13.4 电磁波的发现及应用 同步习题-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 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十三章 电磁感应与电磁波初步　·　解析版 知识点范围　1．电磁场理论与电磁波的发现　2．电磁波与信息化社会 3．电磁波的波长和频率的关系　4．电磁波的能量 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 14 题　基础过关 8 题　能力提升 6 题　满分 100 分　建议用时 45 分钟 一、基础过关题（50分） 本题组共8小题，共50分。第1至6题每题6分，第7、8题每题7分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第1题判断光与声波的性质；第2题由蓝牙耳机判断电磁波在真空中的传播；第3题核对X射线、紫外线、红外线的作用；第4题判断变化的磁场与电场的关系；第5题区分电磁波与机械波并核对波速、波长、频率关系；第6题判断电磁波由真空进入介质后波长、频率、波速的变化；第7题为多选，核对赫兹的实验与麦克斯韦的论断；第8题由电磁波谱中几种设备的频率判断穿透本领。 1．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 【答案】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。 2．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波长 C．在真空中的传播速度大小为 D．能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内，不是蓝光，故A错误； B．蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大，由公式可知其波长比手机通信的电磁波短，故B错误； CD．电磁波在真空中的传播速度为 ，故C错误，D正确。 故选D。 3．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 【答案】A 【详解】A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视，故A正确； B．紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪，但不带电，不能在磁场中偏转，故B错误； C．麦克斯韦建立了电磁场理论并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C错误； D．红外体温计是依据人体发射红外线来测量体温的，不是体温计发射红外线，故D错误。 故选A。 4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波依赖于介质才能传播 D．光不是电磁波 【答案】A 【详解】A．变化的磁场产生电场，故A正确； B．各种频率的电磁波在真空中的速度相同，大小为，故B错误； C．电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。故C错误； D．光是一种电磁波，故D错误。 故选A。 5．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 【答案】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。 6．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 【答案】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。 7．下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿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 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 【答案】AB 【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，这是正确的，赫兹在1887年通过实验首次证实了电磁波的存在，为电磁学的发展做出了重要贡献，故A正确； B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，这是正确的，麦克斯韦的电磁场理论指出，变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这就是电磁场的基本原理，故B正确； C．牛顿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，这是错误的，分子电流假说是由安培提出的，而不是牛顿，安培认为，物质的磁性是由分子电流产生的，这种分子电流假说对于解释物质的磁性现象具有重要意义，故C错误； D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源，这是错误的。虽然能量守恒定律告诉能量总量是不变的，但是能源的利用效率和可持续性仍然是需要关注的问题，需要节约能源，提高能源利用效率，以应对能源短缺和环境污染等问题，故D错误； 故选AB。 8．麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（1GHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（　　）   A．手机工作时使用的电磁波是纵波 B．机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D．无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．电磁波是横波，所以手机工作时使用的电磁波都是横波，故A错误； B．电磁波可以在空气中传播，也可以在介质中传播，故B错误； C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了电磁波的穿透本领来检查行李，故C正确； D．由题可知，无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率大，波长短，波长越长衍射现象越明显，故D错误。 故选C。 二、能力提升题（50分） 本题组共6小题，共50分。第9、10题每题7分，第11、12题每题8分，第13、14题每题10分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第9题由智能快递车判断激光的传播；第10题分析5G传输更快的原因；第11题为多选，比较5G与4G的波长与波速；第12题由天眼的工作波长估算频率区间；第13题由铯133跃迁频率比较波长与频率的高低；第14题为多选，判断电磁波传播过程中的能量传递。 9．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 【答案】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。 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 【答案】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。 11．5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz，则下列说法正确的是（　　） A．5G信号的波长比4G信号的波长更短 B．5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象 C．在真空中5G信号比4G信号传播的更快 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】AD 【详解】A．5G信号的频率比4G信号的频率更高，则5G信号的波长比4G信号的波长更短，选项A正确； B．5G信号与4G信号频率不同，则相遇时不能发生干涉现象，选项B错误； C．在真空中5G信号与4G信号传播的速度相同，均为3×108m/s，选项C错误； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项D正确。 故选AD。 12．2024年4月12日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（　　） A．天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．天眼只能在白天晴朗的天气工作 C．天眼接收的射电波的频率区间为 D．天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 【答案】C 【详解】A．第一个用实验的方法证实电磁波的科学家是赫兹，麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，故A错误； B．中国天眼接收来自宇宙的射电波信号，射电波是一种波长更长，频率更低的电磁波，可以穿透云层、星云等天体物质，所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行，不受白天黑夜的影响，故B错误； C．根据题意知天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，由 得射电波的频率区间为，故C正确； D．电磁波是横波，电磁波的本质是电场和磁场的交替变化，在空间中以波的形式传播，不需要通过物质介质来传递能量，故D错误。 故选C。 13．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9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，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比光速小 【答案】C 【详解】A．秒在国际单位中是基本单位，故A错误； BC．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，根据 可得其波长约为 = 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； D．电磁波在真空中传播速度等于光速，故D错误。 故选C。 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 【答案】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。 学科网（北京）股份有限公司 $13.4电磁波的发现及应用·习题 高二上学期物理人教版必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步·学生版 知识点范围1.电磁场理论与电磁波的发现2.电磁波与信息化社会 3.电磁波的波长和频率的关系4.电磁波的能量 班级 姓名 学号 得分 全卷共14题基础过关8题能力提升6题满分100分建议用时45分钟 一、基础过关题（50分) 本题组共8小题，共50分。第1至6题每题6分，第7、8题每题7分。各题按题中选项作答，多选题 漏选不得分。第1题判断光与声波的性质：第2题由蓝牙耳机判断电磁波在真空中的传播；第3题核 对X射线、紫外线、红外线的作用；第4题判断变化的磁场与电场的关系：第5题区分电磁波与机械 波并核对波速、波长、频率关系；第6题判断电磁波由真空进入介质后波长、频率、波速的变化；第7 题为多选，核对赫兹的实验与麦克斯韦的论断：第8题由电磁波谱中几种设备的频率判断穿透本领。 1.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 2.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波() 109 100 10 104频率/Hz 无线电被 红外线可 见 频率(24-248)x10i 蓝牙通信 基地台 手机 蓝牙耳机 A.是蓝光 B.波长比手机通信的电磁波长 C.在真空中的传播速度大小为340m/s D.能在真空中传播 3.下列关于电磁波的说法正确的是() A.X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B.紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C.麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D.红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 4.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是() A.变化的磁场产生电场 B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C.电磁波依赖于介质才能传播 D.光不是电磁波 5.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c=入f D.红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 6.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 7.下列说法中正确的是() A.赫滋用实验证实了电磁波的存在 B.按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C.牛顿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 D.根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 8.麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交 替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波己经与我们的生活紧 密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz(1MHz=10Hz) 的电磁波，手机工作时使用频率为800~1900MHz的电磁波，无线WFi使用频率为2.4GHz (1GHz=10Hz)的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和 相关信息，下列说法正确的是( 被长（米） 1g1g1g21011010310310'10310103101010°10”010 无线电被 微被 红外可见光紫外X时线伽马射线) 红紫 AAW 000000来00w00集的 高 A.手机工作时使用的电磁波是纵波 B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线WFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 二、能力提升题（50分) 本题组共6小题，共50分。第9、10题每题7分，第11、12题每题8分，第13、14题每题10分。各 题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第9题由智能快递车判断激光的传播：第10题分析5G传输 更快的原因：第11题为多选，比较5G与4G的波长与波速：第12题由天眼的工作波长估算频率区间： 第13题由铯133跃迁频率比较波长与频率的高低；第14题为多选，判断电磁波传播过程中的能量传 递。 9.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 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 11.5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一 般采用3.3×10~6×10Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109 2.64×10Hz,则下列说法正确的是（) A.5G信号的波长比4G信号的波长更短 B.5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象 C.在真空中5G信号比4G信号传播的更快 D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 12.2024年4月12日消息，“中国天眼'的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的 神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500口径球面射电望远镜，天眼接 收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速c=3.0×108m/s,下列说法正确的是() A.天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B.天眼只能在白天晴朗的天气工作 C.天眼接收的射电波的频率区间为108Hz~109Hz D.天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 13.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9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm, 光速为3×108m/s,则() 激发态 /超精细能级2 基态二 、超精细能级1 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比光速小 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3.0×108m/s 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 13.4 电磁波的发现及应用 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十三章 电磁感应与电磁波初步　·　学生版 知识点范围　1．电磁场理论与电磁波的发现　2．电磁波与信息化社会 3．电磁波的波长和频率的关系　4．电磁波的能量 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 14 题　基础过关 8 题　能力提升 6 题　满分 100 分　建议用时 45 分钟 一、基础过关题（50分） 本题组共8小题，共50分。第1至6题每题6分，第7、8题每题7分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第1题判断光与声波的性质；第2题由蓝牙耳机判断电磁波在真空中的传播；第3题核对X射线、紫外线、红外线的作用；第4题判断变化的磁场与电场的关系；第5题区分电磁波与机械波并核对波速、波长、频率关系；第6题判断电磁波由真空进入介质后波长、频率、波速的变化；第7题为多选，核对赫兹的实验与麦克斯韦的论断；第8题由电磁波谱中几种设备的频率判断穿透本领。 1．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 2．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波长 C．在真空中的传播速度大小为 D．能在真空中传播 3．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B．紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波依赖于介质才能传播 D．光不是电磁波 5．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 6．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 7．下列说法中正确的是（　　） A．赫兹用实验证实了电磁波的存在 B．按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C．牛顿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 D．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 8．麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4GHz（1GHz=109Hz）的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是（　　）   A．手机工作时使用的电磁波是纵波 B．机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D．无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 二、能力提升题（50分） 本题组共6小题，共50分。第9、10题每题7分，第11、12题每题8分，第13、14题每题10分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第9题由智能快递车判断激光的传播；第10题分析5G传输更快的原因；第11题为多选，比较5G与4G的波长与波速；第12题由天眼的工作波长估算频率区间；第13题由铯133跃迁频率比较波长与频率的高低；第14题为多选，判断电磁波传播过程中的能量传递。 9．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 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 11．5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz，则下列说法正确的是（　　） A．5G信号的波长比4G信号的波长更短 B．5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象 C．在真空中5G信号比4G信号传播的更快 D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 12．2024年4月12日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（　　） A．天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B．天眼只能在白天晴朗的天气工作 C．天眼接收的射电波的频率区间为 D．天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 13．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9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，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比光速小 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 学科网（北京）股份有限公司 $13.4电磁波的发现及应用·习题 高二上学期物理人教版必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步·解析版 知识点范围1.电磁场理论与电磁波的发现2.电磁波与信息化社会 3.电磁波的波长和频率的关系4.电磁波的能量 班级 姓名 学号 得分 全卷共14题基础过关8题能力提升6题满分100分建议用时45分钟 一、基础过关题（50分) 本题组共8小题，共50分。第1至6题每题6分，第7、8题每题7分。各题按题中选项作答，多选题 漏选不得分。第1题判断光与声波的性质；第2题由蓝牙耳机判断电磁波在真空中的传播；第3题核 对X射线、紫外线、红外线的作用；第4题判断变化的磁场与电场的关系；第5题区分电磁波与机械 波并核对波速、波长、频率关系；第6题判断电磁波由真空进入介质后波长、频率、波速的变化；第7 题为多选，核对赫兹的实验与麦克斯韦的论断：第8题由电磁波谱中几种设备的频率判断穿透本领。 1.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 【答案】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E=n)是由纽 △t 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。 2.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波() 10 10 10频率/Hz 无线电剂 红外线可 频率(0.8~0.9)×10H 频率(2.42.48)×10H 手机通信 蓝牙通信 手机 蓝牙耳机 基地台 A.是蓝光 B.波长比手机通信的电磁波长 C.在真空中的传播速度大小为340m/s D.能在真空中传播 【答案】D 【详解】A.蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内，不是蓝光，故A错误： B.蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大，由公式c=λf可知其波长比手机通信的电磁波 短，故B错误： CD.电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s,故C错误，D正确。 故选D。 3.下列关于电磁波的说法正确的是() A.X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B.紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C.麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 D.红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的 【答案】A 【详解】A.X射线穿透力较强，可用来进行人体透视，故A正确： B.紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪，但不带电，不能在磁场中偏转，故B错误： C.麦克斯韦建立了电磁场理论并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C错误： D.红外体温计是依据人体发射红外线来测量体温的，不是体温计发射红外线，故D错误。 故选A。 4.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是() A.变化的磁场产生电场 B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C.电磁波依赖于介质才能传播 D.光不是电磁波 【答案】A 【详解】A.变化的磁场产生电场，故A正确： B.各种频率的电磁波在真空中的速度相同，大小为c,故B错误： C.电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。故C错误； D.光是一种电磁波，故D错误。 故选A。 5.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c=f D.红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】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c=λf,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。 6.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 【答案】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。 7.下列说法中正确的是() A.赫兹用实验证实了电磁波的存在 B.按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场 C.牛顿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 D.根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源 【答案】AB 【详解】A.赫兹用实验证实了电磁波的存在，这是正确的，赫兹在1887年通过实验首次证实了电磁 波的存在，为电磁学的发展做出了重要贡献，故A正确： B.按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，这是正确的，麦克斯韦的电磁场理论指 出，变化的电场会产生磁场，变化的磁场也会产生电场，这就是电磁场的基本原理，故B正确： C.牛顿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，这是错误的，分子电流假说是 由安培提出的，而不是牛顿，安培认为，物质的磁性是由分子电流产生的，这种分子电流假说对于解 释物质的磁性现象具有重要意义，故C错误： D.根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故无须节约能源，这是错误的。虽 然能量守恒定律告诉能量总量是不变的，但是能源的利用效率和可持续性仍然是需要关注的问题，需 要节约能源，提高能源利用效率，以应对能源短缺和环境污染等问题，故D错误； 故选AB。 8.麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交 替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹滋用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧 密相关：机场安检门使用频率为7kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23MHz(1MHz10Hz) 的电磁波，手机工作时使用频率为800~1900MHz的电磁波，无线WFi使用频率为2.4GHz (1GHz10Hz)的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和 相关信息，下列说法正确的是( ) 长（米 10101g10110103103101031031010103101010210" 无线电波 红外可见光紫外X射线马射线) 红紫 AAUUW ”级”价价的菜的。珍价的心像价 類率() A.手机工作时使用的电磁波是纵波 B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线WFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 【答案】C 【详解】A.电磁波是横波，所以手机工作时使用的电磁波都是横波，故A错误； B.电磁波可以在空气中传播，也可以在介质中传播，故B错误： C.地铁行李安检时使用的电磁波利用了电磁波的穿透本领来检查行李，故C正确： D.由题可知，无线WFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率大，波长短，波长越长衍射 现象越明显，故D错误。 故选C。 二、能力提升题（50分) 本题组共6小题，共50分。第9、10题每题7分，第11、12题每题8分，第13、14题每题10分。各 题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第9题由智能快递车判断激光的传播：第10题分析5G传输 更快的原因：第11题为多选，比较5G与4G的波长与波速；第12题由天眼的工作波长估算频率区间： 第13题由铯133跃迁频率比较波长与频率的高低；第14题为多选，判断电磁波传播过程中的能量传 递。 9.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 【答案】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。 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用户的占比己超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 【答案】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3×108m/s,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。 11.5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一 般采用3.3×10~6×10Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×10~ 2.64×10Hz,则下列说法正确的是（) A.5G信号的波长比4G信号的波长更短 B.5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象 C.在真空中5G信号比4G信号传播的更快 D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】AD 【详解】A.5G信号的频率比4G信号的频率更高，则5G信号的波长比4G信号的波长更短，选项A 正确； B.5G信号与4G信号频率不同，则相遇时不能发生干涉现象，选项B错误： C.在真空中5G信号与4G信号传播的速度相同，均为3×10/s,选项C错误； D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项D正确。 故选AD。 12.2024年4月12日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的 神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500口径球面射电望远镜，天眼接 收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速c=3.0×108m/s,下列说法正确的是() A.天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B.天眼只能在白天晴朗的天气工作 C.天眼接收的射电波的频率区间为108Hz~109Hz D.天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 【答案】C 【详解】A.第一个用实验的方法证实电磁波的科学家是赫兹，麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，故 A错误： B.中国天眼接收来自宇宙的射电波信号，射电波是一种波长更长，频率更低的电磁波，可以穿透云层、 星云等天体物质，所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行，不受白天黑夜的影响，故B错误： C.根据题意知天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，由 f=元 得射电波的频率区间为108Hz109Hz,故C正确： D.电磁波是横波，电磁波的本质是电场和磁场的交替变化，在空间中以波的形式传播，不需要通过物 质介质来传递能量，故D错误。 故选C。 13.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9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700mm, 光速为3×108m/s,则() 激发态 √超精细能级2 基态口 、超精细能级1 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比光速小 【答案】C 【详解】A.秒在国际单位中是基本单位，故A错误； BC.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9.2×109Hz,根据 Af=c 可得其波长约为 =0.03m 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： D.电磁波在真空中传播速度等于光速，故D错误。 故选C。 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3.0×108m/s 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 【答案】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c=3.0×108/s;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。