第2节 电磁波的应用（高效培优讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

本初中物理讲义聚焦电磁波的应用，系统梳理电磁波家族（无线电波、红外线等）的波长频率关系、无线电波分类，以及电磁波在能量传递（微波炉加热、γ射线医疗）和信息传递（广播、移动通信、卫星导航）中的具体应用，通过题型导航、重难题型讲解及典例构建学习支架。 该资料以“探究归纳”引导科学思维，结合5G技术、北斗导航等实例渗透科学态度与责任，典例与跟踪训练助学生掌握电磁波特性。课中辅助教师分层教学，课后通过能力培优练和中考链接，帮助学生查漏补缺，强化知识应用能力。

第2节 电磁波的应用 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波“家族” 1 题型2 电磁波在传递能量方面的应用 3 题型3 电磁波在传递信息方面的应用 5 【能力培优练】 6 【链接中考】 10 【重难题型讲解】 题型1 电磁波“家族” 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 【探究归纳】磁现象探究可总结为：磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质，其两端磁性最强（为磁极，分 N 极和 S 极），且磁极间遵循 “同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引” 的规律，磁体周围存在传递磁场力的磁场，磁场具有方向性（可用磁感线描述，在磁体外部从 N 极指向 S 极）。 【典例1-1】物理学与社会发展电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等（如图）。电磁波与我们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。下列说法正确的是（　　） A．手机利用射线传递信号 B．微波炉利用电磁波加热食物 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真伪 D．遥控器利用紫外线实现对电视机的遥控 【典例1-2】下图所示的是电磁波家族。智能手机与智能手环的“近场通信”一般使用这个频率的电磁波进行通信。智能手环的数据传输到手机是利用 （选填“红外线”“紫外线”或“无线电波”）来实现的。在手机的耳机孔插入红外线发射器，手机变身传统的电视遥控器。手机发出的红外线的传播速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）近场通信使用的电磁波的传播速度，而红外线的波长比近场通信使用的电磁波的波长 （选填“长”或“短”）。 跟踪训练1我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（   ） 项目 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014 A．5G频段的电磁波比4G的波长更短 B．真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快 C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D．家中电视机遥控器利用紫外线遥控 跟踪训练2CT根据所采用的射线不同可分为X射线CT（X-CT）以及射线CT（-CT） 两种，其应用到的X 射线或射线都是电磁波，如图为电磁波家族。 ①X射线在真空中传播的速度为cx，γ射线在真空中传播的速度为cγ，则 cx cγ（选填“>”“＜”“=”“＜”）。 ②电台发射的某种电磁波波长为3m，其频率是 Hz。 题型2 电磁波在传递能量方面的应用 1、微波炉加热食物：利用微波使食物中的水分升温，实现能量传递来加热食物。 2、γ 射线无创 “手术”：借助能量高的 γ 射线（高频电磁波），进行立体定向的无创医疗操作。 3、遥感技术的信息获取：卫星、无人机等遥感设备捕获地面物体的电磁波，分析其能量信息以获取物体形状、温度等数据，应用于多领域。 4、温室效应相关（能量留存）：地面吸收阳光能量后辐射的长波电磁波，被温室气体阻挡留存，体现了电磁波能量传递后的大气能量保持。 【探究归纳】电磁波传递能量的应用涵盖生活加热、医疗操作、遥感信息获取等领域，同时其能量传递也参与了温室效应的能量留存过程。 【典例2-1】我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．月球上没有空气，电磁波不能传播 B．手机不是用电磁波来传递信息的 C．微波炉是用电磁波来传递能量的 D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 【典例2-2】用手机通话和面对面说话，都是信息交流方式，传递信息时前者主要靠电磁波，后者主要靠声波。从传递能量的形式看，电磁波传递的是 能，声波传递的是 能。 跟踪训练1在AI技术助力下，“智慧养老机器人”不断推新，陪聊天、做家务、帮康复，样样精通。如图是老人与“机器人”正在聊天的场景，下列说法错误的是（　　） A．机器人发出的声音不能在真空中传播 B．机器人靠超声波规避障碍，说明声可以传递能量 C．机器人能分辨出主人的声音，主要是根据声音的音色 D．机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息 跟踪训练2月球上是真空的，但宇航员可以把拍到的照片及时传回地球，可见电磁波的传播 (选填“需要”或“不需要”)介质；微波炉利用 加热食物，可见电磁波不仅用于传递信息，还用于传递能量． 题型3 电磁波在传递信息方面的应用 1、不同波段的通信应用：长波用于潜艇通信，中短波用于无线电广播，微波用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 2、无线电广播的信号传递：话筒将声音转成音频信号，加载到高频电磁波发射，收音机接收后还原信号并播放。 3、移动通信的基站辅助：手机发射的电磁波传输受限，需通过基站等设备中转，实现两部手机间的通信。 卫星导航的定位与通信：北斗卫星导航系统利用电磁波定位，还能提供通信服务，应用于港口自动化管理等领域。 4、太空探索的信息传输：“神舟” 飞船、“嫦娥” 探测器通过电磁波向地面传信息，“中国天眼” 接收天体电磁波探测宇宙。 【归纳总结】电磁波凭借不同波段的特性，在通信、广播、移动通信、卫星导航、太空探索等多领域承担信息传递任务，深刻改变生活并推动社会进步。 【典例3-1】2025年央视春晚中，创意融合舞蹈《秧BOT》获得了观众们的高度赞扬，参加表演的H1机器人配备了高精度3D激光雷达和深度相机，能够实时捕捉舞台环境数据，实现毫米级空间定位，确保舞蹈动作与舞台布局完美匹配。以下关于3D激光雷达的说法正确的是（　　） A．3D激光雷达是利用了电磁波能传递信息 B．3D激光雷达是利用了超声波能传递信息 C．激光在空气中的传播速度是340m/s D．激光的传播一定需要介质 【典例3-2】汽车上常安装一些设备来传递信息，如倒车雷达利用 传递信息，而导航仪则利用 与卫星联系来传递信息（以上两空选填“电磁波”或“超声波”），其中电磁波在真空中（或空气中）的传播速度为 m/s。 跟踪训练1下列设备中，主要利用电磁波传递信息的是（    ） A．声呐探测海底深度 B．微波炉加热食物 C．蓝牙耳机传输音乐 D．电饭煲自动保温 跟踪训练2高速ETC技术的不断成熟，提高了车辆过高速收费站的速度。ETC系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。ETC系统是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的；以行驶的汽车为参照物，“ETC专用”提示牌是 的（选填“静止”或“运动”）。 【能力培优练】 1．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（　　） A． 烽火告急 B．信鸽传书 C． 特快专递 D． 空气开关 2．下列关于“网上学校”的说法，正确的是（   ） A．“网上学校”是假的，我们不要参加 B．我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导 C．我们不可以把“网上学校”“搬”到自己家中 D．“网上学校”只能教互联网的知识 3．电磁波的家庭成员很多，有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 B．手机利用超声波传递信号 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真假 D．遥控器利用紫外线对电视机进行遥控 4．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（　　） A．微波通信 B．卫星通信 C．光纤通信 D．网络通信 5．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（    ） A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波 6．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（    ） A．地球同步卫星在空中静止不动 B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周 C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的 D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球 7．在班上开展“生活处处有物理”的观察实践活动中，小明观察了厨房设备，在他所观察到的现象和对现象的解释中，不正确的是（　　） A．微波炉是利用微波来加热食物的，微波在空气中传播速度约为340m/s B．煤气罐中的煤气用去一部分后，剩余煤气的密度变小 C．腌菜入味慢，炒菜入味快，是由于温度越高，分子运动越剧烈 D．电水壶的三脚插头插入三孔插座，是为了防止用电器漏电而发生触电事故 8．根据所学的物理知识判断，以下说法正确的是（　　） A．冬天梳头发时，头发变蓬松，是因为头发带上了同种电荷 B．10kg酒精的比热容大于1kg酒精的比热容 C．固体不容易被压缩，说明固体分子之间没有空隙 D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能 9．如图所示的是电磁波家族，某智能手机的近场通信和蓝牙分别使用和这两个频率的电磁波进行通信。下列说法正确的是（　　） A．近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长短 B．这两个频率的电磁波在真空中的传播速度不相同 C．近场通信使用的是无线电波，蓝牙使用的是红外线 D．近场通信和蓝牙使用的电磁波都是无线电波 10．如图是被誉为“中国天眼”的球面射电望远镜，简称“FAST”，坐落于贵州黔南布依族苗族自治州。该射电望远镜通过捕捉 信号来探索宇宙的奥妙。 11．卫星通信 现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。 12．我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是 （选填“光的反射”或“光的色散”）。 13．微波炉是用来加热食品的，食物分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 （选填“增加”或“减少”），温度升高，加热时 （选填“能”或“不能”）使用金属容器盛食物。 14．2019年6月工信部正式发放5G牌照，手机厂商研发5G手机相继发布，5G手机是利用电磁波来传输信息的，如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的频率为 Hz。 15．我国“鹊桥”号中继卫星某时刻位置如图所示，地面测控中心与“鹊桥”相距约为，“鹊桥”与月球背面相距约为，它们之间是利用 通信的，测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，大约需要 s。() 16．新一代无人驾驶电动汽车可以通过“5G+北斗”技术实现L4级别的自动驾驶。 (1)“5G+北斗”实现自动驾驶是通过 波传递信息的。 (2)该汽车中的发电机的工作原理是 。 (3)汽车的挡风玻璃上有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置接在12V的汽车电池上，加热除雾时电路中的总电流是 A，加热功率是 W。 17．2025年4月8日，“嵙海六号”智能无人船（如图），搭乘科考船顺利返回位于上海的中国极地研究中心码头，参与完成了中国第41次南极考察任务。“嵙海六号”由山东科技大学青年教师魏峥嵘自主研发，其工作时通过 与科考人员进行信息传递；与空载时相比，搭载仪器的“嵙海六号”船底受到海水的压强会 （选填“变大”或“变小”），为了在南极工作时电子元件不发生损坏，“嵙海六号”的制作材料应具有一定的 （选填“耐热性”或“抗寒性”）。 18．农业已逐步进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为某无人机在农田中喷洒农药时的情景，无人机载满农药时的总质量为45kg，试问： (1)北斗导航系统是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，该喷药无人机的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），无人机相对于农田是 （选填“静止”或“运动”）的； (2)装满农药的无人机不工作时，静止在水平地面上，底部支架与地面的总接触面积为90cm2，它对地面的压强是多大？（g取10N/kg） (3)无人机在农田上方持续地喷洒农药时，以5m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动，10min喷洒完农药，则无人机从开始喷洒农药到喷洒完毕，飞行的路程是多少？ 【链接中考】 1．（2025·四川绵阳·中考真题）6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 2．（2025·广东广州·中考真题）某广播电台发射频率为的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线 3．（2025·甘肃·中考真题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是（   ） A．火箭加速升空时，卫星的动能转化为重力势能 B．箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能 D．卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输 4．（2025·上海·中考真题）地球上的科学家可以通过 和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，相对月球是 （选填“运动”或“静止”）的，“嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下“压痕”，说明力可以使物体发生 。 5．（2025·广西·中考真题）如图所示，我国空间站环绕地球飞行时，通过 （选填“电磁波”或“声波”）与地面联系；它在靠近地球的过程中，速度越来越大，则它的动能越来越 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电磁波的应用 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波“家族” 1 题型2 电磁波在传递能量方面的应用 3 题型3 电磁波在传递信息方面的应用 5 【能力培优练】 6 【链接中考】 10 【重难题型讲解】 题型1 电磁波“家族” 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 【探究归纳】磁现象探究可总结为：磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质，其两端磁性最强（为磁极，分 N 极和 S 极），且磁极间遵循 “同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引” 的规律，磁体周围存在传递磁场力的磁场，磁场具有方向性（可用磁感线描述，在磁体外部从 N 极指向 S 极）。 【典例1-1】物理学与社会发展电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等（如图）。电磁波与我们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。下列说法正确的是（　　） A．手机利用射线传递信号 B．微波炉利用电磁波加热食物 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真伪 D．遥控器利用紫外线实现对电视机的遥控 【答案】B 【详解】A．手机是利用微波传递信号的，故A错误； B．微波炉是利用微波来加热食物的，微波属于电磁波，故B正确； C．紫外线能使荧光物质发光，验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪，故C错误； D．电视机的遥控器是利用红外线来工作的，故D错误。 故选B。 【典例1-2】下图所示的是电磁波家族。智能手机与智能手环的“近场通信”一般使用这个频率的电磁波进行通信。智能手环的数据传输到手机是利用 （选填“红外线”“紫外线”或“无线电波”）来实现的。在手机的耳机孔插入红外线发射器，手机变身传统的电视遥控器。手机发出的红外线的传播速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）近场通信使用的电磁波的传播速度，而红外线的波长比近场通信使用的电磁波的波长 （选填“长”或“短”）。 【答案】 无线电波 等于 短 【详解】[1][2][3]“近场通信”使用的波段为，由图可知，它属于无线电波；手机发出的红外线和近场通信使用的无线电波都是电磁波，故传播速度相同；由题图可知近场通信使用的无线电波的频率低于红外线的频率，根据可知，频率越高，波长越短，故红外线的波长较近场通信使用的无线电波的短。 跟踪训练1我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（   ） 项目 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014 A．5G频段的电磁波比4G的波长更短 B．真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快 C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D．家中电视机遥控器利用紫外线遥控 【答案】A 【详解】A．由图可知，电磁波的频率越高，波长越短。5G频段的电磁波比4G的频率要高，则5G频段的电磁波比4G的波长更短，故A正确； B．真空中5G频段的电磁波和4G的传播速度一样快，均为，故B错误； C．由图可知，可见光中，紫光的频率比红光的频率高，故C错误； D．家中电视机遥控器利用红外线遥控，故D错误。 故选A。 跟踪训练2CT根据所采用的射线不同可分为X射线CT（X-CT）以及射线CT（-CT） 两种，其应用到的X 射线或射线都是电磁波，如图为电磁波家族。 ①X射线在真空中传播的速度为cx，γ射线在真空中传播的速度为cγ，则 cx cγ（选填“>”“＜”“=”“＜”）。 ②电台发射的某种电磁波波长为3m，其频率是 Hz。 【答案】 = 【详解】[1]X射线与γ射线均为电磁波，在真空中的传播速度都等于光速。 [2]电台发射的某种电磁波波长为3m，根据 其频率是 题型2 电磁波在传递能量方面的应用 1、微波炉加热食物：利用微波使食物中的水分升温，实现能量传递来加热食物。 2、γ 射线无创 “手术”：借助能量高的 γ 射线（高频电磁波），进行立体定向的无创医疗操作。 3、遥感技术的信息获取：卫星、无人机等遥感设备捕获地面物体的电磁波，分析其能量信息以获取物体形状、温度等数据，应用于多领域。 4、温室效应相关（能量留存）：地面吸收阳光能量后辐射的长波电磁波，被温室气体阻挡留存，体现了电磁波能量传递后的大气能量保持。 【探究归纳】电磁波传递能量的应用涵盖生活加热、医疗操作、遥感信息获取等领域，同时其能量传递也参与了温室效应的能量留存过程。 【典例2-1】我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．月球上没有空气，电磁波不能传播 B．手机不是用电磁波来传递信息的 C．微波炉是用电磁波来传递能量的 D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 【答案】C 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在月球上传播，故A错误； B．有线电话是靠电流来传递信息的，无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，故B错误； C．微波炉通过内部的磁控管产生频率约为2.45GHz的微波，这种电磁波能穿透食物，使食物中的水分子等极性分子高速振动摩擦，从而产生热量来加热食物，因此微波炉是用电磁波来传递能量的，故C正确； D．电磁波既可以传递声音信号，也可以传递图像信号。声音信号的传递‌：例如无线电广播，声音被转换为电信号后，通过调制加载到高频电磁波上发射出去，接收设备再将其还原为声音。‌‌图像信号的传递‌：例如电视传输，图像的光信号也被转换为电信号，与声音信号一同通过电磁波传播，接收端再还原为画面和声音。故D错误。 故选C。 【典例2-2】用手机通话和面对面说话，都是信息交流方式，传递信息时前者主要靠电磁波，后者主要靠声波。从传递能量的形式看，电磁波传递的是 能，声波传递的是 能。 【答案】 电 声 【详解】[1]从传递能量的形式看，手机通话是依靠电磁波来实现的，传递的是电能； [2]面对面说话，声音传递的是声能。 【点睛】理解声音以声波的形式向外传播，即空气或其它介质的疏密变化向远处传递，所以声波也是具有能量的。 跟踪训练1在AI技术助力下，“智慧养老机器人”不断推新，陪聊天、做家务、帮康复，样样精通。如图是老人与“机器人”正在聊天的场景，下列说法错误的是（　　） A．机器人发出的声音不能在真空中传播 B．机器人靠超声波规避障碍，说明声可以传递能量 C．机器人能分辨出主人的声音，主要是根据声音的音色 D．机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息 【答案】B 【详解】A．真空不能传声，机器人发出的声音液不能在真空中传播，故A正确，不符合题意； B．声音可以传递信息，机器人靠超声波规避障碍，说明声可以传递信息，故B错误，符合题意； C．不同是人说话声音的音色不同，机器人能分辨出主人的声音，主要是根据声音的音色不同，故C正确，不符合题意； D．电磁波可以传递信息，机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息的，故D正确，不符合题意。 故选B。 跟踪训练2月球上是真空的，但宇航员可以把拍到的照片及时传回地球，可见电磁波的传播 (选填“需要”或“不需要”)介质；微波炉利用 加热食物，可见电磁波不仅用于传递信息，还用于传递能量． 【答案】 不需要 电磁波(或微波) 【详解】电磁波可以在真空中传播，不需要介质．利用微波可加热食品，微波炉就是这种应用． 【点睛】根据电磁波传播的特点和电磁波的应用进行解答． 题型3 电磁波在传递信息方面的应用 1、不同波段的通信应用：长波用于潜艇通信，中短波用于无线电广播，微波用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 2、无线电广播的信号传递：话筒将声音转成音频信号，加载到高频电磁波发射，收音机接收后还原信号并播放。 3、移动通信的基站辅助：手机发射的电磁波传输受限，需通过基站等设备中转，实现两部手机间的通信。 卫星导航的定位与通信：北斗卫星导航系统利用电磁波定位，还能提供通信服务，应用于港口自动化管理等领域。 4、太空探索的信息传输：“神舟” 飞船、“嫦娥” 探测器通过电磁波向地面传信息，“中国天眼” 接收天体电磁波探测宇宙。 【归纳总结】电磁波凭借不同波段的特性，在通信、广播、移动通信、卫星导航、太空探索等多领域承担信息传递任务，深刻改变生活并推动社会进步。 【典例3-1】2025年央视春晚中，创意融合舞蹈《秧BOT》获得了观众们的高度赞扬，参加表演的H1机器人配备了高精度3D激光雷达和深度相机，能够实时捕捉舞台环境数据，实现毫米级空间定位，确保舞蹈动作与舞台布局完美匹配。以下关于3D激光雷达的说法正确的是（　　） A．3D激光雷达是利用了电磁波能传递信息 B．3D激光雷达是利用了超声波能传递信息 C．激光在空气中的传播速度是340m/s D．激光的传播一定需要介质 【答案】A 【详解】A．3D激光雷达是通过发射激光束并测量反射回来的时间来确定目标物体的距离或位置。激光属于电磁波的一种，所以3D激光雷达是利用了电磁波能传递信息，故A正确； B．3D激光雷达是利用激光工作，即电磁波，而非超声波，故B错误； C．激光在空气中的传播速度近似于真空中的传播速度，约为，故C错误。 D．激光属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，故D错误。 故选A。 【典例3-2】汽车上常安装一些设备来传递信息，如倒车雷达利用 传递信息，而导航仪则利用 与卫星联系来传递信息（以上两空选填“电磁波”或“超声波”），其中电磁波在真空中（或空气中）的传播速度为 m/s。 【答案】 超声波 电磁波 【详解】[1]倒车时，倒车雷达利用超声波原理，由探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全，所以倒车雷达是一种能发射和接收超声波的设备。 [2]电磁波的传播不需要介质，导航仪利用电磁波与卫星联系传递信息。 [3]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，其在真空中的传播速度为。 跟踪训练1下列设备中，主要利用电磁波传递信息的是（    ） A．声呐探测海底深度 B．微波炉加热食物 C．蓝牙耳机传输音乐 D．电饭煲自动保温 【答案】C 【详解】A．探测海底深度的声呐是利用超声波来传递信息，故A不符合题意； B．微波炉加热食物时，是利用频率较大的电磁波，即微波来传递能量，故B不符合题意； C．蓝牙是一种短距的无线通讯技术（或无线网络技术），以电磁波为载体传递信息，故C符合题意； D．电饭煲自动保温是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。 故选C。 跟踪训练2高速ETC技术的不断成熟，提高了车辆过高速收费站的速度。ETC系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。ETC系统是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的；以行驶的汽车为参照物，“ETC专用”提示牌是 的（选填“静止”或“运动”）。 【答案】 电磁波 运动 【详解】[1]电磁波能够在真空中传播，而且传播速度快，现代诸多电子产品、科技产品也都是利用电磁波进行信息传递的。 [2]判断物体是运动还是静止的，就需要判断它与参照物的位置是否发生了变化。以行驶的汽车为参照物，“ETC专用”提示牌与汽车的位置在不断改变，所以是运动的。 【能力培优练】 1．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（　　） A． 烽火告急 B．信鸽传书 C． 特快专递 D． 空气开关 【答案】D 【详解】ABC．烽火告急、信鸽传书、特快专递是通过不同的方式传递信息，故A、B、C不符合题意； D．空气开关是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关，对电路起保护作用，不能传递信息，故D符合题意。 故选D。 2．下列关于“网上学校”的说法，正确的是（   ） A．“网上学校”是假的，我们不要参加 B．我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导 C．我们不可以把“网上学校”“搬”到自己家中 D．“网上学校”只能教互联网的知识 【答案】B 【详解】A．网上学校是通过信息化建立的真实的学习途径，故A错误； B．利用信息化技术，我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导，故B正确； C．网上学校依托网络，我们可以在家中通过网络参与学习，相当于把“网上学校”“搬”到家中，故C错误； D．“网上学校”可以教授多种知识，不只是互联网知识，故D错误。 故选B。 3．电磁波的家庭成员很多，有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 B．手机利用超声波传递信号 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真假 D．遥控器利用紫外线对电视机进行遥控 【答案】A 【详解】A．电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，北斗卫星导航系统是通过电磁波提供定位服务，故A正确； B．电磁波可以传递信息，手机利用电磁波传递信号，故B错误； C．紫外线能使荧光物质发光，验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪，故C错误； D．红外线可以用来遥感遥控，电视机的遥控器是利用红外线来工作的，故D错误。 故选A。 4．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（　　） A．微波通信 B．卫星通信 C．光纤通信 D．网络通信 【答案】B 【详解】北斗导航系统是利用卫星进行定位和导航的，故B符合题意，ACD不符合题意。 5．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（    ） A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波 【答案】D 【详解】A．北斗卫星导航系统通过卫星与地面设备进行通信，卫星信号在太空中传播依靠的是电磁波，而不是光纤，故A错误； B．5G技术是物联网的重要基础，5G通信主要依靠电磁波（无线电波）实现，而不是超声波，故B错误； C．芯片主要采用半导体材料（如硅）制成，而非超导体材料，故C错误； D．北斗导航系统与传感器、服务器之间的无线通信依赖电磁波，故D正确。 故选D。 6．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（    ） A．地球同步卫星在空中静止不动 B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周 C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的 D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球 【答案】C 【详解】ABC．地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，运行周期与地球自转一周的时间相等，相对于地球是静止的，故C正确，AB错误； D．用同步卫星作为微波的中继站，只需要三颗通信卫星就可以实现全球通信，故D错误。 故选C。 7．在班上开展“生活处处有物理”的观察实践活动中，小明观察了厨房设备，在他所观察到的现象和对现象的解释中，不正确的是（　　） A．微波炉是利用微波来加热食物的，微波在空气中传播速度约为340m/s B．煤气罐中的煤气用去一部分后，剩余煤气的密度变小 C．腌菜入味慢，炒菜入味快，是由于温度越高，分子运动越剧烈 D．电水壶的三脚插头插入三孔插座，是为了防止用电器漏电而发生触电事故 【答案】A 【详解】A．微波炉是利用微波来加热食物的，微波属于电磁波，在空气中传播速度约为，而不是340m/s，故A错误，符合题意； B．煤气罐中的煤气用去一部分后，质量减小，而煤气罐的容积不变，根据可知，剩余煤气的密度变小，故B正确，不符合题意； C．腌菜入味慢，炒菜入味快，是因为温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越明显，故C正确，不符合题意； D．电水壶的三脚插头插入三孔插座，使电水壶的金属外壳接地，当用电器漏电时，电流会通过地线导入大地，从而防止用电器漏电而发生触电事故，故D正确，不符合题意。 故选A。 8．根据所学的物理知识判断，以下说法正确的是（　　） A．冬天梳头发时，头发变蓬松，是因为头发带上了同种电荷 B．10kg酒精的比热容大于1kg酒精的比热容 C．固体不容易被压缩，说明固体分子之间没有空隙 D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能 【答案】A 【详解】A．用塑料梳子梳头发时，由于摩擦而使头发带了电；其中头发和梳子带有异种电荷，头发之间带同种电荷，相互排斥，所以头发越梳越蓬松，故A正确； B．比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和存在的状态有关，而与质量大小、热量、温度无关。10kg酒精的比热容与1kg酒精的比热容相同，故B错误； C．分子间存在相互作用的引力和斥力。固体不容易被压缩是由于分子间存在斥力，故C错误； D．固定电话是通过导线中的电流来传递信息的，没有发射和接收电磁波的功能；而手机等无线通信设备才有发射和接收电磁波的功能，故D错误。 故选A。 9．如图所示的是电磁波家族，某智能手机的近场通信和蓝牙分别使用和这两个频率的电磁波进行通信。下列说法正确的是（　　） A．近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长短 B．这两个频率的电磁波在真空中的传播速度不相同 C．近场通信使用的是无线电波，蓝牙使用的是红外线 D．近场通信和蓝牙使用的电磁波都是无线电波 【答案】D 【详解】AB．近场通信和蓝牙使用的都是电磁波，它们在真空中的传播速度都约为；由于近场通信使用的电磁波的频率小于蓝牙使用的电磁波的频率，根据可知，近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长长，故A、B错误； CD．近场通信使用的电磁波的频率为，蓝牙使用的电磁波的频率为，都在无线电波的频率范围内，它们都属于无线电波，故C错误，D正确。 故选D。 10．如图是被誉为“中国天眼”的球面射电望远镜，简称“FAST”，坐落于贵州黔南布依族苗族自治州。该射电望远镜通过捕捉 信号来探索宇宙的奥妙。 【答案】电磁波 【详解】被誉为“中国天眼”的球面射电望远镜通过捕捉电磁波信号来探索宇宙的奥妙。电磁波能传递信息和能量，且可以在真空中传播。 11．卫星通信 现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。 【答案】 通信卫星 3 【详解】[1]微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。地面中继站易受地形等因素限制，因此人类利用通信卫星作为微波通信的中继站，实现信号的远距离转发。 [2]地球静止同步卫星的覆盖范围约为地球表面的120°（经度范围），在地球周围均匀配置3颗此类卫星，其覆盖范围可叠加覆盖几乎全部地球表面，从而实现全球通信。 12．我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是 （选填“光的反射”或“光的色散”）。 【答案】光的反射 【详解】光纤技术中利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。 13．微波炉是用来加热食品的，食物分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 （选填“增加”或“减少”），温度升高，加热时 （选填“能”或“不能”）使用金属容器盛食物。 【答案】 增加 不能 【详解】[1]微波炉加热食品时，食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增加，因此内能增加，温度升高。 [2]加热时不能使用金属容器，因为金属会反射微波，导致微波无法有效加热食物，还可能引发电弧放电损坏微波炉。 14．2019年6月工信部正式发放5G牌照，手机厂商研发5G手机相继发布，5G手机是利用电磁波来传输信息的，如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的频率为 Hz。 【答案】 【详解】由图可知A、B间存在2.5个波长，则每个波长为 这列波的频率为 15．我国“鹊桥”号中继卫星某时刻位置如图所示，地面测控中心与“鹊桥”相距约为，“鹊桥”与月球背面相距约为，它们之间是利用 通信的，测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，大约需要 s。() 【答案】 电磁波 1.75 【详解】[1]地面测控中心与“鹊桥”、“鹊桥”与月球背面之间的通信，需要通过电磁波来实现。因为电磁波的传播不需要介质，能在真空环境中传播，而太空属于真空环境，声波无法在其中传播，所以这类太空通信会使用电磁波。 [2]地面测控中心与“鹊桥”相距约为，“鹊桥”与月球背面相距约为，则地面测控中心距月球背面的距离 电磁波在真空中的传播速度c为 则测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面的时间 16．新一代无人驾驶电动汽车可以通过“5G+北斗”技术实现L4级别的自动驾驶。 (1)“5G+北斗”实现自动驾驶是通过 波传递信息的。 (2)该汽车中的发电机的工作原理是 。 (3)汽车的挡风玻璃上有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置接在12V的汽车电池上，加热除雾时电路中的总电流是 A，加热功率是 W。 【答案】(1)电磁 (2)电磁感应 (3) 5 60 【详解】（1）“5G+北斗”实现自动驾驶是通过电磁波传递信息的。5G网络利用电磁波的高速传输特性，实现低时延、高带宽的数据传输，北斗系统通过卫星发射电磁波，为车辆提供高精度定位和授时服务。 （2）汽车中的发电机的工作原理是电磁感应现象。发动机带动发电机的转子旋转，使定子绕组切割磁感线，从而产生感应电流，将机械能转化为电能。 （3）[1][2]5条阻值均为12Ω的电阻丝并联，由并联电阻规律可得，总电阻为 电路中的电流 加热功率 17．2025年4月8日，“嵙海六号”智能无人船（如图），搭乘科考船顺利返回位于上海的中国极地研究中心码头，参与完成了中国第41次南极考察任务。“嵙海六号”由山东科技大学青年教师魏峥嵘自主研发，其工作时通过 与科考人员进行信息传递；与空载时相比，搭载仪器的“嵙海六号”船底受到海水的压强会 （选填“变大”或“变小”），为了在南极工作时电子元件不发生损坏，“嵙海六号”的制作材料应具有一定的 （选填“耐热性”或“抗寒性”）。 【答案】 电磁波 变大 抗寒性 【详解】[1]无人船在南极等远距离环境下，通常通过电磁波与科考人员传递信息（卫星通信可实现全球范围的信号传输，适配远海/极地场景）。 [2]空载时无人船吃水较浅，装载仪器后吃水深度增加（排开水的体积变大），根据液体压强公式，深度增大则船底受到的海水压强会变大。 [3]南极环境温度极低，为防止电子元件因低温损坏，“嵙海六号”的制作材料需具备一定的抗寒性。 18．农业已逐步进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为某无人机在农田中喷洒农药时的情景，无人机载满农药时的总质量为45kg，试问： (1)北斗导航系统是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，该喷药无人机的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），无人机相对于农田是 （选填“静止”或“运动”）的； (2)装满农药的无人机不工作时，静止在水平地面上，底部支架与地面的总接触面积为90cm2，它对地面的压强是多大？（g取10N/kg） (3)无人机在农田上方持续地喷洒农药时，以5m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动，10min喷洒完农药，则无人机从开始喷洒农药到喷洒完毕，飞行的路程是多少？ 【答案】(1) 电磁波 不变 运动 (2) (3)3km 【详解】（1）[1]北斗导航系统是利用电磁波传递信息的，因为超声波在真空中不能传播，声音的传播需要介质。 [2]水平匀速飞行的无人机，质量不变，速度不变，动能不变，飞行高度不变，重力势能不变，所以无人机的机械能不变。 [3]无人机喷药过程中，相对于农田的位置时刻发生变化，所以无人机相对于农田是运动的。 （2）无人机载满农药时的总质量为45kg，根据重力计算公式可得，载满农药的无人机的重力 静止在水平地面上，底部支架与地面的总接触面积为 根据固体压强公式，可得它对地面的压强是 （3）根据速度计算公式，可得以5m/s的速度匀速飞行10min的飞行路程 【链接中考】 1．（2025·四川绵阳·中考真题）6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 【答案】A 【详解】A．无线电波属于电磁波，能够实现远距离的无线通信，具备传播速度快，覆盖范围广的特点，6G属于移动通信系统，这类系统传输信息依靠的是无线电波，故A符合题意； BC．紫外线和X射线的频率过高，穿透性强，不适合用于移动通信的信息传输，故BC不符合题意； D．超声波属于声波，需要介质才能传播，无法在真空中传播信息，也不适用于移动通信的信息传输，故D不符合题意。 故选A。 2．（2025·广东广州·中考真题）某广播电台发射频率为的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线 【答案】A 【详解】由图可知，频率为的电磁波在之间，因此属于无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（2025·甘肃·中考真题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是（   ） A．火箭加速升空时，卫星的动能转化为重力势能 B．箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能 D．卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输 【答案】D 【详解】A．运载火箭加速升空过程中，卫星质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能变大，此过程不是将动能转化为重力势能，故A错误； B．箭星分离前，火箭和卫星是在一起的，以火箭为参照物，卫星没有位置的变化，卫星是静止的，故B错误； C．卫星上太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，故C错误； D．电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，卫星是依靠电磁波来实现星地之间的数据传输，故D正确。 故选D。 4．（2025·上海·中考真题）地球上的科学家可以通过 和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，相对月球是 （选填“运动”或“静止”）的，“嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下“压痕”，说明力可以使物体发生 。 【答案】 电磁波 运动 形变 【详解】[1]地球和月球之间存在真空环境，声波无法在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，所以地球上的科学家可以通过电磁波和“嫦娥六号”进行交互。 [2]“嫦娥六号”在降落到月球表面的过程中，相对于月球的位置发生了变化，所以相对于月球是运动的。 [3]“嫦娥六号”在采集月壤时对月球表面留下“压痕”，说明力使月球表面的形状发生了变化，即力可以使物体发生形变。 5．（2025·广西·中考真题）如图所示，我国空间站环绕地球飞行时，通过 （选填“电磁波”或“声波”）与地面联系；它在靠近地球的过程中，速度越来越大，则它的动能越来越 。 【答案】 电磁波 大 【详解】[1]我国空间站在太空中环绕地球飞行，太空是真空，声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，故空间站环绕地球飞行时，通过电磁波与地面联系。 [2]空间站沿椭圆轨道绕地球飞行，它在靠近地球的过程中，质量不变，速度越来越大，因此它的动能越来越大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $