内容正文:
第十五章 电磁波与通信技术
第一节 电磁波
基础夯实
电磁波的产生与描述
1.(2025江苏苏州吴江模拟)第一次用实验证实了电磁波存在
的科学家是 ( )
A.麦克斯韦 B.赫兹
C.法拉第 D.奥斯特
B
解析 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹第一次用实验证
实了电磁波的存在。
2.(2025浙江慈溪期末)下列几种波中不属于电磁波的是
( )
A.声波 B.微波
C.红外线 D.无线电波
A
解析 红外线属于电磁波,无线电波也属于电磁波,无线电波
包含长波、中波、短波和微波;声波不是电磁波。
3.【新课标·物理观念】(2025吉林长春宽城模拟)下列现象中
不能产生电磁波的是 ( )
A.电冰箱的电路接通或断开
B.正在工作的电铃
C.正在工作的电喇叭
D.用木棒不断敲击鼓面
D
解析 电冰箱的电路接通或断开、正在工作的电铃、正在工
作的电喇叭,其电路中都有变化的电流,故都有电磁波产生。
用木棒不断敲击鼓面,鼓面振动发声,不能产生电磁波。
4.关于电磁波的产生与描述,下列说法中正确的是 ( )
A.导线中只要有电流就可以产生电磁波
B.描述电磁波的物理量有频率和波长
C.红外线、X射线是电磁波,可见光不是电磁波
D.无线电波的频率在几百赫到几千赫范围内
B
解析 当导体中的电流迅速变化时,导体会向周围发射一种
波,这种波是由电磁现象产生的,叫电磁波,故A错误。在物理
学中,人们常用频率和波长来描述电磁波,故B正确。电磁波
是一个大家族,红外线、可见光、紫外线、X射线都属于电磁
波,故C错误。通常用于广播、电视和移动电话的电磁波叫作
无线电波,它的频率在几百千赫至几千兆赫范围内,故D错
误。
电磁波的传播
5.(2024甘肃白银九中期末)下列关于电磁波的说法,正确的是
( )
A.电磁波既能传递信息,也能传递能量
B.电磁波的传播需要介质
C.不同电磁波的频率相同
D.电磁波的传播速度是不变的
A
解析 电磁波既能传递信息,也能传递能量,A正确;电磁波的
传播不需要介质,B错误;不同电磁波的频率不同,C错误;电磁
波在不同的介质中的传播速度不同,D错误。故选A。
6.(2022四川内江中考)电磁波在真空中的传播速度约为
m/s。如图所示是部分电磁波谱,在如图的五种电磁波中,频
率最高的电磁波是 。
3×108
γ射线
解析 电磁波在真空中的传播速度约为3×108 m/s,根据c=λf可
知,波速一定,波长与频率成反比,由图可知,γ射线波长最短,所
以其频率最高。
电磁波的应用
7.【跨学科·日常生活】下列生活实例中,不是应用电磁波的
是 ( )
B
解析 微波炉用微波来加热食物,测温枪用红外线测量体温,
智能手机用无线电波来传输信息,微波、红外线、无线电波
都是电磁波。电热水壶应用电流的热效应来给水加热。
8.(2025广东汕头潮阳模拟)如图所示是电磁波及其应用实例,
下列说法正确的是 ( )
B
A.紫外线是紫色的
B.可见光与无线电波在真空中的传播速度相同
C.电视机遥控器用γ射线遥控
D.体检胸透用的电磁波频率比无线电波低
解析 人的肉眼不能直接观察到紫外线,故A错误。不同种类
的电磁波在真空中的传播速度相同,故B正确。电视机的遥控
器用红外线遥控,故C错误。体检胸透用的电磁波是X射线,频
率比无线电波高,故D错误。
能力提升
9.(2025吉林长春宽城模拟,★☆☆)下列几种情况中,会产生电
磁波的是 ( )
A.用油锯锯铝材时溅出火花
B.蝴蝶扇动翅膀
C.敲击音叉时,音叉高速振动
D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间
D
解析 用油锯锯铝材时溅出火花,是摩擦生热,故A错误。蝴
蝶扇动翅膀时,翅膀振动产生次声波,故B错误。敲击音叉时,
音叉高速振动,发出声音,故C错误。家庭电路中开灯或关灯
的瞬间,有电流变化,会产生电磁波,故D正确。
10.【新特色·国防教育】(2025江苏常州天宁模拟,★★☆)我
国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机,这种雷达使用的
波信号频率在30 MHz~300 MHz之间。某次雷达使用频率为
200 MHz的波信号探测目标,则该信号 ( )
A.波速约为3×108 m/s,周期为5×10-9 s
B.波速约为340 m/s,周期为5×10-6 s
C.波速约为340 m/s,周期为2×10-8 s
D.波速约为3×108 m/s,周期为2×10-5 s
A
解析 雷达发出的是电磁波,电磁波在空气中的传播速度接
近真空中的光速,约为3×108 m/s。已知f=200 MHz=2×108 Hz,
根据周期和频率的关系可知该电磁波的周期T= = =
5×10-9 s。
11.(★★☆)如图所示,取一节旧的干电池和一根导线,靠近收
音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与
电池的另一极时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓”
“咔嚓”的声音,这个现象反映了迅速变化的电流能在周围
的空间中产生 。如果把收音机放入一个密闭的金属
盒中,进行同样的操作, (选填“能”或“不能”)听到
“咔嚓”声,这说明密闭的金属容器能 电磁波。
电磁波
不能
屏蔽
解析 导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁
波;金属对电磁波有屏蔽作用,所以把收音机放到密闭的金属
盒中后,重复同样的操作,将不能听到“咔嚓”声。
素养提优
12.阅读短文,回答问题。
墙真的能阻挡手机信号吗
当你进入地下室或者进入某些高楼的时候,手机信号经常会
有大幅度的衰减,是墙阻挡了手机信号吗?
我们知道,导线中电流的迅速变化会在周围的空间产生
电磁波,而手机信号的传播就是利用电磁波进行的。电磁波
在介质中传播会出现趋肤效应。查阅资料,我们得知——当
直流电流通过均匀圆柱状导体时,电流是均匀分布的;但当导
体中有交流电或者处于交变电磁场中时,导体内部的电流分
布不均匀,集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度
越大,导体内部实际上电流较小,这一现象称为趋肤效应。趋
肤效应使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加。电流的
频率越高(周期性变化越迅速),趋肤效应越明显。
如果是一堵“纯纯”的墙,是完全绝缘的,那么电磁波穿
过它是几乎没什么损耗的。但我们知道,墙体内部不仅有水
泥等绝缘材料,还有导电的钢筋,当然还有各种埋在墙内的电
线,这使得墙体对电磁波有一定的阻碍作用。因此当我们身
处地下室或者进入某些高楼时,手机信号会不同程度地减弱,
有时会完全消失。
(1)光是一种电磁波,光在真空中的传播速度约为 m/s。
(2)趋肤效应使导体电阻增加的原因是
。
(3)请列举一种削弱趋肤效应影响的措施: 。
(4)频率高的电磁波在海水中衰减很快,你认为原因是
。
3×108
电流集中分布在导体外表的薄层,相当于
导体的横截面积减小,导体电阻增加
降低电流频率
海水是导体,电磁波在海水中传播时会出现趋肤效应,
频率越高,趋肤效应越明显
解析 (1)光在真空中的传播速度约为3×108 m/s。(2)由短文
可知,当导体中有交流电或者处于交变电磁场中时,导体内部
的电流分布不均匀,集中在导体外表的薄层,相当于导体的横
截面积减小,导体的电阻增加。(3)由短文可知,电流频率越高,
趋肤效应越明显,因此要削弱趋肤效应的影响,应该降低电流
的频率。(4)频率高的电磁波,趋肤效应明显,由于海水是导体,
频率高的电磁波在海水中传播时,趋肤效应使导体电阻增大,
使它的损耗功率也增大,所以高频率的电磁波在海水中衰减
很快。
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