13.4电磁波的发现及应用 13.5 能量量子化（专题训练）【六大题型】-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）

13.4~13.5 电磁波的发现及应用和能量量子化（专题训练）【六大题型】 【考点1 电磁场理论与电磁波的发现】 1 【考点2 电磁波与信息化社会】 2 【考点3 电磁波的波长和频率的关系】 4 【考点4 电磁波的能量】 5 【考点5 黑体与黑体辐射】 6 【考点6 能量子】 7 【考点1 电磁场理论与电磁波的发现】 1．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 2．下列说法不正确的是（　　） A．光是一种电磁波 B．电磁波是一种物质 C．麦克斯韦提出了相对论时空观 D．赫兹用实验证实了电磁波的存在 3．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 C．电磁波可以用来通讯 D．波长越长的电磁波，其能量子能量越大 4．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中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 5．（多选）下列有关物理学史的说法正确的有（　　） A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是安培 B．电磁感应现象是法拉第发现的 C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D．最早预言电磁波存在的科学家是赫兹 6．（多选）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 【考点2 电磁波与信息化社会】 7．下列说法中正确的是（　　） A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用 B．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用 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．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 8．2024年1月10日，华为Mate60系列手机携带自研麒麟5G芯片回归。5G网络使用通信频率3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段。下列说法正确的是（　　） A．在同一介质中，5G信号比4G信号波长更长 B．在同一介质中，5G信号比4G信号衍射本领更弱 C．在同一介质中，5G信号比4G信号的传播速度更大 D．在同一介质中，5G信号与4G信号会发生干涉 9．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（    ）    A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在cd端的表头示数始终为0 C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 10．（多选）1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射图样，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射的原理是：由于晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级，所以将一定波长的X射线照射到晶体时，就会得到明显的X射线衍射图样。衍射图样在空间分布的方位和强度，与晶体微观结构密切相关。根据以上材料和所学的知识，下列说法正确的是（　　） A．一定波长的X射线照射到非晶体时，不会得到明显的衍射图样 B．一定波长X射线分别照射到食盐和石墨晶体上，得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同 C．一定波长的射线照射到晶体时，也会得到明显的衍射图样 D．X射线能在磁场中偏转，可应用于通信、广播及其他信号传输 E．X射线是由交替变化的电场和磁场组成的，X射线是横波 11．（多选）下列说法正确的是（　　） A．避雷针利用针尖放电原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。 B．在磁场中，通电导线要受安培力的作用，我们使用的电动机是利用这个原理来工作的。 C．把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为调制，信号的调制方式有调幅和调频两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式 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。 12．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时，经后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时，则该飞机的飞行速度多大？ 【考点3 电磁波的波长和频率的关系】 13．电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．雷达是用γ射线来测定物体位置的设备 C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同 14．英国物理学家麦克斯韦推算出一个出人意料的结果：电磁波的速度等于光速！电磁波在空气中的传播速度近似等于，某无线电波的频率是，该电磁波在空气中的波长为（　　） A．1.52m B．3.01m C．2.56m D．1.09m 15．下列说法正确的是（    ） A．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大 B．磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 C．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场 D．能量子与电磁波的频率成正比 16．（多选）当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波 B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的 C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波 17．（多选）在新冠肺炎疫情防控工作中，为尽可能减少人员接触，红外热成像检测仪成为重要的体温检测工具之一，如图所示。红外热成像将物体热辐射的红外线特定波段信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。关于红外线，下列说法正确的是（　　） A．红外线频率比紫外线高 B．红外线是电磁波，其能量是量子化的 C．红外热成像说明红外线传播时不会发生衍射现象 D．若物体在空气中辐射的红外线波长为100μm，该红外线频率为3.0×1012Hz 18．若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题： (1)该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为） (2)该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm） (3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？ 【考点4 电磁波的能量】 19．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　）    A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在cd端的电流表也会有偏转 C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 20．大口径天文望远镜大大提高了人类观测宇宙的范围。目前美国最大口径的射电望远镜位于阿雷西博天文台（阿雷西博射天望远镜），其口径约为300米。而位于我国贵州的射电望远镜是目前世界上最大单口径射电望远镜，其口径约为500米。在宇宙大尺度上，天体的空间分布可认为是均匀的，假定两望远镜能分辨的最小功率相同。以下说法正确的是（　　） A．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为 B．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为 C．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为 D．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为 21．（多选）无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是（　　） A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播 B．红外线的光子能量比可见光的小 C．真空中激光的传播速度比毫米波的大 D．可见光能发生偏振现象，而超声波不能 【考点5 黑体与黑体辐射】 22．如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是黑体辐射的实验规律，爱因斯坦在研究黑体辐射时提出了能量子概念，成功解释了光电效应现象 B．图乙是α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型并估测原子核半径的数量级是 C．图丙是射线测厚装置，轧钢厂利用α射线的穿透能力来测量钢板的厚度 D．图丁是核反应堆示意图，镉棒插入深一些可减小链式反应的速度 23．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（  ） A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的 C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 24．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　） A．T1>T2 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体 25．（多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（    ） A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有所增加 B．随着温度降低，各种波长的辐射强度都有所增加 C．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【考点6 能量子】 26．下列说法正确的是（    ） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．法拉第提出了分子电流假说 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．普朗克提出了能量子的概念 27．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．库仑通过实验测得了最小电荷量 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假设 28．下列说法中正确的是（　　） A．单摆的等时性是由惠更斯首先发现的 B．奥斯特发现了磁能生电 C．麦克斯韦最先通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假说 29．下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子hν组成的 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．在电磁波谱中，紫外线的频率大于蓝光的频率 30．（多选）关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　） A．普朗克首次提出能量子的概念 B．焦耳测定了电子的电荷量 C．法拉第提出了场的概念以及发现了电磁感应现象 D．库仑揭示了电阻、电压与电流的关系 31．（多选）对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（　　） A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收 B．辐射和吸收的能量是某一特定值的整数倍 C．吸收的能量可以是连续的 D．辐射和吸收的能量是量子化的 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.4~13.5 电磁波的发现及应用和能量量子化（专题训练）【六大题型】 【考点1 电磁场理论与电磁波的发现】 1 【考点2 电磁波与信息化社会】 3 【考点3 电磁波的波长和频率的关系】 6 【考点4 电磁波的能量】 9 【考点5 黑体与黑体辐射】 11 【考点6 能量子】 13 【考点1 电磁场理论与电磁波的发现】 1．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 【答案】D 【详解】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的磁场。故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。 2．下列说法不正确的是（　　） A．光是一种电磁波 B．电磁波是一种物质 C．麦克斯韦提出了相对论时空观 D．赫兹用实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【详解】AD．麦克斯韦的电磁理论预言了光是一种电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，AD正确； B．电磁波是周期性变化的电磁场由近及远地传播出去，是一种物质，可以在真空中传播，B正确； C．爱因斯坦提出了相对论时空观，C错误。 故选C。 3．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 C．电磁波可以用来通讯 D．波长越长的电磁波，其能量子能量越大 【答案】C 【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误； B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误； C．电磁波可以用来通讯，故C正确； D．波长越长的电磁波，频率越小，其能量子能量越小，故D错误； 故选C。 4．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 B．电磁波可以在真空中传播 C．不能用实验验证电磁波的存在 D．太空中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】B 【详解】A．电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，选项A错误； B．电磁波可以在真空中传播，选项B正确； C．可以用实验验证电磁波的存在，选项C错误； D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，选项D错误。 故选B。 5．（多选）下列有关物理学史的说法正确的有（　　） A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是安培 B．电磁感应现象是法拉第发现的 C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D．最早预言电磁波存在的科学家是赫兹 【答案】BC 【详解】A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特，故A错误； B．电流的磁效应是奥斯特发现的，而电磁感应现象是法拉第发现的，故B正确； C．科学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，变化的电场周围空间激发出磁场，变化的磁场周围空间激发出电场，故C正确； D．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并最早预言了电磁波的存在，故D错误。 故选BC。 6．（多选）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B．麦克斯韦预言电磁波的存在 C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波 D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应 【答案】ABC 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，B正确； C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波，C正确； D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，没有显著的热效应，D错误。 故选ABC。 【考点2 电磁波与信息化社会】 7．下列说法中正确的是（　　） A．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用 B．阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用 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．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 【答案】A 【详解】A．由于紫外线有很强的荧光效应，所以紫外验钞机就是利用紫外线的荧光效应而工作的，故A正确； B．阳光晒黑皮肤是紫外线的作用，故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，故C错误； D．微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故D错误。 故选A。 8．2024年1月10日，华为Mate60系列手机携带自研麒麟5G芯片回归。5G网络使用通信频率3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段。下列说法正确的是（　　） A．在同一介质中，5G信号比4G信号波长更长 B．在同一介质中，5G信号比4G信号衍射本领更弱 C．在同一介质中，5G信号比4G信号的传播速度更大 D．在同一介质中，5G信号与4G信号会发生干涉 【答案】B 【详解】A．在同一介质中，5G信号频率高，则比4G信号波长短，选项A错误； B．在同一介质中，5G信号波长较短，则比4G信号衍射本领更弱，选项B正确； C．在同一介质中，5G信号与4G信号的传播速度相等，选项C错误； D．在同一介质中，5G信号与4G信号频率不同，不会发生干涉，选项D错误。 故选B。 9．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（    ）    A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在cd端的表头示数始终为0 C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 【答案】C 【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，所以两导线相互吸引，相互吸引的作用是通过磁场实现的，故A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为零，故B错误； C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量，故C正确； D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应现象，故D错误。 故选C。 10．（多选）1912年劳埃等人根据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射图样，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射的原理是：由于晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级，所以将一定波长的X射线照射到晶体时，就会得到明显的X射线衍射图样。衍射图样在空间分布的方位和强度，与晶体微观结构密切相关。根据以上材料和所学的知识，下列说法正确的是（　　） A．一定波长的X射线照射到非晶体时，不会得到明显的衍射图样 B．一定波长X射线分别照射到食盐和石墨晶体上，得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同 C．一定波长的射线照射到晶体时，也会得到明显的衍射图样 D．X射线能在磁场中偏转，可应用于通信、广播及其他信号传输 E．X射线是由交替变化的电场和磁场组成的，X射线是横波 【答案】ABE 【详解】A．非晶体的内部排列是无序的，没有一个固定的顺序，一定波长的X射线照射到非晶体时，不会得到明显的衍射图样，故A正确； B．衍射图样在空间分布的方位和强度，与晶体微观结构密切相关，由于食盐和石墨晶体的微观结构不同，因此一定波长的X射线分别照射到食盐和石墨晶体上，得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同，故B正确； C．晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级，由于γ射线的波长比X射线的波长更短，根据发生明显衍射的条件可知，波长越短越不容易发生明显衍射，因此一定波长的γ射线照射到晶体时，不能得到明显的衍射图样，故C错误； D．X射线不带电，在磁场中不会发生偏转，故D错误。 E．X射线属于电磁波，是由交替变化的电场和磁场组成的，是横波，选项E正确。 故选ABE。 11．（多选）下列说法正确的是（　　） A．避雷针利用针尖放电原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。 B．在磁场中，通电导线要受安培力的作用，我们使用的电动机是利用这个原理来工作的。 C．把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为调制，信号的调制方式有调幅和调频两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式 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。 【答案】ABCD 【详解】A．避雷针利用尖端放电原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过尖端放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。A正确； B．电动机是利用通电线圈在磁场里受安培力转动的原理制成的，B正确； C．把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为调制，信号的调制方式有调幅和调频两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式。C正确； D．电磁波传播不需要介质，故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。D正确。 故选ABCD。 12．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时，经后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时，则该飞机的飞行速度多大？ 【答案】525m/s 【详解】由电磁波发射到接收到反射波历时，可算出此时飞机距雷达站的距离为 经4s后，飞机距雷达站的距离为 在这4s时间内飞机飞过的路程为 故飞机的飞行速度为 【考点3 电磁波的波长和频率的关系】 13．电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．雷达是用γ射线来测定物体位置的设备 C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同 【答案】C 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，A错误； B．雷达是用微波来测定物体位置的设备，B错误； C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λf，C正确； D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长不同，D错误； 故选C。 14．英国物理学家麦克斯韦推算出一个出人意料的结果：电磁波的速度等于光速！电磁波在空气中的传播速度近似等于，某无线电波的频率是，该电磁波在空气中的波长为（　　） A．1.52m B．3.01m C．2.56m D．1.09m 【答案】B 【详解】由c=λf，代入已知数据，解得 故选B。 15．下列说法正确的是（    ） A．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大 B．磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 C．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场 D．能量子与电磁波的频率成正比 【答案】D 【详解】A．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，故A错误； B．磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与F、IL无关，故B错误； C．根据麦克斯韦理论可知变化的电场周围有磁场，变化的电场磁场周围有电场，故C错误； D．根据光量子公式，可知能量子与电磁波的频率成正比，故D正确； 故选D。 16．（多选）当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波 B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的 C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波 【答案】BC 【详解】A．周期性变化的磁场、电场才能产生电磁波，故A错误； B．电磁波的传播速度与介质有关，介质的变化波速变化，故B正确； C．电磁波能够携带信号，用于通讯、广播等，所以电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波，故C正确； D．微波炉内的微波是波长较短的电磁波，故D错误。 故选BC。 17．（多选）在新冠肺炎疫情防控工作中，为尽可能减少人员接触，红外热成像检测仪成为重要的体温检测工具之一，如图所示。红外热成像将物体热辐射的红外线特定波段信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。关于红外线，下列说法正确的是（　　） A．红外线频率比紫外线高 B．红外线是电磁波，其能量是量子化的 C．红外热成像说明红外线传播时不会发生衍射现象 D．若物体在空气中辐射的红外线波长为100μm，该红外线频率为3.0×1012Hz 【答案】BD 【详解】A．根据电磁波谱可知红外线频率比紫外线低，故A错误； B．红外线属于电磁波，根据爱因斯坦光子说，可知其能量是量子化的，故B正确； C．红外线热像仪通过接收到入体发出的红外线照射从而来检测，红外线传播时可以发生衍射现象，故C错误； D．若物体在空气中辐射的红外线波长为100μm，根据公式c=λf，可知该红外线频率为 故D正确。 故选BD。 18．若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题： (1)该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为） (2)该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm） (3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？ 【详解】（1）由波速公式得 （2）该电磁波属于紫外线波段。 （3）由得 【考点4 电磁波的能量】 19．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　）    A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在cd端的电流表也会有偏转 C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 【答案】B 【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，因此两导线相互排斥，相互排斥的作用是通过磁场实现的，故A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的电流表示数不为0，故B正确； C．微波是一种电磁波，丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，提供内能，说明微波具有能量，但并不能说明微波具有可持续变化的能量，故C错误； D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应，故D错误。 故选B。 20．大口径天文望远镜大大提高了人类观测宇宙的范围。目前美国最大口径的射电望远镜位于阿雷西博天文台（阿雷西博射天望远镜），其口径约为300米。而位于我国贵州的射电望远镜是目前世界上最大单口径射电望远镜，其口径约为500米。在宇宙大尺度上，天体的空间分布可认为是均匀的，假定两望远镜能分辨的最小功率相同。以下说法正确的是（　　） A．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为 B．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为 C．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为 D．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为 【答案】B 【详解】AB．直径为D的望远镜能接受到辐射的有效面积（即垂直射电信号的方向的投影面积） 那么，根据来自同一天体的辐射均匀分布可得：功率和有效面积成正比，故有 故A错误，B正确； CD．天体空间分布均匀，设望远镜能观测到的最远距离为L，望远镜口径为D，望远镜能观测到此类天体的电磁波总功率最小值为P0，则有 天体的空间分布可认为是均匀的，单位体积中天体数为n，能够观测到的此类天体数目 由于两望远镜能分辨的最小功率相同 所以 则 故CD错误。 故选B。 21．（多选）无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是（　　） A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播 B．红外线的光子能量比可见光的小 C．真空中激光的传播速度比毫米波的大 D．可见光能发生偏振现象，而超声波不能 【答案】BD 【详解】A．毫米波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故A错误； B．红外线的频率比可见光的小，所以红外线的光子能量比可见光的小，故B正确； C．真空中激光的传播速度与毫米波的速度相等，故C错误； D．可见光是横波，所以能发生偏振现象，而超声波是纵波，所以不能发生偏振现象，故D正确。 故选BD。 【考点5 黑体与黑体辐射】 22．如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是黑体辐射的实验规律，爱因斯坦在研究黑体辐射时提出了能量子概念，成功解释了光电效应现象 B．图乙是α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型并估测原子核半径的数量级是 C．图丙是射线测厚装置，轧钢厂利用α射线的穿透能力来测量钢板的厚度 D．图丁是核反应堆示意图，镉棒插入深一些可减小链式反应的速度 【答案】D 【详解】A．图甲是黑体辐射的实验规律，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念，成功解释了黑体辐射强度随波长分布的规律，解决了“紫外灾难”问题，故A错误； B．图乙是α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型并估测原子核半径的数量级是，故B错误； C．图丙是射线测厚装置，轧钢厂利用射线的穿透能力来测量钢板的厚度，故C错误； D．图丁是核反应堆示意图，镉棒插入深一些，吸收更多的中子，从而可减小链式反应的速度，故D正确。 故选D。 23．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（  ） A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的 C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【答案】C 【详解】A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，也与材料的种类及表面情况有关，A错误； B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，看不见的，B错误； C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加，C正确； D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。 故选C。 24．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　） A．T1>T2 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体 【答案】B 【详解】A．由图可知，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2，故A正确，不符合题意； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意； C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意； D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。 故选B。 25．（多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（    ） A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有所增加 B．随着温度降低，各种波长的辐射强度都有所增加 C．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【答案】AD 【详解】AB．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，故A正确，B错误； C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误； D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，故D正确。 故选AD。 【考点6 能量子】 26．下列说法正确的是（    ） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．法拉第提出了分子电流假说 C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D．普朗克提出了能量子的概念 【答案】D 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误； B．安培提出了分子电流假说，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项C错误； D．普朗克提出了能量子的概念，选项D正确。 故选D。 27．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．库仑通过实验测得了最小电荷量 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假设 【答案】D 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，选项A错误； B．密立根通过实验测得了最小电荷量，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，选项C错误； D．普朗克提出了能量子假设，选项D正确。 故选D。 28．下列说法中正确的是（　　） A．单摆的等时性是由惠更斯首先发现的 B．奥斯特发现了磁能生电 C．麦克斯韦最先通过实验捕捉到了电磁波 D．普朗克提出了能量子假说 【答案】D 【详解】A．单摆的等时性是由伽利略首先发现的，故A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，就是电生磁现象；法拉第发现了电磁感应现象，也就是磁生电现象，故B错误； C．麦克斯韦提出了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误； D．普朗克提出了能量子假说，故D正确。 故选D。 29．下列说法中正确的是（　　） A．麦克斯韦提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．普朗克提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子hν组成的 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．在电磁波谱中，紫外线的频率大于蓝光的频率 【答案】D 【详解】 A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误； B．爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为，故B错误； C．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，故C错误； D．不同电磁波具有不同的频率，紫外线的频率大于蓝光的频率，故D正确。 故选D。 30．（多选）关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　） A．普朗克首次提出能量子的概念 B．焦耳测定了电子的电荷量 C．法拉第提出了场的概念以及发现了电磁感应现象 D．库仑揭示了电阻、电压与电流的关系 【答案】AC 【详解】A．普朗克首次提出了能量子的概念，故A正确； B．密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量，故B错误； C．法拉第提出了场的概念，并最早发现了电磁感应现象，故C正确； D．欧姆揭示了电阻、电压和电流的关系，故D错误。 故选AC。 31．（多选）对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（　　） A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收 B．辐射和吸收的能量是某一特定值的整数倍 C．吸收的能量可以是连续的 D．辐射和吸收的能量是量子化的 【答案】ABD 【详解】根据普朗克能量量子化理论可知振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，故AB正确，C错误。 故选ABD。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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