第四章 4 电磁波谱-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册学习手册（人教版）

高中物理选择性必修第二册（人教版） 手机辐射的测量标准是测量位置距离手机 30cm。美国4G基站要求接收到的辐射量 小于等于600W1cm。某款手机距离人体 30cm时，人体接收到的待机辐射约为 17uW/cm2,通话辐射约为93uW/cm。我 国5G通信基站正常工作时的辐射功率是 40W,若此类电磁辐射可视为球面波，下 列说法正确的是（) A.在距离我国某5G通信基站辐射区域中心 4.电磁 知识梳理 川知识点1电磁波谱及电磁波的共性， 1.电磁波谱：按电磁波的 或 的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 2.都遵守公式=入f,它们在真空中的传播速 度c= 3.它们的传播都不需要介质。 4.它们都具有 和 的特性。 川知识点2电磁波的个性 1.不同电磁波的频率或波长不同，表现出不 同的特性，波长越长越容易产生 现象，波长越短 能力 越强。 2.同频率的电磁波，在不同介质中速度 。不同频率的电磁波，在同一种介 质中传播时，频率越大折射率越 速度越 56)学 10m位置处，辐射量大约是318uW/cm2 B.在距离我国某5G通信基站辐射区域中心 10m位置处，辐射量大约是3.18W/cm2 C.我国5G通信基站的辐射量大于美国4G 通信基站的安全标准 D.长时间使用该款手机对人体的电磁辐射 远低于我国5G通信基站对人体的正常电 磁辐射 炫波谱 要点突破 川要点1电磁波谱 按波长（或频率）的顺序把所有电磁波 排列起来，称之为电磁波谱。按照波长从长 到短依次排列为无线电波、红外线、可见 光、紫外线、X射线、Y射线。 例1一种电磁波入射到半径为1m的孔 上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电 磁波谱的区域是( A.y射线 B.可见光 C.无线电波 D.紫外线 思路点拨 根据电磁波谱中各种电磁波波长的 范围及发生明显衍射的条件判断。 B变式训练① 太赫兹波是指频率在0.1~10THz(波长 在0.03~3mm)的电磁波(1THz=102Hz), 它介于微波与红外线之间，太赫兹波技术被 列为“改变未来世界的十大技术”之一。关 于太赫兹波，下列判断正确的是() A.太赫兹波真空中的传播速度比可见光慢 B.太赫兹波须靠介质传播 C.太赫兹波的波长比可见光短 D.太赫兹波比红外线更容易发生明显衍射 现象 川要点2电磁波的特性及应用 电磁 波长、 波 频率 特点 应用 无线 波长大于 许多自然过程也广播和通信，天 电波 可见光 辐射无线电波 体卫星研究 色 频 所有物体都会发 红 射红外线，热物红外线摄影 外 体的红外线辐射红外线遥感 线 比冷物体强 太空黑暗，天空 复色光 明亮（原因是太 波长（红）最大 空没有大气) 见 (紫)最小 天空蓝色（原 光 频率（红）最小 因是短波散射)》 (紫)最大 傍晚阳光红色 (原因是短波吸 收) 紫 灭菌消毒， 外 促进人体对钙的 能量较高 线 吸收，利用荧光 效应防伪 X 小大 对生命物质有 检查人体内部 射 较强作用，过 器官、零件内 线 量会引起病变， 穿透本领强 部缺陷 Y 治疗疾病 能量很高， 破 探测金属部件 线 坏生命物质 内部缺陷 第四章电磁振荡与电磁波。 例2下列有关电磁波的特性和应用，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.电磁波中频率最大的为Y射线，最容易 发生衍射现象 D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光 思路点拨 红外线具有明显的热效应，X射线 有很高的穿透本领，常用于医学上透视 人体；适当照射紫外线有助于钙的吸收， 但过强的紫外线照射对人的皮肤健康有 害；电磁波中频率最大的为Y射线，其 波长最短；紫外线和X射线都有明显的 化学效应。据此解答。 B变式训练② 下面列出一些医疗器械的名称和这些器 械运用的物理现象，请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 (1)X光机： (2)紫外线灯： (3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口 愈合得较好，这里的“神灯”是利用 A.紫外线具有很强的荧光效应 B.紫外线具有杀菌消毒作用 C.X射线具有较强的贯穿力 D.红外线具有显著的热效应 E.红外线波长较长，易发生衍射 学 57 高中物理选择性必修第二册（人教版） 川要点3雷达侦察问题 1.雷达用的是通过转动的天线发射微波信 号，这种信号传播的直线特性好，传播速 度即为光速c。 2.发射的微波信号遇到障碍物要发生反射， 反射信号又被雷达天线接收，测出从发射 信号到接收目标反射信号的时间为t,就 可以知道目标到雷达的距离=c以，并可 确定目标的方向。 例3（多选）目前雷达发射的电磁波频率 多在200~1000MHz的范围内。下列关于雷 达和电磁波的说法正确的是() A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范 围在0.3～1.5m之间 B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C.测出从发射电磁波到接收到反射波的时 间间隔可以确定雷达和目标的距离 D.波长越短的电磁波，反射性能越强 思路点拨 根据麦克斯韦的电磁场理论与雷达 的原理即可正确解答。 总结提升 (1)电磁波谱看似简单，但里面“玄机” 无限。不但要掌握不同电磁波按波 长（频率）的排列顺序，还应掌握 部分电磁波的波长（频率）界线， 如无线电波、红外线、紫外线等， 还应了解有些电磁波间没有明显界 线而重叠，如紫外线与X射线、X (58)学 射线与y射线间。同时还应知道 些电磁波的别名，如X射线也称作 伦琴射线。 (2)电磁波在生产、生活和国防科技等 方面应用广泛，联系实际的题较多， 要提高自己运用知识的能力，除了 联系实际别无他法，应该留心自然 中、生活中、现代技术中应用了什 么物理现象和规律，是如何应用的， 这是解决此题的关键。 变式训练3 某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机 正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达 发射出一个雷达波脉冲，经过2×104s后收 到反射波；再隔0.8s后再发出一个脉冲波， 经过1.98×104s收到反射波，问： (1)雷达波是超声波还是电磁波？波速为 多少？ (2)若雷达波的频率为1.5×10oHz,此波的 波长为多少？ (3)飞机的飞行速度为多少？ 情境拓展 (多选)航天员出舱活动对我国空间站 的建设和运营至关重要，中国空间站离地球 表面高约为400km。航天员出舱的画面是 通过电磁波传输到地面接收站的，下列关于 电磁波说法正确的是() 第四章电磁振荡与电磁波。 A.生活中用微波炉来加热食物，可见电磁 波具有能量 B.出舱活动的画面从空间站传到地面接收 站最少需要约0.014s C.1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波， 证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线 电技术的发展开拓了道路 D.英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类 直至19世纪中叶对电磁规律的研究成 果，在此基础上，他最终建立了经典电 磁场理论 学(59于基站辐射的功率，故辐射区域中心10m位置处，辐 射量大约是=Wm-0.0s18W/m38 40 uW/cm2,远小于美国4G通信基站的安全标准，故A、 C错误，B正确：因17uW/cm>3.18uW/cm2,所以长 时间使用该款手机对人体的电磁辐射远高于我国5G通 信基站对人体的正常电磁辐射，故D错误。 >"4.电磁波谱 知识梳理 知识点1 1.波长大小频率高低2.3.0×10m/s4.反射 折射衍射干涉 知识点2 1.干涉衍射穿透2.不同大小 要点突破 例1C【解析】根据发生明显的衍射现象的条件 可知障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要 小。电磁波谱中无线电波的波长范围在102~104m,而 红外线的波长范围在10~10m,可见光、紫外线、y射 线的波长更短，故只有无线电波才能发生明显的衍射 现象。 变式训练1D 例2D【解析】X射线有很高的穿透本领，医学 第五章 "1.认识传感器 知识梳理 知识点1 4.非电学量电学量 知识点3 2.检测转换 要点突破 例D【解析】在0~t内，I恒定，压敏电阻阻值不 变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速 直线运动；在~内，I变大，压敏电阻阻值变小，压 力变大，小车做变加速运动，A、B错误；在2~t3内， I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错误，D 正确。 变式训练C 参考答案与解析⊙ 上常用于透视人体，红外线不能，A错误；过强的紫外 线照射对人的皮肤有害，B错误：电磁波中频率最大的 为y射线，其波长最短，最不容易发生衍射，C错误； 紫外线和X射线都可以使感光底片感光，D正确。 变式训练2(1)C(2)B(3)D 例3ACD【解析】由公式U=f可得，=” 3×108 00m-03m,A点-2300m=15m,A正 3×108 确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B 错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电 磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确。 变式训练3(1)电磁波，3×108m/s(2)2.0× 102m(3)375m/s 情境拓展 ACD【解析】生活中用微波炉来加热食物，可见电 磁波具有能量，故A正确；电磁波在真空中或空气中传 播的速度=3.0×10°m/s,空间站到地球表面的距离s=4x 10m,电磁波从空间站传播到地面的时间t=ミ≈0.0013 S,故B错误；1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波， 证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开 拓了道路，故C正确；英国物理学家麦克斯韦系统总结 了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此 基础上，他最终建立了经典电磁场理论，故D正确。 感 器 情境拓展 0402)左3)9(4)光 【解析】(1)加速度为零时，滑块应处于电阻器的 中央，电阻器全长8.0cm,应将滑片调到距电阻器左端 4.0cm处。 (2)当物体具有图示方向的加速度α时，滑块所受 的弹簧拉力的合力向右，滑块向左移动，根据顺着电流 方向电势降低可知，P端的电势低于Q点的电势，则电 压表的指针将向零点左侧偏转。 (3)设加速度最大时，滑块向左移动的距离为xm, 根据牛顿第二定律得2kxm=mam,解得xm=3cm。此时电 压表的读数为U=m2E=9V。故电压表的量程应为9V。 (4)设加速度为a时，电压表的读数为U,则2kx= mm。又U=产2E,联立解得U瓷a 37