第1节 电磁波（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核心内容，梳理从麦克斯韦预言、赫兹实验证实的发现脉络，到变化的电流产生电磁波的原理，再到波长、波速、频率关系及应用，构建完整学习支架。 资料通过自主实验（如导线摩擦电池观察收音机干扰）培养科学探究能力，结合典例与中考题强化科学思维，联系实际应用体现科学态度，课中辅助直观教学，课后助力巩固提升。

第1节 电磁波 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波的发现 1 题型2 电磁波的产生 3 题型3 电磁波的描述 5 【能力培优练】 6 【链接中考】 10 【重难题型讲解】 题型1 电磁波的发现 1、电磁波的发现过程：英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，他的研究成果深深地吸引了另一位英国物理学家—麦克斯韦，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。后来，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。 2、赫兹验证电磁波存在的实验 3、建立在电磁波基础上的成就：今天的广播电视、移动通信、卫星导航、遥感影像等诸多应用都离不开电磁波理论这块基石，同时电磁波的发现也为物理学发展开启了一扇新的大门。 【探究归纳】麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹通过实验证实其存在，揭示了光也是一种电磁波。 【典例1-1】下列关于物理史实表述正确的是（　　） A．1031﹣1095年间我国宋代学者沈括是世界上最早发现地磁场南北极与地理南北极重合的人 B．1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现电磁感应现象 C．1831年英国物理学家法拉第发现电流的磁效应 D．1888年德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 【典例1-2】年，英国青年物理学家 在研究了当时发现的电磁现象的基础上，建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．年德国青年物理学家 第一次通过实验证实了电磁波的存在． 跟踪训练1以下关于物理学家和他在物理学上的贡献，对应不正确的是（　　） A．赫兹——证实了电磁波的存在 B．奥斯特——发现电磁感应现象 C．阿基米德——总结了杠杆原理 D．牛顿——最早研究光的色散现象 跟踪训练2利用英国物理学家法拉第发现的 现象发明了发电机，开辟了电气化的时代，当今互联网、手机的广泛引用正在日益改变着人们的生活，手机通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。 题型2 电磁波的产生 1、自主活动：收音机能接收不同电台的广播，说明这些电台发送的电磁波经过长距离传播到达了我们的收音机。如图所示，我们把一节干电池放在收音机旁，然后用导线的一端连接干电池负极，另一端与干电池正极快速摩擦，注意听收音机发出的声音，并记录有何变化。 实验中能听到收音机发出异响，这是因为导线摩擦电池时会产生电磁波，干扰了收音机接收广播电台的信号。如果把收音机靠近工作中的充电器、无线路由器或微波炉，收音机也会受到干扰而发出异响。这些电器工作时和用导线摩擦电池一样，都是电路中的电流在不断变化。人们发现，不均匀变化的电流可以产生电磁波。 2、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。 3、电磁波产生的原理：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。 4、电磁波的发射和接收 如图所示，与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。前面提到的充电器、无线路由器和微波炉，以及国家授时中心的天线都是发射电磁波的波源。 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 ★特别提醒 广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。电磁波有许多用途，例如可以用电磁波来传递信息和能量。‌ 【探究归纳】变化的电流（或振荡电流）会在周围空间产生变化的电场和变化的磁场，两者相互激发、交替产生，就形成了向外传播的电磁波。 【典例2-1】如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 【典例2-2】小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明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 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可知， 的电流在空间激起电磁波。 跟踪训练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 跟踪训练2如图所示，华为p60手机的电池上标有电压4.0V，容量4815mA·h，将该手机充满电后，大约储存 的电能。手机使用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。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度 （选填“相同”或“不相同”） 题型3 电磁波的描述 1、水波 （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作波谷。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 2、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。 3、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。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 ★特别提醒 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。‌ 【归纳总结】磁波的传播不需要介质，可在真空中（如宇宙空间）或空气、水等介质中传播，传播时以光速（约 3×10⁸m/s）向外扩散，且能传递能量和信息。 【典例3-1】如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 【典例3-2】倒车雷达是利用 波工作的，汽车导航仪是利用 波工作的；电磁波在空气中传播时频率为，则其波长为 m。 跟踪训练1北斗卫星导航系统可向全球提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波的频率越高，速度就越快 B．所有电磁波的波长是相等的 C．技术和技术使用的电磁波在真空中传播的速度相同 D．声音和电磁波都能传递信息，且都能在真空中传播 跟踪训练2随着科技的发展，更快的网络已应用在人们的生产生活中，其中最典型的就是手机。手机是利用 （选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是 。 【能力培优练】 1．下列装置利用紫外线工作的是（　　） A．声呐 B．B超 C．电视机遥控器 D．消毒灯 2．日常生活中，当打开或关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这杂音的产生原因是（　　） A．电路通断时发出的电磁波被收音机接收 B．电路通断时收音机内元件因放电冒出火花 C．通断电路的瞬间电流过大将机内元件烧坏 D．收音机内有灰尘等杂物 3．2025年4月24日17时，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心准时点火发射，约十分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．飞船加速时，它的惯性增大 B．地面指挥中心与空间站依靠超声波传递信息 C．航天员可以“飘”在空中，说明在空间站中航天员不受重力作用 D．与空间站对接后，神舟二十号飞船绕地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态 4．下列说法中正确的是（　　） A．摩擦起电就是正电荷发生转移的过程 B．热传递时，热量可以从内能少的物体传给内能多的物体 C．电磁波和声波均不可以在真空中传播 D．秋天树叶从树上纷纷落下是扩散现象 5．如图所示，2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识，下列说法正确的是（　　） A．机器人转手绢主要是将电能转化为内能 B．手绢转动原理与发电机工作原理相同 C．机器人内部电路接通时，导线周围会产生磁场 D．遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播 6．如图所示是我国空间站在太空中飞行的场景，太阳翼可将太阳能转化为电能，同时利用电能驱使太阳翼转动，以确保太阳光垂直照射在太阳翼上。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．空间站利用超声波向地面传递信息 C．太阳翼转动时，将电能转化为机械能 D．太阳翼转动时，不遵循能量守恒定律 7．如图是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，下列说法正确的是（　　） ①所接收电磁波的波长变大及波速不变    ②所接收电磁波的波长变小 ③所接收电磁波在真空中传播得比蓝光更快    ④所接收电磁波的波速不变 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 8．2024年3月20日鹊桥二号中继星成功升空，它携带的太阳能电池板将太阳能转化为 能。鹊桥二号中继星利用 波传递信号，在嫦娥六号探测器与地球之间架起一座新的通信桥梁。 9．2024年7月30日，华为开发者宣布华为Mate70系列手机即将发布，向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机通讯是利用 来传递信息的；使用手机时手机屏幕相当于电路中的 。 10．电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等，它们都 在真空中传播，并且 （选填“频率”“波长”或“波速”）相同。电台发射的某种电磁波波长为，其频率是 。 11．科技的发展不但方便了人们的生活，也使人们的梦想变成了现实。Wi-Fi（一种短距离无线传输技术）为移动办公和无线上网提供了极大的方便，它是利用 来传递信息的。假如地球表面的大气层突然消失，人们 （选填“仍能”或“不能”）从Wi-Fi获取信息。 12．如图，是交警利用装有摄像机的无人机对高速公路通行情况进行实时监测的情景，无人机是利用 波来传递图像信号的；当无人机悬停时，以行驶的汽车为参照物，无人机是 的。 13．验钞机是利用紫外线能使 发光的原理工作的；太阳主要通过 的形式把温暖带给地球；体外红外测温仪是一种普遍使用的测温工具，该设备在无光的夜晚 （选填“能”或“不能”）使用，红外线的传播 （选填“需要”或“不需要”）介质，下面两幅图示中符合红外测温仪工作原理的是 （选填“A”或“B”）。 A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接收 B．测温仪接收被测温体发出的红外线 14．下图所示的是收音机的调台面板。和为两个波段，其中 波段的波长较长；图中“750”字样代表接收频率为的电磁波，其波长为 m。   88  94  99  105     530  619  750  1000  1300   15．某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 (1)如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； (2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） (3)该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 16．电磁波在空气中传播的速度为3105km/s=3108m/s，电磁波的波速c、波长λ与频率f之间的关系是c=λf。请解答下列问题： (1)电磁波的传播是不是跟声波一样需要介质？ (2)某调频立体声广播的频率是100MHz，它的波长是多少？ (3)地球的半径约是6.4106m，若电磁波绕地球赤道表面传播，在1s的时间内可绕行多少圈？（π取3.14） 【链接中考】 1．（2025·湖南长沙·中考真题）信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱。下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．石油属于可再生能源 C．太阳能属于化石能源 D．超导材料可用于制作电热丝 2．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波 C．收音机可以接收到电磁波信号 D．电磁波只能在空气中传播 3．（2024·江苏盐城·中考真题）将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明（　　） A．声音和电磁波都能在真空中传播 B．声音和电磁波都不能在真空中传播 C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播 D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播 4．（2024·山东济宁·中考真题）下列与数据有关的说法正确的是（  ） A．频率为的电磁波一定比的电磁波的传播速度快 B．功率为的机械一定比的机械做的功多 C．热值为的燃料一定比的燃料放热多 D．质量为的物体一定比的物体的惯性大 5．（2024·江苏常州·中考真题）英国科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖，该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为（    ） A．335nm，合 B．335nm，合 C．670nm，合 D．670nm，合 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 电磁波 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波的发现 1 题型2 电磁波的产生 3 题型3 电磁波的描述 5 【能力培优练】 6 【链接中考】 10 【重难题型讲解】 题型1 电磁波的发现 1、电磁波的发现过程：英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，他的研究成果深深地吸引了另一位英国物理学家—麦克斯韦，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。后来，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。 2、赫兹验证电磁波存在的实验 3、建立在电磁波基础上的成就：今天的广播电视、移动通信、卫星导航、遥感影像等诸多应用都离不开电磁波理论这块基石，同时电磁波的发现也为物理学发展开启了一扇新的大门。 【探究归纳】麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹通过实验证实其存在，揭示了光也是一种电磁波。 【典例1-1】下列关于物理史实表述正确的是（　　） A．1031﹣1095年间我国宋代学者沈括是世界上最早发现地磁场南北极与地理南北极重合的人 B．1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现电磁感应现象 C．1831年英国物理学家法拉第发现电流的磁效应 D．1888年德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 【答案】D 【详解】A．我国宋代科学家沈括最早发现了地理的两极和地磁场的两极不重合，故A错误； B．丹麦物理学家奥斯特首先发现电流的磁效应，即电流周围存在着磁场，故B错误； C．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，故C错误； D．电磁波在当今社会应用非常广泛，德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D正确。 故选D。 【典例1-2】年，英国青年物理学家 在研究了当时发现的电磁现象的基础上，建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．年德国青年物理学家 第一次通过实验证实了电磁波的存在． 【答案】 麦克斯韦 赫兹 【详解】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． 跟踪训练1以下关于物理学家和他在物理学上的贡献，对应不正确的是（　　） A．赫兹——证实了电磁波的存在 B．奥斯特——发现电磁感应现象 C．阿基米德——总结了杠杆原理 D．牛顿——最早研究光的色散现象 【答案】B 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A正确，A不符合题意； B．法拉第发现了电磁感应现象，故B错误，B符合题意； C．阿基米德的主要成就是发现、确立了静力学和流体静力学的基本原理，发现浮力定理，杠杆原理等，故C正确，C不符合题意； D．牛顿用玻璃三棱镜发现了光的色散现象，故D正确，D不符合题意。 故选B。 跟踪训练2利用英国物理学家法拉第发现的 现象发明了发电机，开辟了电气化的时代，当今互联网、手机的广泛引用正在日益改变着人们的生活，手机通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。 【答案】 电磁感应 电磁波 【详解】[1]根据物理常识可知，电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的，然后利用电磁感应原理，进而发明了发电机。 [2]当今互联网、手机的广泛引用正在日益改变着人们的生活，根据电磁波的应用可知，手机是通过电磁波传播信息的。 题型2 电磁波的产生 1、自主活动：收音机能接收不同电台的广播，说明这些电台发送的电磁波经过长距离传播到达了我们的收音机。如图所示，我们把一节干电池放在收音机旁，然后用导线的一端连接干电池负极，另一端与干电池正极快速摩擦，注意听收音机发出的声音，并记录有何变化。 实验中能听到收音机发出异响，这是因为导线摩擦电池时会产生电磁波，干扰了收音机接收广播电台的信号。如果把收音机靠近工作中的充电器、无线路由器或微波炉，收音机也会受到干扰而发出异响。这些电器工作时和用导线摩擦电池一样，都是电路中的电流在不断变化。人们发现，不均匀变化的电流可以产生电磁波。 2、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。 3、电磁波产生的原理：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。 4、电磁波的发射和接收 如图所示，与声波、水波类似，电磁波也是从波源向四周传播。前面提到的充电器、无线路由器和微波炉，以及国家授时中心的天线都是发射电磁波的波源。 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 ★特别提醒 广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。电磁波有许多用途，例如可以用电磁波来传递信息和能量。‌ 【探究归纳】变化的电流（或振荡电流）会在周围空间产生变化的电场和变化的磁场，两者相互激发、交替产生，就形成了向外传播的电磁波。 【典例2-1】如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 【答案】C 【详解】A．当导线与电池时断时续接触时，电路中的电流会迅速变化（时有时无），根据电磁波的产生原理，迅速变化的电流能够产生电磁波，故A正确，不符合题意； B．收音机传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号并将其转化为声音，这表明收音机可以接收电磁波信号，故B正确，不符合题意。 C．电磁波的产生条件是电流的迅速变化，而电路中有恒定的电流是无法产生电磁波的，故C错误，符合题意； D．该实验用导线直接连接电池的正、负极，属于电源短路，短路时电路中电流过大，容易损坏电池，故D正确，不符合题意。 故选C。 【典例2-2】小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明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 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可知， 的电流在空间激起电磁波。 【答案】 无台 时断时续 变化 【详解】[1][2][3]打开收音机的开关，将旋钮调到无台的位置，并将音量开大，把找到的干电池和导线靠近收音机，并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，电流时有时无不断变化，此时可以听到收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，说明收音机接收到了电磁波，所以可得到结论：迅速变化的电流在周围空间能够激起电磁波。 跟踪训练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。 跟踪训练2如图所示，华为p60手机的电池上标有电压4.0V，容量4815mA·h，将该手机充满电后，大约储存 的电能。手机使用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。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度 （选填“相同”或“不相同”） 【答案】 相同 【详解】[1]储存的电能 [2]不同频率的电磁波在真空中传播的速度是相同的，同理，在相同介质中，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度。 题型3 电磁波的描述 1、水波 （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作波谷。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 2、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。 3、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。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 ★特别提醒 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。‌ 【归纳总结】磁波的传播不需要介质，可在真空中（如宇宙空间）或空气、水等介质中传播，传播时以光速（约 3×10⁸m/s）向外扩散，且能传递能量和信息。 【典例3-1】如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 【答案】B 【详解】ABCD．由题图可以看出，两个波峰间的距离甲短于乙，所以甲的波长比乙短，电磁波在真空中的传播速度是一定的，由公式可知，波长短的甲频率高，且由图可知，甲电磁波的频率是乙的2倍，故B正确，A、C、D错误。 故选B。 【典例3-2】倒车雷达是利用 波工作的，汽车导航仪是利用 波工作的；电磁波在空气中传播时频率为，则其波长为 m。 【答案】 超声 电磁 0.125 【详解】[1]回声定位是利用超声波传递信息来工作的，倒车雷达是利用超声波来工作的。 [2]由于电磁波传播范围广，传播速度快，且电磁波能传递信息，所以汽车导航仪是利用电磁波工作的。 [3]由于电磁波在空气中的传播速度为，此波在空气中传播时频率为，则其波长为 跟踪训练1北斗卫星导航系统可向全球提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波的频率越高，速度就越快 B．所有电磁波的波长是相等的 C．技术和技术使用的电磁波在真空中传播的速度相同 D．声音和电磁波都能传递信息，且都能在真空中传播 【答案】C 【详解】AC．所有电磁波的波速是一定的，在真空中，它们的传播速度相等，故A错误，C正确； B．所有电磁波的波速是一定的，根据，波长与频率成反比，因此各种电磁波的波长是不相等的，故B错误； D．电磁波能在真空中传播，但是声音的传播需要介质，真空不能传声，故D错误。 故选C。 跟踪训练2随着科技的发展，更快的网络已应用在人们的生产生活中，其中最典型的就是手机。手机是利用 （选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是 。 【答案】 电磁波 【详解】[1]手机是依靠电磁波来传递信息的，5G手机也不例外，所以5G手机是利用电磁波来传输信息的。 [2]电磁波在真空中的传播速度是。 【能力培优练】 1．下列装置利用紫外线工作的是（　　） A．声呐 B．B超 C．电视机遥控器 D．消毒灯 【答案】D 【详解】A．声呐通过发射超声波，运用回声定位的方法来探测海洋的深度等，所以声呐是利用超声波工作的，故A不符合题意； B．B超是用超声波检查身体的，故B不符合题意； C．电视机遥控器是利用遥控器发出的红外线来控制电视的，故C不符合题意； D．紫外线有杀菌作用，消毒灯是利用紫外线来进行消毒杀菌的，故D符合题意。 故选D。 2．日常生活中，当打开或关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这杂音的产生原因是（　　） A．电路通断时发出的电磁波被收音机接收 B．电路通断时收音机内元件因放电冒出火花 C．通断电路的瞬间电流过大将机内元件烧坏 D．收音机内有灰尘等杂物 【答案】A 【详解】当开、关电灯的时候，正在工作的收音机会发出咔嚓咔嚓的声音，这是因为开、关电灯时迅速变化的电流产生的电磁波被收音机接收到的缘故。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．2025年4月24日17时，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心准时点火发射，约十分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．飞船加速时，它的惯性增大 B．地面指挥中心与空间站依靠超声波传递信息 C．航天员可以“飘”在空中，说明在空间站中航天员不受重力作用 D．与空间站对接后，神舟二十号飞船绕地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态 【答案】D 【详解】A．惯性只与物体的质量有关，与速度无关。飞船加速时质量不变，所以惯性不变。故A错误； B．地面与空间站之间是真空，超声波不能在真空中传播，所以靠的是电磁波（如无线电波）传递信息。故B错误； C．航天员“飘”在空中是因为处于失重状态，不是不受重力，重力依然存在，只是充当了绕地球运动的向心力。故C错误； D．匀速圆周运动的速度方向不断改变，所以运动状态在改变，属于非平衡状态。故D正确； 故选D。 4．下列说法中正确的是（　　） A．摩擦起电就是正电荷发生转移的过程 B．热传递时，热量可以从内能少的物体传给内能多的物体 C．电磁波和声波均不可以在真空中传播 D．秋天树叶从树上纷纷落下是扩散现象 【答案】B 【详解】A．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，电子带负电，所以说摩擦起电就是正电荷发生转移的过程是错误，故A错误； B．热传递时，热量总是从温度高的物体转移给温度低的物体，温度高的物体不一定内能大，所以热量可以从内能少的物体传给内能多的物体，故B正确； C．电磁波可以在真空中传播，但声波的传播需要介质，不可以在真空中传播，故C错误； D．秋天树叶从树上纷纷落下，是重力作用的结果，扩散现象是分子无规则运动的结果，落叶不是分子，所以不会发生扩散现象，故D错误。 故选B。 5．如图所示，2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识，下列说法正确的是（　　） A．机器人转手绢主要是将电能转化为内能 B．手绢转动原理与发电机工作原理相同 C．机器人内部电路接通时，导线周围会产生磁场 D．遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播 【答案】C 【详解】A．机器人转手绢是由电动机带动的，电动机工作时，主要是将电能转化为机械能，而不是内能，故A错误； B．手绢转动是由电动机带动的，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；发电机的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误； C．机器人内部电路接通时，导线中有电流通过，根据电流的磁效应，通电导线周围会产生磁场，故C正确； D．遥控机器人的电磁波信号可以在真空中传播，不需要借助空气等介质，故D错误。 故选C。 6．如图所示是我国空间站在太空中飞行的场景，太阳翼可将太阳能转化为电能，同时利用电能驱使太阳翼转动，以确保太阳光垂直照射在太阳翼上。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于不可再生能源 B．空间站利用超声波向地面传递信息 C．太阳翼转动时，将电能转化为机械能 D．太阳翼转动时，不遵循能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．太阳能取之不尽，属于可再生能源，故A错误；     B．空间站利用电磁波向地面传递信息，故B错误； C．太阳翼的电动机转动时，消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确；      D．能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，任何情况都要遵循能量守恒定律。故D错误。 故选C。 7．如图是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，下列说法正确的是（　　） ①所接收电磁波的波长变大及波速不变    ②所接收电磁波的波长变小 ③所接收电磁波在真空中传播得比蓝光更快    ④所接收电磁波的波速不变 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 【答案】C 【详解】电磁波在真空中的波速是恒定的，为，与频率无关。波速c、波长 和频率的关系为，因此波长与频率成反比。当指针向右调时，接收的电磁波频率增大，所以波长变小。所有电磁波在真空中的传播速度都相等，因此该电磁波与蓝光的传播速度相，因此②④正确，故C正确，ABD错误。 故选C。 8．2024年3月20日鹊桥二号中继星成功升空，它携带的太阳能电池板将太阳能转化为 能。鹊桥二号中继星利用 波传递信号，在嫦娥六号探测器与地球之间架起一座新的通信桥梁。 【答案】 电 电磁 【详解】[1]太阳能电池板消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。 [2]电磁波可以在真空中传播，鹊桥二号中继星利用电磁波传递信号。 9．2024年7月30日，华为开发者宣布华为Mate70系列手机即将发布，向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机通讯是利用 来传递信息的；使用手机时手机屏幕相当于电路中的 。 【答案】 电磁波 用电器 【详解】[1]手机通讯是利用电磁波来传递信息的。手机通过发射特定频率的无线信号（属于电磁波），将信号传输给附近的基站，基站进行处理和放大后，再通过基站之间的转接和传输，最终到达目标区域的核心网络，实现与其他设备或网络的连接和通信。 [2]使用手机时，消耗电能，手机屏幕相当于电路中的用电器。 10．电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等，它们都 在真空中传播，并且 （选填“频率”“波长”或“波速”）相同。电台发射的某种电磁波波长为，其频率是 。 【答案】 能 波速 【详解】[1][2][3]电磁波传播不需要介质，真空中也能传播，且不同的电磁波传播速度是相同的，当波长时，电磁波的频率。 11．科技的发展不但方便了人们的生活，也使人们的梦想变成了现实。Wi-Fi（一种短距离无线传输技术）为移动办公和无线上网提供了极大的方便，它是利用 来传递信息的。假如地球表面的大气层突然消失，人们 （选填“仍能”或“不能”）从Wi-Fi获取信息。 【答案】 电磁波 仍能 【详解】[1][2]Wi-Fi利用电磁波向四周有效范围内的终端传递信息，电磁波可以在真空中传播，假如地球表面的大气层突然消失，人们仍能从Wi-Fi获取信息。 12．如图，是交警利用装有摄像机的无人机对高速公路通行情况进行实时监测的情景，无人机是利用 波来传递图像信号的；当无人机悬停时，以行驶的汽车为参照物，无人机是 的。 【答案】 电磁 运动 【详解】[1]交警利用装有摄像机的无人机对高速公路通行情况进行实时监测的情景，无人机是利用电磁波来传递图像信号的。 [2]当无人机悬停时，行驶的汽车和无人机之间位置发生改变，因此以行驶的汽车为参照物，无人机是运动的。 13．验钞机是利用紫外线能使 发光的原理工作的；太阳主要通过 的形式把温暖带给地球；体外红外测温仪是一种普遍使用的测温工具，该设备在无光的夜晚 （选填“能”或“不能”）使用，红外线的传播 （选填“需要”或“不需要”）介质，下面两幅图示中符合红外测温仪工作原理的是 （选填“A”或“B”）。 A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接收 B．测温仪接收被测温体发出的红外线 【答案】 荧光物质 红外线 能 不需要 B 【详解】[1]验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的原理工作的。 [2]红外线具有热效应，太阳主要通过红外线的形式把温暖带给地球。 [3][5]红外线是一种不可见光，有温度的物体一直在向外散发红外线。体外红外测温仪是通过接收物体散发的红外线来工作的，在无光的夜晚并不会影响红外线的接收，因此能使用。 [4] 红外线是一种不可见光，光的传播不需要介质。 14．下图所示的是收音机的调台面板。和为两个波段，其中 波段的波长较长；图中“750”字样代表接收频率为的电磁波，其波长为 m。   88  94  99  105     530  619  750  1000  1300   【答案】 400 【详解】[1][2]由图可知，波段的频率高于波段的频率，所以波段的波长小于波段的波长。图中“750”指，则波长。 15．某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 (1)如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； (2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） (3)该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 【答案】(1) 收音机发出“咔咔”声 电磁波 变化的电流在空间产生电磁波 (2) 不需要 需要 (3) 不能 电梯是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用 【详解】（1）[1][2][3]先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，在导线中会产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间产生电磁波，收音机接收到电磁波后会发出“咔咔”声，所以发生的现象是收音机发出“咔咔”声，说明收音机接收到了电磁波，该实验的结论是变化的电流在空间产生电磁波。 （2）[1][2]手机是依靠电磁波来传递信息的，光也是一种电磁波，他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，罩内几乎变成真空状态，然后呼叫该手机，他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，说明光通过真空传播进入人的眼睛，即电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，但听不到铃声，说明真空无法传声，声音的传播需要介质。 （3）[1][2]因为金属对电磁波有屏蔽作用，所以将手机放在铁盒中，铁盒可以屏蔽电磁波，会发现手机不能接收到信号，电梯也是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用，所以乘坐电梯时，会发现性能完好的手机接收不到信号。 16．电磁波在空气中传播的速度为3105km/s=3108m/s，电磁波的波速c、波长λ与频率f之间的关系是c=λf。请解答下列问题： (1)电磁波的传播是不是跟声波一样需要介质？ (2)某调频立体声广播的频率是100MHz，它的波长是多少？ (3)地球的半径约是6.4106m，若电磁波绕地球赤道表面传播，在1s的时间内可绕行多少圈？（π取3.14） 【详解】（1）声音的传播需要介质，电磁波的传播与声波不一样，不需要介质。 （2）由c=λf得，调频广播的波长 （3）电磁波在1s内传播的路程 地球周长 在1s的时间内可绕行地球的圈数圈 【链接中考】 1．（2025·湖南长沙·中考真题）信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱。下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．石油属于可再生能源 C．太阳能属于化石能源 D．超导材料可用于制作电热丝 【答案】A 【详解】A．电磁波传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，故A正确； B．石油短期内不能够从自然界源源不断得到补充，属于不可再生能源，故B错误； C．煤、石油、天然气属于化石能源，太阳能不是化石能源，故C错误； D．超导体的电阻为零，电流流过超导体时导体不发热，超导材料不能用来制作电热丝，故D错误。 故选A。 2．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波 C．收音机可以接收到电磁波信号 D．电磁波只能在空气中传播 【答案】D 【详解】A．用导线将电源正负极相连，会将电池短路，容易损坏电池，最好用旧电池来做，故A正确，不符合题意； B．导线和电池时断时续地接触，会产生变化的电流，变化的电流能够激起电磁波，故B正确，不符合题意； C．收音机中传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号，故C正确，不符合题意； D． 电磁波可以在真空中传播，不是只能在空气中传播，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（2024·江苏盐城·中考真题）将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明（　　） A．声音和电磁波都能在真空中传播 B．声音和电磁波都不能在真空中传播 C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播 D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播 【答案】D 【详解】将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮，说明电磁波能在真空中传播；却听不到铃声，说明声音不能在真空中传播。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．（2024·山东济宁·中考真题）下列与数据有关的说法正确的是（  ） A．频率为的电磁波一定比的电磁波的传播速度快 B．功率为的机械一定比的机械做的功多 C．热值为的燃料一定比的燃料放热多 D．质量为的物体一定比的物体的惯性大 【答案】D 【详解】A．各种电磁波在同种介质中传播速度是相同的，与频率无关，故A错误； B．根据公式可知，机械做功多少取决于功率和时间两个因素，只知道功率大小不能比较做功的多少，故B错误； C．根据公式可知，燃料放热多少与燃料质量及燃料热值有关，只比较热值大小不能确定哪种燃料放热多，故C错误； D．惯性是物体的属性，大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。所以质量为的物体一定比的物体的惯性大，故D正确。 故选D。 5．（2024·江苏常州·中考真题）英国科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖，该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为（    ） A．335nm，合 B．335nm，合 C．670nm，合 D．670nm，合 【答案】D 【详解】一个完整的波长包括一个波峰和一个波谷，即从O到B的距离。OA、AB、BC、CD都是335nm，一个完整的波长为2个OA的长度，即 2×335nm=670nm 因此，该红光的波长为670nm，合6.70×10-7m。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $