第4章 第3、4节 无线电波的发射和接收 电磁波谱（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

该高中物理课件聚焦无线电波的发射接收（调制、调谐、解调）及电磁波谱（各波段特征与应用），从生活中的手机通信、电视广播等现象切入，衔接电磁振荡知识，通过“逐点清”模块搭建从概念到应用的学习支架。 其亮点在于以“多维度理解+全方位练明”深化物理观念，通过调幅调频波形对比、电磁波谱排序等科学推理活动培养科学思维，结合5G通信、北斗导航等实例渗透科学态度与责任。思维建模表格系统总结电磁波特性及应用，助力学生构建知识体系，教师可直接用于课堂教学，提升效率。

无线电波的发射和接收　电磁波谱 (强基课——逐点理清物理观念) 第 3、4 节 课标要求 学习目标 1.知道电磁波的发射、传播和接收。 2.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 1.了解调制、调谐和解调的概念。 2.观察日常生活中电磁波的发射、传播和接收现象。 3.知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序。 4.了解不同波长电磁波的特征及主要用途。 逐点清(一)　无线电波的发射和接收 逐点清(二)　电磁波谱 01 02 CONTENTS 目录 逐点清(三)　电磁波的特性及应用 课时跟踪检测 03 04 逐点清(一)　无线电波的发射和接收 1.有效发射电磁波的条件 (1)要有足够_____的振荡频率。 (2)采用_______电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 2.电磁波的调制 (1)载波：用于携带信号的_________电磁波。 (2)调制：使载波随各种信号而改变的技术。 多维度理解 高 开放 高频 (3)调幅(AM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变。波形变化如图所示： 振幅 (4)调频(FM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变。波形变化如图所示： 频率 3.无线电波的接收 (1)接收原理：电磁波在传播时如果遇到______，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收______。 (2)电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率______时，接收电路中产生的振荡电流最_____。 (3)调谐：使接收电路产生________的过程。 (4)解调：把声音或图像信号从____________中还原出来的过程。 导体 天线 相同 强 电谐振 高频电流 4.电视广播的发射和接收 (1)高频电视信号的传播方式主要有三种，即地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。 (2)不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。 1.判断下列说法是否正确。 (1)振荡频率足够高的开放电路才能有效发射电磁波。( ) (2)调频与调幅都是用载波发送信号，原理完全相同。( ) (3)解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程。( ) (4)调谐就是将接收电路的振幅调至与载波的振幅相同。( ) 全方位练明 √ × × × 2.(2025·江苏泰州开学考试)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是 (　　) A.经过调制后的电磁波向外辐射能量的本领更强 B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快 C.经过调制后的电磁波在空间传播的波长不变 D.经过调制后的电磁波在空间传播的周期不变 √ 解析：调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，周期变小，穿透能力更强，即辐射本领更强；电磁波在真空中的传播速度等于光速，所以传播速度不变，根据v=λf可知，频率改变，波长改变。故选A。 3.(2025·江苏盐城期末)在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。它有两种方法：一是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；二是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。下面四幅图中调频波是 (　　) √ 解析： A选项图所示的波是信号波，故A错误；B选项图所示的波的振幅变了，而频率没有变，是调幅波，故B错误；C选项图所示的波是用来携带信号的高频电磁波，即载波，故C错误；D选项图所示的波的频率变了，而振幅没有变，是调频波，故D正确。 4.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是 (　　) A.增加电磁波的波长 B.使电容器两极板的正对面积足够小 C.减小电容器两极板间距 D.增加回路中的电容和自感 √ 解析：要提高电磁波发射本领应增大频率f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。要使频率f增大，由f=知，应减小自感L与电容C的乘积，由C=知，B正确。 逐点清(二)　电磁波谱 1.电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 2.波长排列：按照波长从长到短依次排列为无线电波、________、可见光、________、________、γ射线。不同电磁波具有不同的______________，具有不同的特性。 多维度理解 红外线 紫外线 X射线 波长(频率) 3.各种电磁波的共性 (1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义。 (2)都遵循公式v=λf，在真空中的传播速度都是 c=3×108 m/s。 (3)传播都不需要介质。 (4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。 4.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干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小。 1.判断下列说法是否正确。 (1)波长较长的电磁波贯穿障碍物的能力强。( ) (2)不同波段的电磁波具有不同波长，表现出不同的特性。( ) (3)电磁波同机械波不一样，但都具有衍射和干涉特性。( ) (4)不同频率的电磁波在水中具有相同的速度。( ) 全方位练明 × √ √ × 2.下列电磁波，按衍射能力由强到弱的顺序排列正确的是 (　　) A.红外线、可见光、紫外线、γ射线 B.γ射线、可见光、红外线、无线电波 C.可见光、红外线、X射线、γ射线 D.γ射线、紫外线、可见光、红外线 √ 解析：电磁波波长越长，其衍射能力越强，故按衍射能力由强到弱的顺序排列是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故A正确。 3. (2025·江阴高二月考)第五代移动通信技术(简称 5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中不正确的是 (　　) A.4G比5G使用的电磁波发生衍射现象更明显 B.5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同 C.5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象 D.在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长 √ 解析： 5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同，均为c；与4G相比，5G使用的电磁波频率更高，根据λ=，可知4G使用的电磁波波长大于5G使用的电磁波波长，则4G比5G使用的电磁波发生衍射现象更明显，故A、B正确，D错误；5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象，故C正确。 逐点清(三)　电磁波的特性及应用 1.无线电波：把波长大于0.1 mm(频率低于3 000 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于________、广播及其他信号传输。雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生________，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长_______的微波。 多维度理解 通信 反射 较短 2.红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波_____，比可见光_____。 (2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射_____。 (3)红外线的应用主要有_______________和红外体温计。 3.可见光 可见光的波长在400~760 nm之间。 短 长 强 红外遥感技术 4.紫外线 (1)波长范围在_____________之间，不能引起人的视觉。  (2)具有______的能量，应用于灭菌消毒；具有较强的______效应，用来激发荧光物质发光。 10~400 nm 较高 荧光 5.X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线_____，有很强的________本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官。 (2)γ射线波长比X射线更短，具有_______的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷。 短 穿透 很高 [典例]　(2025·吉林四平期中) 为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法正确的是 (　　) A.医院里“CT”机使用的电磁波是γ射线，它具有较强的穿透能力 B.紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒 C.“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 D.X射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症 √ [解析]　医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A错误;无线电波常用于卫星通信、电视等信号的传输，紫外线用于消毒，故B错误;“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，利用红外线的热效应进行取暖，故C正确;γ射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症，故D错误。 [思维建模]　不同电磁波的特点及应用   特点 用途 无线电波 波动性强 通信、广播、导航 红外线 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用、 荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线 穿透力较强 检查、探测、透视、治疗 γ射线 穿透力最强 探测、治疗 1.(2025·江苏无锡期中)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作用 B.紫外线具有杀菌消毒作用 C.红外线具有显著的热效应 D.X射线具有很强的穿透能力 全方位练明 √ 解析： “神灯”又称红外线灯，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快。故选C。 2.(2025·江苏宿迁开学考试)电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是 (　　) A.伽玛手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透性强、能量高的特性 B.胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性的特性 C.红外线测温仪是利用了红外线波长较长的特性 D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 √ 解析：γ射线能量高、穿透性强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故A正确；X射线具有穿透性，所以可以用来做胸透，故B正确；红外线测温仪是利用了红外线的热效应，故C错误；医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1.(2025·江苏泰州期末)关于无线电广播，下列说法正确的是 (　　) A.发射无线电广播信号必须采用调幅的方式 B.发射无线电广播信号必须进行调谐 C.收音机经过调谐电路后就可以得到我们所需要的声音信号 D.接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：发射无线电广播信号可以采用调幅的方式，也可以采用调频的方式，故A错误；发射无线电广播信号必须进行调制，接收无线电广播信号必须进行调谐，故B错误；无线电广播信号经过调谐电路后必须进行解调才能够得到我们所需要的声音信号，故C错误；接收到无线电广播信号后必须进行解调，才能由扬声器播放，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2. (2025·昆山阶段练习)电磁波可应用于卫星通信，下列说法中不正确的是 (　　) A.当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大 B.电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差 C.为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率 D.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，达到电谐振，此时振荡电流的振幅最大，故A正确；电磁波的频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，衍射能力越差，故B正确；为了有效地发射电磁波，应增大LC开放电路的振荡频率，故C错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 3. (2025·徐州阶段练习) 2024年3月20日发射升空的鹊桥二号中继星已完成在轨对通测试，任务取得圆满成功。因地球无法与月球背面的航天器直接通信，所以在嫦娥六号奔赴月背前，要先送一颗中继卫星到指定位置，架起地月通信的“桥梁”，利用微波为在月球背面工作的嫦娥六号提供通信服务。关于地球与嫦娥六号间的通信，下列说法正确的是 (　　) A.电磁波可以传递能量和信息，但不能在真空中传播 B.月地通信选用微波通信，是因为微波传播更接近直线传播 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 D.电磁波在传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均平行 解析：电磁波可以传递能量和信息，且电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；月地通信选用微波通信，是因为微波更接近直线传播，故B正确；电磁波可以通过光缆进行有线传输，也可以无线传输，故C错误；电磁波在传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 4.电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波。根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波 (　　) A.微波 B.红外线 C.紫外线 D.X射线 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：根据波长与频率之间的关系c=λf，可得λ== m= 3×10-7 m，根据电磁波谱可知，电焊弧光辐射出的是紫外线。故选C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5.(2025·河北邯郸阶段练习)现在人们的生活越来越与电磁波密不可分。例如，我国自主建立的北斗卫星导航系统所使用的电磁波频率约为 1 561 MHz，家用Wi⁃Fi所使用的电磁波频率约为 5 725 MHz。下列说法错误的是 (　　) A.可见光也是电磁波 B.紫外线的波长比无线电波的波长短 C.微波炉加热食物，利用了电流通过电阻产生热量的原理 D.γ射线是频率很高的电磁波 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：可见光是能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，故A正确；紫外线的波长比无线电波的波长短，故B正确；微波炉加热食物，是利用微波加热，不是电流的热效应，故C错误；γ射线是频率很高的电磁波，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6.许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是 (　　) A.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒 B.看3D电影(立体电影)时要戴特制的眼镜是光的干涉的应用 C.利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生明显衍射 D.X射线广泛用于电视、雷达 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故A正确；看3D电影(立体电影)时要戴特制的眼镜是光的偏振的应用，故B错误；利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，容易发生明显衍射，故C错误；微波广泛用于电视、雷达，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7. (2025·连云港高二检测)下列情境中关于电磁波的特性和应用的描述正确的是 (　　) A.图甲中手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波 B.图乙中“CT”利用可见光检查多种疾病 C.图丙中“B超”中的超声波属于电磁波 D.图丁中遥控器发出的红外线有很强的穿透本领 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故A正确；“CT”利用X射线对身体部位进行扫描，检查多种疾病，故B错误；“B超”中的超声波属于机械波，故C错误；遥控器发出的红外线频率低，波长长，穿透本领较弱，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8.关于电磁波谱，下列说法正确的是 (　　) A.X射线可用于广播 B.γ射线是波长最短的电磁波 C.紫外线的频率比紫光的低 D.长波可以摧毁病变的细胞 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析： X射线具有较强的穿透能力，所以不能用于广播，故A错误；γ射线是波长最短、频率最高的电磁波，故B正确；紫外线的波长比紫光的短，紫外线的频率比紫光的高，故C错误；长波波长较长，频率较低，能量较小，不可以摧毁病变的细胞，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙是利用电磁波来传递信息的)，麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器就能传出老师的声音。下列说法正确的是 (　　) A.“小蜜蜂”只能接收到来自麦克风的信号 B.“小蜜蜂”接收电磁波时，通过解调来使接收电路中出现电谐振现象 C.麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出电磁波信号 D.麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：因为蓝牙信号属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到来自麦克风的信号，故A错误；“小蜜蜂”接收电磁波时，需要使接收电磁波的LC振荡电路的固有频率与电磁波的频率相同，从而发生电谐振现象，这个过程叫作调谐，故B错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能产生电磁波信号，故C错误；麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10.(2025·安徽滁州期末)下列关于电磁波的说法正确的是 (　　) A.变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场 B.减小电容器的电容，可以增大LC振荡电路的频率 C.X射线的频率比γ射线的高 D.γ射线的穿透能力很强，可用于医院透视检查 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故A错误；根据f=可知，减小电容器的电容C，LC振荡电路的频率增大，故B正确；根据电磁波谱分布可知，X射线的频率比γ射线的低，故C错误；γ射线的穿透能力很强，对人体有较大的伤害，所以一般不用来做透视检查，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11.5G网络使用的无线电波通信频率是3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比通信频率在0.3 GHz~3.0 GHz间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示，5G网络的传输速率是4G网络的50~100倍。与4G网络相比 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.5G网络信号的频率更小 B.5G网络信号的传播速度超过光速 C.5G网络信号在相同时间内能传递更大的信息量 D.5G网络信号不属于无线电波，它的波长小于可见光 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：与4G网络相比，5G网络信号的频率更大，可知5G网络信号的光子能量更大，故5G网络信号在相同时间内能传递更大的信息量，故A错误，C正确；任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，所以5G网络信号的传播速度不可能大于光速，故B错误；5G网络信号属于无线电波，它的波长大于可见光，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12. (2025·北京朝阳高二检测)如图是甲、乙两种不同的电磁波在真空中的传播图像，下列说法正确的是 (　　) A.甲电磁波的波长较长 B.甲、乙两种电磁波的振动 频率相同 C.甲电磁波的传播速度较快 D.甲电磁波振动的频率较大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题图可知，甲电磁波的波长长，乙电磁波的波长短，A正确；甲、乙都是电磁波，在真空中波速是相等的，甲电磁波的波长长，根据v=λf可知，甲电磁波的频率小，B、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 13.使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.甲波的波长比乙波短 B.真空中甲波的传播速度比乙波小 C.甲波与乙波有可能发生干涉现象 D.甲、乙波都是横波，都能在真空中传播 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波的波长比乙波长，故A错误；所有的电磁波在真空中的传播速度都为3×108 m/s，故B错误；甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，故C错误；所有的电磁波都是横波，且都能在真空中传播，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14.(2025·吉林白山期末)黑匣子是分析飞机事故的重要装置。如图甲所示为搜索黑匣子的原理图，黑匣子以一定的频率自动发出信号，搜索人员利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号就能确定黑匣子的位置。若某时刻黑匣子中电磁波发射电路中的LC振荡电路如图乙所示。下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.该时刻电容器的电荷量正在减少 B.该时刻线圈的自感电动势正在减少 C.若减小发射端线圈的自感系数L，则发射电磁波的频率增大 D.若减小发射端线圈的自感系数L，为了更好地接收到黑匣子发出的电磁波信号，则可在接收端减小可调电容器两极板间的距离 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题图乙所示磁场及安培定则可知，电路中电流沿逆时针方向，电容器下极板带正电，上极板带负电，电容器正处在充电状态，电荷量正在增加，线圈的自感电动势正在增加，故A、B错误；若减小发射端线圈的自感系数L，由f=可知，发射电磁波的频率增大，故C正确；若减小发射端线圈的自感系数L，则发射电磁波的频率增大，为了更好地接收到黑匣子发出的电磁波信号，接收端频率应增大，由f=可知，可调电容器的电容应减小，由C=可知，应增大可调电容器两极板间的距离，故D错误。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $