13.4电磁波的发现及应用（知识解读）-2025-2026学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版必修第三册）

13.4电磁波的发现及应用（知识解读）（解析版） •知识点1 电磁场 •知识点2 电磁波 •知识点3 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 •作业 巩固训练 电磁场 知识点1 1、麦克斯韦电磁场理论 （1）变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路，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，也同样会在空间产生电场。 （2）变化的电场产生磁场：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 2、电磁场：变化的电场和磁场互相联系，所形成的不可分割的统一体。 3、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 【典例1】（多选）下列说法正确的是（    ） A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．单摆做简谐运动的周期（或频率）跟振幅及摆球质量无关 C．当波源与观察者靠近时，观测者测得的频率等于波源频率 D．为了清晰拍摄玻璃橱窗内的物品，应选用有偏振片的相机镜头 【答案】BD 【详解】A．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，选项A错误； B．单摆做简谐运动的周期（或频率）只与摆长和当地的重力加速度有关，跟振幅及摆球质量无关，选项B正确； C．根据多普勒效应，当波源与观察者靠近时，观测者测得的频率大于波源频率，选项C错误； D．由于反射光是偏振光，在拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，选项D正确。 故选BD。 【变式1-1】下列说法不正确的是（　　） A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，这是波的多普勒效应 B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场 C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这是声音的衍射现象 D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波 【答案】C 【详解】A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声是多普勒效应，故A正确，不符合题意； B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故B正确，不符合题意； C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，属于波的干涉现象，故C错误，符合题意； D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-2】“天宫课堂第四课”于2023年9月21日15时45分开课。神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱，桂海潮面向全国青少年进行太空科普授课，信号的传递主要利用天线发射和接收电磁波。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成功验证 B．在电磁波传播过程中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化 C．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 D．电磁波频率的高低不影响电磁波的发射 【答案】B 【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B正确； C．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C错误； D．电磁波频率越高，电磁波越容易发射，故D错误； 故选B。 【变式1-3】（多选）下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　） A．均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场 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．赫兹通过实验证实了电磁波的存在 D．只有空间某个区域有振荡变化的电场或磁场，才能产生电磁波 【答案】CD 【详解】A.均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，故选项A错误； B.均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不会产生电磁波，故选项B错误； C.电磁波最早由麦克斯韦预测，由赫兹通过实验证实，故选项C正确； D.电磁波产生可以由振荡变化的电场或磁场发出，故选项D正确。 故选CD。 电磁波 知识点2 1、周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2、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。 （2）只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波，恒定的电场和磁场无法形成电磁波。 （3）电磁场是一种客观存在的物质。 （4）电磁波可以在真空中传播，在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s。 （5）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。 （6）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。 【典例2】“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．电磁波不能在水中传播 B．红外线的波长比紫外线的长 C．用手机通话时没有利用电磁波 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在介质与真空中传播，A错误； B．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，所以红外线的波长比紫外线长，B正确； C．手机通话就是信息的传输，信息需要通过电磁波来传输，因此手机通话利用电磁波来把信息传送的，C错误； D．任何电磁波在真空中传播速度均为，D错误。 故选B。 【变式2-1】500米口径球面射电望远镜（简称FAST）又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是，那么它观测到的电磁波最长波长（　　） A．约0.1米 B．约4米 C．约40米 D．约1000米 【答案】B 【详解】频率最小的电磁波的波长最长，则最长波长为 故选B。 【变式2-2】（多选）随着科技的发展， 越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机， 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、乙波， 则以下说法正确的是（　　） A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中， 甲波的传播速度比乙波的快 C．甲、乙波都是横波， 都能在真空中传播 D．甲波与乙波有可能发生干涉现象 【答案】AC 【详解】A．甲、乙波的波长比可见光大，根据 ，波长越大频率越小，所以甲、乙波的频率都比可见光的频率小，A正确； B．真空中， 甲波的传播速度等于乙波的传播速度，都等于3.0×108m/s，B错误； C．甲、乙波都是电磁波，电磁波都是横波， 都能在真空中传播，C正确； D．甲波与乙波的频率不相同，不能发生干涉现象，D错误。 故选AC。 【变式2-3】（多选）在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．红外线、X射线、射线中红外线的波长最短 B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C．微波主要用于广播及其他信号的传播 D．X射线片可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞 【答案】CD 【详解】A．红外线、X射线、射线中红外线的频率最小，波长最长，选项A错误； B．银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线，选项B错误； C．微波不但能加热物体，而且能传播信息，故可以用于通信、广播及其他信号传输，故C正确； D．X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，γ射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确。 故选CD。 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 知识点3 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起来，就是电磁波谱。 （2）电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf。 （3）电磁波在真空中的速度c＝3×108 m/s。 （4）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。 （5）各种电磁波的特性 ①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等的信号传输。 ②红外线：用来加热理疗等。 ③可见光：照亮自然界，也可用于通信。 ④紫外线：用于消毒。 ⑤X射线：用于诊断病情。 ⑥γ射线：可以摧毁病变的细胞。 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 (1)传播途径 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以实现无线传播。 有线传播利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息，如台式电脑、电话等，具体的媒介有：光纤、电缆、电话线、网线等。 无线传播仅利用电磁波而不通过线缆传递信息，如收音机、手机、GPS、无线鼠标等。 (2)传输特点 电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，由于光的频率比无线电波的频率高得多，因此光缆可以传递大量的信息。 【典例3】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征 【答案】AD 【详解】A．北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确； B．微波炉能快速加热食物是因为食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线具有显著的热效应，B错误； C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误； D．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，D正确。 故选AD。 【变式3-1】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 【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。 【变式3-2】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）不超过时，对人体没有任何影响。某ZZZ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，则人体与该装置的安全距离至少为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设人体与该装置的安全距离至少为x，则 解得 x≈2.0m 故选B。 【变式3-3】（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 B．周期性变化的电场和磁场可以相互“激发”，形成电磁波 C．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 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】AB 【详解】A．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存在，故A正确； B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化的磁场，非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化的电场，电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确； C．在真空中，所有电磁波传播速度相同为光速，故C错误； D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输。故D错误。 故选AB。 一、单选题 1．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。 2．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速减弱 D．条件不足无法判断 【答案】A 【详解】根据安培定则可知感应电场产生的磁场方向竖直向下，根据麦克斯韦电磁场理论可知磁场一定变化的。若有沿AB方向上的磁场，与感应磁场方向相同，则磁场正逐渐减弱；若有沿BA方向的磁场，与感应磁场方向相反，则磁场正逐渐增强，故A正确，BCD错误。 故选A。 3．下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验得到力是改变物体运动状态原因的结论 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C．麦克斯韦发现变化的磁场产生电场，证实了电磁波的存在 D．卡文迪什通过扭秤实验测得引力常量，被誉为“第一个称出地球质量的人” 【答案】D 【详解】A．伽利略通过斜面实验得到力不是维持物体运动状态原因的结论，故A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故B错误； C．麦克斯韦发现变化的磁场能产生电场，预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C错误； D．卡文迪什通过扭秤实验测得引力常量，被誉为“第一个称出地球质量的人”，D正确。 故选D。 4．下列陈述与事实相符的是（    ） A．法拉第提出分子电流假说 B．卡文迪许发现了电生磁的规律 C．库仑最早测得元电荷e的数值 D．赫兹用实验证实了电磁波的存在 【答案】D 【详解】A．安培提出分子电流假说，故A错误； B．奥斯特发现了电生磁的规律，故B错误； C．密立根最早测得元电荷e的数值，故C错误； D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D正确。 故选D。 5．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　） 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．电磁波频率最高的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 【答案】D 【详解】A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，故A错误； B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误； C．电磁波中频率最大的是γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，故C错误； D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，故D正确。 故选D。 6．“中国天眼”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．电磁波是横波 B．电磁波不能在水中传播 C．电磁波看不见，不具有能量 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 【答案】A 【详解】A．电磁波是横波，故A正确； B．电磁波可以在任何介质或真空中传播，故B错误； C．电磁波看不见，但具有能量。故C错误； D．不同电磁波在真空中传播速度相同，故D错误； 故选A。 二、多选题 7．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（　　） A．甲图能产生电场，不能产生电磁波 B．乙图能产生电场，不能产生电磁波 C．丙图能产生电场，不能产生电磁波 D．丁图能产生电场，也能产生电磁波 【答案】BD 【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故乙、丙、丁都可以产生电场；均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而产生电磁波，故丙、丁可以产生电磁波。 故选BD。 8．下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．红外线与紫外线都不属于电磁波 B．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 C．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播 D．可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波 【答案】CD 【详解】AD．电磁波谱包括长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，A错误，D正确； B．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，从理论上预言了电磁波的存在，B错误； C．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播，C正确。 故选CD。 9．下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿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 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 【答案】AB 【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，这是正确的，赫兹在1887年通过实验首次证实了电磁波的存在，为电磁学的发展做出了重要贡献，故A正确； B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，这是正确的，麦克斯韦的电磁场理论指出，变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这就是电磁场的基本原理，故B正确； C．牛顿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，这是错误的，分子电流假说是由安培提出的，而不是牛顿，安培认为，物质的磁性是由分子电流产生的，这种分子电流假说对于解释物质的磁性现象具有重要意义，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源，这是错误的。虽然能量守恒定律告诉能量总量是不变的，但是能源的利用效率和可持续性仍然是需要关注的问题，需要节约能源，提高能源利用效率，以应对能源短缺和环境污染等问题，故D错误； 故选AB。 三、解答题 10．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。 【详解】（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 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.4电磁波的发现及应用（知识解读）（原卷版） •知识点1 电磁场 •知识点2 电磁波 •知识点3 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 •作业 巩固训练 电磁场 知识点1 1、麦克斯韦电磁场理论 （1）变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路，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，也同样会在空间产生电场。 （2）变化的电场产生磁场：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 2、电磁场：变化的电场和磁场互相联系，所形成的不可分割的统一体。 3、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 【典例1】（多选）下列说法正确的是（    ） A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．单摆做简谐运动的周期（或频率）跟振幅及摆球质量无关 C．当波源与观察者靠近时，观测者测得的频率等于波源频率 D．为了清晰拍摄玻璃橱窗内的物品，应选用有偏振片的相机镜头 【变式1-1】下列说法不正确的是（　　） A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，这是波的多普勒效应 B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场 C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这是声音的衍射现象 D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波 【变式1-2】“天宫课堂第四课”于2023年9月21日15时45分开课。神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱，桂海潮面向全国青少年进行太空科普授课，信号的传递主要利用天线发射和接收电磁波。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成功验证 B．在电磁波传播过程中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化 C．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 D．电磁波频率的高低不影响电磁波的发射 【变式1-3】（多选）下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（　　） A．均匀变化的磁场在周围空间产生均匀变化的电场 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．赫兹通过实验证实了电磁波的存在 D．只有空间某个区域有振荡变化的电场或磁场，才能产生电磁波 电磁波 知识点2 1、周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2、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。 （2）只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波，恒定的电场和磁场无法形成电磁波。 （3）电磁场是一种客观存在的物质。 （4）电磁波可以在真空中传播，在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s。 （5）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。 （6）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。 【典例2】“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．电磁波不能在水中传播 B．红外线的波长比紫外线的长 C．用手机通话时没有利用电磁波 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 【变式2-1】500米口径球面射电望远镜（简称FAST）又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是，那么它观测到的电磁波最长波长（　　） A．约0.1米 B．约4米 C．约40米 D．约1000米 【变式2-2】（多选）随着科技的发展， 越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机， 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、乙波， 则以下说法正确的是（　　） A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中， 甲波的传播速度比乙波的快 C．甲、乙波都是横波， 都能在真空中传播 D．甲波与乙波有可能发生干涉现象 【变式2-3】（多选）在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．红外线、X射线、射线中红外线的波长最短 B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C．微波主要用于广播及其他信号的传播 D．X射线片可以用于诊断病情，射线可以摧毁病变的细胞 电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 知识点3 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起来，就是电磁波谱。 （2）电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf。 （3）电磁波在真空中的速度c＝3×108 m/s。 （4）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。 （5）各种电磁波的特性 ①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等的信号传输。 ②红外线：用来加热理疗等。 ③可见光：照亮自然界，也可用于通信。 ④紫外线：用于消毒。 ⑤X射线：用于诊断病情。 ⑥γ射线：可以摧毁病变的细胞。 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 (1)传播途径 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以实现无线传播。 有线传播利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息，如台式电脑、电话等，具体的媒介有：光纤、电缆、电话线、网线等。 无线传播仅利用电磁波而不通过线缆传递信息，如收音机、手机、GPS、无线鼠标等。 (2)传输特点 电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，由于光的频率比无线电波的频率高得多，因此光缆可以传递大量的信息。 【典例3】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征 【变式3-1】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 【变式3-2】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）不超过时，对人体没有任何影响。某ZZZ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，则人体与该装置的安全距离至少为（　　） A． B． C． D． 【变式3-3】（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 B．周期性变化的电场和磁场可以相互“激发”，形成电磁波 C．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 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 一、单选题 1．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 2．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速减弱 D．条件不足无法判断 3．下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验得到力是改变物体运动状态原因的结论 B．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C．麦克斯韦发现变化的磁场产生电场，证实了电磁波的存在 D．卡文迪什通过扭秤实验测得引力常量，被誉为“第一个称出地球质量的人” 4．下列陈述与事实相符的是（    ） A．法拉第提出分子电流假说 B．卡文迪许发现了电生磁的规律 C．库仑最早测得元电荷e的数值 D．赫兹用实验证实了电磁波的存在 5．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　） 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．电磁波频率最高的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象 D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光 6．“中国天眼”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．电磁波是横波 B．电磁波不能在水中传播 C．电磁波看不见，不具有能量 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 二、多选题 7．如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是（　　） A．甲图能产生电场，不能产生电磁波 B．乙图能产生电场，不能产生电磁波 C．丙图能产生电场，不能产生电磁波 D．丁图能产生电场，也能产生电磁波 8．下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．红外线与紫外线都不属于电磁波 B．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 C．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播 D．可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波 9．下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿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 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 三、解答题 10．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 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $