13.4 电磁波的发现及应用 讲义及课时强化练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理单元复习讲义以“题型精讲练”为主线构建电磁波知识体系，通过表格归纳电磁波谱的波长、特性及应用，框架图梳理电磁场理论逻辑，清晰呈现麦克斯韦假设、电磁波传播规律等重难点的内在联系。 讲义亮点是分层训练设计，例题如LC振荡电路i-t图像分析培养科学思维，变式训练与强化练覆盖基础到综合应用，真题回顾衔接高考。通过具体问题引导科学推理，助力不同学生提升，支持自主复习和教师精准教学。

13.4电磁波的发现及应用 【题型精讲练】 1 题型1 电磁场 1 题型2 电磁波 4 题型3 电磁波谱 7 题型4 电磁波的能量　电磁波通信 11 【真题回顾】 13 【题型精讲练】 题型1 电磁场 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生 。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了 。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样会在空间产生 。 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即 的电场产生磁场。 2．电磁场：变化的 和 互相联系，所形成的不可分割的统一体。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•江苏南通•期中）如图为某LC振荡电路的电流随时间变化的i﹣t图像，已知t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电。下列关于电磁波与LC振荡电路的说法，正确的是（　　） A．ab段时间内，回路的磁场能不断减小，电容器处于放电过程 B．bc段时间内，回路的电场能不断减小，M板带负电 C．电容器的电容越大，振荡电路发射电磁波的本领越强 D．调节可变电容器的电容使收音机接收电路发生电谐振，选出特定频率电台信号的过程叫作解调 【例2】（多选）（2026•陕西西安•模拟预测）2025年6月26日21时29分，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。关于航天员在舱内和舱外的交流，下列说法正确的是（　　） A．在舱内和舱外交流都需要介质 B．在舱内为声波交流，舱外为电磁波交流 C．在舱内和舱外交流的波都是纵波 D．在舱内和舱外交流的波都能发生干涉和衍射 【变式训练1】（2026春•重庆期中）下列说法正确的是（　　） A．在真空中，5G信号比4G信号传输速度慢 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．为有效地发射电磁波，可降低LC回路的振荡频率 D．根据麦克斯韦理论，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 【变式训练2】（多选）（25-26高二下•北京延庆•期中）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．赫兹验证了电磁波的存在 B．变化的电场可以产生磁场 C．电磁波在真空中的传播速度大于光速C D．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 【题型强化练】 1．（25-26高二下•广东阳江•期末）麦克斯韦于1873年在著作《电磁通论》中系统阐述了电磁场理论体系，有两个基本假设：变化的电场周围会产生磁场，变化的磁场周围会产生电场。请判断以下四组电场产生的磁场随时间t的变化规律，其中错误的是（　　） A． B． C． D． 2．（2026•浙江杭州•模拟预测）麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 B．两平行板间的电场正在增强 C．该变化电场一定产生稳定的磁场 D．该变化电场产生的磁场越来越强 3．（2026春•重庆期中）下列对电磁场和电磁波的认识正确的是（　　） A．变化的电场一定要产生变化的磁场 B．紫外线的显著作用是热作用 C．麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了这一结果 D．电磁波在真空或介质中传播时频率不同 4．（25-26高二下•天津宁河•期中）物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学家们通过实验来探究自然界的物理规律，为人类进步做出了巨大贡献。下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦的电磁场理论，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．电磁波可以在真空中传播 C．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 D．γ射线的穿透能力最强，所以最适于用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况 5．（25-26高二下•湖南长沙•期中）某量子通信地面站的经典辅助系统中，有一台高频电磁波发射装置，其核心电路如图所示，为LC振荡电路。关于LC振荡电路和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．LC振荡电路中，振荡电流的周期随自感系数的增大而增大 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．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 D．电容器放电过程中，电容器极板间的电场能逐渐增大 6．（多选）（22-23高二下·四川南充·阶段检测）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 题型2 电磁波 1．(1)麦克斯韦的伟大预言：周期性变化的电场引起 变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的 ，这样变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围 ，形成电磁波。 (2)电磁波可以在 中传播，因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，不需要传播介质。 说明　电磁波传播虽然不需要介质，但它也可以在其他介质如光纤中传播，且速度都比在真空中的小。 (3)光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种 ，电磁波在真空中的传播速度等于 ，即c＝3×108 m/s。 (4)赫兹的贡献：1886年，德国科学家赫兹通过实验捕捉到了 ，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 (5)电磁场中储存着能量，电磁波的发射过程就是辐射电磁能的过程。 2．波长、频率与波速之间的关系 (1)波速＝波长×频率，即c＝λf。 (2)频率由波源决定，与介质无关，而波长、波速的大小与介质有关，所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变。 (3)不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•天津河北•期末）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 B．赫兹通过实验成功产生并接收到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 C．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s D．人体接受适当红外线照射，能促进钙的吸收 【例2】（多选）（24-25高二下浙江台州•期中）有源相控阵雷达的辐射器如图所示，每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每个组件都能自己产生、接收微波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．X射线的波长比微波的波长更长 B．遥控器是利用红外线工作的 C．电磁波中，红外线的热效应最显著 D．红外线的频率比紫外线的频率大 【变式训练1】（25-26高二下•天津滨海新区•期末）2026年1月底，我国科研团队成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120Gbps（千兆比特每秒）。对于激光通信中利用到的电磁波，下列说法正确的是（　　） A．该电磁波是由周期性变化的磁场和电场产生的 B．该电磁波只携带信息，不具有能量 C．利用电磁波传递信息需要介质 D．不同的电磁波在真空中的传播速度不同 【变式训练2】（多选）（24-25高二下•湖南长沙•期中）下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 【题型强化练】 1．（25-26高二下安徽六安•期中）下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是（　　） A．对甲图，电容器处于充电状态，磁场能正在向电场能转化 B．对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直 C．对丙图，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴OO′逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 D．对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减小后增大，磁通量先减小后增大 2．（25-26高二下•四川南充•期末）家用微波炉依靠微波（电磁波）加热食物，微波炉内部的磁控管会产生某种场，从而激发电磁波，根据麦克斯韦电磁场理论，磁控管产生的场可能是（　　） A．稳定的电场 B．不均匀变化的电场 C．稳定的磁场 D．均匀变化的磁场 3．（25-26高二下•江西九江•期末）麦克斯韦电磁场理论对应的两个模型：甲是变化的磁场产生电场，乙是变化的电场产生磁场，下列说法正确的是（　　） 甲 变化的磁场产生电场 乙 变化的电场产生磁场 A．对甲图，即使电路不闭合，变化的磁场也能在其中产生电场 B．对乙图，只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场 C．甲、乙两图一定能产生持续的电磁波 D．电磁波是纵波，而且是一种真实存在的物质 4．（25-26高二下•河北邯郸•期中）某位物理学家用振荡电路装置验证了电磁场的波动性。如图所示，左侧的振荡器产生高频电磁脉冲，右侧的环形金属探测器在特定条件下可感应出微弱的放电现象。实验中发现，通过调整探测器回路的固有频率，可以显著增强接收端的放电亮度。这种使接收系统与发射信号达到频率匹配的操作是（　　） A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调 5．（25-26高二下•江苏徐州•期末）某无线电爱好者制作了如图所示的无线电接收装置，用于接收1MHz的无线电波，下列说法正确的是（　　） A．无线电波不能在真空中传播 B．无线电波的频率越大，传播速度越快 C．若要接收1.2MHz的电磁波，应换用自感系数更大的线圈 D．若要接收1.2MHz的电磁波，应换用电容更小的电容器 6．（多选）（25-26高二上•浙江绍兴•期末）无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ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．X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 题型3 电磁波谱　 1．电磁波谱 (1)概念：按电磁波的 或 大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。 (2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为： 、红外线、 、 、X射线、γ射线。 2．不同电磁波的特性和用途 种类 波长范围 特性 应用 无线电波 大于1 mm 波动能力强 通信、广播、射电望远镜 红外线 760～106 nm 热作用强 烘干、红外遥感、测温、夜视仪 可见光 400～760 nm 感光性强 照明、照相 紫外线 10～400 nm 化学作用、荧光作用 消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D X射线 0.001～10 nm 较强的穿透能力 透视人体、检查金属零件的质量 γ射线 小于10－3 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•广东茂名•期中）电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．X射线比无线电波更容易发生明显的衍射现象 【例2】（多选）（25-26高二下•湖北武汉•期末）电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法中正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁理论，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．在真空中，蓝牙耳机的电磁波传播速度与手机通信的电磁波传播速度相同 C．某同学自制收音机来收听广播时，其接收电台的过程称为调谐 D．高铁站、机场等地进行安全检查时，利用红外线能探测到箱内的物品 【变式训练1】（2026•四川遂宁•模拟测试）“中国天眼”（FAST）在观测脉冲星时，发现其射电信号的频谱图上出现特定的“吸收线”，如图所示。该现象是由于信号在传播过程中被星际空间中的中性氢原子等气体在特定频率处吸收所致。该现象所涉及的物理原理与下列哪一项实验的原理最为相似（　　） A．利用光谱管（或钠灯）观察原子特征谱线 B．让一束白光通过三棱镜后投射到光屏上出现彩色条纹 C．利用光照射到不透光小圆盘上，观察泊松亮斑 D．利用两个透光方向夹角可变的薄片，观察透射光强的变化 北邯郸•一模）我国科学家成功研制出氟化硼酸铵（ABF）晶体，首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出，该晶体具有多项刷新纪录的卓越属性。下列说法正确的是（　　） A．紫外激光从晶体射入空气中，波长增大 B．在同种介质中，紫外激光比红外线传播得更快 C．若红外线能使某金属发生光电效应，则紫外激光也一定能使该金属发生光电效应 D．用相同的双缝干涉实验装置完成干涉实验，紫外激光的相邻亮条纹间距比红外线的大 【题型强化练】 1．（2026•江苏徐州•模拟预测）我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则（　　） A．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短 2．（24-25高二下•天津和平•期末）安全生活离不开安检，与传统的安检机（如图1）、安检门或手持金属探测仪相比，人体扫描仪（如图2）能对人体实行更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外安装检测金属的安检门。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　） A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的 B．金属探测仪是利用静电感应原理来探测金属的 C．人体扫描仪可能是利用电磁波的穿透作用来工作的 D．人体扫描仪可能是利用红外线反射成像来工作的 3．（24-25高二下•江苏扬州•期中）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 B．X射线能使包在黑纸里的照相底片感光 C．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 D．紫外线的波长比红外线长 4．（25-26高二下•广东阳江•期末）下列说法正确的是（　　） A．LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，磁场能最大 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．γ射线是波长最短的电磁波，比红外线的频率大 D．空调遥控器是利用发射紫外线来控制空调的 5．（25-26高二下•山东滨州•期中）读下面“电磁波谱及其应用”图，判断下列说法正确的是（　　） A．图中波长最长的是γ射线 B．图中频率最大的是γ射线 C．图中能量最低的是γ射线 D．紫外线不能在真空中传播 6．（多选）（25-26高二下•四川广安•期末）中国6G技术全球领先，大量技术提案成为国际标准蓝本，2026年5月，工信部正式批复6G频段为在6425﹣7125MHz。5G的常用频段为3300﹣6000MHz，关于6G信号和5G信号的说法正确的是（　　） A．它们都是横波 B．6G信号在真空中的传播速度更快 C．在真空中的6G信号波长更长 D．6G信号相同时间传递的信息量更大 题型4 电磁波的能量　电磁波通信 1．电磁波的能量 (1)电磁波是物质存在的一种特殊形式 电磁波和我们学过的电场、磁场一样，是一种特殊的物质，不是由分子、原子所组成的，与通常的实物不同，但它是客观存在的。 (2)电磁波具有能量 从场的观点来看，电场具有电场能，磁场具有磁场能，电磁场具有电磁能，电磁波发射的过程就是辐射能量的过程，电磁波在空间传播，电磁能就随之一起传播。 2．电磁波通信 (1)传播途径 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 有线传播利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息，如台式电脑、电话等。 无线传播仅利用电磁波而不通过线缆传递信息，如收音机、手机、GPS、无线鼠标等。 (2)传输特点 电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，由于光的频率比无线电波的频率高得多，因此光缆可以传递大量的信息。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•北京丰台•期末）下列说法正确的是（　　） A．当火车远离观察者时，观察者接收到的鸣笛声的频率比波源频率高 B．在拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的干扰C．医院用X射线进行透视，因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 D．无线电波被广泛应用于通信和广播，因为其频率是各种电磁波中较大的 【例2】（多选）（2026•四川成都•模拟预测）关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要空间中某区域有均匀变化的电场或均匀变化的磁场就能产生电磁波 B．电磁波是传递信息的重要载体，其可在真空中传播 C．一切高温物体都能发射紫外线，紫外线的荧光作用可用来做防伪标志 D．LC振荡电路中，在电容器的放电过程中，振荡电流逐渐减小 【变式训练1】（2026•浙江杭州•模拟预测）嫦娥六号是人类历史上首次从月背采样返回的探测器，于2024年圆满完成任务，带回珍贵的月背样品。下列说法正确的是（　　） A．控制探测器在月表面降落姿态时，不能把探测器当做质点 B．探测器从月球表面上升时，一定处于超重状态 C．探测器在月球背面通过无线电波与地球表面控制中心直接联系 D．探测器在月球上的惯性比在地球上的惯性小 【变式训练2】 （多选）（2026•浙江衢州•二模）下列说法正确的是（　　） A．甲图为金属测厚装置，所采用的射线为γ射线 B．乙图中真空冶炼炉是利用高频交流电在炉体中产生涡流进行加热，使金属熔化 C．丙图中增加透射光栅狭缝个数，衍射条纹的宽度会变窄，亮度将增加 D．丁图薄板上的石蜡熔化成圆形区域，说明薄板是单晶体 【题型强化练】 1．（2026•天津河北•二模）下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中内窥镜利用了光的干涉 B．图乙中牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量G C．图丙中给车加油前触摸一下静电释放器，可释放掉人身上的静电 D．图丁中射电望远镜通过接收天体辐射的X射线来进行天体物理研究 2．（2026•四川南充•模拟预测）下列说法中正确的是（　　） A．安培认为在原子、分子内部总存在着一种环形电流——分子电流 B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培利用对称性思想提出了磁能生电 C．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在 D．X射线是电磁波，可以用来消毒杀菌 3．（2026•山东菏泽•二模）电磁波治疗仪可改善局部血液循环、促进组织修复、缓解疼痛与炎症，在临床中广泛应用。其核心部件为电磁波发生器，主要由高频振荡电路构成。工作时，交变电流通过线圈产生交变电磁场，以短波、微波等形式穿透皮肤，作用于深层组织。下列说法正确的是（　　） A．短波和微波在同一介质中传播速率相同 B．线圈的自感系数越小，发射电磁波的本领越大 C．电磁波从空气进入人体，传播速度减小，波长变大 D．电磁波治疗仪利用红外线的热辐射作用升高浅层组织温度 4．（25-26高二下•四川成都•期中）下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．频率越大的电磁波在真空中传播的速度越小 B．空间某处的电场或磁场发生变化，就一定能产生周期性变化的电磁波 C．许多物质在红外线的照射下会发出荧光，可以用于制作防伪标记 D．X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 5．（多选）（25-26高二下•江西南昌•期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中行李安检仪采用X射线来透视安检物品 B．用光子能量为1.89eV的光直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生3种不同频率的电磁波 C．图丙所示14C的半衰期是5730年，则100个14C经过5730年还剩50个14C D．图丁是利用金属晶格作为障碍物得到的电子衍射图样，则电子动能越大衍射现象越不明显 【真题回顾】 1．（2021•浙江）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A．100m 25m B．100m 50m C．200m 100m D．200m 50m 2．（2016•天津）我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，对该无线电波的判断正确的是（　　） A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 3．（多选）（2018•江苏）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波（　　） A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108m/s 4．（多选）（2016•新课标Ⅱ）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．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 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 E．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 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.4电磁波的发现及应用 【题型精讲练】 1 题型1 电磁场 1 题型2 电磁波 6 题型3 电磁波谱 13 题型4 电磁波的能量　电磁波通信 19 【真题回顾】 25 【题型精讲练】 题型1 电磁场 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流。这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样会在空间产生电场。 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 2．电磁场：变化的电场和磁场互相联系，所形成的不可分割的统一体。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•江苏南通•期中）如图为某LC振荡电路的电流随时间变化的i﹣t图像，已知t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电。下列关于电磁波与LC振荡电路的说法，正确的是（　　） A．ab段时间内，回路的磁场能不断减小，电容器处于放电过程 B．bc段时间内，回路的电场能不断减小，M板带负电 C．电容器的电容越大，振荡电路发射电磁波的本领越强 D．调节可变电容器的电容使收音机接收电路发生电谐振，选出特定频率电台信号的过程叫作解调 【答案】B 【详解】A.ab段电流减小，磁场能随电流减小而减小，此时电容器处于充电过程，而非放电过程，故A错误； B.bc段电流反向增大，为反向放电过程，电场能随放电过程不断减小；结合t＝0时刻极板带电情况及电流方向，可知此时M板带负电，故B正确； C.振荡电路发射电磁波的本领与频率正相关，而频率 电容越大则频率越低，发射本领越弱，故C错误； D.调节电容使接收电路发生电谐振以选出特定频率信号的过程是调谐，解调是将信号从载波中分离出来的过程，故D错误。 故选：B。 【例2】（多选）（2026•陕西西安•模拟预测）2025年6月26日21时29分，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。关于航天员在舱内和舱外的交流，下列说法正确的是（　　） A．在舱内和舱外交流都需要介质 B．在舱内为声波交流，舱外为电磁波交流 C．在舱内和舱外交流的波都是纵波 D．在舱内和舱外交流的波都能发生干涉和衍射 【答案】BD 【详解】ABC、空间站外部无空气，舱外为电磁波交流，空间站内部有空气，舱内用声波交流，声波在空气中是纵波，电磁波是横波，故AC错误、B正确； D、干涉和衍射是波的特性，声波和电磁波均能发生干涉和衍射，故D正确。 故选：BD。 【变式训练1】（2026春•重庆期中）下列说法正确的是（　　） A．在真空中，5G信号比4G信号传输速度慢 B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C．为有效地发射电磁波，可降低LC回路的振荡频率 D．根据麦克斯韦理论，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】B 【详解】A、真空中所有电磁波的传播速度均为光速c，5G和4G信号都属于电磁波，传输速度相同，故A错误； B、LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电场能最大，磁场能最小，电路电流大小与磁场能正相关，电路电流最小，故B正确； C、有效发射电磁波需要振荡频率足够高，因此需要升高LC回路的振荡频率，故C错误； D、结合麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故D错误。 故选：B。 【变式训练2】（多选）（25-26高二下•北京延庆•期中）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．赫兹验证了电磁波的存在 B．变化的电场可以产生磁场 C．电磁波在真空中的传播速度大于光速C D．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 【答案】ABD 【详解】A.赫兹通过实验首次验证了电磁波的存在，故A正确； B.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会激发磁场，故B正确； C.电磁波在真空中的传播速度等于光速，故C错误； D.电磁波携带电磁能量，发射过程就是向外界辐射能量的过程，故D正确。 故选：ABD。 【题型强化练】 1．（25-26高二下•广东阳江•期末）麦克斯韦于1873年在著作《电磁通论》中系统阐述了电磁场理论体系，有两个基本假设：变化的电场周围会产生磁场，变化的磁场周围会产生电场。请判断以下四组电场产生的磁场随时间t的变化规律，其中错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．E是余弦式周期性变化，t＝0时E最大，变化率为0，因此t＝0时B＝0，对应正弦式变化的B，故A正确； B．E均匀变化（变化率恒定），产生恒定不变的B，故B正确； C．E是正弦式周期性变化，t＝0时E＝0，变化率最大，因此t＝0时B最大，对应余弦式变化的B，故C正确； D．E是恒定不变的电场，不会产生磁场，B应该为0，故D错误。 本题选错误的，故选：D。 2．（2026•浙江杭州•模拟预测）麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 B．两平行板间的电场正在增强 C．该变化电场一定产生稳定的磁场 D．该变化电场产生的磁场越来越强 【答案】B 【详解】A.电路中的传导电流与电容器的位移电流大小相等，这是电流连续性的体现，并非正比关系，故A错误； B.根据右手螺旋定则结合磁场方向，可判断电容器处于充电过程，因此正极板的电荷量正在增加，故B正确； C.根据麦克斯韦电磁场理论，只有均匀变化的电场才会产生稳定的磁场，非均匀变化的电场会产生变化的磁场，并非变化的电场一定产生稳定的磁场，故C错误； D.变化的电场所产生的磁场强弱由电场的变化率决定，均匀变化的电场产生的磁场是稳定的，不会随时间增强，故D错误。 故选：B。 3．（2026春•重庆期中）下列对电磁场和电磁波的认识正确的是（　　） A．变化的电场一定要产生变化的磁场 B．紫外线的显著作用是热作用 C．麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了这一结果 D．电磁波在真空或介质中传播时频率不同 【答案】C 【详解】A、均匀变化的电场会产生稳定的磁场，只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，故A错误； B、紫外线主要作用是化学效应和生理效应，红外线的显著作用才是热作用，故B错误； C、麦克斯韦通过理论预言电磁波存在，并指出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了这一结论，故C正确； D、电磁波的频率由波源决定，在不同介质中传播时，频率保持不变，故D错误。 故选：C。 4．（25-26高二下•天津宁河•期中）物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学家们通过实验来探究自然界的物理规律，为人类进步做出了巨大贡献。下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦的电磁场理论，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．电磁波可以在真空中传播 C．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 D．γ射线的穿透能力最强，所以最适于用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况 【答案】B 【详解】A、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，但均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，故A错误； B、电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播（如太阳光能从太空传到地球），故B正确； C、红外线、可见光、紫外线属于电磁波；而超声波是机械波（需要介质传播，不能在真空中传播），不属于电磁波，故C错误； D、γ射线穿透能力极强，但对人体细胞有严重伤害，不适合用于透视人体；医学上常用X射线透视人体检查骨骼病变，故D错误。 故选：B。 5．（25-26高二下•湖南长沙•期中）某量子通信地面站的经典辅助系统中，有一台高频电磁波发射装置，其核心电路如图所示，为LC振荡电路。关于LC振荡电路和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．LC振荡电路中，振荡电流的周期随自感系数的增大而增大 B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C．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 D．电容器放电过程中，电容器极板间的电场能逐渐增大 【答案】A 【详解】A.根据公式，可知其自感系数L增大时振荡电流的周期增大，故A正确； B.电磁波在真空中传播速度相同，在不同的介质中传播速度不同，故B错误； C.根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定磁场，只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，故C错误； D.电容器放电过程中，电容器中的电场能逐渐减小，故D错误。 故选：A。 6．（多选）（22-23高二下·四川南充·阶段检测）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 【答案】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。 题型2 电磁波 1．(1)麦克斯韦的伟大预言：周期性变化的电场引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，这样变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波可以在真空中传播，因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，不需要传播介质。 说明　电磁波传播虽然不需要介质，但它也可以在其他介质如光纤中传播，且速度都比在真空中的小。 (3)光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3×108 m/s。 (4)赫兹的贡献：1886年，德国科学家赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 (5)电磁场中储存着能量，电磁波的发射过程就是辐射电磁能的过程。 2．波长、频率与波速之间的关系 (1)波速＝波长×频率，即c＝λf。 (2)频率由波源决定，与介质无关，而波长、波速的大小与介质有关，所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变。 (3)不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•天津河北•期末）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 B．赫兹通过实验成功产生并接收到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 C．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s D．人体接受适当红外线照射，能促进钙的吸收 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场仅能激发出恒定不变的磁场，而恒定磁场无法进一步激发电场，电场与磁场不能交替持续激发，不能形成电磁波，故A错误； B．麦克斯韦从理论层面预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验，首次在实验中成功产生并接收到电磁波，用实验事实证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性，故B正确； C．电磁波只有在真空中的传播速度为3×108m/s，在介质中传播时速度（n为介质折射率，n＞1），小于真空中的光速，故C错误； D．适当的紫外线照射可促进人体合成维生素D，进而促进钙的吸收，红外线的核心作用是热效应，不具备促进钙吸收的功能，故D错误。 故选：B。 【例2】（多选）（24-25高二下浙江台州•期中）有源相控阵雷达的辐射器如图所示，每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每个组件都能自己产生、接收微波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．X射线的波长比微波的波长更长 B．遥控器是利用红外线工作的 C．电磁波中，红外线的热效应最显著 D．红外线的频率比紫外线的频率大 【答案】BC 【详解】A.微波的波长比X射线的波长长，故A错误； B.遥控器都是利用红外线工作的，故B正确； C.电磁波中，红外线的热效应更加显著，故C正确； D.红外线的频率比紫外线的频率小，故D错误。 故选：BC。 【变式训练1】（25-26高二下•天津滨海新区•期末）2026年1月底，我国科研团队成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120Gbps（千兆比特每秒）。对于激光通信中利用到的电磁波，下列说法正确的是（　　） A．该电磁波是由周期性变化的磁场和电场产生的 B．该电磁波只携带信息，不具有能量 C．利用电磁波传递信息需要介质 D．不同的电磁波在真空中的传播速度不同 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，该电磁波是由周期性变化的磁场和电场产生的，故A正确； B．该电磁波既能携带信息，也具有能量，故B错误； C．利用电磁波传递信息可以不需要介质，故C错误； D．不同的电磁波在真空中的传播速度相同，均为3×108m/s，故D错误。 故选：A。 【变式训练2】（多选）（24-25高二下•湖南长沙•期中）下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） A．对甲：当线圈绕OO′轴匀速转动时，会产生感应电流 B．对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转 C．对丙：变化的电场和变化的磁场互相激发交替产生，形成电磁波 D．对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 【答案】BC 【详解】A、甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，穿过线圈的磁通量一直为零，没有变化，不会产生感应电流，故A错误； B、乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据安培定则判断可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确； C、丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发，交替产生，形成统一的电磁场，电磁场由产生的地方向远处传播就形成了电磁波，故C正确； D、丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误。 故选：BC。 【题型强化练】 1．（25-26高二下安徽六安•期中）下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是（　　） A．对甲图，电容器处于充电状态，磁场能正在向电场能转化 B．对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直 C．对丙图，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴OO′逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 D．对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减小后增大，磁通量先减小后增大 【答案】B 【详解】A．对甲图，电流流向负极板，可知电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化，不是磁场能正在向电场能转化，故A错误； B．对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直，故B正确； C．对丙图，根据电磁驱动原理，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴OO′逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体小，故C错误； D．对丁图，圆环向下运动的过程中，磁感线先疏后密，则磁感应强度先减小后增大；磁铁内部向上穿过线圈的磁感线条数不变，外部向下穿过线圈的磁感线先减小后增加，可知磁通量先增大后减小，故D错误。 故选：B。 2．（25-26高二下•四川南充•期末）家用微波炉依靠微波（电磁波）加热食物，微波炉内部的磁控管会产生某种场，从而激发电磁波，根据麦克斯韦电磁场理论，磁控管产生的场可能是（　　） A．稳定的电场 B．不均匀变化的电场 C．稳定的磁场 D．均匀变化的磁场 【答案】B 【详解】由麦克斯韦电磁场理论可知：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 因此： 稳定电场不会激发磁场，无法产生电磁波； 不均匀变化的电场会激发变化磁场，稳定磁场不会激发电场，无法产生电磁波， 均匀变化磁场仅能产生稳定电场，稳定电场不能继续激发磁场，无法持续形成电磁波。 所以磁控管产生的场可能是不均匀变化的电场，故B正确，ACD错误。 故选：B。 3．（25-26高二下•江西九江•期末）麦克斯韦电磁场理论对应的两个模型：甲是变化的磁场产生电场，乙是变化的电场产生磁场，下列说法正确的是（　　） 甲 变化的磁场产生电场 乙 变化的电场产生磁场 A．对甲图，即使电路不闭合，变化的磁场也能在其中产生电场 B．对乙图，只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场 C．甲、乙两图一定能产生持续的电磁波 D．电磁波是纵波，而且是一种真实存在的物质 【答案】A 【详解】AB.变化的磁场能够在周围的空间产生电场，变化的电场能够在周围的空间产生磁场，不需要闭合线圈，不是只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场且这种现象可以在真空中发生，故A正确，B错误； C.若甲乙两图的磁场均匀变化，就不会产生稳定不变的电场，稳定不变的电场不会产生磁场，就不会持续产生电磁波，故C错误； D.电磁波是横波，而且是一种真实存在的物质，故D错误。 故选：A。 4．（25-26高二下•河北邯郸•期中）某位物理学家用振荡电路装置验证了电磁场的波动性。如图所示，左侧的振荡器产生高频电磁脉冲，右侧的环形金属探测器在特定条件下可感应出微弱的放电现象。实验中发现，通过调整探测器回路的固有频率，可以显著增强接收端的放电亮度。这种使接收系统与发射信号达到频率匹配的操作是（　　） A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调 【答案】C 【详解】AB．两个选项都属于发射端的调制操作，调幅是改变载波振幅、调频是改变载波频率，目的是把信号加载到载波上发射，故AB错误； C．接收电磁波时，调整接收回路的固有频率，使其与发射的电磁波频率相同，发生电谐振从而显著增强接收信号，这个频率匹配操作就是调谐，故C正确； D．解调是接收端将需要的信号从载波中分离出来的操作，不是频率匹配过程，故D错误。 故选：C。 5．（25-26高二下•江苏徐州•期末）某无线电爱好者制作了如图所示的无线电接收装置，用于接收1MHz的无线电波，下列说法正确的是（　　） A．无线电波不能在真空中传播 B．无线电波的频率越大，传播速度越快 C．若要接收1.2MHz的电磁波，应换用自感系数更大的线圈 D．若要接收1.2MHz的电磁波，应换用电容更小的电容器 【答案】D 【详解】A、无线电波属于电磁波，电磁波可以在真空中传播，故A错误； B、真空中所有电磁波传播速度均等于光速c，与频率无关，故B错误； CD、LC回路固有频率公式，目标接收频率从1MHz升高到1.2MHz，f变大，则要减小，若线圈L不变，电容C减小可满足；若电容C不变，自感系数L要减小，不能用更大线圈，故C错误，D正确。 故选：D。 6．（多选）（25-26高二上•浙江绍兴•期末）无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ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．X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、X射线具有很强的穿透能力，可以穿透行李箱内的物体，并形成内部物体的图像。这一过程可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。 故选：AD。 题型3 电磁波谱　 1．电磁波谱 (1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。 (2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 2．不同电磁波的特性和用途 种类 波长范围 特性 应用 无线电波 大于1 mm 波动能力强 通信、广播、射电望远镜 红外线 760～106 nm 热作用强 烘干、红外遥感、测温、夜视仪 可见光 400～760 nm 感光性强 照明、照相 紫外线 10～400 nm 化学作用、荧光作用 消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D X射线 0.001～10 nm 较强的穿透能力 透视人体、检查金属零件的质量 γ射线 小于10－3 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•广东茂名•期中）电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．X射线比无线电波更容易发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．一切温度高于绝对零度的物体都会辐射红外线，低温物体也会辐射，故A错误 B．紫外线能破坏微生物DNA用于杀菌，过量照射会损伤皮肤、眼睛，危害健康，故B正确； C．无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误； D．X射线比无线电波的频率高，波长短，更不容易发生明显的衍射现象，故D错误。 故选：B。 【例2】（多选）（25-26高二下•湖北武汉•期末）电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法中正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁理论，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．在真空中，蓝牙耳机的电磁波传播速度与手机通信的电磁波传播速度相同 C．某同学自制收音机来收听广播时，其接收电台的过程称为调谐 D．高铁站、机场等地进行安全检查时，利用红外线能探测到箱内的物品 【答案】BC 【详解】A、麦克斯韦理论：均匀变化的磁场只产生恒定电场；只有周期性变化的磁场才产生变化电场，故A错误； B、真空中所有电磁波光速均为c＝3×108m/s，蓝牙、手机通信都属于电磁波，传播速度相等，故B正确； C、用收音机来收听广播时，其接收电台的过程称为调谐，故C正确； D、安检透视设备利用X射线，不是红外线；红外线多用于测温、遥控，故D错误。 故选：BC。 【变式训练1】（2026•四川遂宁•模拟测试）“中国天眼”（FAST）在观测脉冲星时，发现其射电信号的频谱图上出现特定的“吸收线”，如图所示。该现象是由于信号在传播过程中被星际空间中的中性氢原子等气体在特定频率处吸收所致。该现象所涉及的物理原理与下列哪一项实验的原理最为相似（　　） A．利用光谱管（或钠灯）观察原子特征谱线 B．让一束白光通过三棱镜后投射到光屏上出现彩色条纹 C．利用光照射到不透光小圆盘上，观察泊松亮斑 D．利用两个透光方向夹角可变的薄片，观察透射光强的变化 【答案】A 【详解】A、光谱管、钠灯发出的是原子的特征谱线（发射光谱），其原理是原子受激发后从高能级向低能级跃迁，辐射出特定频率的光；而题目中的吸收线是原子吸收特定频率的光，二者都基于原子能级跃迁，是原子光谱的两种表现形式（发射光谱和吸收光谱），原理最为相似，故A正确； B、这是光的色散现象，原理是不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致偏折程度不同，属于光的折射现象，与原子的选择性吸收无关，故B错误； C、这是光的衍射现象，原理是光绕过障碍物传播，属于波的衍射特性，与原子能级跃迁无关，故C错误； D、这是光的偏振现象，原理是横波的振动方向具有选择性，与原子的选择性吸收无关，故D错误。 故选：A。 【变式训练2】（多选）（2026•河北邯郸•一模）我国科学家成功研制出氟化硼酸铵（ABF）晶体，首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出，该晶体具有多项刷新纪录的卓越属性。下列说法正确的是（　　） A．紫外激光从晶体射入空气中，波长增大 B．在同种介质中，紫外激光比红外线传播得更快 C．若红外线能使某金属发生光电效应，则紫外激光也一定能使该金属发生光电效应 D．用相同的双缝干涉实验装置完成干涉实验，紫外激光的相邻亮条纹间距比红外线的大 【答案】AC 【详解】A、紫外激光从晶体射入空气中，激光的频率不变，但速度变大，根据v＝λf可知，紫外激光的波长增大，故A正确； B、在同种介质中，紫外激光的折射率大于红外线的折射率，根据v可知，紫外激光比红外线传播的慢些，故B错误； C、红外线的频率小于紫外线的频率，根据发生光电效应的条件可知，若红外线能使某金属发生光电效应，则紫外激光也一定能使该金属发生光电效应，故C正确； D、紫外线的波长小于红外线的波长，根据干涉条纹间距公式可知，用相同的双缝干涉实验装置完成干涉实验，紫外激光的相邻亮条纹间距比红外线的小，故D错误。 故选：AC。 【题型强化练】 1．（2026•江苏徐州•模拟预测）我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则（　　） A．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短 【答案】D 【详解】根据德布罗意物质波公式λ，其中 h 为普朗克常量，p为电子动量，电子能量越高，动量p越大，因此物质波波长λ更短；X射线的穿透能力由光子能量决定，光子能量越高，穿透能力越强，根据光子能量公式E＝hν，光子能量E越高，频率ν越大，波长λ更短，故ABC错误，D正确。 故选：D。 2．（24-25高二下•天津和平•期末）安全生活离不开安检，与传统的安检机（如图1）、安检门或手持金属探测仪相比，人体扫描仪（如图2）能对人体实行更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外安装检测金属的安检门。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　） A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的 B．金属探测仪是利用静电感应原理来探测金属的 C．人体扫描仪可能是利用电磁波的穿透作用来工作的 D．人体扫描仪可能是利用红外线反射成像来工作的 【答案】C 【详解】A、安检机使用的是X射线，并非γ射线，故A错误； B、金属探测仪利用电磁感应（涡流）原理，不是静电感应，故B错误； C、人体扫描仪用毫米波，能穿透人体、识别金属与非金属，依靠电磁波的穿透性工作，故C正确； D、题干明确该电磁波是毫米波，频率低于可见光，红外线频率也低于可见光，但毫米波不等同于红外线；且红外线难以穿透人体实现全面安检，故D错误。 故选：C。 3．（24-25高二下•江苏扬州•期中）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 B．X射线能使包在黑纸里的照相底片感光 C．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 D．紫外线的波长比红外线长 【答案】B 【详解】A、麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，均匀变化的电场激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，故A错误； B、X射线具有很强的穿透能力，能穿透黑纸，同时具备感光效应，可以使包在黑纸里的照相底片感光，故B正确； C、赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故C错误； D、紫外线的波长比红外线短，故D错误。 故选：B。 4．（25-26高二下•广东阳江•期末）下列说法正确的是（　　） A．LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，磁场能最大 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．γ射线是波长最短的电磁波，比红外线的频率大 D．空调遥控器是利用发射紫外线来控制空调的 【答案】C 【详解】A，LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，由电流产生的磁场最弱，磁场能最小，故A错误； B、均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，故B错误； C、根据电磁波谱，可知γ射线是波长最短的电磁波，比红外线的频率大，故C正确； D、空调遥控器是利用发射红外线来控制空调的，故D错误。 故选：C。 5．（25-26高二下•山东滨州•期中）读下面“电磁波谱及其应用”图，判断下列说法正确的是（　　） A．图中波长最长的是γ射线 B．图中频率最大的是γ射线 C．图中能量最低的是γ射线 D．紫外线不能在真空中传播 【答案】B 【详解】AB、结合电磁波谱可知，γ射线的波长最短，结合，γ射线的频率最大，故A错误，B正确； C、结合光子的能量ε＝hν，γ射线的频率最大，能量最大，故C错误； D、电磁波可以在真空中传播，紫外线是电磁波，故紫外线可以在真空中传播，故D错误。 故选：B。 6．（多选）（25-26高二下•四川广安•期末）中国6G技术全球领先，大量技术提案成为国际标准蓝本，2026年5月，工信部正式批复6G频段为在6425﹣7125MHz。5G的常用频段为3300﹣6000MHz，关于6G信号和5G信号的说法正确的是（　　） A．它们都是横波 B．6G信号在真空中的传播速度更快 C．在真空中的6G信号波长更长 D．6G信号相同时间传递的信息量更大 【答案】AD 【详解】A.因为电磁波的电场、磁场的振动方向均垂直于传播方向，所以属于横波，而6G信号和5G信号都是电磁波，所以它们都是横波，故A正确； B.因为6G信号和5G信号都是电磁波，而一切电磁波在真空中传播速度均为光速，所以6G信号和5G信号在真空中的传播速度相等，故B错误； C.由题知，6G信号的频率f更高，结合前面分析可知，6G信号和5G信号在真空中传播速度均为c，则由c＝λf可知，在真空中的6G信号波长更短，故C错误； D.由题知，6G信号的频率更高，则具有更大的通信带宽，单位时间内能承载和传输更多的数据，所以6G信号相同时间传递的信息量更大，故D正确。 故选：AD。 题型4 电磁波的能量　电磁波通信 1．电磁波的能量 (1)电磁波是物质存在的一种特殊形式 电磁波和我们学过的电场、磁场一样，是一种特殊的物质，不是由分子、原子所组成的，与通常的实物不同，但它是客观存在的。 (2)电磁波具有能量 从场的观点来看，电场具有电场能，磁场具有磁场能，电磁场具有电磁能，电磁波发射的过程就是辐射能量的过程，电磁波在空间传播，电磁能就随之一起传播。 2．电磁波通信 (1)传播途径 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 有线传播利用金属导线、光纤等有形媒介传送信息，如台式电脑、电话等。 无线传播仅利用电磁波而不通过线缆传递信息，如收音机、手机、GPS、无线鼠标等。 (2)传输特点 电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，由于光的频率比无线电波的频率高得多，因此光缆可以传递大量的信息。 【例题精讲】 【例1】（25-26高二下•北京丰台•期末）下列说法正确的是（　　） A．当火车远离观察者时，观察者接收到的鸣笛声的频率比波源频率高 B．在拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的干扰C．医院用X射线进行透视，因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 D．无线电波被广泛应用于通信和广播，因为其频率是各种电磁波中较大的 【答案】B 【详解】A、根据多普勒效应，当波源火车远离静止观察者时，接收到的声音频率会小于火车鸣笛本身的波源频率，故A错误； B、自然光照射到玻璃橱窗表面发生反射时，反射光为偏振光，在照相机镜头前加装偏振滤光片，调整滤光片透振方向与玻璃反射光偏振方向垂直，就能大幅阻挡玻璃的反射偏振光，减弱反光对橱窗内陈列物拍摄的干扰，故B正确； C、电磁波谱中γ 射线穿透能力最强，X射线穿透能力弱于γ 射线；医院选用X射线做透视，是因为X射线可以穿透人体软组织，同时对人体电离伤害程度较小，并非它是穿透能力最强的电磁波，故C错误； D、无线电波在全部电磁波里属于频率低、波长很长的波段，长波长更容易发生衍射，能够绕过山体、建筑等障碍物实现远距离信号传输，因此广泛用于通信与广播，它的频率并不是各类电磁波中较大的，故D错误。 故选：B。 【例2】（多选）（2026•四川成都•模拟预测）关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要空间中某区域有均匀变化的电场或均匀变化的磁场就能产生电磁波 B．电磁波是传递信息的重要载体，其可在真空中传播 C．一切高温物体都能发射紫外线，紫外线的荧光作用可用来做防伪标志 D．LC振荡电路中，在电容器的放电过程中，振荡电流逐渐减小 【答案】BC 【详解】A、均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，而振荡的电场或磁场是周期性变化的，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又会产生周期性变化的电场，故振荡的电场或磁场均会产生电磁波，故A错误； B、电磁波本身就是一种物质，且具有一定能量，不仅能够传递信息，而且在真空中也能传播，故B正确； C、一切高温物体都能发射紫外线，如弧光灯、太阳等，且紫外线的荧光作用可用来做防伪标志，故C正确； D、电容器放电时，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少，电容器放电完毕时，两极板间的电压为零，电路中的电流达到最大值，故D错误。 故选：BC。 【变式训练1】（2026•浙江杭州•模拟预测）嫦娥六号是人类历史上首次从月背采样返回的探测器，于2024年圆满完成任务，带回珍贵的月背样品。下列说法正确的是（　　） A．控制探测器在月表面降落姿态时，不能把探测器当做质点 B．探测器从月球表面上升时，一定处于超重状态 C．探测器在月球背面通过无线电波与地球表面控制中心直接联系 D．探测器在月球上的惯性比在地球上的惯性小 【答案】A 【详解】A、质点条件：物体形状、大小、姿态不影响研究问题。研究降落姿态，探测器自身形状、姿态是研究核心，不能看成质点，故A正确； B、上升过程分阶段：加速向上：加速度向上，超重；减速向上：加速度向下，失重。因此上升时不一定超重，故B错误； C、月球会遮挡电磁波，月背无法直接和地球无线电通信，需要中继卫星中转，不能直接联系，故C错误； D、惯性只由质量决定，探测器质量不变，月球、地球上惯性相等，故D错误。 故选：A。 【变式训练2】 （多选）（2026•浙江衢州•二模）下列说法正确的是（　　） A．甲图为金属测厚装置，所采用的射线为γ射线 B．乙图中真空冶炼炉是利用高频交流电在炉体中产生涡流进行加热，使金属熔化 C．丙图中增加透射光栅狭缝个数，衍射条纹的宽度会变窄，亮度将增加 D．丁图薄板上的石蜡熔化成圆形区域，说明薄板是单晶体 【答案】AC 【详解】A．三种射线中，γ射线穿透能力最强，能穿透较厚的金属，而α、β射线穿透能力弱，无法用于金属测厚，因此该装置采用γ射线，故A正确； B．真空冶炼炉的原理是：高频交流电通过线圈产生变化磁场，涡流是在待冶炼的金属内部产生，利用涡流的热效应熔化金属，不是在炉体中产生涡流，故B错误； C．透射光栅衍射中，增加狭缝个数，衍射光的相干叠加会让衍射条纹的宽度变窄，同时透过光栅的总光量增加，因此条纹亮度增加，故C正确； D．单晶体具有各向异性，不同方向导热性能不同，若薄板是单晶体，熔化的石蜡会呈椭圆形；石蜡熔化为圆形，说明薄板导热是各向同性，对应多晶体或非晶体，也可能是在导热方面体现各向异性单晶体，故D错误。 故选：AC。 【题型强化练】 1．（2026•天津河北•二模）下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中内窥镜利用了光的干涉 B．图乙中牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量G C．图丙中给车加油前触摸一下静电释放器，可释放掉人身上的静电 D．图丁中射电望远镜通过接收天体辐射的X射线来进行天体物理研究 【答案】C 【详解】A、内窥镜的光导纤维利用的是光的全反射，不是光的干涉，故A错误； B、扭秤装置是卡文迪什用来测出万有引力常量G的，不是牛顿，故B错误； C、加油前触摸静电释放器，能通过导体将人体积累的静电释放掉，避免静电火花引发危险，故C正确； D、射电望远镜接收的是天体辐射的无线电波，不是X射线，故D错误。 故选：C。 2．（2026•四川南充•模拟预测）下列说法中正确的是（　　） A．安培认为在原子、分子内部总存在着一种环形电流——分子电流 B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培利用对称性思想提出了磁能生电 C．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在 D．X射线是电磁波，可以用来消毒杀菌 【答案】A 【详解】A．安培提出了分子电流假说，认为原子、分子内部存在环形电流（分子电流），故A正确； B．奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发现了电磁感应现象（磁能生电），并不是安培提出的，故B错误； C．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，故C错误； D．X射线是电磁波，但用来消毒杀菌的是紫外线，故D错误。 故选：A。 3．（2026•山东菏泽•二模）电磁波治疗仪可改善局部血液循环、促进组织修复、缓解疼痛与炎症，在临床中广泛应用。其核心部件为电磁波发生器，主要由高频振荡电路构成。工作时，交变电流通过线圈产生交变电磁场，以短波、微波等形式穿透皮肤，作用于深层组织。下列说法正确的是（　　） A．短波和微波在同一介质中传播速率相同 B．线圈的自感系数越小，发射电磁波的本领越大 C．电磁波从空气进入人体，传播速度减小，波长变大 D．电磁波治疗仪利用红外线的热辐射作用升高浅层组织温度 【答案】B 【详解】A.电磁波在介质中的传播速率与频率相关，不同频率的电磁波在同一介质中折射率不同，故传播速率存在差异，故A错误； B.发射电磁波的本领与振荡电路的频率正相关，频率越高，发射本领越强；由LC振荡电路频率公式 可知，线圈自感系数越小，电路固有频率越高，发射电磁波的本领越大，故B正确； C.电磁波从空气进入人体时，介质折射率增大，由 可知传播速度减小；电磁波频率由波源决定，传播过程中保持不变，结合 可知波长变小，故C错误； D.该治疗仪利用短波、微波的穿透性作用于深层组织，而非红外线的热辐射作用，红外线主要作用于浅层组织，故D错误。 故选：B。 4．（25-26高二下•四川成都•期中）下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．频率越大的电磁波在真空中传播的速度越小 B．空间某处的电场或磁场发生变化，就一定能产生周期性变化的电磁波 C．许多物质在红外线的照射下会发出荧光，可以用于制作防伪标记 D．X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 【答案】D 【详解】A.所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，与频率无关，故A错误； B.均匀变化的电场或磁场只能产生稳定的磁场或电场，无法形成电磁波，只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，故B错误； C.使物质发出荧光的是紫外线，而非红外线，故C错误； D.X射线穿透能力强，医学上可用于检查人体内部器官，故D正确。 故选：D。 5．（多选）（25-26高二下•江西南昌•期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中行李安检仪采用X射线来透视安检物品 B．用光子能量为1.89eV的光直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生3种不同频率的电磁波 C．图丙所示14C的半衰期是5730年，则100个14C经过5730年还剩50个14C D．图丁是利用金属晶格作为障碍物得到的电子衍射图样，则电子动能越大衍射现象越不明显 【答案】ABD 【详解】A．行李安检仪采用X射线来透视安检物品，故A正确； B．根据氢原子的跃迁规律，可知用光子能量为1.89eV的光直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，氢原子可以吸收光子跃迁到n＝3能级，大量处于n＝3能级的氢原子可以释放出不同频率的光子种数为，故B正确； C．半衰期描述的是大量原子核的统计规律，不适用于少数原子核的衰变，所以无法知道100个原子核经过相应时间剩余没有衰变的原子核个数，故C错误； D．图丁是利用金属晶格作为障碍物得到的电子衍射图样，则电子动能越大，则电子的动量越大，根据可知波长越小，根据发生明显衍射现象的条件，可知衍射现象越不明显，故D正确。 故选：ABD。 【真题回顾】 1．（2021•浙江）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A．100m 25m B．100m 50m C．200m 100m D．200m 50m 【答案】B 【详解】引起神经混乱时，单位面积接收的微波功率达到250W/m2，则接触面积： S， 因为发射的微波可视为球面波，所以接触面积：S＝4， 代入数据解得：R1≈100m； 当心肺功能衰竭时，单位面积接收的微波功率达到1000W/m2，则接触面积： ， 因为发射的微波可视为球面波，所以接触面积：S′， 代入数据解得：R2≈50m， 则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离分别约为100m和50m，故B正确，ACD错误。 故选：B。 2．（2016•天津）我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，对该无线电波的判断正确的是（　　） A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 【答案】C 【详解】根据f可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米频率低，故A错误； B、无线电波不需要介质传播，故B错误； C、无线电波同光波一样会发生反射现象，故C正确； D、干涉和衍射是波特有的现象，所以无线电波能产生干涉和衍射现象，故D错误。 故选：C。 3．（多选）（2018•江苏）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波（　　） A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108m/s 【答案】AD 【详解】A、根据电磁波的特点可知，电磁波为横波。故A正确； B、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。故B错误； C、电磁波产生后，可以在任意方向传播。故C错误； D、电磁波传播的速度在真空中等于光速，在空气中的传播速度约为3×108m/s。故D正确。 故选：AD。 4．（多选）（2016•新课标Ⅱ）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．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 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 E．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 【答案】ABC 【详解】A、电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确； B、周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确； C、电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直；故C正确； D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播。故D错误； E、电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故E错误。 故选：ABC。 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $