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

13.4电磁波的发现及应用 精简核心知识点 1. 发现：麦克斯韦建立电磁场理论，预言电磁波存在；赫兹实验证实电磁波真实存在。 2. 核心理论：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。 · 均匀变化 → 产生恒定场；周期性变化 → 产生周期性场，形成电磁波。 3. 电磁波特点 ① 属于横波；可在真空中传播，不需要介质 ② 真空中波速：c=3×108m/s，等于光速，说明光是电磁波 ③ 能发生干涉、衍射、反射、折射 4. 电磁波谱（由长波→短波） 无线电波→红外线→可见光→紫外线→X 射线→γ 射线 5. 应用 无线电波：通信、广播；红外线：测温、遥感；紫外线：消毒；X 射线：透视；γ 射线：探伤、放疗。 6. 能量：电磁波具有电磁能，传播过程伴随能量传递。 记忆口诀 麦氏预言赫兹证，变电变磁电磁波； 真空传播不用介，光速等同横波特； 波谱从长排到短，各类应用要记得。 同步作业 一、单选题 1．某城市道路将新装52盏“智慧路灯”，除基本照明外，每盏路灯将安装Wifi信号发射、手机充电接口等设备。Wifi信号是频率较小的电磁波，下列关于Wifi信号的说法正确的是（     ） A．Wifi信号不能在真空中传播 B．Wifi信号不会产生污染 C．电饭煲是利用Wifi信号来加热食物的电器 D．智能手机可以接收该Wifi信号进行网络连接 2．电与磁的研究，发展成了电磁场与电磁波的理论。关于电磁波下列说法正确的是（     ） A．光是以波动形式传播的一种电磁振动 B．手机通信使用的无线电波，其波长比可见光波长短 C．家用电器的遥控器发出的光是紫外线 D．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 3．如图所示，智能快递车正在运送快递，人们可以通过人脸识别取快递。下列有关智能快递车的说法正确的是（　　） A．智能快递车的摄像头与照相机镜头的工作原理不同 B．智能快递车可以自动到加油站加油 C．智能快递车激光雷达系统中使用的激光可以在真空中传播 D．人脸识别时人通过摄像头成正立的像 4．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。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．电磁波在任何介质中传播速度均为 B．红外线的波长比紫外线大 C．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 D．法拉第通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 5．在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关于物理学史，下列叙述正确的是（　　） A．法拉第通过严格分析后，得到了法拉第电磁感应定律 B．麦克斯韦电磁场理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 C．卡文迪许通过扭秤实验得到了静电力常量 D．开普勒根据自己的观测数据总结出了开普勒三定律 6．下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说 C．法拉第发现了电磁感应现象，并总结了法拉第电磁感应定律 D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 7．在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（    ） A．英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，并称之为法拉第电磁感应定律 B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 C．美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值 D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论 8．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．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不能发生反射和折射 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 9．以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　） A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B．电磁波是纵波 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在 D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短 10．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 11．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A．振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场 B．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场 D．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 12．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。下列说法符合史实的是（　　） A．卢瑟福最先发现了天然放射现象 B．汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构 C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 D．贝克勒尔用α粒子轰击铍核发现了中子 二、多选题 13．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。产生的电场的电场线如图所示，则该磁场的变化情况可能是（    ） A．向上方向的磁场在增强 B．向上方向的磁场在减弱 C．向下方向的磁场在减弱 D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强 14．下列关于电磁波的说法，正确的是（     ） A．电磁波由电磁场发生区域向远处传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为 C．电磁波只能有线传播 D．电磁波的传播是伴随着能量向外传递的 15．在回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是（    ） A．回路中电流值最大时，电容器中电场能最大 B．电容器充电完毕时，线圈中磁场能最少 C．回路中电流减小时，电容器上电荷量增大 D．回路中磁场能减少时，线圈中电流值增大 16．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 三、解答题 17．根据电磁感应规律我们知道：在变化的磁场中放一个闭合电路，由于变化的磁场产生感生电场，电路里就会产生感应电流，那么： （1）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还有电流和电场吗？ （2）线圈不存在时，线圈所处的空间还有电流和电场吗？ （3）若改成恒定的磁场，还有电场吗？ 18．太阳光传到地球约需要，太阳与地球之间的距离约为多少？在地球和太阳之间的大部分区域都处于真空状态，太阳光能够传到地球说明了什么？ 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 《13.4电磁波的发现及应用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A C B B D A A D C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 A B AC AD BC AC 1．D 【详解】A．WiFi信号属于电磁波，电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．WiFi信号是电磁波，过量的电磁辐射可能造成电磁污染，故B错误； C．电饭煲利用电流的热效应将电能转化为内能来加热食物，与WiFi信号无关，故C错误； D．智能手机可以接收WiFi信号并完成网络连接，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．光是一种电磁波，是以波动形式传播的电磁振动，故A正确； B．在真空中各种电磁波的传播速度相同，满足 手机通信所用无线电波的频率低于可见光，波长比可见光长，故B错误； C．家用电器的遥控器通常利用红外线传递信号，不是紫外线，故C错误； D．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】AD．摄像头与照相机的成像特点相同，成的像是倒立、缩小的实像，故AD错误； B．智能快递车一般是电动的，不需要到加油站加油，故B错误； C．激光属于电磁波，电磁波可以在真空中传播，故C正确。 故选C。 4．B 【详解】A．电磁波仅在真空中的传播速度为，在介质中传播速度为（为介质折射率，），小于，故A错误； B．按电磁波谱波长从长到短的排序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线波长比紫外线大，故B正确； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会激发出恒定的磁场，恒定磁场无法再激发电场，不能产生电磁波，故C错误； D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，但法拉第电磁感应定律的定量表达式（如）是由纽曼和韦伯等人建立的，故A错误； B．麦克斯韦电磁场理论指出：变化的磁场产生电场（法拉第电磁感应定律的推广），变化的电场产生磁场（位移电流假说），故B正确； C．卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量，而静电力常量是库仑通过库仑扭秤实验测得的，故C错误； D．开普勒三定律是基于第谷·布拉赫的观测数据总结得出的，而非开普勒自己的观测数据，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．库仑发现了库仑定律，密立根测出了元电荷电量，A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，B错误； C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯先后总结了法拉第电磁感应定律，C错误； D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在，D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．韦伯和纽曼提出了法拉第电磁感应定律，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间，故B正确； C．美国物理学家密立根通过油滴实验最早测定了元电荷e的数值，故C正确； D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论，故D正确； 本题选择错误选项，故选A。 8．A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度恒定，与频率无关，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，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； C．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错误； 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。 故选A。 9．D 【详解】A．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，选项A错误； B．电磁波是横波，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，选项C错误； D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，频率不变，波速变小，则波长会变短，选项D正确。 故选D。 10．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。 11．A 【详解】A．振荡电场周围一定产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围一定产生同频率的振荡电场。故A正确； BCD．均匀变化的电场产生恒定的磁场，若非均匀变化的电场，则产生非均匀变化的磁场。同样，均匀变化的磁场产生恒定的电场。故BCD错误。 故选A。 12．B 【详解】A. 贝克勒尓最先发现了天然放射现象，故A错误； B. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构，故B正确； C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误； D. 查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子，故D错误。 故选B。 13．AC 【详解】从上方俯视，图示电场的方向为顺时针。若在该电场中放置闭合导体，感应电流方向与电场线方向相同；由右手螺旋定则，感应电流产生的磁场方向向下。由楞次定律，该感应磁场应阻碍原磁场磁通量的变化，因此原磁场向上时应增强，原磁场向下时应减弱。 故选AC。 14．AD 【详解】A．变化的电场和磁场相互激发，电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波，故A正确； B．电磁波在真空中的传播速度等于光速，即；在介质中传播速度与介质有关，通常小于真空中的传播速度，故B错误； C．电磁波既能沿导线传播，也能在空间中传播，故C错误； D．电磁波传播时伴随着能量向外传递，故D正确。 故选AD。 15．BC 【详解】A．放电过程，电容器电荷量减小，电场能转化为磁场能，回路电流增大，磁场能增大，放电完毕时电流最大，磁场能最大，电场能为0，故A错误； B．充电过程，电容器电荷量增大，磁场能转化为电场能，回路电流减小，磁场能减小。充电完毕时电流为零，磁场能最小，电场能最大，故B正确； C．回路中电流减小时，为充电过程，电容器电荷量增大，故C正确； D．磁场能减小时，即为充电过程，充电过程电容器电荷量增加，线圈中电流值减小，故D错误。 故选BC。 16．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。 17．（1）没电流，有电场；（2）没电流，有电场；（3）没有 【详解】（1）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中会有电场，但是没有自由电荷的定向移动，不会形成电流。 （2）线圈不存在时，仍然存在电场，但是没有闭合回路，不会形成电流。 （3）恒定的磁场不能产生电场。 18．，光的传播不需要介质 【详解】太阳与地球之间的距离约为 在地球和太阳之间的大部分区域都处于真空状态，太阳光能够传到地球说明光的传播不需要介质。 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 $