第04讲 电磁波的发现及应用（预习）-【暑假自学课】2025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 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：电磁场 1.麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。 2.电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体。 3.对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 4.电场、磁场的变化关系可用下面的框图表示 知识点2：电磁波 1.电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2.电磁波的特点 ①电磁波可以在真空中传播。 ②电磁波的传播速度等于光速。 ③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。 3.电磁波的波速 ①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率。 电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf。 ②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108m/s。 知识点3：电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信 1.电磁波谱 (1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 (2)各种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。 (3)各种电磁波的特性 ①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输。 ②红外线：用于加热理疗等。 ③可见光：照亮自然界，也可用于通信。 ④紫外线：用于灭菌消毒。 ⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞。 2.电磁波的能量 (1)光是一种电磁波，光具有能量。 (2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质。 3.电磁波通信 电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通过电磁波来传递的。电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 教材习题01 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 解题方法 A．变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化磁场。A错误； B．电磁波在真空中传播的速度。故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误； D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。故选D。 【答案】D 教材习题02 关于电磁波的传播速度表达式c=λf，下列理解正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大 B．电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大 C．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长不变 D．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大 解题方法 AB．电磁波在真空中的传播速度都相同，不随波长和频率的变化而变化，选项AB错误； CD．根据当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大，选项C错误，D正确。故选D。 【答案】D 教材习题03 在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（　　） A．短波、红外线、紫外线、微波 B．短波、紫外线、红外线、微波 C．短波、微波、红外线、紫外线 D．微波、短波、红外线、紫外线 解题方法 按照波长从大到小的顺序依次是无线电波（长、中、短、微）、红外线、可见光、紫外线、x射线和射线，故C正确，ABD错误。故选C。 【答案】C 考点一：麦克斯韦电磁场理论 1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．变化的磁场一定产生变化的电场 C．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 D．周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发，形成电磁波 【答案】D 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，A错误； B．如果是均匀变化的磁场则产生的稳定的电场，B错误； C．稳定的电场不能产生磁场，稳定的磁场也不能产生电场，C错误； D．根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波，D正确。 故选D。 2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的 B．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是稳定的 C．周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）不一定是周期性变化的 D．周期性变化的电场（或磁场）一定可以产生电磁波 【答案】D 【详解】AB．非均匀变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的，而均匀变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）才是恒定的，故AB错误； CD．周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是周期性变化的，一定可以产生电磁波，故C错误，D正确。 故选D。 3．如图所示的磁场中，能产生电磁波的是（　　） A．B．C． D． 【答案】D 【详解】A．A选项是恒定的磁场，不能产生电磁波，故A错误； BC．BC选项都是均匀变化的磁场，产生稳定的电场，而稳定的电场不会产生磁场，不能产生电磁波，故BC错误； D．D选项是振荡磁场，会产生振荡的电场，电场和磁场交替产生，在空间中传播，形成电场波，故D正确。 故选D。 考点二：电磁波 4．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图，A是发射时的雷达探测波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是（　　） A．9×105 m B．4.5×105 m C．3×105 m D．无法确定 【答案】B 【详解】由题图知从发射脉冲到接受到回波的时间则敌机与雷达站距离为故选B。 5．使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短 C．在真空中的传播速度大小为 D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小 【答案】B 【详解】A．由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误； B．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确； CD．在真空中电磁波的传播速度大小均为故CD错误。故选B。 6．2022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．电磁波是一种物质，也具有能量 B．电磁波跟声波一样，不能在真空中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 D．航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【答案】A 【详解】A．电磁波是一种物质，也具有能量，故A正确； B．电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，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，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误； D．航天员讲话时画面能与声音同步，那是因为画面与声音同时转化成电信号，通过电磁波传回到地面接收器再转化成画面和声音。电磁波的速度为光速，声波的传播速度约为340m/s，故D错误。故选A。 考点三：电磁波谱 7．5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps （bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比（　　） A．在真空中传播速度更慢 B．在真空中传播速度更快 C．波长更长 D．频率更高，传输速率更快 【答案】D 【详解】AB．5G信号与4G信号均为电磁波，其在真空中的传播速度相等，均等于光速，故AB错误； C．5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段， 4G信号通信频率在特高频段，即5G网络使用的无线电通信频率比4G网络使用的无线电通信频率大，根据可知，频率越大，波长越短，即5G信号与4G信号相比波长更短，故C错误； D．结合上述，根据题意可知，5G信号与4G信号相比频率更高，传输速率更快，故D正确。故选D。 8．下列说法正确的是（　　） A．甲图中收音机是利用电谐振接收电磁波信号 B．乙图中微波炉是利用紫外线对食物加热 C．丙图中机场安检利用了射线穿透本领强的特性 D．丁图中夜视仪利用了微波传播方向性好的特点 【答案】A 【详解】A．甲图中收音机是利用电谐振接收电磁波信号，选项A正确； B．乙图中微波炉是利用微波对食物加热，而不是紫外线，选项B错误； C．丙图中机场安检利用了X射线穿透本领强的特性，选项C错误； D．丁图中夜视仪利用了不同的物体发出的红外线强度不同的特点，选项D错误。故选A。 9．电磁波谱是指电磁波的频率和波长范围，包括了从无线电波到伽马射线的整个频谱范围。电磁波谱在现代科学技术中起着极其重要的作用，广泛应用于通信、医疗、能源、环境监测等各个领域。根据电磁波谱，下列选项中电磁波的波长顺序由短到长排列的是（　　） A．X射线、紫外线、可见光、红外线 B．X射线、紫外线、红外线、可见光 C．紫外线、红外线、可见光、X射线 D．可见光、红外线、X射线、紫外线 【答案】A 【详解】电磁波的波长顺序由短到长排列的是：X射线、紫外线、可见光、红外线。故选A。 知识导图记忆 知识目标复核 1.知道麦克斯韦电磁场理论，理解麦克斯韦电磁场理论的两个要点。 2.了解电磁波的形成及特点，掌握波长、频率和波速的关系。 3.知道电磁波谱及排列顺序。 1．“中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．不同电磁波在真空中传播速度不同 C．电磁波不能在水中传播 D．微波炉加热食物是利用了红外线的热效应 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故A正确； B．电磁波在不同介质中的传播速度不同，但在真空中传播的速度均等于光速，故B错误； C．电磁波传播不需要介质，可以在水中传播，故C错误； D．微波炉加热食物是利用微波的频率与水分子的固有频率相近，从而使水分子产生共振，剧烈振动产生热量，达到加热食物的目的，故D错误。 故选A。 2．2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（　　） A．波长越长的频率越低 B．频率越高的传播速度越大 C．电磁波能量越大传播速度越大 D．首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦 【答案】A 【详解】A．根据，可知波长越长，频率越低，故A正确； BC．电磁波在真空中传播的速度都相同，都为光速，故BC错误； D．赫兹用实验首次证明了电磁波的存在，故D错误。 故选A。 3．某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能激发电磁波的电场是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．电场不随时间变化，不会产生磁场，故A错误； BC．电场都随时间均匀变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波，故BC错误； D．电场随时间作周期性的变化，能在周围空间产生周期性变化的磁场，而这变化磁场又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波，故D正确。 故选D。 4．下列关于电磁场、电磁波的说法中正确的是（    ） A．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．人们利用电磁波传递信息或者能量 D．电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在 【答案】C 【详解】A．变化的电场周围一定存在磁场，变化的磁场周围一定存在电场，选项A错误； B．电磁波在不同介质中的传播速度大小不相同，选项B错误； C．人们利用电磁波传递信息或者能量，选项C正确； D．电磁场是真正存在的物质，选项D错误。 故选C。 5．关于电磁波，下列说法正确的是（    ） A．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 B．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗 C．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 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 【答案】A 【详解】A．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，A正确； B．医院里经常利用射线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗，B错误； C．磁波在真空中的传播速度都相同，与电磁波的频率无关，C错误； D．电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，D错误。 故选A。 6．蓝牙是一种使用2.4GHz频段的无线电波支持设备短距离通信的技术，能在手机、无线耳机、智能手环、打印机等众多设备之间进行信息交换，则（    ） A．这个频段的电磁波比射线能量更高 B．这个频段的电磁波比紫外线的波长要短 C．蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率大于 D．智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能 【答案】D 【详解】A．这个频段的电磁波的频率小于射线的频率，则这个频段的电磁波比射线能量更低，故A错误； B．这个频段的电磁波的频率小于紫外线的频率，这个频段的电磁波比紫外线的波长要长，故B错误； C．蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率小于，故C错误； D．智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能，故D正确。 故选D。 7．关于电磁学，下列说法不正确的是（　　） A．移动通信是通过电磁波来传输信息的 B．赫兹预言电磁波的存在 C．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 【答案】B 【详解】A．移动通信是通过电磁波来传输信息的，故A正确； B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，故C正确； D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒，故D正确。 本题选不正确项，故选B。 8．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是（　　） A．医院里“CT”机使用的电磁波是γ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．X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 【答案】C 【详解】A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A错误； 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，故B错误； 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，故C正确； D．γ射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症，故D错误。 故选C。 9．用于杀菌消毒的紫外线、用于通信的无线电波、用于检验金属内部缺陷的射线，它们的频率分别为，它们的频率大小关系是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电磁波谱可知，无线电波频率最小、用于检验金属内部缺陷的射线频率最大，即。 故选B。 10．非接触式体温测量仪是通过人体辐射的红外线来测量体温，紫外线灯可以在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。下列关于红外线和紫外线的说法正确的是（　　） A．红外线的波长比无线电波长 B．只有热的物体才能辐射红外线 C．紫外线的波长比红外线长 D．红外线和紫外线都是电磁波 【答案】D 【详解】AC．根据电磁波谱知，真空中波长由大到小的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故AC错误； B．任何物体都能辐射红外线，温度越高，辐射越强，故B项错误； D．无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，故D项正确。 故选D。 11．英国物理学家麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，再加上他本人的创造性工作，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中不正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播离不开传播介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场所在空间一定会产生磁场，故A正确，不符合题意； B．电磁波可以在真空中传播，机械波的传播离不开传播介质，故B错误，符合题意； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 故C正确，不符合题意； D．从波的角度看，红外线、可见光、紫外线本质上都是电磁波，故D正确，不符合题意。 12．高原冰雪探测雷达系统简称为雪深雷达，是珠峰高程测量的主力设备之一，主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。通过雪深雷达探测获得珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波 B．电磁波从空气进入冰雪层，传播速度会变大 C．雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大 D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化 【答案】D 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误； B．根据 电磁波从空气进入冰雪层，冰雪层的折射率较大，传播速度会变小，故B错误； C．雷达使用的电磁波是微波，比红外遥感使用的电磁波频率小，故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确。 故选D。 13．近年来国产手机产业发展迅猛，在芯片、5G通信等相关技术领域取得巨大突破。关于手机通讯，说法正确的是（　　） A．电磁波不是一种物质 B．电磁波在真空中的传播速度等于光速 C．手机通话时手机通过X射线进行信息传输 D．手机通话时电磁波从一台手机直接发射到另一台手机 【答案】B 【详解】A．电磁波是客观存在的，是一种特殊的物质，A错误； B．光是电磁波，电磁波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度，B正确； C．手机通话时，手机通过无线电波进行信息传输的，C错误； D．手机通话时电磁波从一台手机发射到信号塔，再从信号塔发送到另一台手机，D错误。 故选B。 14．2021年7月4日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约400km的中国空间站，标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功，航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波波长越长，其能量子越大 B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论 D．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.013s 【答案】C 【详解】A．电磁波波长越长，频率越小，其能量子越小，故A错误； B．只要空间某处的电场或磁场发生周期性变化，就会在其周围产生电磁波，故B错误； C．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论，故C正确； D．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约为 故D错误。 故选C。 15．麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，1886年，赫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。下列说法中符合科学实际的是（　　） A．周期性变化的磁场产生稳定的电场 B．均匀变化的磁场不能产生电场 C．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度 D．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 【答案】C 【详解】A．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，A错误； B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，B错误； C．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度，C正确； D．电磁波传播过程中，电场激发磁场，磁场激发电场，两者是相互关联的，D错误。 故选C。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 电磁波的发现及应用 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：电磁场 1.麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。 2.电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体。 3.对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 4.电场、磁场的变化关系可用下面的框图表示 知识点2：电磁波 1.电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2.电磁波的特点 ①电磁波可以在真空中传播。 ②电磁波的传播速度等于光速。 ③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。 3.电磁波的波速 ①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率。 电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf。 ②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108m/s。 知识点3：电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信 1.电磁波谱 (1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 (2)各种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。 (3)各种电磁波的特性 ①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输。 ②红外线：用于加热理疗等。 ③可见光：照亮自然界，也可用于通信。 ④紫外线：用于灭菌消毒。 ⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞。 2.电磁波的能量 (1)光是一种电磁波，光具有能量。 (2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质。 3.电磁波通信 电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信网络，这些信息都是通过电磁波来传递的。电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 教材习题01 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 解题方法 A．变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化磁场。A错误； B．电磁波在真空中传播的速度。故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误； D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。故选D。 【答案】D 教材习题02 关于电磁波的传播速度表达式c=λf，下列理解正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大 B．电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大 C．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长不变 D．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大 解题方法 AB．电磁波在真空中的传播速度都相同，不随波长和频率的变化而变化，选项AB错误； CD．根据当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大，选项C错误，D正确。故选D。 【答案】D 教材习题03 在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（　　） A．短波、红外线、紫外线、微波 B．短波、紫外线、红外线、微波 C．短波、微波、红外线、紫外线 D．微波、短波、红外线、紫外线 解题方法 按照波长从大到小的顺序依次是无线电波（长、中、短、微）、红外线、可见光、紫外线、x射线和射线，故C正确，ABD错误。故选C。 【答案】C 考点一：麦克斯韦电磁场理论 1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．变化的磁场一定产生变化的电场 C．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 D．周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发，形成电磁波 2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的 B．变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是稳定的 C．周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）不一定是周期性变化的 D．周期性变化的电场（或磁场）一定可以产生电磁波 3．如图所示的磁场中，能产生电磁波的是（　　） A．B．C． D． 考点二：电磁波 4．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图，A是发射时的雷达探测波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是（　　） A．9×105 m B．4.5×105 m C．3×105 m D．无法确定 5．使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短 C．在真空中的传播速度大小为 D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小 6．2022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．电磁波是一种物质，也具有能量 B．电磁波跟声波一样，不能在真空中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 D．航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 考点三：电磁波谱 7．5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps （bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比（　　） A．在真空中传播速度更慢 B．在真空中传播速度更快 C．波长更长 D．频率更高，传输速率更快 8．下列说法正确的是（　　） A．甲图中收音机是利用电谐振接收电磁波信号 B．乙图中微波炉是利用紫外线对食物加热 C．丙图中机场安检利用了射线穿透本领强的特性 D．丁图中夜视仪利用了微波传播方向性好的特点 9．电磁波谱是指电磁波的频率和波长范围，包括了从无线电波到伽马射线的整个频谱范围。电磁波谱在现代科学技术中起着极其重要的作用，广泛应用于通信、医疗、能源、环境监测等各个领域。根据电磁波谱，下列选项中电磁波的波长顺序由短到长排列的是（　　） A．X射线、紫外线、可见光、红外线 B．X射线、紫外线、红外线、可见光 C．紫外线、红外线、可见光、X射线 D．可见光、红外线、X射线、紫外线 知识导图记忆 知识目标复核 1.知道麦克斯韦电磁场理论，理解麦克斯韦电磁场理论的两个要点。 2.了解电磁波的形成及特点，掌握波长、频率和波速的关系。 3.知道电磁波谱及排列顺序。 1．“中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B．不同电磁波在真空中传播速度不同 C．电磁波不能在水中传播 D．微波炉加热食物是利用了红外线的热效应 2．2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（　　） A．波长越长的频率越低 B．频率越高的传播速度越大 C．电磁波能量越大传播速度越大 D．首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦 3．某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能激发电磁波的电场是（　　） A． B． C． D． 4．下列关于电磁场、电磁波的说法中正确的是（    ） A．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．人们利用电磁波传递信息或者能量 D．电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在 5．关于电磁波，下列说法正确的是（    ） A．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 B．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗 C．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 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 6．蓝牙是一种使用2.4GHz频段的无线电波支持设备短距离通信的技术，能在手机、无线耳机、智能手环、打印机等众多设备之间进行信息交换，则（    ） A．这个频段的电磁波比射线能量更高 B．这个频段的电磁波比紫外线的波长要短 C．蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率大于 D．智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能 7．关于电磁学，下列说法不正确的是（　　） A．移动通信是通过电磁波来传输信息的 B．赫兹预言电磁波的存在 C．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒 8．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是（　　） A．医院里“CT”机使用的电磁波是γ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．X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 9．用于杀菌消毒的紫外线、用于通信的无线电波、用于检验金属内部缺陷的射线，它们的频率分别为，它们的频率大小关系是（    ） A． B． C． D． 10．非接触式体温测量仪是通过人体辐射的红外线来测量体温，紫外线灯可以在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。下列关于红外线和紫外线的说法正确的是（　　） A．红外线的波长比无线电波长 B．只有热的物体才能辐射红外线 C．紫外线的波长比红外线长 D．红外线和紫外线都是电磁波 11．英国物理学家麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，再加上他本人的创造性工作，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中不正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播离不开传播介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波 12．高原冰雪探测雷达系统简称为雪深雷达，是珠峰高程测量的主力设备之一，主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。通过雪深雷达探测获得珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波 B．电磁波从空气进入冰雪层，传播速度会变大 C．雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大 D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化 13．近年来国产手机产业发展迅猛，在芯片、5G通信等相关技术领域取得巨大突破。关于手机通讯，说法正确的是（　　） A．电磁波不是一种物质 B．电磁波在真空中的传播速度等于光速 C．手机通话时手机通过X射线进行信息传输 D．手机通话时电磁波从一台手机直接发射到另一台手机 14．2021年7月4日，我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约400km的中国空间站，标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功，航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波波长越长，其能量子越大 B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论 D．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.013s 15．麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，1886年，赫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。下列说法中符合科学实际的是（　　） A．周期性变化的磁场产生稳定的电场 B．均匀变化的磁场不能产生电场 C．电磁波在真空中传播的速度大于在介质中传播的速度 D．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$