13.4电磁波的发现及应用-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）

第十三章 电磁感应与电磁波初步 13.4电磁波的发现及应用 [基础达标练] 知识点1 电磁场 1. (23-24高二下·江西九江第一中学·期中)关于电磁现象及应用，下列说法中错误的是（　　） A．电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的 B．地球是一个大磁体，北半球地磁场方向相对地面是斜向下的 C．通电导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 D．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场 知识点2 电磁波 2.(24-25高二下·浙江精诚联盟·月考)下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说 C．法拉第发现了电磁感应现象，并总结了法拉第电磁感应定律 D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 3.(23-24高二下·陕西宝鸡金台区·期末)英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，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正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 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、超声波都是电磁波 知识点3 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 4．（23-24高二上·天津北辰·阶段练习）下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波无法在真空中传播 B．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦的电磁理论 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波可以携带信息，但是不具有能量 5.(23-24高二下·广东茂名高州·期中)为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保2024年普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　） A．X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B．红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C．雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D．空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 6.(23-24高二下·安徽江淮名校教育协作体·)2024年4月12日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（　　） A．天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．天眼只能在白天晴朗的天气工作 C．天眼接收的射电波的频率区间为 D．天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 [能力提升练] 7．（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）有关科学家的贡献，下列说法正确的是（    ） A．卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量 B．安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波 D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 8．（22-23高二下·上海·期中）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．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 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 9．（21-22高二·全国·课后作业）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．（21-22高二下·陕西延安·期中）“神舟十三号”载人飞船于2021年10月16日凌晨成功发射，在轨运行6个月后于2022年4月16日返回地球。创造了中国载人航天任务的新纪录。在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　） A．红外线 B．无线电波 C．紫外线 D．X射线 11．（2024高二·全国·专题练习）下列电磁波中，波长最短的是（　　） A．γ射线 B．红外线 C．紫外线 D．可见光 12．（22-23高二下·辽宁锦州·阶段练习）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．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 B．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 C．微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物 D．红外线的热效应可以用来杀菌消毒，γ射线在各波段电磁波中衍射最明显 13.(23-24高二下·福建泉州南安第一中学·)在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。到2024年4月，5G用户的占比已超5成。时至今日，5G网络建设仍在持续推进中。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（　　） A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G同样具有“穿墙”性能 B．电磁波既能传递信息也能传递能量 C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快 D．先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能 14．【多选】（22-23高二下·广西百色·期末）第五代移动通信技术（简称5G）是目前普遍使用的蜂窝移动通信技术，5G的性能是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（　　） A．5G和4G使用的电磁波都是横波 B．5G使用的电磁波在真空中的传播速度比4G快 C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象 D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长 15．（23-24高三上·广东惠州·阶段练习）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意如图所示，以下说法正确的是（　　）    A．蓝牙通信的电磁波是可见光 B．在同种介质中，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C．两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉 D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速 [高频考题实战练] 16．【多选】（22-23高二上·河南驻马店·期末）下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．红外线可以用来杀菌消毒 C．一切物体都在辐射电磁波 D．电磁波的传播速度等于光速 17．【多选】（23-24高二上·江西上饶·期末）关于波的现象，下列说法正确的是（    ） A．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．干涉和衍射是波的特性，一切波都能产生干涉、衍射现象． D．不同波长的电磁波在真空中速度不同 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十三章 电磁感应与电磁波初步 13.4电磁波的发现及应用 [基础达标练] 知识点1 电磁场 1. (23-24高二下·江西九江第一中学·期中)关于电磁现象及应用，下列说法中错误的是（　　） A．电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的 B．地球是一个大磁体，北半球地磁场方向相对地面是斜向下的 C．通电导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 D．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场 【答案】C 【来源】江西省九江第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】A．电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的，选项A正确，不符合题意； B．地球是一个大磁体，北半球地磁场方向相对地面是斜向下的，选项B正确，不符合题意； C．通电导线在某处不受磁场力作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项C错误，符合题意； D．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场，选项D正确，不符合题意。 故选C。 知识点2 电磁波 2.(24-25高二下·浙江精诚联盟·月考)下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说 C．法拉第发现了电磁感应现象，并总结了法拉第电磁感应定律 D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 【答案】D 【来源】浙江省精诚联盟2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题 【详解】A．库仑发现了库仑定律，密立根测出了元电荷电量，A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，B错误； C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯先后总结了法拉第电磁感应定律，C错误； D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在，D正确。 故选D。 3.(23-24高二下·陕西宝鸡金台区·期末)英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，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正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 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、超声波都是电磁波 【答案】C 【来源】陕西省宝鸡市金台区2023-2024学年高二下学期期末检测物理试卷 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 知识点3 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 4．（23-24高二上·天津北辰·阶段练习）下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波无法在真空中传播 B．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦的电磁理论 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波可以携带信息，但是不具有能量 【答案】B 【详解】A．电磁波传播不需要介质，所以可以在真空中传播，故A错误； B．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦的电磁理论，故B正确； C．周期性变化的电场和磁场，才能产生电磁波，故C错误； D．电磁波可以携带信息，同时具有能量，故D错误。 故选B。 5.(23-24高二下·广东茂名高州·期中)为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保2024年普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　） A．X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B．红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C．雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D．空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 【答案】D 【来源】广东省茂名市高州市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．X射线没有显著的化学作用，不能用来杀菌消毒，但X射线有较强的穿透能力，用来进行人体透视，故A错误； B．侦察上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高，故B错误； C．电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故C错误； D．红外线的热作用很强，有较好的穿透云雾烟尘的能力，可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等，所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故D正确。 故选D。 6.(23-24高二下·安徽江淮名校教育协作体·)2024年4月12日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（　　） A．天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．天眼只能在白天晴朗的天气工作 C．天眼接收的射电波的频率区间为 D．天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 【答案】C 【来源】安徽省江淮名校教育协作体2023-2024学年高二下学期阶段联考物理试题 【详解】A．第一个用实验的方法证实电磁波的科学家是赫兹，麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，故A错误； B．中国天眼接收来自宇宙的射电波信号，射电波是一种波长更长，频率更低的电磁波，可以穿透云层、星云等天体物质，所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行，不受白天黑夜的影响，故B错误； C．根据题意知天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，由 得射电波的频率区间为，故C正确； D．电磁波是横波，电磁波的本质是电场和磁场的交替变化，在空间中以波的形式传播，不需要通过物质介质来传递能量，故D错误。 故选C。 [能力提升练] 7．（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）有关科学家的贡献，下列说法正确的是（    ） A．卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量 B．安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波 D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 【答案】D 【详解】A．密立根最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量，选项A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则，选项B错误； CD．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，证实了麦克斯韦的电磁理论，选项C错误，D正确。 故选D。 8．（22-23高二下·上海·期中）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．稳定的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在传播过程中不能发生反射和折射 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．电磁波在真空中的传播速度恒定，与频率无关，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B错误； C．电磁波也是波的一种，具有波的一切特性，可以发生反射和折射，故C错误； D．电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，故D错误。 故选A。 9．（21-22高二·全国·课后作业）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 【分析】根据题中物理情景可知，本题考查雷达，根据雷达工作原理的规律，运用障碍物反射电磁波的特性等，进行分析推断。 【详解】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．（21-22高二下·陕西延安·期中）“神舟十三号”载人飞船于2021年10月16日凌晨成功发射，在轨运行6个月后于2022年4月16日返回地球。创造了中国载人航天任务的新纪录。在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　） A．红外线 B．无线电波 C．紫外线 D．X射线 【答案】B 【详解】在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的无线电波。 故选B。 11．（2024高二·全国·专题练习）下列电磁波中，波长最短的是（　　） A．γ射线 B．红外线 C．紫外线 D．可见光 【答案】A 【详解】电磁波谱按照波长由长到短的顺序排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 故选A。 12．（22-23高二下·辽宁锦州·阶段练习）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．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 B．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 C．微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物 D．红外线的热效应可以用来杀菌消毒，γ射线在各波段电磁波中衍射最明显 【答案】C 【详解】A．电视机遥控器用红外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率低，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错误； C．微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物，故C正确； D．紫外线可以用来杀菌消毒，无线电波在各波段电磁波中衍射最明显，故D错误。 故选C。 13.(23-24高二下·福建泉州南安第一中学·)在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。到2024年4月，5G用户的占比已超5成。时至今日，5G网络建设仍在持续推进中。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（　　） A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G同样具有“穿墙”性能 B．电磁波既能传递信息也能传递能量 C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快 D．先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能 【答案】C 【来源】福建省泉州市南安第一中学2023-2024学年高二下学期第二阶段教学质量监测物理试题 【详解】A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G具有相似的“穿墙”性能，选项A正确； B．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，例如微波炉就是利用电磁波传递能量的，选项B正确； C．5G和4G技术使用的电磁波在真空中传播速度都一样，都为，选项C错误； D．在使用手机的过程中，由于手机有一定的电阻，根据焦耳定律可知，会产生一定的热量，即一部分电能转化为内能，选项D正确。 此题选择不正确的，故选C。 14．【多选】（22-23高二下·广西百色·期末）第五代移动通信技术（简称5G）是目前普遍使用的蜂窝移动通信技术，5G的性能是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（　　） A．5G和4G使用的电磁波都是横波 B．5G使用的电磁波在真空中的传播速度比4G快 C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象 D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长 【答案】AC 【详解】A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确； B．任何频率的电磁波在真空中传播的速度都一样，都等于光速，故B错误； C．干涉和衍射现象是波特有的现象，所以5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象，故C正确； D．由于5G的电磁波频率更高，根据公式 可得在真空中5G使用的电磁波波长比4G的短，故D错误。 故选AC。 15．（23-24高三上·广东惠州·阶段练习）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意如图所示，以下说法正确的是（　　）    A．蓝牙通信的电磁波是可见光 B．在同种介质中，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C．两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉 D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速 【答案】B 【详解】A．蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误； B．在同种介质中，蓝牙通信与手机通信的电磁波传播速度相等，但蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，所以蓝牙通信的波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确； C．两束蓝牙通信的电磁波若频率相同，相位差恒定，就会发生干涉，故C错误； D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速，故D错误。 故选B。 [高频考题实战练] 16．【多选】（22-23高二上·河南驻马店·期末）下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．红外线可以用来杀菌消毒 C．一切物体都在辐射电磁波 D．电磁波的传播速度等于光速 【答案】CD 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，A错误； B．紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，B错误； C．一切物体都在辐射红外线，红外线是一种电磁波，C正确； D．电磁波在真空中的传播速度相同，与频率无关，大小均等于光速，D正确。 故选CD。 17．【多选】（23-24高二上·江西上饶·期末）关于波的现象，下列说法正确的是（    ） A．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．干涉和衍射是波的特性，一切波都能产生干涉、衍射现象． D．不同波长的电磁波在真空中速度不同 【答案】BC 【详解】A．机械波传播需要介质，不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播A错误； B．公式适用于一切机械波和电磁波的计算，B正确； C．干涉和衍射是波特有的现象，一切波都能发生，C正确； D．不同波长的电磁波在真空中速度相同，均为光速，D错误。 故选BC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$