21.1电磁波的海洋 同步课堂2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

21.1电磁波的海洋 讲解目录 【知识点1】电磁波的传播 1 【知识点2】电磁波家族及其应用 1 【知识点3】电磁波的产生 3 【知识点4】电磁波的波长、波速、频率 3 【题型1】电磁波的产生 4 【题型2】电磁波的应用 7 【题型3】电磁波的传播 10 【题型4】波长、波速和频率 13 知识讲解 【知识点1】电磁波的传播 电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 在电磁波与信息技术这一知识点中，电磁波的传播是中考命题热点，分值不大，常出现的题型是填空题填写“电磁波”。 例：神舟十八号的三名航天员，将一瓶矿泉水从地面带到中国空间站，矿泉水质量将______（选填“变大”“变小”或“不变”），空间站内航天员利用______与地面交流。 分析：（1）质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。 （2）电磁波的传播不需要介质。 解析：解：飞船进入太空后，虽然位置发生了变化，但航天员携带的物品质量不变；在空间站内航天员利用电磁波与地面交流。 故答案为：不变；电磁波。 点评：本题考查了质量的特征和电磁波的运用，属于基础题。 广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。注意对比，通常听到的声音是通过空气这种介质传播的。 【知识点2】电磁波家族及其应用 （1）分类：电磁波按波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。 （2）无线电波：通常用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。无线电波又可以分为长波、中波、短波和微波。 （3）应用： 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 考查电磁波家族及其应用。 例：电磁波是一个大家族，如图是它们的家族谱。对电磁波的认识，下列说法错误的是（　　） A.可见光也是一种电磁波 B.红外线比紫外线的频率低 C.真空中不同电磁波的传播速度不同 D.电磁波的频率越高，波长越短 分析：（1）光波是一种电磁波； （2）由图可以看出红外线比紫外线的频率低； （3）电磁波在真空中传播速度不变； （4）由于电磁波传播速度不变，则电磁波的频率越高，波长越短。 解析：解：A、任何光波都是一种电磁波，故A正确，不合题意； B、由图可以看出红外线比紫外线的频率低，故B正确，不合题意； C、真空中不同电磁波的传播速度相同，故C错误，符合题意； D、由于电磁波传播速度不变，则电磁波的频率越高，波长越短，故D正确，不合题意。 故选：C。 点评：该题考查学生对于电磁波知识的理解。 概念性知识，牢记即可。 【知识点3】电磁波的产生 电磁波产生的原理是变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 对电磁波的产生是一个难点，但中考出题几乎不深挖掘，知道迅速变化的电流产生电磁波，广播、电视、移动通信传递电磁波即可． 例：如图，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。 分析：（1）迅速变化的电流会在空间激起电磁波； （2）金属对电磁波有屏蔽作用。 解析：解：导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。 不能听到咔嚓声，是因为金属对电磁波有屏蔽作用。 故答案为：电磁波；不能；屏蔽。 点评：此题考查了电磁波的产生和传播、金属对电磁波的屏蔽作用，属基础题目。 概念性知识，牢记即可。 【知识点4】电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 考查电磁波的波长、波速、频率的概念，以及他们之间的关系。 例：光是一种电磁波。如图是某电磁波的波形图，其波长为______m。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经______s到达卫星。 分析：光波是一种电磁波，波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，图中给出的是三个波长的距离。 电磁波传播的速度c=3×108m/s，已知路程便可以求时间。 解析：解：光波是一种电磁波，图中给出了三个波长的距离，所以波长λ==0.5m。 探月卫星距地球指挥中心的距离：s=3.9×105km=3.9×108m， 电磁波传播的速度：c=3×108m/s， 由速度公式v=可知指令传播的时间：t===1.3s。 故答案为：0.5；1.3。 点评：本题考查了速度公式的运用和波长的概念：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离为一个波长。注意计算时单位要统一。 （1）不同电磁波在真空中的波速相同，波长与频率成反比 （2）任何频率的电磁波都能在真空中传播，且传播速度都等于光速 （3）电磁波的波长、频率、波速的含义与声波的相同，但数值不相等，传播条件不同，理解时切勿混淆。 题型专练 【题型1】电磁波的产生 【典型例题】下列说法错误的是（　　） A.微波通信可以用月亮做微波中继站 B.时断时续的电流能够产生电磁波 C.用三颗同步通信卫星可以实现全球通信 D.电磁波的频率越高，相同时间内传输的信息越多 【答案】A 【解析】微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站，但是不能把月亮当做中继站，因为由于月球离我们太远且绕地球转动，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，故A错误，符合题意； 时断时续的电流能够产生电磁波，故B正确，不符合题意； 一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围，故只需3颗即可实现对全球信号覆盖，故能实现全球通信；故C正确，不符合题意； 电磁波传输信息的多少与其频率有关，频率越高，相同时间内可以传输的信息越多，故D正确，不符合题意。 【举一反三1】如图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可听到近旁的收音机发出“喀喀”声，表明收音机接收到了(　　) A.超声波　 B.次声波　 C.光能　 D.电磁波 【答案】D 【解析】当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的接触时，会产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，电磁波可以被收音机接收，从而发出声音。故选D。 【举一反三2】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.正在工作的电声喇叭 D.用木棒不断敲击鼓面 【答案】D 【解析】电冰箱的电路接通或断开，正在工作的电铃，正在工作的电声喇叭，都有变化的电流，因此都有电磁波的产生，故A、B、C不符合题意；用木棒不断敲击鼓面，是声音的产生，故D符合题意。 【举一反三3】我国科研团队利用（米口径球面射电望远镜）发现了世界首例持续活跃的快速射电暴。快速射电暴（）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象。下列说法正确的是（　　） A.无线电波只能在真空中传播 B.无线电波的传播速度小于光的传播速度 C.如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息 D.FAST可先后收到火星、月球、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波 【答案】C 【解析】无线电波可以在真空和其他介质中传播，故A错误； 无线电波与光都是电磁波，无线电波的传播速度等于光的传播速度，故B错误； 电磁波可以携带信息，如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息，故C正确； 电磁波速度一定，根据可知：FAST可先后收到月球、火星、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波，故D错误。 【举一反三4】电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，第一次用实验证实了电磁波真实存在的科学家是（　　） A.赫兹 B.汤姆生 C.奥斯特 D.麦克斯韦 【答案】A 【解析】电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，1864年，英国青年物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。1888年德国青年物理学家赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在。 故选A。 【举一反三5】电磁波是一个很大的家族，按其波长由小到大依次是：γ射线、X射线、紫外线、________、红外线、________、短波和中长波．在我们的身边就有许多的________． 【答案】可见光　微波　电磁波 【解析】电磁波是一个很大的家族，电磁波按照波长从小到大的顺序依次是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波和中长波．在我们的身边就有许多的电磁波． 【举一反三6】打开收音机的开关，旋转至没有电台的位置，将音量开大．取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近．先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触(如图)．这时，我们从收音机里能听到“咔咔”的声音，这说明________． 【答案】电流的迅速变化可以产生电磁波 【解析】先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，电路中有时断时续的电流出现，迅速变化的电流产生了电磁波，产生的电磁波被收音机接收到，听到“咔咔”的声音． 【举一反三7】电磁波是一个很大的家族，按其波长由小到大依次是：γ射线、X射线、紫外线、________、红外线、________、短波和中长波．在我们的身边就有许多的________． 【答案】可见光　微波　电磁波 【解析】电磁波是一个很大的家族，电磁波按照波长从小到大的顺序依次是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波和中长波．在我们的身边就有许多的电磁波． 【举一反三8】电磁波的范围非常广，它包括________波、________波、________波和________波，光________(填“是”或“不是”)频率很高的电磁波． 【答案】长　中　短　微　是 【解析】电磁波按照波长的长短可分为：长波、中波、短波和微波，光属于电磁波． 【题型2】电磁波的应用 【典型例题】下列关于电磁波的应用，不正确的是（　　） A.广播电台是利用无线电波广播的 B.微波炉是利用微波加热物品的 C.北斗卫星定位系统是利用电磁波传输信号的 D.医院利用红外线杀菌、X射线对人体透视 【答案】D 【解析】我们收听的广播就是利用无线电波来广播电台节目的，故A正确，不符合题意； 微波炉是利用磁控管将电能转化为微波辐射能，微波辐射引起食物内部的水分子振动摩擦，从而产生热量，故B正确，不符合题意； 北斗卫星定位系统利用地球通信卫星作为太空微波（电磁波）中继站实现传输信号，故C正确，不符合题意。 医院利用紫外线杀菌消毒，故D错误，符合题意。 【举一反三1】关于电磁波的应用，下列说法不正确的是(　　) A.目前上市的电磁炉是利用电磁波工作的　 B.手机是利用电磁波来通信的 C.微波炉是利用电磁波来加热食物的　 D.收音机是靠电磁波来传递信息的 【答案】A 【解析】电磁炉又被称为电磁灶，利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而加热锅内的食物，故A项错误．使用手机打电话是利用电磁波工作的，故B项正确；用微波炉加热食品是利用电磁波，故C项正确；收音机是靠电磁波来传递信息，故D项正确． 【举一反三2】2022年12月13日，中国科学院国家空间科学中心发布了中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”传送的首批科学图像。这些图像的传送是利用(　　) A.超声波　 B.光纤 C.空气　 D.电磁波 【答案】D 【解析】超声波不能在真空中传播，太空中没有空气，它们不能传播图像信息；光缆能传递图像信息，但我们不可能在地面与太空中架起光缆，故A、B、C不正确；电磁波可以在真空中传播，中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”传送的首批科学图像是利用电磁波传送到地面的，故D正确。 【举一反三3】车载导航可以利用北斗导航系统配合电子地图来进行，导航仪和卫星间传输的信号是(　　) A.超声波　 B.电磁波 C.次声波　 D.电流 【答案】B 【解析】导航仪和卫星间传输的信号是通过电磁波来进行的，故B符合题意，A、C、D不符合题意。 【举一反三4】电磁波无处不在，根据电磁波谱可将电磁波分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，其在生活中的应用很广泛，　　　　可用于医用拍片；　　　　可照射人民币出现荧光鉴定真伪。 【答案】X射线　　 紫外线 【解析】X射线穿透能力强，医学上用来做透视检查。 紫外线具有荧光效应，在紫外线的照射下，人民币上的荧光物质会发光。 【举一反三5】我国航天事业处于世界先进水平。空间站工作的航天员通过　　　与地面指挥中心进行信息的传递；地磁的南极在地理的北极附近，地理的两极和地磁的两极并不重合，这一现象是我国宋代学者　　　发现的地磁偏角，比西方早400多年。 【答案】电磁波　　 沈括 【解析】空间站处于太空中，太空没有空气，电磁波可以在真空中传播，所以是通过电磁波传递信息的。 我国宋代学者沈括最早发现并记录地磁偏角。 【举一反三6】(1)有一种“隐形飞机”，能有效避开雷达的探测．秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够________(选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________(选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备． (2)电磁波在真空中的传播速度________(填“大于”“等于”或“小于”) 光在真空中的传播速度，其速度大小为________m/s. 【答案】(1)增强　减弱　(2)等于　3×108 【解析】(1)现代的“隐形飞机”之所以能够避开雷达的探测，其原因在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波的反射，同时隐形飞机的表面有一层特殊材料，这种材料能够增强对电磁波的吸收作用，使得雷达接收到反射回来的电磁波发生变化，即导致雷达无法根据反射回来的电磁波判断前方物体． (2)电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s；光在真空中的传播速度，其速度大小为3× 108 m/s；二者大小相等． 【举一反三7】手机在生活中的用途越来越广泛，可以通过________来远程控制家用电器工作；给手机电池充电，是将电能转化为________能。 【答案】电磁波　化学 【解析】手机在生活中的用途越来越广泛，可以通过电磁波来远程控制家用电器工作；给手机电池充电，是将电能转化为化学能。 【题型3】电磁波的传播 【典型例题】世界最大单体射电望远镜――“天眼”，已在我国建成使用，它将协助人类“触摸”来自外太空的微弱信号，探索宇宙的奥秘。它接收的是（　　） A.声波 B.电磁波 C.红外线 D.紫外线 【答案】B 【解析】电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。题干中的“天眼”是通过电磁波来接收信息的，电磁波的传播不需要介质。 故选B。 【举一反三1】2022年央视元宵晚会上，航天员王亚平在空间站弹奏悠扬的《茉莉花》为全国人民送上祝福。关于琴声的说法正确的是(　　) A.用力拨动琴弦，琴弦产生次声波 B.琴声通过超声波从空间站传回地面 C.悦耳的琴声是由琴弦振动产生的 D.琴声在空间站里的传播速度是3×108 m/s 【答案】C 【解析】用力拨动琴弦，琴弦的振幅变大，琴声的响度变大了，故A错误；声音不能在真空中传播，琴声通过电磁波从空间站传回地面，故B错误；声音是由物体的振动产生的，琴声是琴弦的振动产生的，故C正确；琴声在空间站里的传播速度大约是340 m/s，故D错误。 【举一反三2】关于波，下列说法中正确的是(　　) A.光波、电磁波、声波都可以在真空中传播 B.光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息 C.中央电视台与凉山电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D.导线中有迅速变化的电流，就会在周围空间中激起电磁波 【答案】D 【解析】声波不能在真空中传播，故A项错误．声音能传递信息，故B项错误．中央电视台与凉山电视台发射的电磁波在空气中的传播速度相同，故C项错误．导线中有迅速变化的电流，就会在周围空间中激起电磁波，故D项正确． 【举一反三3】关于电磁波，下列说法不正确的是(　　) A.不同波长的电磁波在真空中传播速度不同 B.电磁波可以在真空中传播，声波不可以在真空中传播 C.光实际上也是一种电磁波，可以用来传递信息和能量 D.微波、无线电波、红外线、紫外线都属于电磁波，超声波不是电磁波 【答案】A 【解析】所有电磁波在真空中的传播速度都是相同的，等于光速，故A项错误；电磁波可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声波不可以在真空中传播，故B项正确；光实际上也是一种电磁波，可以用来传递信息和能量，故C项正确；微波、无线电波、红外线、紫外线都属于电磁波，超声波不属于电磁波．故D项正确． 【举一反三4】如图，把手机放在广口瓶中，拨通手机，手机铃响，屏幕发光；用抽气机把广口瓶内抽成真空，再拨通手机，听不到手机铃响，但屏幕仍发光。说明真空________传递声音，真空________传递电磁波。(均选填“能”或“不能”) 【答案】不能　能 【解析】听不到手机铃响，说明真空不能传声，屏幕发光，说明手机接收到了电磁波。 【举一反三5】登上月球的宇航员如果要相互交谈，不能直接进行，而是要用________来传递信号．这说明声波的传播________(选城“需要”或“不需要”)介质；而电磁波的传播________(选填“需要”或“不需要”)介质． 【答案】电磁波　需要　不需要 【解析】月球上没有传播声音的介质，所以不能直接进行交谈，要想交谈需要电磁波来传递信号，这说明了电滋波的传播不需要介质． 【举一反三6】手机是利用　　　　　　传输信号实现通信的，该信号　　　　　　（选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。相同时间内，5G通信传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，5G信号的传播速度　　　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）4G信号的传播速度。 【答案】电磁波　　 可以　　 等于 【解析】手机是利用电磁波传输信号实现通信的，该信号可以在真空中传播。 相同时间内，5G通信传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度 【举一反三7】国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资源如表。1 GHz＝103 MHz＝109 Hz。根据下面的波谱图解答问题： (1)人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中传播速度快”？________(选填“是”或“否”)；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？________(选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”)。 (2)中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？________(选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”)；中国移动5G信号的电磁波和中国电信的5G信号的电磁波的波长哪一个更长？____________(选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”)。 【答案】(1)否　一样大　(2)微波　中国电信 【解析】(1)中国移动5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅。4G的电磁波和5G的电磁波在空气中传播速度相同。 (2)由图可知：中国移动5G信号的电磁波的属于微波；中国移动5G信号的电磁波比中国电信的5G信号的电磁波的频率高，则波长短。 【题型4】波长、波速和频率 【典型例题】对于在空气中传播的电磁波，下列说法正确的是(　　) A.频率越低，波速越大 B.频率越低，波长越长 C.波长越长，波速越大 D.电磁波的波长都相等 【答案】B 【解析】电磁波的波速是定值，不会变化，故A项错误；在波速不变的情况下，频率和波长成反比，频率越低，波长越长，故B项正确；波长对波速没有影响，波速是一个定值，故C项错误；电磁波的波长和频率成反比，所以电磁波的波长根据频率的变化而变化，故D项错误． 【举一反三1】各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430 nm～662 nm之间的光。真空中，波长650 nm的光(　　) A.是紫光 B.不是电磁波 C.波长比蓝光的长 D.比波长500 nm的光传播速度大 【答案】C 【解析】根据题图可知，紫光的波长比波长650 nm的光短，故A不符合题意；所有的可见光都属于电磁波，故B不符合题意；从题图可知，波长650 nm的光的波长比蓝光的波长长，故C符合题意；不同波长的光在真空中的传播速度相同，故D不符合题意。 【举一反三2】已知真空中电磁波的波长λ微波＞λ红外线＞λ紫外线，则它们的频率(　　) A.f微波＝f红外线＝f紫外线 B.f微波＞f红外线＞f紫外线 C.f微波＜f红外线＜f紫外线 D.f紫外线＜f微波＜f红外线 【答案】C 【解析】在真空中，电磁波的波长和频率成反比，波长最长的频率最小．故选C. 【举一反三3】电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等，它们的________相同(选填“频率”“波长”或“波速”)，它们都________在真空中传播，电台发射的某种电磁波波长为3 m，其频率是________Hz. 【答案】波速　能　108 【解析】电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等，它们的波速相同，它们都能在真空中传播；电磁波的波速是3×108 m/s，根据c＝λf得：f＝＝＝108 Hz. 【举一反三4】2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统提供定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用________(选填“次声波”“电磁波”或“超声波”)相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是____________ m/s。若此波波长是3 m，则频率是____________ Hz。 【答案】电磁波　3×108　1.0×108 【解析】太空是真空，声音无法传播，因此北斗卫星是通过电磁波来传递信息的； 电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s； 若该电磁波的波长为λ＝3 m，据公式c＝λf， 可得电磁波的频率为：f＝＝＝1.0×108 Hz。 【举一反三5】图甲为部分电磁波的频率分布示意图。 (1)由图可知，紫外线________(选填“是”或“不是”)电磁波。它在真空中的传播速度约为________ m/s。 (2)下列实例中，属于紫外线应用的是________(选填字母)。 A．遥控器控制电视 B．体检时拍X光片 C．医院杀菌消毒灯 D．“测温枪”测量体温 (3)少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。 步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域，且调整玻璃板与硬纸板平行； 步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光； 步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光； 步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。 由此可推断，该防晒霜________(选填“能”或“不能”)阻挡全部紫外线。 【答案】(1)是　3×108　(2)C　(3)Ⅱ　不能 【解析】(1)紫外线属于电磁波；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s。 (2)体检时拍X光片，由图甲可知，X射线不属于紫外线，故B错误； 遥控器和的测温枪是利用红外线工作的，故A、D错误； 紫外线化学作用强，可以杀死微生物，医院杀菌消毒灯是利用紫外线工作的，故C正确。 (3)涂有荧光物质的硬纸板可以用来检验有没有紫外线射到硬纸板上，因此应将玻璃板放在紫外线灯和硬纸板之间，即Ⅱ位置； 由步骤二、三可知，没有紫外线射到硬纸板上时，荧光物质不发光；有紫外线照射到硬纸板上时，荧光物质发光，由步骤四可知，荧光物质有微弱发光，说明有少量的紫外线透过涂有防晒霜的玻璃板射到硬纸板上，因此防晒霜不能阻挡全部紫外线。 【举一反三6】阅读短文，回答问题。 红外测温仪 如图甲所示，在研究不同色光的偏折能力时，一束太阳光通过三棱镜，被分解成多种颜色的光，在白色光屏上形成一条彩色光带，这一现象叫做光的色散现象。之后物理学家们用温度计研究色散后不同颜色的光对温度计升温快慢的影响时，意外地在红光之外发现了升温比红光更快的看不见的光，命名为红外线。依据红外线的特殊性质发明了应用红外线的工具，红外测温仪就是其中之一。 红外测温仪是一种非接触式辐射能量探测仪，如图乙，红外测温仪工作时，会探测物体辐射的红外能量，并将红外能量转变为相应的电信号，最后将电信号转变为被测物体的温度值，红外测温仪具有测温范围大、测量精度高、响应时间短等特点，广泛应用于生产和生活中。 在自然界中，一切物体都在不停地向周围空间发出红外辐射，红外辐射又被称为红外线，是电磁波的一种，电磁波波速c、波长λ和频率f之间的关系是c＝λf。 物体红外辐射能量的大小与物体的温度和辐射的波长有关，其关系如图丙所示，红外测温仪测量物体温度时，测温仪除了会接收到物体辐射的红外能量，还会接收到物体表面反射的红外能量，从而影响测量的准确度，测量物体温度时，红外测温仪通常会探测物体辐射的最佳红外波长，以便接收到更多的红外能量，提高测量的精度。 (1)温度计分别放入图甲中的①、②、③区域，在________(选填“①”“②”或“③”)区域示数升高得最快，说明红外线有显著的热效应，可以用于遥感、加热、测温等。 (2)物体的温度越高，其辐射的红外能量越________(选填“大”或“小”)。 (3)人体的正常温度约为37 ℃，主要辐射波长约12 μm的红外线，在此区间人体主要辐射的红外线的频率约____________ Hz，测量高温物体的温度时，红外测温仪应探测波长________(选填“较长”或“较短”)的红外波。 (4)物体的温度一定时，物体的辐射能量分布与波长关系是________(选填字母)。 A．波长越长，辐射的能量越多 B．波长越长，辐射的能量越少 C．随着波长的增加，辐射能量先减少后增加 D．随着波长的增加，辐射能量先增加后减少 (5)物体红外辐射的峰值波长(最大值)与物体温度的关系图像可能是图丁中________(选填字母)。 【答案】(1)③　(2)大　(3)2.5×1013　较短　(4)D　(5)C 【解析】(1)由材料可知红外线在红光之外，结合可见光的光谱可知，红外线是在③区域。 (2)由图丙可知，波长相同时，温度越高，所对应的纵坐标越大，即红外能量越大。 (3)由c＝λf可得：λ＝＝＝2.5×1013 Hz；根据图丙可知温度越高，辐射的红外线波长越短。 (4)根据图丙可知，随着波长的增加，辐射能量先增加后减少，故选D。 (5)由图丙可知温度越高峰值波长越短，因此波长随着温度的升高而减小，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 21.1电磁波的海洋 讲解目录 【知识点1】电磁波的传播 1 【知识点2】电磁波家族及其应用 1 【知识点3】电磁波的产生 3 【知识点4】电磁波的波长、波速、频率 3 【题型1】电磁波的产生 4 【题型2】电磁波的应用 6 【题型3】电磁波的传播 7 【题型4】波长、波速和频率 9 知识讲解 【知识点1】电磁波的传播 电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 在电磁波与信息技术这一知识点中，电磁波的传播是中考命题热点，分值不大，常出现的题型是填空题填写“电磁波”。 例：神舟十八号的三名航天员，将一瓶矿泉水从地面带到中国空间站，矿泉水质量将______（选填“变大”“变小”或“不变”），空间站内航天员利用______与地面交流。 分析：（1）质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。 （2）电磁波的传播不需要介质。 解析：解：飞船进入太空后，虽然位置发生了变化，但航天员携带的物品质量不变；在空间站内航天员利用电磁波与地面交流。 故答案为：不变；电磁波。 点评：本题考查了质量的特征和电磁波的运用，属于基础题。 广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。注意对比，通常听到的声音是通过空气这种介质传播的。 【知识点2】电磁波家族及其应用 （1）分类：电磁波按波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。 （2）无线电波：通常用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。无线电波又可以分为长波、中波、短波和微波。 （3）应用： 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 考查电磁波家族及其应用。 例：电磁波是一个大家族，如图是它们的家族谱。对电磁波的认识，下列说法错误的是（　　） A.可见光也是一种电磁波 B.红外线比紫外线的频率低 C.真空中不同电磁波的传播速度不同 D.电磁波的频率越高，波长越短 分析：（1）光波是一种电磁波； （2）由图可以看出红外线比紫外线的频率低； （3）电磁波在真空中传播速度不变； （4）由于电磁波传播速度不变，则电磁波的频率越高，波长越短。 解析：解：A、任何光波都是一种电磁波，故A正确，不合题意； B、由图可以看出红外线比紫外线的频率低，故B正确，不合题意； C、真空中不同电磁波的传播速度相同，故C错误，符合题意； D、由于电磁波传播速度不变，则电磁波的频率越高，波长越短，故D正确，不合题意。 故选：C。 点评：该题考查学生对于电磁波知识的理解。 概念性知识，牢记即可。 【知识点3】电磁波的产生 电磁波产生的原理是变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 对电磁波的产生是一个难点，但中考出题几乎不深挖掘，知道迅速变化的电流产生电磁波，广播、电视、移动通信传递电磁波即可． 例：如图，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。 分析：（1）迅速变化的电流会在空间激起电磁波； （2）金属对电磁波有屏蔽作用。 解析：解：导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。 不能听到咔嚓声，是因为金属对电磁波有屏蔽作用。 故答案为：电磁波；不能；屏蔽。 点评：此题考查了电磁波的产生和传播、金属对电磁波的屏蔽作用，属基础题目。 概念性知识，牢记即可。 【知识点4】电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 考查电磁波的波长、波速、频率的概念，以及他们之间的关系。 例：光是一种电磁波。如图是某电磁波的波形图，其波长为______m。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经______s到达卫星。 分析：光波是一种电磁波，波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，图中给出的是三个波长的距离。 电磁波传播的速度c=3×108m/s，已知路程便可以求时间。 解析：解：光波是一种电磁波，图中给出了三个波长的距离，所以波长λ==0.5m。 探月卫星距地球指挥中心的距离：s=3.9×105km=3.9×108m， 电磁波传播的速度：c=3×108m/s， 由速度公式v=可知指令传播的时间：t===1.3s。 故答案为：0.5；1.3。 点评：本题考查了速度公式的运用和波长的概念：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离为一个波长。注意计算时单位要统一。 （1）不同电磁波在真空中的波速相同，波长与频率成反比 （2）任何频率的电磁波都能在真空中传播，且传播速度都等于光速 （3）电磁波的波长、频率、波速的含义与声波的相同，但数值不相等，传播条件不同，理解时切勿混淆。 题型专练 【题型1】电磁波的产生 【典型例题】下列说法错误的是（　　） A.微波通信可以用月亮做微波中继站 B.时断时续的电流能够产生电磁波 C.用三颗同步通信卫星可以实现全球通信 D.电磁波的频率越高，相同时间内传输的信息越多 【举一反三1】如图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可听到近旁的收音机发出“喀喀”声，表明收音机接收到了(　　) A.超声波　 B.次声波　 C.光能　 D.电磁波 【举一反三2】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.正在工作的电声喇叭 D.用木棒不断敲击鼓面 【举一反三3】我国科研团队利用（米口径球面射电望远镜）发现了世界首例持续活跃的快速射电暴。快速射电暴（）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象。下列说法正确的是（　　） A.无线电波只能在真空中传播 B.无线电波的传播速度小于光的传播速度 C.如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息 D.FAST可先后收到火星、月球、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波 【举一反三4】电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，第一次用实验证实了电磁波真实存在的科学家是（　　） A.赫兹 B.汤姆生 C.奥斯特 D.麦克斯韦 【举一反三5】电磁波是一个很大的家族，按其波长由小到大依次是：γ射线、X射线、紫外线、________、红外线、________、短波和中长波．在我们的身边就有许多的________． 【举一反三6】打开收音机的开关，旋转至没有电台的位置，将音量开大．取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近．先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触(如图)．这时，我们从收音机里能听到“咔咔”的声音，这说明________． 【举一反三7】电磁波是一个很大的家族，按其波长由小到大依次是：γ射线、X射线、紫外线、________、红外线、________、短波和中长波．在我们的身边就有许多的________． 【举一反三8】电磁波的范围非常广，它包括________波、________波、________波和________波，光________(填“是”或“不是”)频率很高的电磁波． 【题型2】电磁波的应用 【典型例题】下列关于电磁波的应用，不正确的是（　　） A.广播电台是利用无线电波广播的 B.微波炉是利用微波加热物品的 C.北斗卫星定位系统是利用电磁波传输信号的 D.医院利用红外线杀菌、X射线对人体透视 【举一反三1】关于电磁波的应用，下列说法不正确的是(　　) A.目前上市的电磁炉是利用电磁波工作的　 B.手机是利用电磁波来通信的 C.微波炉是利用电磁波来加热食物的　 D.收音机是靠电磁波来传递信息的 【举一反三2】2022年12月13日，中国科学院国家空间科学中心发布了中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”传送的首批科学图像。这些图像的传送是利用(　　) A.超声波　 B.光纤 C.空气　 D.电磁波 【举一反三3】车载导航可以利用北斗导航系统配合电子地图来进行，导航仪和卫星间传输的信号是(　　) A.超声波　 B.电磁波 C.次声波　 D.电流 【举一反三4】电磁波无处不在，根据电磁波谱可将电磁波分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，其在生活中的应用很广泛，　　　　可用于医用拍片；　　　　可照射人民币出现荧光鉴定真伪。 【举一反三5】我国航天事业处于世界先进水平。空间站工作的航天员通过　　　与地面指挥中心进行信息的传递；地磁的南极在地理的北极附近，地理的两极和地磁的两极并不重合，这一现象是我国宋代学者　　　发现的地磁偏角，比西方早400多年。 【举一反三6】(1)有一种“隐形飞机”，能有效避开雷达的探测．秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够________(选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________(选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备． (2)电磁波在真空中的传播速度________(填“大于”“等于”或“小于”) 光在真空中的传播速度，其速度大小为________m/s. 【举一反三7】手机在生活中的用途越来越广泛，可以通过________来远程控制家用电器工作；给手机电池充电，是将电能转化为________能。 【题型3】电磁波的传播 【典型例题】世界最大单体射电望远镜――“天眼”，已在我国建成使用，它将协助人类“触摸”来自外太空的微弱信号，探索宇宙的奥秘。它接收的是（　　） A.声波 B.电磁波 C.红外线 D.紫外线 【举一反三1】2022年央视元宵晚会上，航天员王亚平在空间站弹奏悠扬的《茉莉花》为全国人民送上祝福。关于琴声的说法正确的是(　　) A.用力拨动琴弦，琴弦产生次声波 B.琴声通过超声波从空间站传回地面 C.悦耳的琴声是由琴弦振动产生的 D.琴声在空间站里的传播速度是3×108 m/s 【举一反三2】关于波，下列说法中正确的是(　　) A.光波、电磁波、声波都可以在真空中传播 B.光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息 C.中央电视台与凉山电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D.导线中有迅速变化的电流，就会在周围空间中激起电磁波 【举一反三3】关于电磁波，下列说法不正确的是(　　) A.不同波长的电磁波在真空中传播速度不同 B.电磁波可以在真空中传播，声波不可以在真空中传播 C.光实际上也是一种电磁波，可以用来传递信息和能量 D.微波、无线电波、红外线、紫外线都属于电磁波，超声波不是电磁波 【举一反三4】如图，把手机放在广口瓶中，拨通手机，手机铃响，屏幕发光；用抽气机把广口瓶内抽成真空，再拨通手机，听不到手机铃响，但屏幕仍发光。说明真空________传递声音，真空________传递电磁波。(均选填“能”或“不能”) 【举一反三5】登上月球的宇航员如果要相互交谈，不能直接进行，而是要用________来传递信号．这说明声波的传播________(选城“需要”或“不需要”)介质；而电磁波的传播________(选填“需要”或“不需要”)介质． 【举一反三6】手机是利用　　　　　　传输信号实现通信的，该信号　　　　　　（选填“可以”或“不可以”）在真空中传播。相同时间内，5G通信传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，5G信号的传播速度　　　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）4G信号的传播速度。 【举一反三7】国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资源如表。1 GHz＝103 MHz＝109 Hz。根据下面的波谱图解答问题： (1)人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中传播速度快”？________(选填“是”或“否”)；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？________(选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”)。 (2)中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？________(选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”)；中国移动5G信号的电磁波和中国电信的5G信号的电磁波的波长哪一个更长？____________(选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”)。 【题型4】波长、波速和频率 【典型例题】对于在空气中传播的电磁波，下列说法正确的是(　　) A.频率越低，波速越大 B.频率越低，波长越长 C.波长越长，波速越大 D.电磁波的波长都相等 【举一反三1】各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430 nm～662 nm之间的光。真空中，波长650 nm的光(　　) A.是紫光 B.不是电磁波 C.波长比蓝光的长 D.比波长500 nm的光传播速度大 【举一反三2】已知真空中电磁波的波长λ微波＞λ红外线＞λ紫外线，则它们的频率(　　) A.f微波＝f红外线＝f紫外线 B.f微波＞f红外线＞f紫外线 C.f微波＜f红外线＜f紫外线 D.f紫外线＜f微波＜f红外线 【举一反三3】电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等，它们的________相同(选填“频率”“波长”或“波速”)，它们都________在真空中传播，电台发射的某种电磁波波长为3 m，其频率是________Hz. 【举一反三4】2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统提供定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用________(选填“次声波”“电磁波”或“超声波”)相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是____________ m/s。若此波波长是3 m，则频率是____________ Hz。 【举一反三5】图甲为部分电磁波的频率分布示意图。 (1)由图可知，紫外线________(选填“是”或“不是”)电磁波。它在真空中的传播速度约为________ m/s。 (2)下列实例中，属于紫外线应用的是________(选填字母)。 A．遥控器控制电视 B．体检时拍X光片 C．医院杀菌消毒灯 D．“测温枪”测量体温 (3)少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。 步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域，且调整玻璃板与硬纸板平行； 步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光； 步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光； 步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。 由此可推断，该防晒霜________(选填“能”或“不能”)阻挡全部紫外线。 【举一反三6】阅读短文，回答问题。 红外测温仪 如图甲所示，在研究不同色光的偏折能力时，一束太阳光通过三棱镜，被分解成多种颜色的光，在白色光屏上形成一条彩色光带，这一现象叫做光的色散现象。之后物理学家们用温度计研究色散后不同颜色的光对温度计升温快慢的影响时，意外地在红光之外发现了升温比红光更快的看不见的光，命名为红外线。依据红外线的特殊性质发明了应用红外线的工具，红外测温仪就是其中之一。 红外测温仪是一种非接触式辐射能量探测仪，如图乙，红外测温仪工作时，会探测物体辐射的红外能量，并将红外能量转变为相应的电信号，最后将电信号转变为被测物体的温度值，红外测温仪具有测温范围大、测量精度高、响应时间短等特点，广泛应用于生产和生活中。 在自然界中，一切物体都在不停地向周围空间发出红外辐射，红外辐射又被称为红外线，是电磁波的一种，电磁波波速c、波长λ和频率f之间的关系是c＝λf。 物体红外辐射能量的大小与物体的温度和辐射的波长有关，其关系如图丙所示，红外测温仪测量物体温度时，测温仪除了会接收到物体辐射的红外能量，还会接收到物体表面反射的红外能量，从而影响测量的准确度，测量物体温度时，红外测温仪通常会探测物体辐射的最佳红外波长，以便接收到更多的红外能量，提高测量的精度。 (1)温度计分别放入图甲中的①、②、③区域，在________(选填“①”“②”或“③”)区域示数升高得最快，说明红外线有显著的热效应，可以用于遥感、加热、测温等。 (2)物体的温度越高，其辐射的红外能量越________(选填“大”或“小”)。 (3)人体的正常温度约为37 ℃，主要辐射波长约12 μm的红外线，在此区间人体主要辐射的红外线的频率约____________ Hz，测量高温物体的温度时，红外测温仪应探测波长________(选填“较长”或“较短”)的红外波。 (4)物体的温度一定时，物体的辐射能量分布与波长关系是________(选填字母)。 A．波长越长，辐射的能量越多 B．波长越长，辐射的能量越少 C．随着波长的增加，辐射能量先减少后增加 D．随着波长的增加，辐射能量先增加后减少 (5)物体红外辐射的峰值波长(最大值)与物体温度的关系图像可能是图丁中________(选填字母)。 学科网（北京）股份有限公司 $