第04讲 电磁波的发现及应用【暑假自学课】2024年新高二物理暑假提升精品讲义（人教版2019）

第04讲 电磁波的发现及应用 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念. 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系. 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量． ■知识点一：麦克斯韦电磁场理论 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场周围会产生电场 麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示． (2)变化的电场周围会产生磁场 麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场． 2．对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的磁场不产生电场 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 （1） 变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。 （2）恒定的磁场不产生电场；恒定的电场不产生磁场。 （3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 （4）赫兹证实了麦克斯韦电磁场理论 ■知识点二：电磁波 1．电磁波的形成 周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波． 2．电磁波的特点 (1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图 (2)电磁波可以在真空中传播．电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s. (3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程． (4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波． (5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质． 3．电磁波的波速 对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf. （1） 变化的电场和磁场所形成的不可分割的统一体 （2）光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动 ■知识点三：电磁波谱与电磁波的能量 1．电磁波谱 电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱． 2．不同电磁波的特性和用途 种类 波长范围 特性 应用 无线电波 大于1 mm 波动能力强 通信、广播、射电望远镜 红外线 760～106 nm 热作用强 红外遥感、测温、夜视仪 可见光 400～760 nm 感光性强 照明、照相 紫外线 10～400 nm 化学作用、荧光作用 消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D X射线 0.001～10 nm 较强的穿透能力 透视人体、检查金属零件的质量 γ射线 小于10－3 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷 （1）电磁波谱的电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱． （2）电磁波的波速：对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf. 教材习题01 中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？ 解题方法 根据运动公式得 【答案】 教材习题02 电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？ 解题方法 【解析】根据 可知该电磁波属于紫外线， 紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等，所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。 【答案】紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障 考向一：麦克斯韦电磁场理论 【例1】2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（　　） A．电磁波是横波，声波是纵波 B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【例2】关于电磁场理论的叙述正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路有关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 考向二：电磁波 【例3】1864年，英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是（　　） A．电磁波是一种物质 B．电磁波可以传递信息，但不能传递能量 C．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同 D．变化的电场产生磁场，变化的磁场不能产生电场 【例4】电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（　　） A．2.0m B．3.0m C．4.0m D．6.0m 考向三：电磁波谱的应用 【例5】(2020·天津高考真题)新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较 (　　) A.红外线的光子能量比紫外线的大 B.真空中红外线的波长比紫外线的长 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能 【例6】电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　） A．电磁炉是利用电磁波来工作的 B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的 C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的 D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的 1、 单项选择题 1．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　） A．赫兹建立了电磁场理论 B．法拉第发现了电流周围存在磁场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波 D．奥斯特发现了电磁感应现象 2.1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在；1886年，赫兹在实验室探测到了电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．波长越大，频率越大 B．波长越大，频率越小 C．波长越大，波速越大 D．波长越大，波速越小 3.(2021·浙江高考真题)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱,达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为(　　) A.100 m　25 m B.100 m　50 m C.200 m　100 m D.200 m　50 m 4.(2020·浙江高考真题)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线 B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的 5．春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波（  ） A．γ 射线 B．X射线 C．紫外线 D．无线电波 6．蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为 ，可见光的波段为 ，下列说法正确的是（　　） A．蓝牙通信需借助空气等介质传输信号 B．蓝牙通信的电磁波频率比紫外线高 C．可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短 D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小 7．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000℃时，辐射出大量频率为的电磁波，电焊工人作业时，必须佩戴专业的防护头盔，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电磁波的波长为30nm B．该电磁波具有显著的热效应 C．适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收 D．防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上 8．关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（　　） A．机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查 B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线 D．X射线在农业上可用来培育新种 9．隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（　　） A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它 B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现 C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流 D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击 10．第五代移动通信技术简称5G，5G应用频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．红外线的波长比无线电波的波长更长 B．X射线的频率比射线的频率大 C．稳定的电场周围也能产生磁场 D．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 11．蓝牙（BT）是一种支持短距离通信（一般内）的无线电射频技术，能在智能家居、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。使用蓝牙传递信息，信号传输示意图如图所示。则蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．能量高，能用于灭菌 C．波长比手机通信的电磁波短 D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小 12．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波和乙波，下列说法正确的是（    ） A．甲波的波长比乙波的短 B．甲波和乙波的频率都比可见光的频率大 C．真空中，甲波的传播速度比乙波的传播速度大 D．甲波和乙波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递 13．物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（    ） A．红外线的热效应可以用来杀菌消毒 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C．电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高 D．利用X射线可以进行通信、广播 14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．雷达是用X光来测定物体位置的设备 B．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，但有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 C．紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的射线照射 15．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法不正确的是（    ） A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，它具有较强的穿透能力 B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒 C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 D．射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 16．电磁波按波长由大到小排列正确的是（　　） A．无线电波、红外线、紫外线、射线 B．射线、红外线、紫外线、无线电波 C．红外线、无线电波、射线、紫外线 D．紫外线、无线电波、射线、红外线 17．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械是（　　） A．杀菌用的紫外灯 B．检查血流情况的“彩超”机 C．拍胸片的X光机 D．加热的红外线理疗仪 18．关于电磁场及电磁波，下列说法错误的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 C．不同电磁波具有不同的波长，电磁波中无线电波可用于通信 D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 19．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是（　　） A．B．C． D． 20.关于电磁波，下列叙述正确的是（ ） A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速 B．电磁波可以发生反射现象 C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息 21.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是（　　） A．“小蜜蜂”只能接收来自麦克风的信号 B．麦克风发出蓝牙信号是因为其中有恒定电流产生的磁场 C．均匀变化的电场可以产生匀强磁场 D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC 振荡电路发射电磁波的本领 22.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（　　） A．， B．， C．， D．， 23.2022年6月5日，中央电视台对“神舟十四号”飞船与“天和”核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．红外线的波长比紫外线的波长短 24.第五代移动通信技术，简称， 将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。应用频段的无线电波传送信号，相比于现有的（频段）而言，所应用的无线电波（　　） A．在真空中的波长更长 B．在真空中的波长更短 C．在真空中的传播速度更小 D．在真空中的传播速度更大 25.2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站电磁波的说法正确的是（　　） A．发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调 B．电磁波传播过程能量不会损失 C．电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流 D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同 2、 多项选择题 26.(2018·江苏高考真题)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波 (　　) A.是横波 B.不能在真空中传播 C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s 27.(2016·全国高考真题)关于电磁波,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无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 28.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　） A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 29.．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦提出：变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场 B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为m/s C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线 D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒 30.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（　　） A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用 B．X光透视利用的是光的穿透作用 C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力 D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点 31.关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号比4G信号在真空中传播得更快 B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 32.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 33.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　） A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 34.．“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 C．红外线的波长比紫外线的长 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 三、解答题 35．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？ 36．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？ 37.电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。 （1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。 （2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。 A．打印机　　B．有线电话　　C．手机　　D．VCD播放机 【答案】 电场和磁场 C 【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。 [2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。 故选C。 学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红外线越 （选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 ；红外线的波长比可见光的波长 （选填“长”或“短”）。 38.回答以下关于微波炉的问题。 （1）微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？ （2）微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因。 （3）为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？ （4）为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？ ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 电磁波的发现及应用 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念. 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系. 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量． ■知识点一：麦克斯韦电磁场理论 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场周围会产生电场 麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示． (2)变化的电场周围会产生磁场 麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场． 2．对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的磁场不产生电场 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 （1） 变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。 （2）恒定的磁场不产生电场；恒定的电场不产生磁场。 （3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 （4）赫兹证实了麦克斯韦电磁场理论 ■知识点二：电磁波 1．电磁波的形成 周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波． 2．电磁波的特点 (1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图 (2)电磁波可以在真空中传播．电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s. (3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程． (4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波． (5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质． 3．电磁波的波速 对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf. （1） 变化的电场和磁场所形成的不可分割的统一体 （2）光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动 ■知识点三：电磁波谱与电磁波的能量 1．电磁波谱 电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱． 2．不同电磁波的特性和用途 种类 波长范围 特性 应用 无线电波 大于1 mm 波动能力强 通信、广播、射电望远镜 红外线 760～106 nm 热作用强 红外遥感、测温、夜视仪 可见光 400～760 nm 感光性强 照明、照相 紫外线 10～400 nm 化学作用、荧光作用 消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D X射线 0.001～10 nm 较强的穿透能力 透视人体、检查金属零件的质量 γ射线 小于10－3 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷 （1）电磁波谱的电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱． （2）电磁波的波速：对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf. 教材习题01 中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？ 解题方法 根据运动公式得 【答案】 教材习题02 电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？ 解题方法 【解析】根据 可知该电磁波属于紫外线， 紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等，所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。 【答案】紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障 考向一：麦克斯韦电磁场理论 【例1】2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（　　） A．电磁波是横波，声波是纵波 B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【答案】A 【解析】A．电磁波的传播和振动垂直是横波，声波的振动和传播平行则是纵波，故A正确；B．电磁波的传播不依赖介质，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；D．航天员讲话时画面能与声音同步，但电磁波的速度为光速，声波的传播速度为340m/s，两者差距很大，故D错误；故选A。 【例2】关于电磁场理论的叙述正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路有关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 【答案】 B 【解析】A．变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，与电路是否闭合无关，故A错误； B．周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，故B正确； C．若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，故C错误； D．只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，故D错误。 故选B。 考向二：电磁波 【例3】1864年，英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是（　　） A．电磁波是一种物质 B．电磁波可以传递信息，但不能传递能量 C．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同 D．变化的电场产生磁场，变化的磁场不能产生电场 【答案】A 【解析】A．电磁波是一种物质，故A正确；B．电磁波既可以传递信息，也可以传播能量，故B错误；C．红外线的波长大于X射线的波长，故C错误；D．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，故D错误。故选A。 【例4】电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（　　） A．2.0m B．3.0m C．4.0m D．6.0m 【答案】A 【解析】设人体与该装置的安全距离至少为x，则 解得x≈2.0m 故选A。 考向三：电磁波谱的应用 【例5】(2020·天津高考真题)新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较 (　　) A.红外线的光子能量比紫外线的大 B.真空中红外线的波长比紫外线的长 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能 【答案】B 【解析】红外线的频率比紫外线小,根据E=hν,可知红外线光子的能量比紫外线的小,A项错误;波长λ=,红外线的频率低,波长长,B项正确;所有电磁波在真空中的速度都一样大,都是c=3.0×108 m/s,C项错误;红外线和紫外线都是横波,都可以发生偏振现象,D项错误。 【例6】电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　） A．电磁炉是利用电磁波来工作的 B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的 C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的 D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的 【答案】A 【解析】电磁炉是利电磁感应原理和电流的热效应来工作的，故A错误，符合题意；B．微波时电磁波的一部分，食物分子在微波的作用下剧烈震动，内能增大，温度升高，达到加热的目的，故B正确，不符合题意；C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确，不符合题意；D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确，不符合题意。 1、 单项选择题 1．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（　　） A．赫兹建立了电磁场理论 B．法拉第发现了电流周围存在磁场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波 D．奥斯特发现了电磁感应现象 【答案】C 【解析】A．赫兹在实验中证实了电磁波的存在，A错误；B．法拉第发现了电磁感应现象，使人类社会进入电的时代，B错误；C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，赫兹用实验方法给予证实，C正确；D．奥斯特发现了电流的磁效应，D错误； 故选C。 2.1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在；1886年，赫兹在实验室探测到了电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．波长越大，频率越大 B．波长越大，频率越小 C．波长越大，波速越大 D．波长越大，波速越小 【答案】B 【解析】在真空中，所有电磁波的传播速度一定，都等于光速，所以波速与波长、频率无关，根据公式，可知波长越大，频率越小，B正确，ACD错误。故选B。 3.(2021·浙江高考真题)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱,达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为(　　) A.100 m　25 m B.100 m　50 m C.200 m　100 m D.200 m　50 m 【答案】B 【解析】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为P'==,解得r=,则引起神经混乱时有r1=≈ m≈100 m,引起心肺功能衰竭时有r2=≈ m≈50 m,B项正确。 4. .(2020·浙江高考真题)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线 B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的 【答案】D 【解析】本题属于基础性和应用性问题,以红外体温计为素材,考查红外线特点。人体时刻向外辐射红外线,A、B项错误;红外体温计根据人体辐射红外线的强度大小测温,D项正确,C项错误。 5．春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波（  ） A．γ 射线 B．X射线 C．紫外线 D．无线电波 【答案】B 【解析】拍摄CT胸片时使用X射线。 故选B。 6．蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为 ，可见光的波段为 ，下列说法正确的是（　　） A．蓝牙通信需借助空气等介质传输信号 B．蓝牙通信的电磁波频率比紫外线高 C．可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短 D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小 【答案】C 【解析】A．电磁波能够在真空中传播，不需要介质，即蓝牙通信不需要借助空气等介质传输信号，故A错误；B．根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率比可见光频率低，而可见光频率比紫外线低，即蓝牙通信的电磁波频率比紫外线低，故B错误；C．根据光速与波长、频率的关系有蓝牙通信的电磁波频率比可见光频率低，则可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短，故C正确；D．电磁波在真空中的传播速度与可见光在真空中的传播速度相等，均等于c，故D错误。故选C。 7．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000℃时，辐射出大量频率为的电磁波，电焊工人作业时，必须佩戴专业的防护头盔，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电磁波的波长为30nm B．该电磁波具有显著的热效应 C．适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收 D．防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上 【答案】C 【解析】A．电磁波即为光波，则波长为故A错误；BCD．波长为300nm的光属于紫外线，具有化学作用如消毒杀菌，生理作用如适量的紫外线照射能促进钙的吸收，但过强会伤害眼睛和皮肤，故防护头盔的作用不仅为了防止火星溅到头上，且保护眼睛不被紫外线伤害，故BD错误，C正确； 故选C。 8．关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（　　） A．机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查 B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线 D．X射线在农业上可用来培育新种 【答案】B 【解析】A．机场处用Ｘ射线对旅客的行礼箱进行安全检查，故A错误； B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D，故B正确； C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红光，红外线是肉眼看不到的，故C错误； D．X射线的能量很大，不可以用来培育新种，故D错误。 故选B。 9．隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（　　） A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它 B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现 C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流 D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击 【答案】B 【解析】A．雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，飞机运用隐蔽色涂层后还要反射电磁波，故A错误； B．使用吸收雷达电磁波的材料，可以减少电磁波的反射，故B正确； C．使用吸收雷达电磁波涂层后，机翼为导体，根据电磁感应知识可知，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上仍会产生感应电流，故C错误； D．发动机、喷气尾管等采取隔热、降温等措施后仍会反射电磁波，故D错误。 故选B。 10．第五代移动通信技术简称5G，5G应用频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．红外线的波长比无线电波的波长更长 B．X射线的频率比射线的频率大 C．稳定的电场周围也能产生磁场 D．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 【答案】D 【解析】A．红外线的波长比无线电波的波长更短，故A错误；B．X射线的频率比射线的频率小，故B错误；C．稳定的电场周围不能产生磁场，故C错误；D．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D正确。 故选D。 11．蓝牙（BT）是一种支持短距离通信（一般内）的无线电射频技术，能在智能家居、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。使用蓝牙传递信息，信号传输示意图如图所示。则蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．能量高，能用于灭菌 C．波长比手机通信的电磁波短 D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小 【答案】C 【解析】A．蓝牙通信的电磁波属于无线电波，故A错误；B．无线电波的波长较长，能量较小，不能用来灭菌，故B错误；C．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，根据可知，蓝牙通信的电磁波的波长比手机通信的电磁波的波长短，故C正确；D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同，故D错误。 故选C。 12．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波和乙波，下列说法正确的是（    ） A．甲波的波长比乙波的短 B．甲波和乙波的频率都比可见光的频率大 C．真空中，甲波的传播速度比乙波的传播速度大 D．甲波和乙波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递 【答案】D 【解析】A．由图可知甲波的波长大于乙波长，故A错误；B．由图可知甲、乙波的波长都比可见光的波长大，根据波长、波速和频率关系式可知甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故B错误；C．电磁波在真空中传播速度相同，则真空中甲、乙波速度相同，故C错误；D．甲波和乙波都是电磁波，则传播靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递，故D正确。 故选D。 13．物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（    ） A．红外线的热效应可以用来杀菌消毒 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C．电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高 D．利用X射线可以进行通信、广播 【答案】B 【解析】A．紫外线可以用来杀菌消毒，故A错误；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；C．电视机遥控器用红外线遥控，体检胸透用的电磁波是X射线，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率低，故C错误；D．X射线具有放射性，不可用于通信、广播，故D错误。 故选B。 14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　） A．雷达是用X光来测定物体位置的设备 B．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，但有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 C．紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的射线照射 【答案】C 【解析】A．雷达是用无线电波来测定物体位置的设备，故A错误；B．人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，体温越高人体发射的红外线越强，温度较低，仍发射红外线，故B错误；C．由题中图像可知，紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，故C正确；D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的X射线照射，故D错误。 故选C。 15．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法不正确的是（    ） A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，它具有较强的穿透能力 B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒 C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 D．射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 【答案】B 【解析】A．射线具有较强的穿透力，可以穿透人体器官，且射线的激发需要高电压，关掉电压之后，射线没有辐射，相对安全，A正确，不符题意；B．微波常用于卫星通信、电视等信号的传输，紫外线用于消毒，B错误，符合题意；C．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，利用红外线的热效应进行取暖，C正确，不符题意；D．射线穿透力很强，故医学上使用射线摧坏病变的细胞，用于癌症治疗，D正确，不符题意。 故选B。 16．电磁波按波长由大到小排列正确的是（　　） A．无线电波、红外线、紫外线、射线 B．射线、红外线、紫外线、无线电波 C．红外线、无线电波、射线、紫外线 D．紫外线、无线电波、射线、红外线 【答案】A 【解析】电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线。 故选A。 17．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械是（　　） A．杀菌用的紫外灯 B．检查血流情况的“彩超”机 C．拍胸片的X光机 D．加热的红外线理疗仪 【答案】B 【解析】ACD．紫外线、X射线、红外线都属于电磁波，都是电磁波在医学上的应用，ACD属于电磁波应用，但不符合题意；B．检查血流情况的超声波“彩超”机，是利用超声波的多普勒效应工作的，B不属于电磁波应用，符合题意； 故选B。 18．关于电磁场及电磁波，下列说法错误的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 C．不同电磁波具有不同的波长，电磁波中无线电波可用于通信 D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 【答案】 D 【解析】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A正确，不符合题意； B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，选项B正确，不符合题意； C．不同电磁波具有不同的波长，电磁波中无线电波可用于通信，选项C正确，不符合题意； D．红外线的显著作用是热效应，温度低的物体也能辐射红外线，选项D错误，符合题意。 故选D。 19．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是（　　） A．B．C． D． 【答案】 C 【解析】ABD．选项A、B、D中的图片都是固定电话，只是样式不同，固定电话是利用电现象和声现象之间的联系来工作的，不会对人体健康产生影响；C．选项C中的图片是移动电话，移动电话是利用电磁波来工作的，过量的电磁波会造成电磁辐射，对人体造成伤害。 故选C。 20.关于电磁波，下列叙述正确的是（ ） A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速 B．电磁波可以发生反射现象 C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息 【答案】B 【解析】A．电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误； B．电磁波属于波的一种，能够发生反射等波特有的现象，故B正确； CD．电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故CD错误。 故选B。 21.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是（　　） A．“小蜜蜂”只能接收来自麦克风的信号 B．麦克风发出蓝牙信号是因为其中有恒定电流产生的磁场 C．均匀变化的电场可以产生匀强磁场 D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC 振荡电路发射电磁波的本领 【答案】D 【解析】A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误； B．恒定的电流产生恒定的电场，不能产生变化的磁场，从而不能产生电磁波信号，故B错误； C．均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，但不是匀强磁场，选项Ｃ错误； D．减小发射电磁波的波长，则会提高频率，可以提高LC振荡电路发射电磁波的本领，故D正确。 故选D。 22.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【解析】该红光的波长为m 传到眼睛需要的时间为s 在这个距离中的波长数为（个） 故选B。 23.2022年6月5日，中央电视台对“神舟十四号”飞船与“天和”核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．红外线的波长比紫外线的波长短 【答案】A 【解析】A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用，A正确； B．在均匀变化的电场周围产生的磁场是不变的，在均匀变化的磁场周围产生的电场是不变的，B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，C错误； D．红外线的波长比紫外线的波长长，D错误。 故选A。 24.第五代移动通信技术，简称， 将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。应用频段的无线电波传送信号，相比于现有的（频段）而言，所应用的无线电波（　　） A．在真空中的波长更长 B．在真空中的波长更短 C．在真空中的传播速度更小 D．在真空中的传播速度更大 【答案】B 【解析】AB．5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，4G应用1880MH~2635MHz频段的无线电波传送信号，则5G信号的频率比4G信号高，由可知5G电波比4G电波在真空中的波长更短，A错误，B正确；CD．根据麦克斯韦电磁场理论，可知任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，CD错误。故选B。 25.2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站电磁波的说法正确的是（　　） A．发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调 B．电磁波传播过程能量不会损失 C．电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流 D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同 【答案】C 【解析】A．声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频携带着低频才能向外发射出去，而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制，故A错误；B．电磁波传输过程能量是会衰减的，会被介质吸收一部分，故B错误；C．金属等导体在电磁波的激励下能产生感应电流，电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流，故C正确；D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小相同，都等于光速，故D错误。故选C。 2、 多项选择题 26.(2018·江苏高考真题)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波 (　　) A.是横波 B.不能在真空中传播 C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s 【答案】AD 【解析】电磁波是横波,A项正确,C项错误;电磁波能在真空中传播,B项错误;电磁波的传播速度是光速,D项正确。 27.(2016·全国高考真题)关于电磁波,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无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 【答案】ABC 【解析】电磁波在真空中的传播速度为光速,A项正确;电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的,B项正确;传播速度方向、电场方向、磁场方向三者两两垂直,C项正确;电磁波可以通过光缆传播,D项错误;当电磁振荡消失后,电磁波可继续传播,E项错误 28.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　） A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 【答案】 CD 【解析】A．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能用于透视人体，选项A错误；B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误； C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞，选项C正确； D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，选项D正确。 故选CD。 29.．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦提出：变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场 B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为m/s C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线 D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒 【答案】BC 【解析】A．均匀变化的磁场会产生稳定的电场，均匀变化的电场会产生稳定的磁场，选项A错误； B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为m/s，选项B正确； C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线，选项C正确； D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，紫外线常用于医院和食品消毒，选项D错误。 故选BC。 30.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（　　） A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用 B．X光透视利用的是光的穿透作用 C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力 D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点 【答案】BCD 【解析】A．紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，故A错误； B．X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，故B正确； C．γ射线具有极强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用这个原理，故C正确； D．一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故D正确。 故选BCD。 31.关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号比4G信号在真空中传播得更快 B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 【答案】BC 【解析】A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误； B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确； C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故C正确； D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，故D错误。 故选BC。 32.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 【答案】ABC 【解析】A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，B正确； C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波，C正确； D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，没有显著的热效应，D错误。 故选ABC。 33.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　） A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 【答案】CD 【解析】A．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能用于透视人体，选项A错误；B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误； C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞，选项C正确； D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，选项D正确。 故选CD。 34.．“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 C．红外线的波长比紫外线的长 D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】AC 【解析】A．电磁波可以在介质与真空中传播，故A正确； B．电磁波传播过程中，周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，故B错误； C．红外线为非可见光，频率比红光低；紫外线也是非可见光，但频率比紫光高，因此红外线的频率低于紫外线的频率，故红外线的波长比紫外线长，故C正确； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故D错误。 故选AC。 三、解答题 35．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？ 【答案】 【解析】根据运动公式得 36．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？ 【答案】紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等 【解析】根据可知该电磁波属于紫外线， 紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等，所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。 37.电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。 （1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。 （2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。 A．打印机　　B．有线电话　　C．手机　　D．VCD播放机 【答案】 电场和磁场 C 【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。 [2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。 故选C。 学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红外线越 （选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 ；红外线的波长比可见光的波长 （选填“长”或“短”）。 【答案】 强 1×1013 长 【解析】[1]额温枪原理是体温越高，发射的红外线越强。 [2]若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 [3]红外线的波长比可见光的波长长。 38.回答以下关于微波炉的问题。 （1）微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？ （2）微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因。 （3）为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？ （4）为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？ 【答案】（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统。 （2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害。 （3）微波炉是利用电磁波来加热食物的。微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿。 （4）对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中。 【解析】（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统。 （2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害。 （3）微波炉是利用电磁波来加热食物的。微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿。 （4）对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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