13.4电磁波的发现及应用 分层作业-2026-2027学年高二物理同步练（人教版必修第三册）

**基本信息** 本分层作业通过A、B、C三层设计，覆盖电磁波的概念、传播及应用，梯度从基础认知到综合应用，适配新授课不同层次学生巩固物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|电磁场基本性质、电磁波传播规律|单选/多选考查基础概念，简单计算巩固波速公式，培养物理观念| |B层|多普勒效应、电磁波产生条件、雷达应用|结合生活情境（5G、雷达），综合题提升科学推理能力| |C层|能量密度、电磁振荡、电磁波特性|复杂计算与原理分析，深化科学思维与探究能力|

13.4电磁波的发现及应用 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 2．在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。到2024年4月，5G用户的占比已超5成。时至今日，5G网络建设仍在持续推进中。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（　　） A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G同样具有“穿墙”性能 B．电磁波既能传递信息也能传递能量 C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快 D．先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能 3．（多选）关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．光具有波粒二象性 B．电磁波可以在真空中传播 C．变化的电场一定会产生电磁波 D．磁场中的线圈翻转180°后磁通量一定不变 4．（多选）随着科技的发展， 越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机， 手机与基站及耳机的通信如图所示。 若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波， 则以下说法正确的是（　　） A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中， 甲波的传播速度比乙波的快 C．甲、乙波都是横波， 都能在真空中传播 D．甲波与乙波有可能发生干涉现象 5．波长为的红光，从30m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？ 6．在真空中传播的波长为15m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度为，该电磁波在介质中的波长是多少？ B层 7．下列说法不正确的是（　　） A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，这是波的多普勒效应 B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场 C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这是声音的衍射现象 D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波 8．（多选）下列有关电磁波的叙述中正确的是（    ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在 B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场可能形成电磁波 C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌 D．γ射线又叫伦琴射线，其穿透性很强，医学上可以用于透视 E．电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象 9．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机．设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时，经后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时，则该飞机的飞行速度多大？ C层 10．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的） A． B． C． D． 11．（多选）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无关 B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直 C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 12．振荡电路中电容器电容为C，振荡电流i＝Imsin ωt. 求：①此电路中线圈的自感系数L； ②设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ，求电磁波在此介质中的传播速度v. 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C C AB AC C ABE C AB 1．C 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G具有相似的“穿墙”性能，选项A正确； B．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，例如微波炉就是利用电磁波传递能量的，选项B正确； C．5G和4G技术使用的电磁波在真空中传播速度都一样，都为，选项C错误； D．在使用手机的过程中，由于手机有一定的电阻，根据焦耳定律可知，会产生一定的热量，即一部分电能转化为内能，选项D正确。 此题选择不正确的，故选C。 3．AB 【详解】A．光具有波粒二象性，选项A正确； B．电磁波不需要介质，可以在真空中传播，选项B正确； C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，不会产生电磁波，选项C错误； D．磁场中的线圈从线圈平面与磁场垂直位置翻转180°后磁通量变化2BS，选项D错误。 故选AB。 4．AC 【详解】A．甲、乙波的波长比可见光大，根据 ，波长越大频率越小，所以甲、乙波的频率都比可见光的频率小，A正确； B．真空中， 甲波的传播速度等于乙波的传播速度，都等于3.0×108m/s，B错误； C．甲、乙波都是电磁波，电磁波都是横波， 都能在真空中传播，C正确； D．甲波与乙波的频率不相同，不能发生干涉现象，D错误。 故选AC。 5．10-7s 【详解】红光信号以光速传播，由 得 6．10m 【详解】根据 因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比 则有 7．C 【详解】A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声是多普勒效应，故A正确，不符合题意； B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故B正确，不符合题意； C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，属于波的干涉现象，故C错误，符合题意； D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．ABE 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在，故A正确； B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生变化的磁场，因此不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场将产生变化的电场，而变化的电场有可能再次产生变化的磁场，因此可能形成电磁波，故B正确； C．一切物体都在辐射红外线，不是紫外线，而紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌，故C错误； D．X射线又被称为伦琴射线，它的穿透性很强，在医学上可以用于透视，故D错误； E．电磁波也可以传播能量，电磁波跟所有的波动现象一样，能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，干涉和衍射是波所特有的现象，故E正确。 故选ABE。 9．525m/s 【详解】由电磁波发射到接收到反射波历时，可算出此时飞机距雷达站的距离为 经4s后，飞机距雷达站的距离为 在这4s时间内飞机飞过的路程为 故飞机的飞行速度为 10．C 【详解】密绕螺线管中的磁感应强度表达式为 加入铁芯后，铁芯的相对磁导率较大 若视为无限长螺线管，小空隙并不影响铁芯中磁感应强度大小。 由磁感应强度在的连续性，空隙中的磁感应强度也为 考虑到磁场能量密度满足 铁芯部分的，空隙中空气相对磁导率约为1，故铁芯磁场能量密度小于空隙间的磁场能量密度。同时断裂前后的铁芯中磁感应强度基本没有变化，所以能量密度也不发生变化。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 11．AB 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度即为光速，与电磁波的频率无关，故A正确； B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，即电磁波是横波，故B正确； C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，且电磁波能通过电缆、光缆传输，故C错误； D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，会继续传播，故D错误。 故选AB。 12．①   　② 【详解】①由T＝＝2π 得L＝ ； ②. 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $