4.4 电磁波谱（培优考点练）物理人教版选择性必修第二册

4．电磁波谱 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．家用电视遥控器是靠紫外线实现对电视的控制的 B．无线充电的原理是互感 C．电磁波不可以在真空中传播 D．电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 2．高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A．电子跑圈时能量保持不变 B．射线是一种高能粒子流 C．射线是一种高能电磁波 D．射线的波长小于射线 3．第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 4．下列关于课本中插图的说法正确的是（　　） A．图1中若用安培分子电流假说解释地球的磁性，地球磁场可由此环形电流引起 B．图2中法拉第圆盘发电机是利用了电磁感应原理 C．图3中磁感应强度方向平行轴，穿过面的磁通量小于面 D．图4中电焊工人需要佩戴专业的防护头盔主要是为了防护红外线 5．Wi-Fi是人们使用频繁的通信技术，它主要利用频率为左右的无线电波进行传输信号。已知可见光的频率范围为，下列说法正确的是（　　） A．Wi-Fi使用的无线电波是纵波 B．Wi-Fi使用的无线电波具有能量，是一种客观存在的物质 C．Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，其无线电波波长比可见光波长短 D．Wi-Fi使用的无线电波不会发生多普勒效应 6．下列说法正确的是（    ） A．甲图中三根高压输电线的上方还有两根导线，它们是用来加固输电塔架的 B．乙图中建筑物顶上安装避雷针，目的是利用尖端放电来避免建筑物遭到雷击 C．丙图中的电磁炉工作时产生的磁场是匀强磁场 D．丁图中的微波炉是利用电流热效应来加热食物 7．麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，最终建立了经典电磁场理论。下列说法正确的是（    ） A．可见光不是电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．变化的磁场能够产生电场 D．电磁波只能传播信息，不能传递能量 8．下列说法正确的是（    ） A．甲图中的电路是收音机的一种调谐电路 B．乙图中的射电望远镜可接收天体辐射的无线电波 C．丙图中的人体组织照片是利用射线拍摄 D．丁图中的夜晚照片是通过紫外线的荧光特性拍摄 9．太空中的太阳动力学平台可以拍摄到紫外波段的太阳图像，通过图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动，则（　　） A．日冕辐射紫外线 B．日冕辐射光不含可见光 C．紫外线比可见光速度大 D．紫外线比可见光波长长 10．2025年9月3日，在北京举办了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。展示的一款舰载激光武器LY-1引起广泛关注，它是利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的舰用定向能武器。关于其使用的激光，下列说法正确的是（　　） A．在密度不均匀的大气中激光始终沿直线运动 B．激光的频率越高，在真空中传播的速度越大 C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波 D．激光频率越高，单个光子能量越大，对目标的毁伤效果越好 二、多选题 11．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 12．下列说法中正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个常量 C．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 三、填空题 13．5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信的问题，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清（3D）视频等更加身临其境的极致业务体验。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（比特率、比特/秒），是4G网络的50−100倍。第5代移动通信5G信号的频率为5000MHz，则它的波长为______m。某同学将自己的手机放在真空罩中，给这个手机打电话，发现手机屏幕亮起，可以接收信号，但听不到铃声，此现象说明什么？___________ 14．我国航天员翟志刚通过“神舟七号”载人飞船首次实现了中国航天员在太空的舱外活动，如图所示，这是我国航天史上的又一里程碑。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过___________（选填“红外线”“无线电波”），其在真空中传播的速度是____________m/s。 15．真空中波长为0.6μm的电磁波，频率为________Hz；将①红外线、②紫外线、③无线电波、④可见光、⑤γ射线、⑥X射线，按波长由大到小的排列顺序是________；（填写电磁波前的序号即可） 二、电磁波的特点及应用。 16．麦克斯韦电磁场理论的内容：________________。 17．电磁波 （1）电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成________________。 （2）电磁波的传播不需要________，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度________（都等于光速）。 （3）不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速________。 （4）v＝________，f是电磁波的频率。 18．电磁波的发射 （1）发射条件：________电路和______________信号，所以要对传输信号进行调制。 （2）调制方式 ①调幅：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。 19．无线电波的接收 （1）当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流________，这就是电谐振现象。 （2）使接收电路产生电谐振的过程叫作______，能够调谐的接收电路叫作________电路。 （3）从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作________。检波是________的逆过程，也叫作________。 20．电磁波谱：按照电磁波的________大小或________高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、________________、紫外线、X射线、γ射线。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4．电磁波谱 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．家用电视遥控器是靠紫外线实现对电视的控制的 B．无线充电的原理是互感 C．电磁波不可以在真空中传播 D．电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 【答案】B 【详解】A．家用电视遥控器是靠红外线实现对电视的控制的，并非紫外线，故A错误； B．无线充电时发射端的交变电流产生变化的磁场，使接收端线圈发生电磁感应产生感应电流，该原理是互感，故B正确； C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误； D．电磁炉的工作原理是电磁感应，会在金属锅体中产生涡流从而发热，陶瓷是不导电的非金属材料，无法产生涡流，因此不能使用陶瓷锅，和导热性能无关，故D错误。 故选B。 2．高能同步辐射光源是我国规划的十个重大科技基础设施之一，电子在储存环中以接近光速的速度跑圈，沿轨道切线方向同步辐射，从而提供高能的射线，下列说法正确的是（　　） A．电子跑圈时能量保持不变 B．射线是一种高能粒子流 C．射线是一种高能电磁波 D．射线的波长小于射线 【答案】C 【详解】A．电子在储存环中做曲线运动时，由于同步辐射会释放电磁波，根据能量守恒定律，电子的能量会逐渐减少，不能保持不变，故A错误。 B．X射线是电磁波的一种，属于高频电磁辐射，并非粒子流，故B错误。 C．X射线是波长较短、频率较高的电磁波，同步辐射产生的X射线正是高能电磁波，故C正确。 D．在电磁波谱中，γ射线的波长比X射线更短，因此X射线的波长大于γ射线，故D错误。 故选C。 3．第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（   ） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 【答案】C 【详解】根据题干给出的单位关系，其中 （赫兹）是频率的单位，因此 （太赫兹）是频率的倍数单位，对应物理量为频率。 故选 C。 4．下列关于课本中插图的说法正确的是（　　） A．图1中若用安培分子电流假说解释地球的磁性，地球磁场可由此环形电流引起 B．图2中法拉第圆盘发电机是利用了电磁感应原理 C．图3中磁感应强度方向平行轴，穿过面的磁通量小于面 D．图4中电焊工人需要佩戴专业的防护头盔主要是为了防护红外线 【答案】B 【详解】A．可将该环形电流I等效为一个小磁针，根据安培定则可知，地理的北极为小磁针的N极，但地磁的北极应该在地理的南极附近，故地球磁场不是由此环形电流引起的，故A错误； B．图2中，可将法拉第圆盘发电机中的圆盘等效为一根根沿半径方向的导体棒，则随着圆盘的转动，每根导体棒都在切割磁感线，产生感应电动势，故法拉第圆盘发电机是利用了电磁感应原理，故B正确； C．图3中，面与磁场垂直，面在垂直于磁场方向的投影面积等于面的面积，由可知，穿过面的磁通量等于面，故C错误； D．图4中电焊工人需要佩戴专业的防护头盔主要是为了防护紫外线，故D错误。 故选B。 5．Wi-Fi是人们使用频繁的通信技术，它主要利用频率为左右的无线电波进行传输信号。已知可见光的频率范围为，下列说法正确的是（　　） A．Wi-Fi使用的无线电波是纵波 B．Wi-Fi使用的无线电波具有能量，是一种客观存在的物质 C．Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，其无线电波波长比可见光波长短 D．Wi-Fi使用的无线电波不会发生多普勒效应 【答案】B 【详解】A．无线电波是电磁波的一种，电磁波的振荡方向垂直于传播方向，属于横波，A错误； B．电磁波具有能量，且是电磁场的传播形式，属于客观存在的物质，B正确； C．已知无线电波的波速，由，Wi-Fi频率 解得波长 可见光频率范围，则对应波长范围约，比较可得，即Wi-Fi波长更长，C错误； D．多普勒效应是由于波源与观察者相对运动导致观察者接收到的波的频率发生变化的现象，适用于所有波（包括电磁波），D错误。 故选B。 6．下列说法正确的是（    ） A．甲图中三根高压输电线的上方还有两根导线，它们是用来加固输电塔架的 B．乙图中建筑物顶上安装避雷针，目的是利用尖端放电来避免建筑物遭到雷击 C．丙图中的电磁炉工作时产生的磁场是匀强磁场 D．丁图中的微波炉是利用电流热效应来加热食物 【答案】B 【详解】A．甲图中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故A错误； B．乙图中建筑物顶上安装避雷针，目的是利用尖端放电将电荷导入大地，避免建筑物遭到雷击，B正确； C．丙图中的电磁炉是利用锅体产生的涡流来进行加热的，则工作时产生的磁场是变化的磁场，C错误； D．丁图中的微波炉加热利用的是食物中的水分与微波的频率相接近，从而在微波中发生振动而产生大量的热量使食物发热，故它不是利用电流的热效应工作的，故D错误。 故选B。 7．麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，最终建立了经典电磁场理论。下列说法正确的是（    ） A．可见光不是电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．变化的磁场能够产生电场 D．电磁波只能传播信息，不能传递能量 【答案】C 【详解】A. 可见光是电磁波的一种，波长范围为400-700 nm，属于电磁波谱，故A错误； B. 电磁波可在真空中传播，不需要介质，故B错误； C. 变化的磁场产生电场是法拉第电磁感应定律的核心内容，为麦克斯韦方程组所描述，故C正确； D. 电磁波既能传播信息（如无线电通信），也能传递能量（如微波加热食物），故D错误。 故选C。 8．下列说法正确的是（    ） A．甲图中的电路是收音机的一种调谐电路 B．乙图中的射电望远镜可接收天体辐射的无线电波 C．丙图中的人体组织照片是利用射线拍摄 D．丁图中的夜晚照片是通过紫外线的荧光特性拍摄 【答案】B 【详解】A．甲图是振荡电路发射电磁波的开放电路示意图，并不是调谐电路，故A错误； B．射电望远镜的工作原理就是接收天体辐射的无线电波，以此来观测天体等，故B正确； C．丙图中的人体组织照片是利用 X 射线拍摄的，γ 射线能量过高，会对人体造成较大伤害，一般不用于拍摄人体组织照片，故C错误； D．丁图中的夜晚照片是通过红外线的热成像特性拍摄的，而非紫外线的荧光特性，故D错误。 故选B。 9．太空中的太阳动力学平台可以拍摄到紫外波段的太阳图像，通过图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等太阳活动，则（　　） A．日冕辐射紫外线 B．日冕辐射光不含可见光 C．紫外线比可见光速度大 D．紫外线比可见光波长长 【答案】A 【详解】A．由题意可知，太空中的太阳动力学平台可以拍摄到紫外波段的太阳图像，所以日冕辐射紫外线，故A正确； B．日冕在日全食时肉眼可见，说明日冕也辐射可见光。平时之所以看不见，是因为太阳光球层发出的可见光太强，淹没了日冕发出的微弱可见光，故B错误； C．紫外线和可见光都属于电磁波，在真空（太空）中传播速度相同，都等于光速c，故C错误； D．根据电磁波谱，紫外线的频率比可见光高，波长比可见光短，故D错误。 故选A。 10．2025年9月3日，在北京举办了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。展示的一款舰载激光武器LY-1引起广泛关注，它是利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的舰用定向能武器。关于其使用的激光，下列说法正确的是（　　） A．在密度不均匀的大气中激光始终沿直线运动 B．激光的频率越高，在真空中传播的速度越大 C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波 D．激光频率越高，单个光子能量越大，对目标的毁伤效果越好 【答案】C 【详解】A．在密度不均匀的大气中激光会发生折射现象，传播方向发生变化，不会始终沿直线运动，故A错误； B．激光的频率越高，在真空中传播的速度不变，仍为光速，故B错误； C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波，故C正确； D．激光频率越高，根据可知，单个光子能量越大，但对目标的毁伤效果不一定越好，因为毁伤效果不仅取决于单个光子能量，还与光子的数量有关，故D错误。 故选C。 二、多选题 11．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 【答案】AD 【详解】A．无线电波的波长较长、频率较低，适用于广播及其他信号的传输，故A正确； B．紫外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，故B错误； C．紫外线照射会使物质发出荧光，但夜视仪是红外线的热效应工作的，故C错误； D．射线具有很强的穿透本领，可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。 故选AD。 12．下列说法中正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个常量 C．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 【答案】BC 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度，其中为光速（恒定值），因此频率与波长的乘积为恒量，故B正确； C．变化的磁场周围一定产生电场，且电场的存在与闭合电路无关，故C正确； D．根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定电场，只有非均匀变化的电磁场才会产生变化的电磁场，故D错误。 故选BC。 三、填空题 13．5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信的问题，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清（3D）视频等更加身临其境的极致业务体验。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（比特率、比特/秒），是4G网络的50−100倍。第5代移动通信5G信号的频率为5000MHz，则它的波长为______m。某同学将自己的手机放在真空罩中，给这个手机打电话，发现手机屏幕亮起，可以接收信号，但听不到铃声，此现象说明什么？___________ 【答案】 0.06 真空不能传播声音，但电磁波可以在真空中传播 【详解】[1]由题可知，5G信号电磁波的波长为 [2]给真空罩内的手机打电话，发现手机屏幕亮起，可以接收信号，但听不到铃声，这说明真空不能传播声音，但电磁波可以在真空中传播。 14．我国航天员翟志刚通过“神舟七号”载人飞船首次实现了中国航天员在太空的舱外活动，如图所示，这是我国航天史上的又一里程碑。若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过___________（选填“红外线”“无线电波”），其在真空中传播的速度是____________m/s。 【答案】 无线电波 3×108 【详解】[1][2]若舱外的航天员与舱内的航天员进行通话，则需通过无线电波，其在真空中传播的速度是3×108m/s。 15．真空中波长为0.6μm的电磁波，频率为________Hz；将①红外线、②紫外线、③无线电波、④可见光、⑤γ射线、⑥X射线，按波长由大到小的排列顺序是________；（填写电磁波前的序号即可） 【答案】 5×1014 ③①④②⑥⑤ 【详解】[1]根据c=λf 可得 代入数据可得 [2]按波长由大到小的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故序号为③①④②⑥⑤。 二、电磁波的特点及应用。 16．麦克斯韦电磁场理论的内容：________________。 17．电磁波 （1）电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成________________。 （2）电磁波的传播不需要________，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度________（都等于光速）。 （3）不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速________。 （4）v＝________，f是电磁波的频率。 18．电磁波的发射 （1）发射条件：________电路和______________信号，所以要对传输信号进行调制。 （2）调制方式 ①调幅：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。 19．无线电波的接收 （1）当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流________，这就是电谐振现象。 （2）使接收电路产生电谐振的过程叫作______，能够调谐的接收电路叫作________电路。 （3）从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作________。检波是________的逆过程，也叫作________。 20．电磁波谱：按照电磁波的________大小或________高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、________________、紫外线、X射线、γ射线。 【答案】16．见解析 17． 电磁波 介质 相同 越小 18． 开放 高频振荡 振幅 频率 19． 相同 最强 调谐 调谐 检波 调制 解调 20． 波长 频率 可见光 【解析】16．麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的电场在周期空间产生磁场，变化的磁场在周期空间产生电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场。 17．（1）[1]电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波。 （2）[2][3]电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同（都等于光速）。 （3）[4]不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 （4）[5] ，f是电磁波的频率。 18．（1）[1][2]发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制。 （2）①[3]调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②[4]调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 19．（1）[1][2]当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 （2）[3][4]使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 （3）[5][6][7]从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 20．[1][2]电磁波谱：按照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。 [3]按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $