这一谱线书写了宇宙的故事。我国于2016年在贵州落成启用的世界最大的500m口径球面射电望远镜（简称FAST）其中一个重要的任务就是在茫茫宇宙中探索中性氢的踪迹。下列数据与中性氢谱线的频率最接近的是（　　） A．106Hz B．107Hz C．108Hz D．109Hz 【答案】D 【解析】ABCD．中性氢可以产生波长为21cm的谱线，根据真空中传播的电磁波,则 代入数据解得 ABC错误，D正确。故选D。 【变式训练2】(2026·北京第八中学)下列关于电磁波的说法错误的是（　　） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．紫外线可以用来灭菌消毒，无线电波广泛应用于通信和广播 C．红外线和紫外线都属于电磁波，红外线的频率比紫外线的频率大 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故A正确，不符合题意； B．紫外线能量较高，可破坏微生物结构实现灭菌消毒，无线电波波长长、衍射能力强，广泛应用于通信和广播场景，故B正确，不符合题意； C．红外线和紫外线均属于电磁波，电磁波谱中红外线的波长大于紫外线，由可知，红外线的频率小于紫外线的频率，故C错误，符合题意； D．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波的存在，赫兹后续通过实验首次证实了电磁波的存在，故D正确，不符合题意。故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·浙江·选考）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 【解析】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。 2．（2025·北京·真题）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮 【答案】B 【解析】A．雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意； B．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意； C．肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意； D．水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。故选B。 3．（2025·山东·高考）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（ ） A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变 C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大 【答案】A 【解析】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。故选A。 4．（2025·重庆·高考）杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（　　） A．相邻两亮条纹间距为 B．相邻两暗条纹间距为 C．双缝之间的距离为 D．双缝之间的距离为 【答案】C 【解析】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为，故AB错误； CD．由公式可得，双缝之间的距离为，故C正确，D错误。故选C。 5．（2025·贵州·高考）天花板上有一发光的白炽灯，桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯，如图（a）所示；第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影，如图（b）所示。在两次观察中，以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时，透过偏振片观察到（　　） A．白炽灯和倒影的亮度均变化 B．白炽灯和倒影的亮度均不变 C．白炽灯亮度不变，倒影亮度变化 D．白炽灯亮度变化，倒影亮度不变 【答案】C 【解析】白炽灯发出的光为自然光，其振动方向均匀分布，所以第一次透过偏振片直接观察白炽灯，白炽灯亮度不变；而自然光通过水面反射后为部分偏振光，则第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影时，当旋转偏振片时，偏振片的透振方向与反射光的主要振动方向的夹角不断变化，所以倒影的亮度会发生变化。故选C。 6．（2026·甘肃·高考）（多选）如图，在双缝干涉测量光波长的实验中，用波长为的激光照射挡板上的双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。用待测激光照射该双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。则（ ） A．待测激光的波长为 B．待测激光的频率为 C．若向右平移挡板，条纹间距减小 D．若向上平移挡板，条纹间距不变 【答案】ACD 【解析】A．根据相邻亮条纹间距公式，可得 则待测激光的波长为，故A正确； B．待测激光的频率为，故B错误； C．若向右平移挡板，则减小，根据可知，条纹间距减小，故C正确； D．若向上平移挡板，由于、不变，根据可知，条纹间距不变，故D正确。故选ACD。 7．（2026·河北·高考）如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央。其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为。若金属丝经加热均匀膨胀，则（ ） A．变小 B．变大 C．双缝间的距离减小 D．双缝间的距离不变 【答案】A 【解析】CD．金属丝加热均匀膨胀，其直径D变大。该装置利用金属丝两侧的空隙形成双缝干涉，设两挡板间狭缝总宽度为W（不变），则双缝间距（即两透光狭缝中心间的距离）为 当D变大时，双缝间距d变大，故CD错误； AB．根据双缝干涉条纹间距公式（其中L为缝到屏的距离，λ为光波长），当d变大时，变小，故A正确，B错误。故选A。 8．（2026·江苏·高考）阳光照射下肥皂泡顶部会出现彩色环纹，如图所示。由于重力作用，肥皂膜的厚度发生变化。该条纹（ ） A．是干涉条纹，半径逐渐增大 B．是干涉条纹，半径保持不变 C．是衍射条纹，半径逐渐增大 D．是衍射条纹，半径保持不变 【答案】A 【解析】肥皂膜上的条纹是薄膜干涉条纹，由肥皂膜前后两个表面的反射光叠加干涉形成。 竖直放置的肥皂膜受重力作用，液体向下流动，形成上薄下厚的结构：越靠下，肥皂膜厚度随竖直高度的增加越快（单位竖直距离的厚度变化量越大）。 根据薄膜干涉规律，相邻亮纹（或暗纹）对应的厚度差固定为（λ为入射光波长），厚度变化率越大，相邻条纹的竖直间距越小，因此条纹半径逐渐增大。故选A。 9．（2025·浙江·高考）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．线圈中插入铁芯，增大了自感系数，由电磁振荡的周期，可知周期变大，故A错误； B．线圈的匝数增多，自感系数变大，由可知周期变大，故B错误； C．电容器极板间插入电介质，即增大，由可知电容变大，由可知周期变大，故C错误； D．电容器极板间距增大，由可知电容变小，由可知周期变小，故D正确。故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $