第15章 电磁波及其应用（复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

该初中物理电磁波及其应用复习讲义通过表格化知识框架系统梳理单元内容，将电磁波的产生、描述（波长、波速、频率）、家族成员及应用等核心知识点按“发现史-本质特征-实际应用”逻辑串联，清晰呈现麦克斯韦预言、赫兹实验等重难点及内在联系。 讲义亮点在于分层题型设计，涵盖概念辨析、波长波速计算及综合信息题，如通过“手机信号屏蔽器”短文阅读题培养科学探究能力，用“绳波”模型描述电磁波助力科学思维中的模型建构。基础题巩固知识，提升题拓展应用，既支持学生自主复习，也为教师精准教学提供资源。

第15章 电磁波及其应用（复习讲义） 1. 了解电磁波的产生与传播； 2. 直达不均匀变化的电流可以产生电磁波； 3. 学习各种波的产生； 4. 掌握用波长、波速、频率来描述电磁波； 5. 知道波长、波速、频率之间的关系及其应用； 6. 了解电磁波的“家族”成员。； 7. 掌握电磁波可以传递能量，也可以传递信息。 知识点 重点归纳 注意问题 麦克斯韦预言电磁波的存在 英国物理学家麦克斯韦经过潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。 预言了电磁波的存在，而并非发现。 赫兹验证电磁波存在的实验 德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。 实验发现了电磁波。 自主活动 不均匀变化的电流可以产生电磁波。 各种波的产生 与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。 用类似“绳波”的波形来描述电磁波 电磁波看不见摸不着，我们可以用类似“绳波”的波形来描述电磁波。 波长 如图15-1-6所示，“绳波”波形的最高点称为波峰，相邻两个波峰之间的距离称为波长，用λ表示，在国际单位制中，波长的单位是米（m）。 通常把一个波长范围内的波形称为一个完整波。 波速 与“绳波”、声波类似，电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速。 我们也可以用波速来描述电磁波传播的快慢。 电磁波在真空中的传播速度 ①与“绳波”、声波不同，电磁波可以在真空中传播。 ②电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这就是光速，常用字母c表示。 ③光也是电磁波。 频率 甩动绳子越快，波形就越密，相同时间内向前传播的波的个数就越多。我们把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率。 常用单位有赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz ）， 它们之间的换算关系如下： 1kHz=103Hz 1MHz=106Hz 1GHz=109Hz 波长、波速、频率之间的关系 电磁波的波长用λ表示，波速用c表示，频率用f表示，那么c=λf。 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。（光速不变） 因此，频率越高波长越短。 电磁波“家族”的成员 要了解电磁波的应用，首先要了解电磁波 “家族”有哪些成员。如图15-2-2所示，电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。如医疗检测使用的X射线，各种颜色的可见光以及红外线、 紫外线等不可见光都是电磁波“家族”的成员。 1.分类标准：频率（或波长）； 电磁波的频率范围很广：小到有小于3×105Hz的长波，大到有大于3×1014Hz X射线、γ射线等。 2.分类名称：长波、中波、短波、微波.........可见光........ 电磁波的应用 所有的电磁波既可以传递能量，也能传递信息。 电磁波在传递能量方面的应用 ①电磁波具有能量，能量可以随着电磁波向外传递。 ②食物中的水分在微波作用下温度会迅速升高，利用微波可以加热食物。γ射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术 ③遥感 不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长 大量实验表明：通电螺线管外部的磁场分布情况与条形磁体的磁场相似；改变通电螺线管中电流的方向，通电螺线管外部的磁场方向也相应发生改变。 不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长 电磁波在现代信息社会中应用广泛，不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长。长波可用于潜艇通信，中短波可用于无线电广播，微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 广播电台发出的中波或短波信号传播距离远、覆盖范围广。 移动通信 与无线电广播不同，移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机 A 、B 要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信（图 15-2-10 ） 导航卫星 导航卫星利用电磁波对地面设备定位。我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。。 人类对太空的探索也离不开电磁波 人类对太空的探索也离不开电磁波。“神舟” 载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息，“嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。。 题型一 概念基础辨析、填空 【例1】．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 【变式1-1】．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．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 【变式1-2】．2022年10月9日，太阳探测卫星“夸父一号”在酒泉卫星发射中心使用长征二号运载火箭发射成功。该卫星接受地面指令是通过 波传播的，这种波在真空中的传播速度为 m/s。 【变式1-3】．“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收 波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度约为 。 【变式1-4】．手机间是利用 波传递信号的，其信号的传播速度与光速 （选填“相同”或“不相同”），它的传播 （选填“需要”或“不需要” ）介质。 【变式1-5】．DeepSeek在自然语言处理、个性化推荐、多模态交互、知识检索与智能问答、数据分析与处理等多方面展现出强大的功能，深受各行各业的欢迎，DeepSeek主要依靠 （选填“超声波”或“电磁波”）搜索信息；安装DeepSeek的电子产品的芯片是用 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制作的。 题型二 概念综合辨析 【例2】．5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．如果没有空气，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．电视遥控也是利用了电磁波 D．中央电视台和地方电视台发射的电磁波传播速度不同 【变式2-1】．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波既能传递信息，又能传递能量 B．电磁波看不见、摸不着，只能在真空中传播 C．导线中只要有电流就会在其周围空间激起电磁波 D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同 【变式2-2】．卡塔尔世界杯期间，球迷们通过电视、手机、电脑等进行观看，均利用了电磁波，对电磁波理解正确的是（    ） A．电磁波传播不能在真空传播 B．电磁波可传递信息 C．电磁波的频率越低，传播速度就越小 D．电磁波不能传递能量 【变式2-3】0．嫦娥一号卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的频率3.0 GHz、7.8 GHz、19.35 GHz和37.0 GHz的微波辐射。下列说法正确的是（  ） A．微波属于电磁波 B．微波是可见光 C．这四种微波在真空中波长一样 D．这四种微波在真空中传播速度不同 题型三 波长、波速、频率及其关系 【例3】．某电台的电磁波波长为5m，则它的频率是 MHz电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等。它们与人们的生活息息相关，电视机遥控器是利用 来工作的。 【变式3-1】．电磁波在真空中的传播速度是 ；在真空中，电磁波的波速一定，电磁波的频率越高，波长越 ；电磁波频率 。 【变式3-2】．5G网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒几十G，5G芯片是由 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。5G通信通过电磁波传输信号，与4G通信相比，其载波的频率较高，因而波长较 （选填“长”或“短”）。 【变式3-3】．信号屏蔽器主要阻碍电子设备和基站的联接，某型号屏蔽器的作用频段有800kHz、1MHz、2MHz三个不同的频率中，其中波长最长的是 。 【变式3-4】．对无人机进行遥控是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）来实现的，此波在空气中传播时频率为，则其波长为 m。 【变式3-5】．某手机发射的信号频率是1000MHz，该信号的波长为 m。电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等，它们与人们的生活息息相关。电视机遥控器是利用 来工作的。 【变式3-6】．地面卫星控制中心向“嫦娥二号”发送指令时，是利用 传递指令信号的（选填“电磁波”或“声波”）；已知一列电磁波的频率为，则该电磁波在真空中波长为 m。 题型四 电磁波的波形图 【例4】．如图所示是某电磁波的振动图像，该电磁波的波长为 m。 【变式4-1】．光是一种 波。如图是某电磁波的波形图，其频率为 Hz。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。    【变式4-2】．某电磁波的波形如图所示，则该电磁波的波长是 m，频率是 Hz。（电磁波的速度为3×108m/s） 【变式4-3】．广播、电视信号靠电磁波传播。电磁波传播速度和光速相同，为 ，某电磁波的波形如图所示，则该电磁波的波长是 。 【变式4-4】．目前的汽车绝大多数具有卫星定位导航系统，它与卫星之间是通过 进行通信的，如图 甲是一列这种波的波形图，A、B 间的距离为 75m，则这列波的波长为 m，频率为 Hz． 题型五 电磁波的“家族”成员 【例5】．如图所示，电磁波是个大家族，其中频率最低的是 ，它在真空中的传播速度约为 m/s；红外线的波长比可见光 （选填“长”或“短”）。 【变式5-1】．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，下列分析正确的是（　　） A．红外线比紫外线频率高 B．可见光是一种电磁波 C．电磁波的频率越高，波长越长 D．真空中不同电磁波的传播速度不同 【变式5-2】．电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（    ） A．红外线属于可见光 B．无线电波的波长比X射线的短 C．电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线 D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 题型六 综合信息题 【例6】．阅读短文，回答问题。 手机信号屏蔽器 随着高科技发展的日新月异，为防止考试作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器。那么手机信号屏蔽器的原理是什么呢？手机工作时是在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波连接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。手机信号屏蔽器针对手机通信的原理，屏蔽器在工作过程中以一定的速度从低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，从而使手机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现象。现在随着5G手机的普及，屏蔽器相应地出现了5G全频段信号屏蔽器。通过屏蔽器，可以使5G手机信号也被屏蔽。 (1)手机和基站之间连接的无线电波 （选填“属于”或“不属于”）电磁波； (2)手机信号屏蔽器主要是阻碍无线电波传递 （选填“信息”或“能量”）； (3)屏蔽器的作用频率有800MHz、900MHz、2000MHz等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中的传播速度是 （选填“相同”或“不同”）的； (4)针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，某同学设计了几个不同的探究方案，其中可行的是（　　）（填字母）； A．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话 B．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机 C．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机 D．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话 (5)由于5G手机的出现，手机信号屏蔽器也需要改进，改进后扩大了屏蔽器的（　　）（填字母）。 A．额定功率 B．额定电压 C．作用频率范围 D．电磁波速度 【变式6-1】．紫外线可以穿透大气层到达地球表面，图为紫外线的三个波段示意图。某地区冬至正午，测出不同波长紫外线的强度随海拔高度变化情况如下表： 强度（×10﹣4W/m2） 海拔（km） 波长（nm） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 280 0.01 0.05 0.1 0.5 1 5 290 7 10 20 50 70 80 300 200 300 400 500 600 700 390 1000 1000 1000 1000 1000 1000 （1）海拔2km，波长为290nm的紫外线，其强度为 W/m2； （2）该地区强度最大的紫外线为波段 （选填“UVC”、“UVB”、“UVA”）； （3）根据表归纳“波长为300nm的紫外线强度与海拔高度的关系”： ； （4）请根据表中数据推测大气对波长为 nm的紫外线阻挡作用最弱。（选填“280”、“290”、“300”、“390”） 【变式6-2】．阅读短文，回答问题。 太阳光包含可见光和不可见光。可见光辐射一般指太阳辐射光谱中约为0.38~0.78微米波谱段的辐射，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七色光组成。红光以外、频率介于微波与可见光之间的电磁波叫红外线。紫外线在紫光以外，波长比紫光小。红外线和紫外线均为不可见光。光从一种介质斜射到另一种介质，频率越高的光偏折程度越高。 太阳光属于电磁波，电磁波的波谱图如图甲所示。电磁波在真空中传播的速度，波速c、波长和频率f之间的关系是。 除太阳以外，在自然界中，一切物体都在不停地向周围的空间发出红外线（即红外辐射），物体的红外辐射能量的大小与物体的温度和辐射的波长等因素有关，其关系如图丙所示。 (1)图甲中属于微波的电磁波是______； A．Gamma B．X射线 C．雷达波 D．AM (2)某种光的波长为，则这种光的频率约 Hz（结果保留两位小数），则这种光是 （选填“可见光”“紫外线”或“红外线”）。说出它的一种生活应用： ； (3)如图乙所示，红光和紫光合成的复色光斜射入玻璃砖后，经折射分开，其中 （选填“a”或“b”）为紫光； (4)如图丙所示，随着温度升高，物体红外辐射能量强度的极大值向波长较 （选填“长”或“短”）的方向移动； (5)如图丙所示，关于物体的红外辐射能量分布与波长、温度的关系，下列说法错误的是______。 A．温度相同时，波长越长，辐射能量越大 B．波长相同时，温度越高，辐射的能量越大 C．温度相同时，波长不同，辐射能量可能相同 D．波长增加，辐射能量先增加后减少 基础巩固通关测 一、单选题 1．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，可以听到收音机发出“咯、咯”声，表明收音机接收到了（　　） A．热量 B．声波 C．光能 D．电磁波 2．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C．手机靠电磁波传递信息 D．电热水壶是利用电磁波来工作的 3．Wi-Fi是当今使用最广的一种无线网络传输技术，手机在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动网络上网，以下关于Wi-Fi无线信号的说法中正确的是（　　） A．Wi-Fi无线信号是一种电磁波 B．Wi-Fi无线信号属于声波 C．Wi-Fi无线信号不能传递能量 D．Wi-Fi无线信号不能在真空中传播 二、填空题 4．如图所示，是我国首颗成功发射的陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”。该卫星能够实现植被生物量、大气气溶胶等要素的探测，随后利用 （选填“电磁波”或“超声波”）将数据传输回地球。 5．图（a）中的甲是我们能看得见的红光，根据图（b）可知，乙可能是红外线，遥控器 （选填“可以”或“不可以”）利用乙来遥控电视机；不同频率的两种电磁波在真空中的波速 （选填“相同”或“不同”）。医生可以利用X射线拍片诊断病情，X射线的频率比乙 （选填“高”或“低”）。 能力提升进阶练 一、单选题 1．我国自主设计、独立运行的北斗卫星导航系统，在交通出行、精准农业等众多领域发挥着关键作用。北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递，主要依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 2．2025 年中国航天的重大突破，在月球建立太阳能发电站，并进行远距微波输电技术，定向投送地球接收站。下列关于微波的说法正确的是（　　） A．微波是超声波 B．微波传播需要介质 C．微波只能传递能量，不能传递信息 D．微波在空气中的传播速度是3×108m/s 3．某光纤通讯利用了波长为1310nm的“光”通过光导纤维进行传输信息，各色光在真空中的波长和部分电磁波的频率如图所示，光纤通讯用的“光”（　　） A．频率比紫光小 B．波长比红光小 C．在真空中传播速度为340m/s D．在真空中传播的速度比紫光大 二、填空题 4．手机传递信息的电磁波频率有f1=900MHz和f2=1800MHz，与这两个频率相对应的电磁波波长及波速分别是λ1、v1 和λ2、v2， 则λ1 λ2， v1 v2（两空填“＞”、“=”或“＜”）． 5．WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用的是 。某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是 m，频率是 Hz。（波的传播速度公式c=λf）。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15章 电磁波及其应用（复习讲义） 1. 了解电磁波的产生与传播； 2. 直达不均匀变化的电流可以产生电磁波； 3. 学习各种波的产生； 4. 掌握用波长、波速、频率来描述电磁波； 5. 知道波长、波速、频率之间的关系及其应用； 6. 了解电磁波的“家族”成员。； 7. 掌握电磁波可以传递能量，也可以传递信息。 知识点 重点归纳 注意问题 麦克斯韦预言电磁波的存在 英国物理学家麦克斯韦经过潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。 预言了电磁波的存在，而并非发现。 赫兹验证电磁波存在的实验 德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。 实验发现了电磁波。 自主活动 不均匀变化的电流可以产生电磁波。 各种波的产生 与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。 用类似“绳波”的波形来描述电磁波 电磁波看不见摸不着，我们可以用类似“绳波”的波形来描述电磁波。 波长 如图15-1-6所示，“绳波”波形的最高点称为波峰，相邻两个波峰之间的距离称为波长，用λ表示，在国际单位制中，波长的单位是米（m）。 通常把一个波长范围内的波形称为一个完整波。 波速 与“绳波”、声波类似，电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速。 我们也可以用波速来描述电磁波传播的快慢。 电磁波在真空中的传播速度 ①与“绳波”、声波不同，电磁波可以在真空中传播。 ②电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这就是光速，常用字母c表示。 ③光也是电磁波。 频率 甩动绳子越快，波形就越密，相同时间内向前传播的波的个数就越多。我们把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率。 常用单位有赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz ）， 它们之间的换算关系如下： 1kHz=103Hz 1MHz=106Hz 1GHz=109Hz 波长、波速、频率之间的关系 电磁波的波长用λ表示，波速用c表示，频率用f表示，那么c=λf。 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。（光速不变） 因此，频率越高波长越短。 电磁波“家族”的成员 要了解电磁波的应用，首先要了解电磁波 “家族”有哪些成员。如图15-2-2所示，电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。如医疗检测使用的X射线，各种颜色的可见光以及红外线、 紫外线等不可见光都是电磁波“家族”的成员。 1.分类标准：频率（或波长）； 电磁波的频率范围很广：小到有小于3×105Hz的长波，大到有大于3×1014Hz X射线、γ射线等。 2.分类名称：长波、中波、短波、微波.........可见光........ 电磁波的应用 所有的电磁波既可以传递能量，也能传递信息。 电磁波在传递能量方面的应用 ①电磁波具有能量，能量可以随着电磁波向外传递。 ②食物中的水分在微波作用下温度会迅速升高，利用微波可以加热食物。γ射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术 ③遥感 不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长 大量实验表明：通电螺线管外部的磁场分布情况与条形磁体的磁场相似；改变通电螺线管中电流的方向，通电螺线管外部的磁场方向也相应发生改变。 不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长 电磁波在现代信息社会中应用广泛，不同波长的电磁波传递信息的本领各有所长。长波可用于潜艇通信，中短波可用于无线电广播，微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 广播电台发出的中波或短波信号传播距离远、覆盖范围广。 移动通信 与无线电广播不同，移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机 A 、B 要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信（图 15-2-10 ） 导航卫星 导航卫星利用电磁波对地面设备定位。我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。。 人类对太空的探索也离不开电磁波 人类对太空的探索也离不开电磁波。“神舟” 载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息，“嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。。 题型一 概念基础辨析、填空 【例1】．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 【答案】A 【详解】A．麦克斯韦建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家，故A符合题意； B．牛顿有三大定律、万有引力定律等等科学成就，但没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故B不符合题意； C．赫兹用实验证实电磁波存在，故C不符合题意； D．伽利略开创了实验和逻辑相结合的科学研究方法，以及最早利用望远镜观察天体的人，没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-1】．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．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 【答案】C 【详解】电磁波是由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，但通过实验证实的第一人是赫兹，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1-2】．2022年10月9日，太阳探测卫星“夸父一号”在酒泉卫星发射中心使用长征二号运载火箭发射成功。该卫星接受地面指令是通过 波传播的，这种波在真空中的传播速度为 m/s。 【答案】 电磁 3×108 【详解】[1][2]因为真空不能传声，所以卫星接受地面指令是通过电磁波来传播的，且电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s。 【变式1-3】．“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收 波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度约为 。 【答案】 电磁 【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，太空中有真空地带，所以“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收电磁波来探索宇宙的仪器。 [2]电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c=3×108m/s。 【变式1-4】．手机间是利用 波传递信号的，其信号的传播速度与光速 （选填“相同”或“不相同”），它的传播 （选填“需要”或“不需要” ）介质。 【答案】 电磁 相同 不需要 【详解】[1][2][3]手机间是利用电磁波传递信号的，电磁波的传播速度与光速相同，它的传播不需要介质。 【变式1-5】．DeepSeek在自然语言处理、个性化推荐、多模态交互、知识检索与智能问答、数据分析与处理等多方面展现出强大的功能，深受各行各业的欢迎，DeepSeek主要依靠 （选填“超声波”或“电磁波”）搜索信息；安装DeepSeek的电子产品的芯片是用 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制作的。 【答案】 电磁波 半导体 【详解】[1]DeepSeek 主要依靠电磁波搜索信息。它作为一款基于人工智能技术的数据搜索引擎，是通过网络来传输和处理数据的，而网络通信依靠的是电磁波来传递信息。 [2]安装 DeepSeek 的电子产品的芯片是用半导体材料制作的。半导体材料具有独特的电学性质，能够通过控制电流的流动来实现各种逻辑运算和数据处理功能，是制造芯片的理想材料。 题型二 概念综合辨析 【例2】．5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　） A．如果没有空气，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．电视遥控也是利用了电磁波 D．中央电视台和地方电视台发射的电磁波传播速度不同 【答案】C 【详解】AB．电磁波可以在真空中传播，且速度最大，是，故AB错误； C．电视遥控是利用了红外线，红外线也是电磁波，故C正确； D．不同电视台的电磁波频率不同，但在同种介质中传播速度是相同的，故D错误。 故选C。 【变式2-1】．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波既能传递信息，又能传递能量 B．电磁波看不见、摸不着，只能在真空中传播 C．导线中只要有电流就会在其周围空间激起电磁波 D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同 【答案】A 【详解】A．电磁波既能传递信息，又能传递能量，故A正确； B．电磁波看不见、摸不着，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播，故B错误； C．导线中有迅速变化的电流就可以在空间激起电磁波，故C错误； D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误。 故选：A。 【变式2-2】．卡塔尔世界杯期间，球迷们通过电视、手机、电脑等进行观看，均利用了电磁波，对电磁波理解正确的是（    ） A．电磁波传播不能在真空传播 B．电磁波可传递信息 C．电磁波的频率越低，传播速度就越小 D．电磁波不能传递能量 【答案】B 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； BD．电磁波可以传递信息，也能传递能量，故B正确，D错误； C．电磁波的传播速度主要取决于传播介质和真空光速，而不是频率的高低。当电磁波的波速一定，频率越低，波长越大，故C错误； 故选B。 【变式2-3】．嫦娥一号卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的频率3.0 GHz、7.8 GHz、19.35 GHz和37.0 GHz的微波辐射。下列说法正确的是（  ） A．微波属于电磁波 B．微波是可见光 C．这四种微波在真空中波长一样 D．这四种微波在真空中传播速度不同 【答案】A 【详解】A．微波是电磁波的一部分，是波长比较短、频率比较高的电磁波，故A正确； B．微波是看不见的，是不可见光，故B错误； CD．电磁波各个部分在真空中的传播速度一样，则四种微波在真空中的速度相同，其频率越高，波长越短，故CD错误。 故选A。 题型三 波长、波速、频率及其关系 【例3】．某电台的电磁波波长为5m，则它的频率是 MHz电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等。它们与人们的生活息息相关，电视机遥控器是利用 来工作的。 【答案】 60 红外线 【详解】[1]电磁波的频率为 [2]电视机遥控器是利用红外线来工作，利用红外线定位准的原则。 【变式3-1】．电磁波在真空中的传播速度是 ；在真空中，电磁波的波速一定，电磁波的频率越高，波长越 ；电磁波频率 。 【答案】 3×105 短 1×106 【详解】[1]电磁波在真空中的传播速度等于光速，是 c=3×108m/s=3×105km/s [2]根据波速、波长、频率三者之间的关系可知，波速=波长×频率。由于电磁波在真空中的传播速度一定，所以，电磁波的频率越高，波长越短。 [3]电磁波频率 【变式3-2】．5G网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒几十G，5G芯片是由 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。5G通信通过电磁波传输信号，与4G通信相比，其载波的频率较高，因而波长较 （选填“长”或“短”）。 【答案】 半导体 短 【详解】[1]手机5G芯片的核心部分是由半导体制成的。 [2]5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高，电磁波在真空中传播速度是3×108m/s，是固定不变的，由于波速等于波长乘以频率，因此频率高的波长短、频率低的波长长，所以5G电磁波的波长比4G更短。 【变式3-3】．信号屏蔽器主要阻碍电子设备和基站的联接，某型号屏蔽器的作用频段有800kHz、1MHz、2MHz三个不同的频率中，其中波长最长的是 。 【答案】800kHz 【详解】由波长频率波速之间的关系，可知电磁波在同种介质中波速一定，则波长与频率成反比，即频率越低波长越长。波长最长的为频率最低的，即屏蔽器的作用频段为800kHz时，波长最长。 【变式3-4】．对无人机进行遥控是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）来实现的，此波在空气中传播时频率为，则其波长为 m。 【答案】 电磁波 0.125 【详解】[1]遥控器利用了红外线来实现对无人机的控制，红外线是电磁波。 [2]波长为 【变式3-5】．某手机发射的信号频率是1000MHz，该信号的波长为 m。电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等，它们与人们的生活息息相关。电视机遥控器是利用 来工作的。 【答案】 0.3 红外线 【详解】[1]某手机发射的信号频率是1000MHz，该信号的波长为 [2]红外线是一种看不见的光，电视机遥控器是利用红外线来工作的。 【变式3-6】．地面卫星控制中心向“嫦娥二号”发送指令时，是利用 传递指令信号的（选填“电磁波”或“声波”）；已知一列电磁波的频率为，则该电磁波在真空中波长为 m。 【答案】 电磁波 500 【详解】[1]由于嫦娥二号处于太空中，有一段距离是真空，故控制嫦娥二号的指令是通过电磁波传递过去的。 [2]已知电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，f=6×105Hz，根据电磁波的速度及波速、频率、波长的关系，由v=λf知道，电磁波在真空中波长为 题型四 电磁波的波形图 【例4】．如图所示是某电磁波的振动图像，该电磁波的波长为 m。 【答案】240 【详解】由图像知，该电磁波振动的周期为，频率 波长 【变式4-1】．光是一种 波。如图是某电磁波的波形图，其频率为 Hz。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。    【答案】 电磁 6×108 1.3 【详解】[1][2]光波是一种电磁波，图中给出了三个波长的距离，所以波长 其频率为 [3]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，则指令传播的时间 【变式4-2】．某电磁波的波形如图所示，则该电磁波的波长是 m，频率是 Hz。（电磁波的速度为3×108m/s） 【答案】 0.04 7.5×109 【详解】[1]图中半个波长是2cm，即0.02m，所以波长为 λ=0.02m×2=0.04m [2]频率是 【变式4-3】．广播、电视信号靠电磁波传播。电磁波传播速度和光速相同，为 ，某电磁波的波形如图所示，则该电磁波的波长是 。 【答案】 0.04m 【详解】[1]光在真空中的速度为，电磁波传播速度和光速相同，所以电磁波的速度为。 [2]由图可知，半个波长的距离2cm，所以波长为 【变式4-4】．目前的汽车绝大多数具有卫星定位导航系统，它与卫星之间是通过 进行通信的，如图 甲是一列这种波的波形图，A、B 间的距离为 75m，则这列波的波长为 m，频率为 Hz． 【答案】 电磁波 30 107 【详解】目前的汽车绝大多数具有卫星定位导航能力，它与卫星之间是通过电磁波进行通信的； 两个相邻波峰或者波谷之间的距离叫做一个波长，由甲图可知，AB之间有2.5个波长， 一个波长的长度为：，波速、频率与波速的关系式， 频率 故答案为电磁波；30； 107． 题型五 电磁波的“家族”成员 【例5】．如图所示，电磁波是个大家族，其中频率最低的是 ，它在真空中的传播速度约为 m/s；红外线的波长比可见光 （选填“长”或“短”）。 【答案】 无线电波 长 【详解】[1]如图所示，无线电波的频率104~1012Hz，在常见电磁波中频率最低。 [2]电磁波在真空中传播的速度都一样，约为。 [3]红外线的频率比可见光的频率低，根据波长×频率＝波速，可知，波速一定，频率越低，波长越长，故红外线的波长比可见光长。 【变式5-1】．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，下列分析正确的是（　　） A．红外线比紫外线频率高 B．可见光是一种电磁波 C．电磁波的频率越高，波长越长 D．真空中不同电磁波的传播速度不同 【答案】B 【详解】A．由图可以看出红外线比紫外线的频率低，故A错误； B．任何光波都是一种电磁波，可见光也是一种电磁波。故B正确； C．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C错误； D．真空中不同电磁波的传播速度相同，故D错误。 故选B。 【变式5-2】．电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（    ） A．红外线属于可见光 B．无线电波的波长比X射线的短 C．电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线 D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 【答案】D 【详解】A．红外线属于不可见光，故A错误； B．频率越高，波长越短，无线电波频率比X射线低，则波长要长，故B错误； C．遥控器利用的是红外线，故C错误； D．光波也属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D正确。 故选D。 题型六 综合信息题 【例6】．阅读短文，回答问题。 手机信号屏蔽器 随着高科技发展的日新月异，为防止考试作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器。那么手机信号屏蔽器的原理是什么呢？手机工作时是在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波连接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。手机信号屏蔽器针对手机通信的原理，屏蔽器在工作过程中以一定的速度从低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，从而使手机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现象。现在随着5G手机的普及，屏蔽器相应地出现了5G全频段信号屏蔽器。通过屏蔽器，可以使5G手机信号也被屏蔽。 (1)手机和基站之间连接的无线电波 （选填“属于”或“不属于”）电磁波； (2)手机信号屏蔽器主要是阻碍无线电波传递 （选填“信息”或“能量”）； (3)屏蔽器的作用频率有800MHz、900MHz、2000MHz等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中的传播速度是 （选填“相同”或“不同”）的； (4)针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，某同学设计了几个不同的探究方案，其中可行的是（　　）（填字母）； A．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话 B．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机 C．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机 D．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话 (5)由于5G手机的出现，手机信号屏蔽器也需要改进，改进后扩大了屏蔽器的（　　）（填字母）。 A．额定功率 B．额定电压 C．作用频率范围 D．电磁波速度 【答案】(1)属于 (2)信息 (3)相同 (4)B (5)C 【详解】（1）据电磁波谱可知，无线电波属于电磁波。 （2）电磁波既能传递信息，又能传递能量，手机信号屏蔽器主要是阻碍电磁波传递信息。 （3）不同的电磁波在真空中的传播速度是相同，故屏蔽器的作用频率有800MHz、900MHz、2000MHz等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中传播速度是相同的。 （4）针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，即必须将固定电话处于屏蔽区，而后固定电话拨打覆盖范围外的手机，看能否打通即可，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （5）5G手机使用的频率与之前的手机不同，所以手机信号屏蔽器需要改进作用频率范围，才能屏蔽5G信号，额定功率、额定电压与屏蔽频率无关，电磁波速度是固定的，不能改变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式6-1】．紫外线可以穿透大气层到达地球表面，图为紫外线的三个波段示意图。某地区冬至正午，测出不同波长紫外线的强度随海拔高度变化情况如下表： 强度（×10﹣4W/m2） 海拔（km） 波长（nm） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 280 0.01 0.05 0.1 0.5 1 5 290 7 10 20 50 70 80 300 200 300 400 500 600 700 390 1000 1000 1000 1000 1000 1000 （1）海拔2km，波长为290nm的紫外线，其强度为 W/m2； （2）该地区强度最大的紫外线为波段 （选填“UVC”、“UVB”、“UVA”）； （3）根据表归纳“波长为300nm的紫外线强度与海拔高度的关系”： ； （4）请根据表中数据推测大气对波长为 nm的紫外线阻挡作用最弱。（选填“280”、“290”、“300”、“390”） 【答案】 7×10﹣3 UVA 紫外线的强度随海拔高度的增加而增加 390 【详解】（1）[1]由表中数据可知，海拔2km，波长为290nm的紫外线，强度为 （2）[2]该地区强度最大的紫外线为海拔2.5km，波长为390nm的紫外线，波段为UVA。 （3）[3]由表中数据可知，波长为300nm的紫外线的强度随海拔高度的增加而增加。 （4）[4]表中波长为390nm的紫外线在各个海波高度均为1000W/m2，故对390nm的紫外线阻挡作用最弱。 【变式6-2】．阅读短文，回答问题。 太阳光包含可见光和不可见光。可见光辐射一般指太阳辐射光谱中约为0.38~0.78微米波谱段的辐射，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七色光组成。红光以外、频率介于微波与可见光之间的电磁波叫红外线。紫外线在紫光以外，波长比紫光小。红外线和紫外线均为不可见光。光从一种介质斜射到另一种介质，频率越高的光偏折程度越高。 太阳光属于电磁波，电磁波的波谱图如图甲所示。电磁波在真空中传播的速度，波速c、波长和频率f之间的关系是。 除太阳以外，在自然界中，一切物体都在不停地向周围的空间发出红外线（即红外辐射），物体的红外辐射能量的大小与物体的温度和辐射的波长等因素有关，其关系如图丙所示。 (1)图甲中属于微波的电磁波是______； A．Gamma B．X射线 C．雷达波 D．AM (2)某种光的波长为，则这种光的频率约 Hz（结果保留两位小数），则这种光是 （选填“可见光”“紫外线”或“红外线”）。说出它的一种生活应用： ； (3)如图乙所示，红光和紫光合成的复色光斜射入玻璃砖后，经折射分开，其中 （选填“a”或“b”）为紫光； (4)如图丙所示，随着温度升高，物体红外辐射能量强度的极大值向波长较 （选填“长”或“短”）的方向移动； (5)如图丙所示，关于物体的红外辐射能量分布与波长、温度的关系，下列说法错误的是______。 A．温度相同时，波长越长，辐射能量越大 B．波长相同时，温度越高，辐射的能量越大 C．温度相同时，波长不同，辐射能量可能相同 D．波长增加，辐射能量先增加后减少 【答案】(1)C (2) 红外线 红外遥控 (3)a (4)短 (5)A 【详解】（1）根据图甲中各电磁波的分类来确定属于微波的选项，由图甲可知，雷达波属于微波，所以答案选C。 （2）[1]根据公式，可得这种光的频率 [2]因为红外线的波长范围是大于可见光的波长，可见光波长约为， 这种光的波长大于可见光波长，所以这种光是红外线。 [3]根据红外线的特点，红外线在生活中的应用有很多，比如红外遥控、热成像等。 （3）因为紫光的频率比红光高，根据光的折射规律，频率越高的光偏折程度越高，所以紫光经过折射后偏折较大，即a为紫光。 （4）由图丙可知，随着温度升高，物体红外辐射能量强度的极大值向波长较短的方向移动。 （5）A．由图丙可知，温度相同时，波长越长，辐射能量越小，故A错误，A符合题意； B．从图丙可以看出，波长相同时，温度越高，辐射的能量越大，故B正确，B不符合题意； C．在图丙中，温度相同时，不同波长对应的辐射能量曲线可能会有交点，即波长不同，辐射能量可能相同，故C正确，C不符合题意； D．观察图丙中某一温度下的辐射能量曲线，可知波长增加，辐射能量先增加后减少，故D正确，D不符合题意。 故选A。 基础巩固通关测 一、单选题 1．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，可以听到收音机发出“咯、咯”声，表明收音机接收到了（　　） A．热量 B．声波 C．光能 D．电磁波 【答案】D 【详解】将导线的一端与电池负极相连，再用导线的另一端与电池的正极快速断续接触，这时导线中就会有变化的电流，故周围就会产生电磁波，产生的电磁波被收音机接收，故能听到收音机发出“咯、咯”声，即ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C．手机靠电磁波传递信息 D．电热水壶是利用电磁波来工作的 【答案】C 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．在真空中，电磁波的传播速度约为3×108m/s，在空气中的传播速度近似等于在真空中的速度，约为3×108m/s，故B错误； C．电磁波可以传递信息，电磁波传播范围广，传播速度快，所以手机靠电磁波传递信息，实现通讯传输，故C正确； D．电热水壶是利用电流的热效应来工作的，不是利用电磁波，故D错误。 故选C。 3．Wi-Fi是当今使用最广的一种无线网络传输技术，手机在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动网络上网，以下关于Wi-Fi无线信号的说法中正确的是（　　） A．Wi-Fi无线信号是一种电磁波 B．Wi-Fi无线信号属于声波 C．Wi-Fi无线信号不能传递能量 D．Wi-Fi无线信号不能在真空中传播 【答案】A 【详解】根据Wi-Fi无线信号的特征可知，Wi-Fi无线信号是一种电磁波，能传递能量和信息，也能在真空中传播，故BCD错误，A正确。 故选A。 二、填空题 4．如图所示，是我国首颗成功发射的陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”。该卫星能够实现植被生物量、大气气溶胶等要素的探测，随后利用 （选填“电磁波”或“超声波”）将数据传输回地球。 【答案】电磁波 【详解】电磁波可以在真空中传播，卫星与地球之间是真空环境，所以“句芒号”卫星利用电磁波将数据传输回地球；而超声波不能在真空中传播，无法用于卫星与地球之间的数据传输。 5．图（a）中的甲是我们能看得见的红光，根据图（b）可知，乙可能是红外线，遥控器 （选填“可以”或“不可以”）利用乙来遥控电视机；不同频率的两种电磁波在真空中的波速 （选填“相同”或“不同”）。医生可以利用X射线拍片诊断病情，X射线的频率比乙 （选填“高”或“低”）。 【答案】 可以 相同 高 【详解】[1]遥控器利用红外线来工作，故遥控器可以利用乙来遥控电视机。 [2]电磁波的传播不需要介质，不同频率的电磁波在真空中的波速相同，都等于真空中的光速 [3]由图（b）可知X射线红外线波长要小，由 可知，波长越小，频率越高，故X射线的频率比乙高。 能力提升进阶练 一、单选题 1．我国自主设计、独立运行的北斗卫星导航系统，在交通出行、精准农业等众多领域发挥着关键作用。北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递，主要依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 【答案】B 【详解】超声波、次声波不能在真空中传播。红外线的有效传播距离较短。电磁波可以在真空中传播且能传递信息，北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递，主要依靠的是电磁波；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．2025 年中国航天的重大突破，在月球建立太阳能发电站，并进行远距微波输电技术，定向投送地球接收站。下列关于微波的说法正确的是（　　） A．微波是超声波 B．微波传播需要介质 C．微波只能传递能量，不能传递信息 D．微波在空气中的传播速度是3×108m/s 【答案】D 【详解】A．微波是电磁波，而超声波是声波，二者本质不同，故A错误； B．微波属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故B错误； C．电磁波可以传递信息和传递能量，因此微波既能传递能量，也能传递信息，故C错误； D．微波在空气中的传播速度与光速相同，是3×108m/s，故D正确。 故选D。 3．某光纤通讯利用了波长为1310nm的“光”通过光导纤维进行传输信息，各色光在真空中的波长和部分电磁波的频率如图所示，光纤通讯用的“光”（　　） A．频率比紫光小 B．波长比红光小 C．在真空中传播速度为340m/s D．在真空中传播的速度比紫光大 【答案】A 【详解】A．紫光的波长范围约为400-430nm，光纤通讯用的光波长为1310nm，波长越长，频率越小，所以光纤通讯用的“光”的频率比紫光小，故A符合题意； B．红光波长范围约为630-760nm，1310nm大于红光波长范围，所以光纤通讯用的“光”的波长比红光长，故B不符合题意； C．光在真空中的传播速度是3×108m/s，而不是340m/s，故C不符合题意； D．所有光在真空中的传播速度都相同，都是3×108m/s，所以光纤通讯用的“光”在真空中传播速度与紫光相同，故D不符合题意。 故选 A。 二、填空题 4．手机传递信息的电磁波频率有f1=900MHz和f2=1800MHz，与这两个频率相对应的电磁波波长及波速分别是λ1、v1 和λ2、v2， 则λ1 λ2， v1 v2（两空填“＞”、“=”或“＜”）． 【答案】 ＞ = 【详解】电磁波在传播过程中以光速传播且保持不变，即； 由公式可得，电磁波的波速一定，电磁波的波长和频率互成反比例关系． 所以，f1频率低，波长长；f2频率高，波长短，则． 5．WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用的是 。某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是 m，频率是 Hz。（波的传播速度公式c=λf）。 【答案】 电磁波 1 3×108 【详解】[1]WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，微波属于电磁波。 [2][3]图中给出的是一个波长的距离，所以波长λ=1m。电磁波传播的速度c=3×108m/s，由公式c=λf得 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $