13.4 电磁波的发现及应用 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 以基础过关为核心，通过概念理解、应用辨析、综合计算三层递进设计，覆盖电磁场理论、电磁波谱及应用，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |概念理解层|电磁场与电磁波基本理论|单选为主，辨析麦克斯韦理论等易混点| |应用辨析层|电磁波谱特性及应用实例|结合生活情境（如紫外线灯、蓝牙耳机）| |综合计算层|电磁波公式应用与计算|通过波长频率计算（如第11、12题）|

第4节 电磁波的发现及应用 同步练习 基础过关练 一、选择题: 题组一　电磁场与电磁波 1.(2026北京丰台二中期中)关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是(　　) A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B.各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播 C.电磁波和机械波都要依赖于介质才能传播 D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在并通过实验进行了证实 2.(2026江苏镇江中学期中)关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B.稳定的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在传播过程中能发生反射和折射 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 3.下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是(　　) A．变化的磁场产生的电场一定是变化的 B．不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场 C．稳定的磁场产生不稳定的电场 D．振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的 题组二　电磁波谱及能量 4．下列说法中正确的是(　　) A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．电磁波按波长从长到短顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 C．X射线的穿透本领比γ射线更强 D．电磁波在真空中的传播速度等于光速 5.电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为(　　) A．2.70 m B．270 m C．3.00 m D．3.33 m 6.为了消杀病毒,医院等场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是(　　) A.红外线的波长比紫外线的长 B.紫外线能消杀病毒是因为具有较高的能量 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线感应开关通过接收人体辐射的红外线来控制电路通断 7.使用蓝牙耳机接听手机来电,手机与基站及耳机的信号传输如图所示,以下说法正确的是(　　) A.蓝牙通信的电磁波是可见光 B.蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C.两种电磁波都不能在真空中传播 D.在真空中蓝牙通信的电磁波波速小于光速 8.(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　) A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变 B．γ射线是波长最短的电磁波 C．紫外线的频率比紫光低 D．在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线 题组三　电磁波的应用 9.关于电磁波的特性,下列说法正确的是(　　) A.X射线有显著的化学作用,医院可用来杀菌消毒,也可用于进行人体透视 B.红外线波长短,分辨率高,侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C.雷达发出或接收的电磁波受天气影响,在浓雾天、能见度低的黑夜不能使用 D.空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 10.(2026辽宁朝阳期中)如图所示,铯133原子基态有两个超精细能级,国际计量大会将铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的9 192 631 770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400 nm~760 nm,光速为3×108 m/s,则(　　) A.秒在国际单位制中是个导出单位 B.该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内 C.该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低 D.该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播速度比光速小 二、计算题: 11．频率为5×1014 Hz的红光，从10 m外的交通信号灯直接传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？ 12．波长为50～100 m的无线电波可通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？ 参考答案： 1.B　根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场,非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场,故A错误;根据麦克斯韦电磁场理论,各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播,故B正确;电磁波不依赖于介质就能传播,但机械波只能在介质中传播,故C错误;麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,而赫兹通过实验进行了证实,故D错误。 2.C　电磁波在真空中的传播速度恒定,与频率无关,故A错误;根据麦克斯韦电磁场理论可知,周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,故B错误;电磁波也是波的一种,具有波的一切特性,可以发生反射和折射,故C正确;电磁波可以在介质中传播,所以可以利用电缆、光缆进行有线传输,也可以进行无线传输,故D错误。 3.答案　D解析　根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场周围能产生电场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A错误；不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能不是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故B错误；稳定的磁场其周围不产生电场，故C错误；振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的，振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的，故D正确． 4.答案　D解析　根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，选项A错误；电磁波按波长从短到长顺序排列依次是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，选项B错误；γ射线的穿透本领比X射线更强，选项C错误；电磁波在真空中的传播速度等于光速，选项D正确． 5.答案　D解析　根据c＝λf可得，λ＝ m≈3.33 m. 6.C　由电磁波谱可知,红外线的波长比紫外线的长,结合c=λf可知,紫外线的频率高,所以紫外线的能量高,灭菌、消杀病毒的能力强,故A、B正确;真空中所有电磁波的传播速度都相同,均等于光速,故C错误;人体可以向外辐射红外线,红外线感应开关通过接收人体辐射的红外线来控制电路通断,D正确。 7.B　蓝牙通信的电磁波是无线电波,不属于可见光,A错误;由图可知,蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率,而两种电磁波在真空中的传播速度相等,均等于光速,则由c=λf可知,蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短,故B正确,D错误;电磁波的传播不需要介质,都能在真空中传播,故C错误。 8.答案　AB解析　X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，选项C、D错误． 9.D　X射线有较强的穿透能力,可用于进行人体透视,但X射线不能用来杀菌消毒,A错误;侦察上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高,B错误;雷达在浓雾天、能见度低的黑夜可以使用,但其性能可能会受到一定影响,且不同类型的雷达受天气影响程度不同,故C错误;红外线的波长较长,容易发生衍射现象,穿透云雾烟尘的能力强,所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力,D正确。 10.C　秒在国际单位制中是基本单位,故A错误;铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的频率约为9.2×109 Hz,根据c=λf可得其波长约为λ=0.03 m,波长大于可见光波长,频率低于可见光的频率,故B错误,C正确;电磁波在真空中传播速度等于光速,故D错误。 11.答案　3.3×10－8 s　1.7×107个 解析　传到眼睛需要的时间是t＝＝ s≈3.3×10－8 s，由c＝λf得，该红光的波长λ＝＝ m＝6×10－7 m．在这个距离中的波长数有n＝＝≈1.7×107(个)． 12.答案　3×106～6×106 Hz　5×10－3 s 解析　由c＝λf得，f1＝＝ Hz＝6×106 Hz， f2＝＝ Hz＝3×106 Hz， 所以频率范围为3×106～6×106 Hz 由x＝ct可得t＝＝ s＝5×10－3 s. 学科网（北京）股份有限公司 $