考点61 电磁振动和电磁波 +相对论（核心考点精讲+分层精练)--最新高考物理一轮复习考点精讲（新高考专用）

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1. 3年真题考点分布
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计3次，主要考查：
（1）电场震荡现象解释和判断；
（2）电磁波普识别和判断；
（3）相对论现象解释；
【备考策略】理解并掌握电磁震荡现象识别和解释；了解电磁波普图像；识记相对论的内容并能够解释物理现象。
【命题预测】本节内容属于高考中的冷门知识点，在全国各省份的高考卷中出现的概率不大，2024年考生对于本节内容不要花过多时间复习，只需要了解最基本的历史知识，不分的现象解释即可。
考法1 电磁震荡
1．LC振荡电路
由自感线圈和电容器组成的电路就是最简单的振荡电路，简称LC电路。如图所示，先将开关S和1接触，开关闭合后电源给电容器C充电，然后将S和2接触，在LC电路中就出现了大小与方向都做周期性变化的振荡电路。在产生电流的过程中，电容器极板上的电荷q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E和线圈中的磁感应强度B都发生周期性变化，这种现象叫做电磁振荡。
（1）从振荡的表象上看：LC振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。
（2）从屋里本质上看：LC振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电的形式相互转化的过程。
2．电磁振荡的规律
LC电路中电场振荡的规律可用下图表示。（图中↗表示增大，↘表示减小）
3．电磁振荡的周期和频率
与力学中的简谐运动类似，如果没有能量损失，也不受外界影响，电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质所决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电磁振荡的周期和频率公式为T=2π，频率。
4．电磁振荡规律的分析
（1）电磁振荡中各物理量的变化规律分析
LC电路中的振荡电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板上的电荷量q、电容器两端的电压u、极板间的电场强度E均是随时间按正弦（或余弦）规律做周期性变化的，如图所示。
LC电路中各物理量的变化规律如下表所示。
【典例1】（2023·江苏·模拟预测）为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图所示装置。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率，进而再获知电容C的值（L值已知），从而测量油罐内的液面高度。下列分析判断正确的是（ ）

A．该装置适用于测量任意种类液体的液面高度
B．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关
C．当装置使用过久电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小
D．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的LC回路中电流的振荡频率变小
【答案】B
【详解】A．该装置适用于测量不导电液体的液面高度，A错误；
B C．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关，则当装置使用过久电源电动势减小时，振荡电路的周期和频率不变，则测量的液面高度比真实值不变，B正确，C错误；
D．当储物罐内的液面高度降低时，根据
正对面积减小，则C减小，根据，所测到的LC回路中电流的振荡频率变大， D错误。
故选B。
【变式1】（2023·河北·校联考三模）如图所示为某时刻振荡电路所处的状态，则该时刻（ ）

A．振荡电流i在增大B．电容器上的电荷量增多
C．磁场能正在向电场能转化D．电流的变化率增大
【答案】A
【详解】A．图示时刻电流流向负极板，即负极板失电子，可知，极板所带电荷量减小，即电容器在放电，振荡电流增大，A正确；
B．根据上述可知，电容器处于放电状态，电容器上的电荷量减小，B错误；
C．根据上述，电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化，C错误；
D．根据上述，电容器处于放电状态，电流增大，但电流增大得越来越慢，即电流变化率减小，D错误。
故选A。
【变式2】（2023·四川成都·成都七中校考模拟预测）如图甲所示，LC电路中，周期。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i-t图像如图乙所示，规定顺时针为电流正向，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取。线圈中电流最大时（未打到极板），灰尘的加速度大小为 ；回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在 时间段（，ab，bc，或cd）；灰尘在遇到极板之前，它的速度 （不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。

【答案】 10 cd 不断增大
【详解】[1]线圈中电流最大时，线圈的磁场能最大，则电容器的电场能最小，可知电容器内的电场强度为零，所以灰尘的加速度大小为
[2]回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则回路应在cd时间段。
[3]灰尘带负电，且由于S断开时处于静止状态，电场力等于重力，则灰尘下落时受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。
考法2 电磁波
1．电磁场、电磁波、电磁波谱
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．
(2)电磁波
①电磁场在空间由近及远的传播，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．
④v＝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
a．调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．
b．调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．
(4)无线电波的接收
①当接收电路的固有频率跟接收到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做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路．
③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．
(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱．
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．
【典例2】（2023·浙江·校联考模拟预测）如图所示为一种新型的发令枪，由闪光发令元件，模拟枪声电路，同步控制电路，扬声器及电源等电子元部件组成。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，可以很好取代传统发令枪产生的烟雾污染，由以上信息可以判断（ ）

A．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．发令枪传递信息的过程也是能量传递的过程
【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。
【变式1】（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）二十世纪中叶以后，移动电话得到了快速发展，到目前为止，我们可以通过移动电话机上网购物、玩游戏、刷抖音、查资料等等，给我们人类的生活带来了便捷与欢乐。有关移动电话的下列说法错误的是（ ）
A．移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波
B．移动电话只能发射电磁波，不能接收电磁波
C．移动电话不仅能利用电磁波传递声音，也能传递图像
D．在加油站一般禁止利用移动电话打电话
【答案】B
【详解】AB．移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，选项A正确，B错误；
C．移动电话不仅能利用电磁波传递声音，也能传递图像，选项C正确；
D．为安全起见，在加油站一般禁止利用移动电话打电话，选项D正确。
此题选择错误选项，故选B。
【变式2】（2023·四川绵阳·统考模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦总结前人的结果，提出了系统的电磁理论
B．用相机拍摄水中的鱼时，可通过镜头表面的增透膜，以减弱水面反射光的影响
C．凡是做变速运动的电荷都会在空间中产生电磁波，所以人们周围到处是地磁波
D．因为光也是一种电磁波，所以电磁波可以通过光缆传输，但不能通过电缆传播
E．德国科学家赫兹首次用实验证实了电磁波的存在
【答案】ACE
【详解】A．麦克斯韦总结前人的结果，提出了系统的电磁理论，故A正确；
B．用相机拍摄水中的鱼时，可通过镜头表面装一个偏振片，以减弱水面反射光的影响，故B错误；
C．凡是做变速运动的电荷都会在空间中产生电磁波，所以人们周围到处是地磁波，故C正确；
D．因为光也是一种电磁波，所以电磁波可以通过光缆传输，可以通过电缆传播，故D错误；
E．德国科学家赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，故E正确。
故选ACE。
考法3 相对论
2．相对论
(1)狭义相对论的两个基本假设
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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系．
(2)质速关系
①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：
m＝eq \f(m0,\r(1－\f(v,c)2)).
②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.
(3)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.
【典例3】（2023·江苏南京·模拟预测）已知μ子低速运动时的平均寿命是3.0微秒，当μ子以高速飞行时，μ子寿命明显变长，可以用来解释这一现象的理论是（ ）
A．相对论B．黑体辐射C．原子核衰变D．物质波
【答案】A
【详解】根据相对论时空观可得，μ子以高速飞行时，平均寿命
故选A。
【变式1】（2023·江苏苏州·江苏省木渎高级中学校联考三模）A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝相反方向飞行的飞行器中，且，A观察者认为走得最快的时钟是（ ）
A．A时钟B．B时钟C．C时钟D．无法确定
【答案】A
【详解】根据公式可知，相对于观察者的速度v越小，其上的时间进程越快，地面上的钟A的速度v=0，它所记录的两事件的时间间隔最大，即地面上的钟走得最快。
故选A。
【变式2】（2019·江苏南京·统考二模）如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v接近光速c）。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离 （选填“大于”、“等于”或“小于”）L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为 。
【答案】 大于 c
【详解】[1]根据可知，L0为在相对静止参考系中的长度，L为在相对运动参考系中的长度，地面上测得它们相距为L，是以高速飞船为参考系，而A测得的长度为以静止参考系的长度大于L；
[2]根据光速不变原理，则A测得该信号的速度为c。
【基础过关】
1．关于经典力学的建立，下列说法中不正确的是（ ）
A．标志着近代自然科学的诞生
B．实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合
C．确立了一切自然科学理论应有的基本特征
D．成为量子力学的基础
【答案】D
【详解】ABC．经典力学实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合，并提出了一切自然科学理论应有的基本特征，形成了由实验到数学推导这种行之有效的研究方法。经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，故ABC正确；
D．经典力学适用于宏观、低速运动的物体，而量子力学属于微观高速物体的基本规律，故D错误。
该题选择不正确的选项，故选D。
2．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（ ）
A．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
B．放电过程中，电流大小不变
C．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短
D．电容C越小，电容器的放电时间越长
【答案】C
【详解】A．脉冲电流作用于不同人体时，由于不同人体的电阻不一定相同，则电流大小不一定相同，故A错误；
B．放电过程中，电容器电场能逐渐减小，线圈中磁场能逐渐增大，则电流大小逐渐增大，故B错误；
C．根据振荡周期表达式
可知自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，故C正确；
D．根据振荡周期表达式
可知电容C越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，则电容器的放电时间越短，故D错误。
故选C。
3．（2023·河北石家庄·统考三模）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．0至0.5ms内，电容器C正在充电
B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电
C．1ms至1.5ms内，Q点的电势比P点的电势高
D．若电容器C的电容加倍，则电流的周期将变为4ms
【答案】C
【详解】A．0至0.5ms内，由图乙可知，电流逐渐增大，则线圈中的磁场能增大，电容器中的电场能减小，电容器正在放电，故A错误；
B．0.5ms至1ms内，由图乙可知，通过P点的电流向右且逐渐减小，则线圈中的磁场能减小，电容器中的电场能增大，电容器正在充电，电容器下极板带正电，故B错误；
C．1ms至1.5ms内，由图乙可知，通过P点的电流向左且逐渐增大，则线圈中的磁场能增大，电容器中的电场能减小，电容器正在放电，电容器下极板带正电，上极板带负电，可知Q点的电势比P点的电势高，故C正确；
D．根据，若电容器C的电容加倍，则电流的周期将变为，故D错误。
故选C。
4．（2023·福建·模拟预测）业余无线电是一种在全世界非常普遍的业余爱好。业条无线电爱好者在进行收发设备的设计与测试中，常需运用到相关的物理知识。下列说法错误的是（ ）
A．发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性电路，无线电波与光波均属于电磁波
B．如图1，利用霍尔元件获取磁感应强度的数据。为半导体薄片，载流子为自由电子；为外加与薄片垂直的磁场，若从左侧面向右侧面通以恒定电流，稳定后，上侧面的电势高于下侧面的电势
C．图2是接收电磁波的调谐电路，利用电谐振的原理接收特定频率的电磁波
D．设备测试完毕后，发射的电磁波可以在真空中进行传播
【答案】B
【详解】A．发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性电路，无线电波与光波均属于电磁波，A正确，不符合题意；
B．由左手定则，电子集中于上侧面，所以上侧面的电势低于下侧面的电势，B错误，符合题意；
C．图2是接收电磁波的调谐电路，利用电谐振的原理接收特定频率的电磁波，C正确，不符合题意；
D．电磁波可以在真空中进行传播，D正确，不符合题意。
故选B。
5．（2023·重庆·校联考模拟预测）某收音机中的LC振荡电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生频率范围为f到kf（）的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】根据LC振荡电路的固有频率公式
可得电容
所以当频率范围为到（）时，可调电容器的最大电容和最小电容之比为
故选C。
6．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）下列说法正确的是（ ）

A．微波炉利用紫外线对食物进行加热
B．“彩超”利用多普勒效应的原理测定血管中血液的流速
C．互感式钳式电流表可以测量恒定电流的大小
D．医院用“CT”检查身体利用γ射线穿透本领较强
【答案】B
【详解】A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，不是利用紫外线，故A错误；
B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理，故B正确；
C．“互感式”钳式电流表是利用电场感应原理，需要磁通量发生变化，即电流发生变化，故不能用来测量恒定电流的大小，故C错误；
D．医院用“CT”检查身体，利用了X射线穿透本领强的特性，故D错误。
故选B。
7．（2023·广西南宁·南宁三中校考二模）在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫感生电场
B．安培首先发现了电流的磁效应，并提出了判断电流周围磁场方向的方法——安培定则
C．开普勒在牛顿定律的基础上，提出了行星运动的三大定律
D．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动状态的原因
【答案】A
【详解】A．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，我们把它叫感生电场，故A正确；
B．奥斯特首先发现了电流的磁效应，安培提出了判断电流周围磁场方向的方法——安培定则，故B错误；
C．开普勒在第谷进行天文观测得出大量观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，提出了行星运动的三大定律，故C错误；
D．伽利略根据理想斜面实验提出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，故D错误。
故选A。
8．（2022·浙江·校联考一模）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法错误的是（ ）

A．t1时刻电容器间的电场强度为最小值B．t1 ~ t2时间内，电容器处于充电过程
C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小D．从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
【答案】D
【详解】A．时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确，不符合题意；
B．时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确，不符合题意；
C．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据，可知周期变大，频率变小，故C正确，不符合题意；
D．从图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误，符合题意。
故选D。
9．（2023秋·江苏南通·高三统考开学考试）如图所示，假设一列火车沿水平轨道接近光速匀速行驶，车厢正中央的光源S发出了一个闪光，车上的人甲和车旁边的人乙进行观察，则（ ）

A．甲认为闪光先到达车厢的后壁B．甲认为闪光先到达车厢的前壁
C．乙认为闪光先到达车厢的后壁D．乙认为闪光先到达车厢的前壁
【答案】C
【详解】AB．车厢是个惯性系，光源在车厢中央，车厢中的甲认为，光向前向后传播的速度、路程均相等，闪光同时到达前后两壁，故AB错误；
CD．车旁边的乙以地面为参考系，根据狭义相对论原理，光向前后传播的速度相等，在闪光向两壁运动的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的闪光传播的路程长，到达前壁的时刻晚些，故C正确，D错误。
故选C。
10．（多选）（2023·广东茂名·统考二模）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电路如图乙，则下列有关说法正确的是（ ）
A．t1时刻电容器间的电场强度为最小值
B．t1~t2时间内，电容器处于充电过程
C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小
D．从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
【答案】ABC
【详解】A．时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确；
B．时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确；
C．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据
可知周期变大，频率变小，故C正确；
D．从图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误。
故选ABC。
【能力提升】
1．（2023·山东·统考二模）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s，LC振荡回路的振荡周期为，则下列说法正确的是（ ）

A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340Hz
B．两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有10个悬浮点
C．两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有8个
D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数
【答案】C
【详解】A．超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为，故A错误；
B．波源P、Q振动步调相反，当波程差为半波长的奇数倍时，该点是振动加强点，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源P、Q之间某一点坐标为x, 悬浮点为振动减弱点，满足
解得，故两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有9个悬浮点，故B错误；
C． 波源P、Q之间振幅为2A的点为振动减弱点，满足，解得
两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有8个，故C正确；
D．拔出图乙线圈中的铁芯，LC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D错误。
故选C。
2．（2023·浙江宁波·校考三模）关于无线电波的发射和接收，下列说法错误的是（ ）
A．振荡电路频率越高，发射电磁波的本领就越大
B．振荡电路的电场和磁场必须集中到尽可能小的空间，这样才能有效地把能量辐射出去
C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调制，有调幅和调频两种方法来调制
D．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调，调制的逆过程叫做调谐
【答案】B
【详解】A．振荡电路频率越高，单位时间内辐射的能量越高，即发射电磁波的本领越大，A正确；
B．振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去，即要使用开放电路，B错误；
C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调制，调制的方式有调幅和调频两种，C正确；
D．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调，调制的逆过程叫做调谐，D正确。
本题选择错误选项。
故选B。
3．（2023·广东梅州·统考二模）某同学观察到在商场入口有一自动门，不论什么天气，当有人靠近时，门会自动开启，人走后又自动关闭；当一个篮球滚向自动门时，门也会自动打开；但两人从门两侧抬着一块很大的无色透明玻璃板靠近自动门时（抬玻璃板的人不在自动门的探测范围之内），门却不会自动打开。该同学根据以上观察到的现象，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，其中最合理的猜想是（ ）
A．自动门通过声控装置实现自动开关门
B．自动门通过接收物体发出的红外线实现自动开关门
C．自动门通过发射红外线并接收反射回来的红外线信号实现自动开关门
D．自动门通过感受空气产生的压力实现自动开关门
【答案】C
【详解】AD．根据题意可知自动门自控原理与声音无关，与空气产生的压力无关，故AD错误；
BC．当有人或篮球靠近自动门时，门会自动打开，而无色透明玻璃板靠近自动门时，门却不会自动打开，很可能是自动门发射红外线而无色透明玻璃板基本上不反射红外线造成的，故C正确，B错误。
故选C。
4．（2023·北京东城·北京一七一中校考模拟预测）宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
【答案】C
【详解】AB．任意两星间的万有引力F=G
对任一星受力分析，如图所示，由图中几何关系知，r=L，F合=2Fcs30°=F
由牛顿第二定律可得F合=mω2r，联立可得ω=，an=ω2r=，AB错误；
C．由周期公式可得T==2π，L和m都变为原来的2倍，则周期T′=2T，C正确；
D．由速度公式可得v=ωr=，L和m都变为原来的2倍，则线速度v′=v，大小不变，D错误。
故选C。
5．（2023·江苏盐城·统考三模）把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图示连成电路。把示波器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，从此刻开始计时，电容器通过线圈放电。电路工作过程中，向外辐射电磁波，则电压随时间t变化的波形是（ ）

A． B． C． D．
【答案】C
【详解】先把开关置于电源一侧为电容器充电，则当断开开关后，电容器两端的电压一定，而再把开关置于线圈一侧后，电容器放电，两极板间的电压随着电荷量的减少，电场能转化为磁场能而降低；而当电容器两极板的电荷量减为零时，电容器两极板间的电压为零，此时线圈中的磁场能达到最大，紧接着磁场能又向电场能转化，即线圈产生自感电动势给电容器反向充电，但在电场能转化为磁场能以及磁场能又再次转化为电场能的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，因此电容器两极板间的电压越来越小，而电容器的充放电有其自身的固有周期，即周期不变。
故选C。
6．（2023·浙江嘉兴·统考一模）关于如图四幅图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，洒水车在洒水过程中惯性变小
B．图乙中，篮球在空中上升时处于超重状态
C．图丙中，离心机分离血液时，血液受到离心力作用
D．图丁中，行进火车上向前射出的光，其速度大于光速c
【答案】A
【详解】A．洒水车在洒水过程中质量变小，因为惯性只与物体的质量有关，质量越小，惯性越小，即洒水车在洒水过程中惯性变小，故A正确；
B．篮球在空中上升时加速度竖直向下，则处于失重状态，故B错误；
C．不存在离心力，离心机分离血液时，是由于血液受到的作用力不足以提供血液所需要的向心力而发生离心运动，故C错误；
D．由于光速不变原理可知，行进火车上向前射出的光，其速度仍等于光速c，故D错误。
故选A。
7．（多选）（2023·广东佛山·统考模拟预测）如图（a）所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图（b）所示，则该振荡电路（ ）

A．电容器处于放电过程
B．时磁场能最大
C．增大电容器C的板间距，则周期会增大
D．时，电路中电流为零
【答案】AD
【详解】A．由图b可知，电容器极板上电荷量减少，所以电容器处于放电过程。故A正确；
B．同理，时电容器极板上电荷量达到峰值，极板间的电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能最小。故B错误；
C．根据，可知增大电容器的板间距，电容器的电容减小。根据
可知周期会减小。故C错误；
D．根据，可知图线的斜率表示电路中的电流，所以时，电路中电流为零。故D正确。
故选AD。
8．（多选）（2023·浙江宁波·校考三模）下列说法正确的是（ ）

A．图甲，大型水电站的发电机组一般都是旋转电枢式
B．图乙，雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备
C．图丙，可以通过往水中丢入石块，借助水波把皮球冲到岸边
D．图丁，尽管空间站处于完全失重状态，但机械臂的设计强度必须足够大，且有载荷限制
【答案】BD
【详解】A．图甲，大型水电站的发电机组一般都是旋转磁极式。故A错误；
B．图乙，雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备。故B正确；
C．图丙，因为参与振动的水分子只能在平衡位置附近做反复运动，不会随波迁移，所以不可以通过往水中丢入石块，借助水波把皮球冲到岸边。故C错误；
D．图丁，尽管空间站处于完全失重状态，但机械臂的设计强度必须足够大，且有载荷限制。故D正确；
故选BD。
9．（多选）（2023·陕西·陕西师大附中校考模拟预测）1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射图样，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射的原理是：由于晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级，所以将一定波长的X射线照射到晶体时，就会得到明显的X射线衍射图样。衍射图样在空间分布的方位和强度，与晶体微观结构密切相关。根据以上材料和所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．一定波长的X射线照射到非晶体时，不会得到明显的衍射图样
B．一定波长X射线分别照射到食盐和石墨晶体上，得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同
C．一定波长的射线照射到晶体时，也会得到明显的衍射图样
D．X射线能在磁场中偏转，可应用于通信、广播及其他信号传输
E．X射线是由交替变化的电场和磁场组成的，X射线是横波
【答案】ABE
【详解】A．非晶体的内部排列是无序的，没有一个固定的顺序，一定波长的X射线照射到非晶体时，不会得到明显的衍射图样，故A正确；
B．衍射图样在空间分布的方位和强度，与晶体微观结构密切相关，由于食盐和石墨晶体的微观结构不同，因此一定波长的X射线分别照射到食盐和石墨晶体上，得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同，故B正确；
C．晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级，由于γ射线的波长比X射线的波长更短，根据发生明显衍射的条件可知，波长越短越不容易发生明显衍射，因此一定波长的γ射线照射到晶体时，不能得到明显的衍射图样，故C错误；
D．X射线不带电，在磁场中不会发生偏转，故D错误。
E．X射线属于电磁波，是由交替变化的电场和磁场组成的，是横波，选项E正确。
故选ABE。
10．（多选）（2023·四川宜宾·四川省宜宾市第四中学校校考二模）下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大
D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
E．狭义相对论认为，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、观察者间的相对运动无关
【答案】BDE
【详解】A．电磁波在真空中的传播速度都一样的，与电磁波的频率无关，故A错误；
B．一切波都有衍射现象，横波具有偏振现象，电磁波属于波的一种，且是横波，故电磁波都能发生衍射现象和偏振现象，故B正确；
C．简谐机械波在给定的介质中传播时，波传播速度与介质有关，与频率无关，故C错误；
D．依据，且紫外线的折射率大于红外线，因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确；
E．狭义相对论中光速不变原理为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故E正确。
故选BDE。
题型
选择题
高考考点
电磁震荡现象解释和判断；电磁波普判断；相对论现象解释
新高考
2023
浙江卷14题、浙江卷春招14题
2022
天津卷7题
2021
无
电路状态
时刻
0
电荷量
最大
0
最大
0
最大
电压
最大
0
最大
0
最大
电场能
最大
0
最大
0
最大
电流
0
正向最大
0
反向最大
0
磁场能
0
最大
0
最大
0