13.4 电磁波的发现及应用常见七种题型 基础卷 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第三册

13.4 电磁波的发现及应用常见七种题型（基础卷） 题型一　史实辨析与理论奠基 题型二　概念辨析与易错诊断 题型三　定量计算与规律应用 题型四　电磁波谱与波段识别 题型五　数据表格与信息处理 题型六　技术应用与生活情境 题型七　实验探究与说理表达 题型一　史实辨析与理论奠基 【解题技巧】（电磁波的发现史按“人物—贡献—时间”主线记忆：1820年奥斯特发现电流的磁效应，首次揭示电与磁的联系；1831年法拉第发现电磁感应现象（磁生电），为电磁场理论提供了重要的实验基础；1864年麦克斯韦在前人基础上建立完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在；1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在。辨析史实题要逐项核对“人物—成就”的对应关系，防止张冠李戴。） 1．关于电磁波的发现过程，下列说法正确的是（ ） A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 B．法拉第发现电磁感应现象，为电磁场理论的建立提供了重要的实验基础 C．赫兹预言了电磁波的存在 D．奥斯特建立了完整的电磁场理论 2．某同学在整理“电磁波的发现”时间轴时做了如下记录，其中正确的是（ ） A．1820年，奥斯特发现了电磁感应现象 B．1831年，法拉第发现了电流的磁效应 C．1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在；1888年，赫兹用实验证实了电磁波的存在 D．1888年，赫兹建立了完整的电磁场理论 题型二　概念辨析与易错诊断 【解题技巧】（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。辨析时抓住“变化”的程度：①稳定（不变化）的电场、磁场——不产生；②均匀变化——产生恒定（不随时间变化）的电场或磁场；③周期性变化——产生周期性变化的磁场或电场。只有周期性变化的电场（或磁场）才能产生周期性变化的磁场（或电场），二者交替产生、由近及远传播，形成电磁波。判断能否产生电磁波，关键看电场或磁场是否周期性变化。） 3．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ） A．均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 B．稳定的电场周围产生磁场 C．周期性变化的电场周围产生恒定的磁场 D．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场 4．下列情形中，能够产生电磁波的是（ ） A．恒定电流通过电阻丝 B．磁场均匀变化 C．振荡电路中电流周期性变化 D．静止电荷周围的静电场 5．关于电磁波的性质，下列说法正确的是（ ） A．电磁波是纵波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波在真空中的传播速度随频率的增大而增大 D．电磁波是横波，电场方向、磁场方向均与传播方向垂直 题型三　定量计算与规律应用 【解题技巧】（电磁波在真空中的速度恒为c＝3×10⁸ m/s，与频率无关；基本关系c＝λf，即λ＝c/f；周期与频率互为倒数：T＝1/f。计算时注意单位换算：1 MHz＝10⁶ Hz，1 GHz＝10⁹ Hz。雷达测距时，电磁波从发射到接收回波经历的是“往返时间”，目标距离s＝c·Δt/2。） 6．某调频广播电台发射的电磁波频率f＝98.8 MHz（1 MHz＝10⁶ Hz）。该电磁波在真空中的波长约为（ ） A．3.0 m B．30 m C．0.30 m D．0.030 m 7．我国5G通信使用的频段包括3400～3600 MHz。某5G手机使用3500 MHz（1 MHz＝10⁶ Hz）频段通信，该频段电磁波在真空中的波长约为（ ） A．8.6 m B．8.6×10⁻² m C．1.16 m D．1.16×10⁻² m 8．雷达发射微波测距，从发射到接收到目标反射回波的时间间隔Δt＝1.2×10⁻³ s（电磁波在真空中的速度c＝3×10⁸ m/s）。目标到雷达的距离约为（ ） A．3.6×10⁵ m B．1.8×10² m C．1.8×10⁵ m D．3.6×10² m 9．关于电磁波的波长、频率与周期，下列说法正确的是（ ） A．由c＝λf可知，电磁波的频率与波长成正比 B．电磁波的周期T＝1/f，频率越高周期越短 C．电磁波在真空中的传播速度随频率的增大而增大 D．波长越长的电磁波，频率越高 题型四　电磁波谱与波段识别 【解题技巧】（电磁波谱按频率由低到高（波长由长到短）排列：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长与频率成反比（c＝λf），频率越高能量越强。波段识别的关键是先算出（或找出）波长、频率数值所在区间，再对照谱序定位波段。常见应用对应：无线电波——通信、广播、雷达、导航；红外线——遥控、测温、夜视、热效应；可见光——照明；紫外线——验钞、杀菌；X射线——透视、安检；γ射线——探伤、医疗。） 10．电磁波谱按频率由低到高排列，正确的是（ ） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 C．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线 D．可见光、红外线、无线电波、紫外线、γ射线、X射线 11．某电磁波在真空中的频率f＝2.45×10⁹ Hz（真空中c＝3×10⁸ m/s）。该电磁波属于（ ） A．红外线 B．微波（无线电波） C．紫外线 D．X射线 12．关于红外线、可见光、紫外线、X射线，下列说法正确的是（ ） A．波长：红外线＜可见光＜紫外线 B．频率：可见光＞X射线 C．在真空中的传播速度：紫外线＞X射线 D．频率：X射线＞紫外线＞可见光＞红外线 13．下列应用中，电磁波类型匹配正确的是（ ） A．用紫外线进行医疗透视 B．用红外线遥控电视机 C．用X射线给饮用水杀菌消毒 D．用微波进行荧光验钞 题型五　数据表格与信息处理 【解题技巧】（数据表格题先找出待判断电磁波的波长（或频率）数值，再与表中各波段的波长（频率）范围对照定位。比较两个波段的频率高低，用f＝c/λ：波长越长频率越低。真空中所有电磁波的传播速度相同，均为光速c，与频率、波长无关。注意数量级换算：1×10⁻³ m＝1 mm。） 14．几种电磁波在真空中的波长范围如下表所示（单位：m）： 无线电波　波长大于1×10⁻³ 红外线　7×10⁻⁷～1×10⁻³ 可见光　4×10⁻⁷～7×10⁻⁷ 紫外线　1×10⁻⁸～4×10⁻⁷ X射线　1×10⁻¹¹～1×10⁻⁸ γ射线　波长小于1×10⁻¹¹ 某电磁波在真空中的波长为6×10⁻⁷ m，它属于（ ） A．可见光 B．红外线 C．紫外线 D．X射线 15．北斗卫星导航系统的B1I信号载波频率约为1561.098 MHz（1 MHz＝10⁶ Hz）。该信号在真空中的波长约为（ ） A．1.92 m B．19.2 m C．19.2 cm D．1.92 cm 16．根据第14题表中的波长范围，下列说法正确的是（ ） A．紫外线的频率比X射线高 B．在真空中，可见光的传播速度比红外线快 C．无线电波的频率比红外线低 D．γ射线的波长比X射线长 题型六　技术应用与生活情境 【解题技巧】（判断设备是否“利用电磁波”，看其是否依赖电磁波的发射、传播与接收。注意：超声波、次声波、声波都是机械波，不是电磁波；电饭锅、电热水壶、白炽灯等利用电流的热效应。常见应用对应：红外线——遥控、测温、夜视；紫外线——验钞、杀菌；X射线——透视、安检；微波——雷达、通信、微波炉加热。红外测温仪测体温、安检仪透视行李、验钞机检验钞票，分别主要利用红外线、X射线、紫外线。） 17．下列家用电器或设备中，利用电磁波工作的是（ ） A．电饭锅 B．遥控器 C．电热水壶 D．白炽灯 18．关于“声呐”与“雷达”测距，下列说法正确的是（ ） A．声呐利用超声波（机械波）测距，雷达利用微波（电磁波）测距 B．声呐和雷达都利用电磁波测距 C．声呐和雷达都利用机械波测距 D．雷达利用声波测距 19．公共场所常用红外测温仪测量体温、安检仪透视行李、验钞机检验钞票真伪。这三种设备主要利用的电磁波依次是（ ） A．紫外线、X射线、红外线 B．X射线、红外线、紫外线 C．红外线、紫外线、X射线 D．红外线、X射线、紫外线 20．关于5G通信、北斗导航和Wi-Fi，下列说法正确的是（ ） A．5G手机通信依靠电磁波传递信息 B．北斗卫星导航依靠声波确定位置 C．Wi-Fi信号在真空中不能传播 D．红外遥控器发出的是紫外线 题型七　实验探究与说理表达 【解题技巧】（填空题围绕“产生—传播—速度”三要素作答：周期性变化的电场和磁场交替产生、由近及远传播，形成电磁波；电磁波传播不需要介质；真空中速度恒为c＝3×10⁸ m/s。计算题先用单位换算统一频率单位，再由λ＝c/f、T＝1/f求解。说理题从“电磁波是变化的电场与磁场相互激发、由近及远传播形成的，电磁场本身是客观存在的物质，无需弹性介质”说明电磁波能在真空中传播。） 21．填空：电磁波的产生与传播特性。 （1）周期性变化的电场和磁场交替产生、由近及远传播，形成________（选填“电磁波”或“恒定电场”）； （2）电磁波在真空中传播________（选填“需要”或“不需要”）介质； （3）电磁波在真空中的传播速度c＝________m/s。 22．说理：请从电磁波的产生与传播角度，说明电磁波为什么能在真空中传播，而声波不能。（写出两点理由即可） 23．某5G基站发射的电磁波频率f＝3.5×10⁹ Hz（真空中光速c＝3×10⁸ m/s）。 （1）该电磁波在真空中的波长λ＝________m； （2）该电磁波的周期T＝________s； （3）该电磁波属于________（选填“无线电波（微波）”“红外线”或“紫外线”）。 《13.4 电磁波的发现及应用常见七种题型（基础卷）》参考答案 答题卡 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B C D C D A B C B A B 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 D B A C C B A D A 不需要、3×10⁸ 8.6×10⁻²、无线电波 题型一　史实辨析与理论奠基 1．B 【详解】A．用实验证实电磁波存在的是赫兹，不是麦克斯韦，故A错误。 B．法拉第发现电磁感应现象（磁生电），为麦克斯韦建立电磁场理论提供了重要的实验基础，故B正确。 C．预言电磁波存在的是麦克斯韦，不是赫兹，故C错误。 D．建立电磁场理论的是麦克斯韦，不是奥斯特，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．1820年奥斯特发现的是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故A错误。 B．1831年法拉第发现的是电磁感应现象，不是电流的磁效应，故B错误。 C．1864年麦克斯韦预言电磁波的存在，1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确。 D．建立电磁场理论的是麦克斯韦，不是赫兹，故D错误。 故选C。 题型二　概念辨析与易错诊断 3．D 【详解】A．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，不是均匀变化的电场，故A错误。 B．稳定的电场周围不产生磁场，故B错误。 C．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，不是恒定的磁场，故C错误。 D．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．恒定电流产生恒定磁场，磁场不变，不产生电磁波，故A错误。 B．均匀变化的磁场产生恒定电场，不能形成电磁波，故B错误。 C．振荡电路中电流周期性变化，产生周期性变化的电场和磁场，二者交替产生、由近及远传播，形成电磁波，故C正确。 D．静止电荷周围的静电场不随时间变化，不产生磁场，更不产生电磁波，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．电磁波是横波，不是纵波，故A错误。 B．电磁波传播不需要介质，故B错误。 C．电磁波在真空中的传播速度恒为光速，与频率无关，故C错误。 D．电磁波是横波，传播过程中电场方向、磁场方向均与传播方向垂直，故D正确。 故选D。 题型三　定量计算与规律应用 6．A 【详解】由c＝λf得λ＝c/f＝3×10⁸/(98.8×10⁶) m≈3.04 m，约为3.0 m，故A正确，BCD错误。 故选A。 7．B 【详解】f＝3500 MHz＝3.5×10⁹ Hz，λ＝c/f＝3×10⁸/(3.5×10⁹) m≈8.6×10⁻² m，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．C 【详解】电磁波往返的总路程s₀＝c·Δt＝3×10⁸×1.2×10⁻³ m＝3.6×10⁵ m，目标到雷达的距离s＝s₀/2＝1.8×10⁵ m，故C正确，ABD错误。 故选C。 9．B 【详解】A．由c＝λf（c恒定）可知，频率与波长成反比，故A错误。 B．T＝1/f，频率越高周期越短，故B正确。 C．真空中电磁波的速度恒为光速，与频率无关，故C错误。 D．波长越长，频率越低，故D错误。 故选B。 题型四　电磁波谱与波段识别 10．A 【详解】电磁波谱按频率由低到高排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．B 【详解】λ＝c/f＝3×10⁸/(2.45×10⁹) m≈0.12 m，波长大于1×10⁻³ m，属于无线电波中的微波，故B正确，ACD错误。 故选B。 12．D 【详解】A．波长关系应为红外线＞可见光＞紫外线，故A错误。 B．频率：X射线＞可见光，故B错误。 C．真空中所有电磁波的传播速度均为光速，故C错误。 D．频率：X射线＞紫外线＞可见光＞红外线，故D正确。 故选D。 13．B 【详解】A．医疗透视用X射线，不是紫外线，故A错误。 B．遥控器发出红外线遥控电视机，故B正确。 C．杀菌消毒用紫外线，不是X射线，故C错误。 D．荧光验钞用紫外线，不是微波，故D错误。 故选B。 题型五　数据表格与信息处理 14．A 【详解】6×10⁻⁷ m位于4×10⁻⁷～7×10⁻⁷ m之间，属于可见光，故A正确，BCD错误。 故选A。 15．C 【详解】λ＝c/f＝3×10⁸/(1561.098×10⁶) m≈0.192 m＝19.2 cm，故C正确，ABD错误。 故选C。 16．C 【详解】A．X射线波长比紫外线短，频率更高，故A错误。 B．真空中所有电磁波的传播速度均等于光速，故B错误。 C．无线电波波长最长，频率最低，故C正确。 D．γ射线波长比X射线短，故D错误。 故选C。 题型六　技术应用与生活情境 17．B 【详解】电饭锅、电热水壶、白炽灯均利用电流的热效应；遥控器发出红外线（电磁波）遥控电器，故B正确，ACD错误。 故选B。 18．A 【详解】A．声呐利用超声波（机械波）在水中传播测距，雷达利用微波（电磁波）反射测距，故A正确。 B．声呐利用的是超声波（机械波），不是电磁波，故B错误。 C．雷达利用的是微波（电磁波），不是机械波，故C错误。 D．雷达利用电磁波测距，不是声波，故D错误。 故选A。 19．D 【详解】红外测温仪利用红外线的热效应测温，安检仪利用X射线穿透能力强透视行李，验钞机利用紫外线的荧光效应检验钞票，故D正确，ABC错误。 故选D。 20．A 【详解】A．5G手机通信依靠电磁波（微波）传递信息，故A正确。 B．北斗卫星导航依靠电磁波（卫星无线电信号）定位，不是声波，故B错误。 C．Wi-Fi信号是电磁波，能在真空中传播，故C错误。 D．红外遥控器发出的是红外线，不是紫外线，故D错误。 故选A。 题型七　实验探究与说理表达 21． 电磁波 不需要 3×10⁸ 【详解】[1]周期性变化的电场和磁场交替产生、由近及远传播，形成电磁波；[2]电磁波传播不需要介质；[3]电磁波在真空中的传播速度等于光速c＝3×10⁸ m/s。 22．答案要点： 【详解】①电磁波是变化的电场和磁场交替产生、相互激发并向远处传播形成的，电磁场是客观存在的特殊物质，传播不依赖弹性介质；②声波是机械波，依靠介质中质点的振动传递，真空中没有介质，故声波不能在真空中传播。 23． 8.6×10⁻² 2.9×10⁻¹⁰ 无线电波（微波） 【详解】[1]由c＝λf得λ＝c/f＝3×10⁸/(3.5×10⁹) m≈8.6×10⁻² m；[2]T＝1/f＝1/(3.5×10⁹) s≈2.9×10⁻¹⁰ s；[3]该电磁波波长约8.6×10⁻² m（大于1×10⁻³ m），属于无线电波中的微波。 第 1 页 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $