第15章 电磁波及其应用（举一反三·单元复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

第15章 电磁波及其应用 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 电磁波的产生】 2 【知识点2 电磁波的传播】 4 【知识点3 电磁波“家族”】 6 【知识点4 电磁波的应用】 8 【知识点5 无线电广播与移动通信】 10 课后作业 12 情景导入 我国古代先民巧妙地以“光”为载体，利用烽燧传递信息。光是一种电磁波，现代通信离不开电磁波。本章我们将学习电磁波的相关知识。 通过本章内容的学习，你将了解电磁波以及描述电磁波的物理量，知道电磁波在真空中的传播速度；感悟电磁波的应用对人类生活和社会发展的重要价值。 【知识点1 电磁波的产生】 1. 电磁波的发现 （1）英国物理学家麦克斯韦经潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在。后来，德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。 2. 探究电磁波是怎样产生的 【进行实验】 我们把一节干电池放在收音机旁，然后用导线的一端连接干电池负极，另一端与干电池正极快速摩擦，注意听收音机发出的声音，并记录有何变化。 【实验现象与分析】 ①用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。 ②导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。 【实验结论】不均匀变化的电流可以产生电磁波。 （1）电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。 （2）电磁波的特点：电磁波从波源向四周传播，它可以给我们传递各种信息。 【例1】在1888年用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度的确等于光速的科学家是（　　） A．焦耳 B．赫兹 C．法拉第 D．奥斯特 【答案】B 【详解】A．焦耳发现焦耳定律，故A不符合题意； B．赫兹在1888年实验验证电磁波存在，并测出电磁波的速度等于光速，故B符合题意； C．法拉第发现电磁感应现象，故C不符合题意； D．奥斯特发现电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-1】关于电磁波的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．红外线、紫外线不属于电磁波 B．电磁波只能在空气中传播 C．图中，收音机既可以接收到电磁波，又可以发射电磁波 D．图中，将一根导线一端与干电池负极相连，另一端与正极时断时续的接触摩擦，能产生电磁波 【答案】D 【详解】A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于电磁波，故A错误； B．电磁波传播不需要介质，故B错误； C．图中，收音机只能接收到电磁波，不能发射电磁波，故C错误； D．将一根导线一端与干电池负极相连，另一端与正极时断时续的接触摩擦，导线中的电流时断时续，会迅速发生变化。迅速变化的电流能激起电磁波，故D正确。 故选D。 【变式1-2】如图所示为探究电磁波产生的实验。打开收音机开关，旋至没有电台的位置，用锉刀、导线、电池组成电路，将导线的一端沿着锉齿滑动，将会从收音机传来“喀、喀”的声音，导线停一会儿，“喀、喀”声也跟着停一会儿。这说明声音是由导线在锉面上滑动时引起电流迅速变化，产生的电磁波被收音机接收而形成的。由实验可得出的结论：迅速变化的电流产生电磁波。 (1)当你打开或者关闭电灯时，你会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这些杂音是由于电路__________时发出的__________被收音机接收而产生的。 (2)在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为_________。从你听到“咔嚓”声到你听到雷鸣声约为3s，那么收音机到打雷处的距离为__________m。（雷声在空气中的传播速度为340m/s） 【答案】(1) 通断 电磁波 (2) 发生闪电时会产生电磁波 1020 【详解】（1）当打开或者关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这是因为在打开或关闭电灯时，电路时通时断，电流大小不断发生变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以会产生与电流变化规律类似的声音。 （2）在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为发生闪电时电流迅速变化，会产生电磁波，收音机收到电磁波，会产生与电流变化规律类似的声音。 [由题意可知，从听到“咔嚓”声到听到雷鸣声约为3 s，则收音机到打雷处的距离为 【知识点2 电磁波的传播】 1. 波长、频率、波速 （1）波长：在一列波的传播中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。相邻两个波峰（或波谷）之间的距离称为波长，用λ表示。单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。 （2）波速：电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速。可以用来描述电磁波传播的快慢。单位：米/秒（m/s） 电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这就是光速，常用字母c表示，光也是电磁波。 （3）频率：把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率。用字母f表示。　 常用单位：赫兹（Hz）、千赫（kHz）、 兆赫（MHz）、吉赫（GHz）。 1kHz=103Hz 1MHz=106 Hz 1GHz=109 Hz （4）波速、波长与频率的关系 波速=波长×频率，即v= λf。不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，频率越高波长越短。 2. 探究电磁波的传播 如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁，同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。 结论：电磁波的传播不需要介质，电磁波能在真空中传播（选填“能”或“不能）。 【例2】关于电磁波与信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．电磁波的传播与声波相同都需要介质 C．在真空中，5G通讯信号的电磁波比4G通讯信号的电磁波传播得快 D．电磁波不仅能传递声音信号和文字信号，还能传递图像信号 【答案】D 【详解】A．电磁波可以传递信息和能量，故A错误； B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质，故B错误； C．在真空中，5G通讯信号的电磁波与4G通讯信号的电磁波传播一样快，故C错误； D．电磁波在现代通信中，能够实现声音、文字和图像信号的远距离传输，故D正确。 故选D。 【变式2-1】如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 【答案】B 【详解】ABCD．由题图可以看出，两个波峰间的距离甲短于乙，所以甲的波长比乙短，电磁波在真空中的传播速度是一定的，由公式可知，波长短的甲频率高，且由图可知，甲电磁波的频率是乙的2倍，故B正确，A、C、D错误。故选B。 【变式2-2】图甲是一台调频收音机，图乙是放大后的面板，调节指针（图中白色块）的位置可接收到不同频率的电台。现将指针（图中白色块）向右调节后，下列说法正确的是（     ） A．收音机发出声音的频率变大 B．所接收的电磁波频率变小 C．所接收的电磁波波速变大 D．所接收的电磁波波长变短 【答案】D 【详解】B．由图乙可知，调频刻度从左到右，频率数值逐渐增大，指针向右调节后，收音机接收的电磁波频率变大，故B错误； A．收音机发出的声音是将接收到的电磁波转换得到的声信号，声音的频率和接收的电磁波频率不是同一概念，调节选台不会改变收音机发出声音的频率，故A错误； C．电磁波在同种介质中传播速度是定值，约等于光速，保持不变，故C错误； D．根据公式c=λf，波速c不变，接收的电磁波频率f变大，因此波长会变短，故D正确。 故选D。 【知识点3 电磁波“家族”】 电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。各种光和射线都是波长不同的电磁波。 【例3】下图所示的是电磁波“家族”，真空中各种电磁波的传播速度相同。下列判断正确的是（　　） A．真空中红外线比γ射线传播速度快 B．无线电波比X射线的波长长 C．红外线比紫外线的频率高 D．电磁波的频率越高，波长越长 【答案】B 【详解】A．红外线和γ射线属于电磁波，真空中各种电磁波的传播速度相同，故A错误； B．无线电波的频率小于X射线的频率，真空中各种电磁波的传播速度相同，根据c=λf可知无线电波比X射线的波长长，故B正确； C．由图可知，红外线比紫外线的频率低，故C错误； D．真空中各种电磁波的传播速度相同，根据c=λf可知电磁波的频率越高，波长越短，故D错误。 故选B。 【变式3-1】如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（　　） A．红外线的波长比紫外线的短 B．紫外线的频率比无线电波的高 C．无线电波在真空中传播速度比X射线快 D．电磁波不能在真空中传播 【答案】B 【详解】A．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故A错误； B．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故B正确； C．无线电波和X射线都是电磁波，在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故C错误； D．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故D错误。 故选B。 【变式3-2】CT根据所采用的射线不同可分为X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT） 两种，其应用到的X 射线或γ射线都是电磁波，如图为电磁波家族。 ①X射线在真空中传播的速度为cx，γ射线在真空中传播的速度为cγ，则 cx_______ cγ（选填“>”“＜”“=”“＜”）。 ②电台发射的某种电磁波波长为3m，其频率是_______ Hz。 【答案】 = 【详解】X射线与γ射线均为电磁波，在真空中的传播速度都等于光速。 电台发射的某种电磁波波长为3m，根据c=λf 其频率是 【知识点4 电磁波的应用】 所有的电磁波都可以传递能量。 1. 微波：微波是电磁波，利用微波可以加热食物，是电磁波传递能量的应用。 2. γ射线：γ射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术”。 3. 遥感：遥感是一种远距离非接触式获取目标特征信息的技术。人造地球卫星、飞机等装配的遥感设备能够捕获来自地面物体的电磁波，通过对这些电磁波信息进行分析，可以获知地面物体的形状、温度等信息。遥感技术在环境监测、资源普查、农业生产预测、防灾减灾、国家安全等领域有着广泛的应用。 4. 温室效应：地球表面吸收阳光的能量后，会向外辐射波长较长的电磁波，大气中的二氧化碳等温室气体则能阻碍这种电磁波继续向外层空间辐射，进而造成温室效应。 【例4】近年来，低空经济发展迅速。如图所示，工作人员正在田间地头操控无人机进行喷洒农药，他向无人机发送指令通过的是（   ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．紫外线 【答案】C 【详解】AB．超声波和次声波都是声波，声波的传播需要介质，在空气中传播速度较慢，且方向性不强，容易受环境影响，不适用于远距离、快速响应的无人机遥控。故AB不符合题意； C．无人机是通过遥控器进行远程操控的，遥控器发出的指令是利用电磁波传递给无人机的。电磁波的传播不需要介质，传播速度快（等于光速），能够实现远距离、实时的控制。故C符合题意； D．紫外线是电磁波的一种，但它沿直线传播，穿透能力差，容易被障碍物阻挡，不适用于对空中自由移动的无人机进行控制。故D错误。 故选C。 【变式4-1】2026年 6月，我国新一代载人飞船发射成功。飞船与地面通讯依靠的是（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 【答案】C 【详解】A． 超声波属于声波，声波的传播需要介质，真空不能传声，而太空中是真空，因此不能利用超声波与地面进行通讯，故A不符合题意； B．次声波属于声波，声波的传播需要介质，不能在真空中传播，因此不能利用次声波与地面进行通讯，故B不符合题意； C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，且在真空中的传播速度约为 ，飞船与地面通讯主要是依靠电磁波传递信息，故C符合题意； D． 红外线虽然属于电磁波，但其波长较短，在大气层中传播时易受天气影响且衰减较快，不适用于飞船与地面的远距离无线通讯，故D不符合题意。 故选C。 【变式4-2】汽车上的车载北斗导航仪，是通过导航仪与导航卫星互相传递信息来确定汽车准确位置的，并显示在电子地图上，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．导航仪上的移动电话通过电流传递信息 B．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢 C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播 D．导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息 【答案】D 【详解】A．导航仪、移动电话都是通过电磁波传递信息，故A错误； B．光本身属于电磁波，所有电磁波的传播速度和光速相同，故B错误； C．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误； D．导航卫星在太空真空中工作，电磁波可以在真空中传播，因此导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息，故D正确。 故选D。 【知识点5 无线电广播与移动通信】 1. 电磁波传递信息的应用 长波可用于潜艇通信，中短波可用于无线电广播，微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 2. 无线电广播 话筒首先将声音转化为随声波变化的电信号，叫做音频信号。再将音频信号加载到高频电流上，并通过天线以电磁波的形式发射到空中。收音机将接收到的高频电磁波还原成音频信号，最后再放大并通过扬声器播放出来，我们就听到了电台的广播。 2. 移动通信 移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机A、B要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信。 3. 导航卫星利用电磁波对地面设备定位 我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。 4. 人类利用电磁波对太空探索 “神舟”载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息，“嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体 辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。 【例5】手机是一种集成度很高的可接收和发射无线电波的高精度微型电器。手机的通信方式如下列图片所示。当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为__________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为__________天线使用。（均选填“发射”或“接收”） 【答案】 发射 接收 【详解】当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为发射天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为接收天线使用。 【变式5-1】无线电广播信号的发射由广播电台完成，话筒把播音员的声音信号转换为电信号，然后用调制器把音频电信号加载到_________上，再通过_________产生电磁波并发射到空中。 【答案】 高频电流 天线 【详解】话筒把播音员的声音信号转化为电信号，但音频信号频率较低，不利于远距离传输，所以要用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波并发射到空中。 【变式5-2】下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 【答案】B 【详解】A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波，这是其实现通信的基础，故A正确，不符合题意； B．移动电话的发射功率较小，天线灵敏度也不高，需要通过基站转接来扩大通信范围，故B错误，符合题意； C．移动电话与其他用户通话需基站转接，这是移动电话通信的工作方式，故C正确，不符合题意； D．移动电话通过电磁波与电话网络联系，实现信息传输，故D正确，不符合题意。 故选B。 1．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 【答案】A 【详解】A．麦克斯韦建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家，故A符合题意； B．牛顿有三大定律、万有引力定律等等科学成就，但没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故B不符合题意； C．赫兹用实验证实电磁波存在，故C不符合题意； D．伽利略开创了实验和逻辑相结合的科学研究方法，以及最早利用望远镜观察天体的人，没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故D不符合题意。 故选A。 2. 下列关于电磁波的说法正确的是（     ） A．电磁波和声波一样不能在真空中传播 B．“北斗”导航系统利用电磁波传递信息 C．中央电视台发射的电磁波比成都电视台发射的电磁波在空气中传播的快 D．频率高的电磁波在空气中传播的速度比频率低的电磁波更快 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，而声音的传播需要介质，不能在真空中传播，故A错误； B．“北斗”导航系统是利用电磁波来传递信息的，故B正确； CD．各种电磁波在空气中的传播速度都是相同的，都约为，与发射台以及电磁波的频率无关，故CD错误。 故选B。 3．2026年我国北斗卫星导航系统将实施在轨升级，其信号传输依靠电磁波。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波能在真空中传播 B．电磁波的频率越高，传播速度越快 C．北斗导航主要利用电磁波传递能量 D．倒车雷达主要利用电磁波传递信息 【答案】A 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。故A正确； B．在同种介质中（如真空），电磁波的传播速度是恒定的（约等于光速3×108m/s），与频率无关。故B错误； C．北斗导航主要利用电磁波传递信息（定位、导航信号），而非传递能量，故C错误； D．倒车雷达主要利用超声波传递信息，而非电磁波，故D错误。 故选A。 4．2026年1月19日，神舟二十号在东风着陆场成功着陆。着陆过程中神舟二十号与地面指挥中心通过电磁波传输信息，下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度约为 B．广播电视的无线电信号不属于电磁波 C．电磁波的波长和频率是不会改变的 D．电磁波与超声波传播都需要介质 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，约为，故A正确； B．广播电视的无线电信号属于电磁波的一种，故B错误； C．电磁波的波长和频率f满足，不同频率的电磁波波长不同，且同一电磁波在不同介质中波速改变时，波长也会改变，所以说波长和频率不是固定不变的，故C错误； D．电磁波传播不需要介质，超声波是声波，传播需要介质，故D错误。 故选A。 5．图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（　　） A．通过的电流比的电流小 B．波长为540nm的光比红光的频率高 C．的功率比的功率小 D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快 【答案】B 【详解】AC．两电阻串联，根据串联电路电流处处相等可知，通过R1的电流等于R2的电流。由题意知，R1的电阻大于R2的电阻，根据可知，R1的功率比R2的功率大，故AC错误； B．根据图表可知，波长为540nm的光比红光的波长短，根据，速度一定时，波长与频率成反比，可得波长为540nm的光比红光的频率高，故B正确； D．光的传播速度只与介质有关，与频率无关，波长为540nm的光在真空中传播速度与红光相同，故D错误。 故选B。 6. 下表给出了部分电磁波在真空中的波长范围。根据表格判断，下列说法正确的是（    ） 电磁波类别 波长范围 无线电波 > 1mm 红外线 0.76μm ~ 1mm 可见光 0.38μm ~ 0.76μm 紫外线 10nm ~ 0.38μm A．红外线的波长比紫外线的波长更长 B．可见光属于电磁波，但无线电波不属于电磁波 C．在真空中，紫外线的传播速度比无线电波快 D．医院B超使用的超声波属于表中某一波段 【答案】A 【详解】A．由表可知，红外线的波长为0.76μm ~ 1mm，紫外线的波长为10nm ~ 0.38μm，所以红外线的波长比紫外线的波长更长，故A正确； B．可见光和无线电波均属于电磁波，故B错误； C．在真空中，紫外线和无线电波的传播速度相同，故C错误； D．医院B超使用的超声波属于声波，不是电磁波，不可能属于电磁波的任何波段，故D错误。 故选A。 7．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 【答案】C 【详解】A．当导线与电池时断时续接触时，电路中的电流会迅速变化（时有时无），根据电磁波的产生原理，迅速变化的电流能够产生电磁波，故A正确，不符合题意； B．收音机传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号并将其转化为声音，这表明收音机可以接收电磁波信号，故B正确，不符合题意。 C．电磁波的产生条件是电流的迅速变化，而电路中有恒定的电流是无法产生电磁波的，故C错误，符合题意； D．该实验用导线直接连接电池的正、负极，属于电源短路，短路时电路中电流过大，容易损坏电池，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．我国独立自主建造的北斗卫星导航系统，可提供全天候的即时定位服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波不能在玻璃中传播 B．所有电磁波的波长相等 C．在真空中，无线电波的传播速度小于光的传播速度 D．电磁波的波长越长，其频率越小 【答案】D 【详解】A．可见光实质是电磁波，它能在玻璃中传播，因此电磁波能在玻璃中传播，故A错误； B．所有电磁波的波速是一定的，波长λ与频率f成反比，因此各种电磁波的波长是不相等的，故B错误； C．无线电波和光分别是电磁波的其中一类，而所有电磁波的波速是一定的，在真空中，它们的传播速度相等，故C错误； D．根据可知，电磁波的速度一定，则电磁波的波长越长，其频率越小，故D正确。 故选D。 9．春晚可以通过等多个频道同时并机直播。观众在家中选择不同频道时，实际上是在改变（　　） A．电视机接收的电磁波的频率 B．电视台发射的电磁波的波速 C．电视机接收的电磁波的波速 D．电视台发射的电磁波的频率 【答案】A 【详解】使用电视机选择不同的频道，实际上是选择不同的频率范围，也就是改变了电视机接收的电磁波的频率，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 10．北斗卫星导航系统可向全球提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波的频率越高，速度就越快 B．所有电磁波的波长是相等的 C．技术和技术使用的电磁波在真空中传播的速度相同 D．声音和电磁波都能传递信息，且都能在真空中传播 【答案】C 【详解】AC．所有电磁波的波速是一定的，在真空中，它们的传播速度相等，故A错误，C正确； B．所有电磁波的波速是一定的，根据，波长与频率成反比，因此各种电磁波的波长是不相等的，故B错误； D．电磁波能在真空中传播，但是声音的传播需要介质，真空不能传声，故D错误。 故选C。 11．如图甲所示，把一部手机放在真空罩中，给这部手机打电话，随着抽气的进行，外部听到的铃声越来越小，手机屏幕始终亮起并显示来电界面，测得此过程中声音的部分波形图如图乙所示，则下列说法正确的是（     ） A．铃声越来越小，说明手机每秒钟振动的次数越来越少 B．随着抽气的进行，外部听到铃声的响度变小 C．该实验说明声音可以在真空中传播，它在真空中传播的速度约 D．手机始终能收到来电信号，说明电磁波的传播需要介质 【答案】B 【详解】A.铃声越来越小，说明声音的响度变小。从图乙的波形图可以看出，振动的频率（每秒振动次数）没有变化，只是振幅变小了，故A错误； B.随着抽气的进行，罩内空气越来越稀薄，声音传播的介质减少，外部听到铃声的响度变小，这与波形图中振幅逐渐减小的情况一致，故B正确； C.实验中铃声越来越小，最终消失，说明声音不能在真空中传播。而是电磁波（光）在真空中的传播速度，不是声音的传播速度，故C错误； D.手机始终能收到来电信号，说明电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故D错误。 故选B。 12. 目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　） A．频率比可见光小 B．属于红外线 C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小 【答案】A 【详解】A．由图可知，可见光的频率大于1014Hz，所以WiFi信号的频率小于可见光的频率，故A符合题意； B．由图可知，WiFi信号属于无线电波，不属于红外线，故B不符合题意； C．由图可知，WiFi信号的频率小于可见光的频率，波速一定时，由可知，WiFi信号的波长大于可见光，故C不符合题意； D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的，故D不符合题意。 故选A。 13. 学校考试期间在考场大楼安装了信号屏蔽器，学校使用的屏蔽器的作用频率有1MHz、2MHz、8MHz三种，其中波长最长的是频率为_______的电磁波，它们在真空中的传播速度均为_____m/s。 【答案】 1MHz 【详解】根据公式可知，电磁波在真空中的传播速度一定，为，因此电磁波的波长与频率成反比，即频率越低，波长越长，频率越高，波长越短。由题意可知，1MHz、2MHz、8MHz三种频率中，1MHz的频率最低，故其波长最长。 14. 电磁波的家族成员很多，如无线电波、红外线、______、紫外线等，它们在真空中的传播速度都等于______。 【答案】 可见光 【详解】[1]电磁波家族按波长由长到短的顺序包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。 [2]所有电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的传播速度，其数值为。 15. 科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部，可明显刺激人体线粒体，降低血糖水平。该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为______ nm，合________ m。 【答案】 670 【详解】波长指的是振动一个完整周期时，在传播方向上移动的距离。在图像上，波长为OB的长度，即： 16. 我国自主研发的米波雷达能够有效探测隐形飞机，它使用的波信号的工作频率范围为3×107Hz~3×108Hz，该信号是_______（电磁波/超声波/次声波），在空气中的传播速度约为_______km/s。某型号雷达使用频率为 2×108Hz的波信号，其周期为_______s，若雷达发出信号后经 8×10-5s接收到敌机反射信号，此时敌机距离雷达_______km。 【答案】 电磁波 3×105 5×10-9 12 【详解】[1]超声波、次声波属于声波，传播需要介质；雷达信号可在真空环境中传播，属于电磁波。 [2]电磁波在空气中的传播速度近似等于光速，即 ，换算为km/s单位是 。 [3]根据周期与频率的关系公式，可得周期 [4]雷达接收到的反射信号是电磁波往返的时间，因此敌机到雷达的单程传播时间为 则可得敌机距离雷达的距离 17. 电磁波是一个“大家族”，图是它们的“家族谱”及其主要应用。 （1）手骨折部位要照X射线，X射线的波长比无线电波的波长_______（选填“长”或“短”）。 （2）红外线与紫外线的频率分别用、表示，则_______；它们在真空中的传播速度的大小关系为_______。（均选填“>”“<”或“=”） 【答案】(1)短 (2) < = 【详解】（1）由图甲可知，X射线的频率高于无线电波的频率，由公式可知，电磁波的频率越高，波长越短，故X射线的波长短； （2）由图甲可知，由公式可知，红外线的频率小于紫外线的频率，故；红外线与紫外线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故。 18. 下图所示的是一台收音机的面板。当向右调指针（图中黑块）时，收音机所接收的电磁波的波速__________，波长__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 不变 变小 【详解】电磁波的波速是一定的，由题图可知，向右调指针时，收音机所接收的电磁波的频率变大，据可知，在电磁波的波速一定时，其波长会变小。 19. 随着数字时代的到来，4G与5G相继出现，现在我们已经能很方便地使用4G或5G手机进行无线网络登录。下表所示的是某4G手机的主要参数： 手机类型 主屏参数 电池规格 工作频率 通话时电流 4G智能拍照手机 5.5英寸像素 3.7V 3340毫安时锂电池 1884MHz 200mA （1）该手机信号的波长是多少？（结果精确至0.01m） （2）通话5min，手机消耗的电能是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）手机信号的波速 ，频率 ， 由公式 ，得波长： （2）电压 ，电流 ，时间 。 电能公式 ，代入数据： 20．心脏起搏器、呼吸机、监护仪等生命支持设备对电磁波比较敏感，这些仪器外壳常采用电磁波屏蔽材料制作。常见的电磁波屏蔽材料有三类：高导电材料，如铜、铝等；高磁导率材料，如铁氧体、镍锌铁氧体等；复合与功能性材料，如石墨烯、防辐射涂料等。为了探究这三类材料对手机信号的屏蔽效果，小明进行了如下的实验： 实验思路：选择厚度相同、材料不同的电磁波屏蔽材料，制成电磁波屏蔽容器，容器内放入相同的电磁波发射源，在容器外相同的地方检测泄漏的电磁波数值，从而比较材料对电磁波的屏蔽效果。 实验过程：将厚度相同的铝箔、超薄铁氧体复合箔、柔性石墨烯箔分别张贴在三个相同的鞋盒的内侧面，在鞋盒1m处放上电磁波泄漏检测仪，用手机与1km处的实验人员保持通话，将通话状态的手机放入鞋盒内，观察并记录电磁波泄漏检测仪的示数（如图所示）。记录数据如下表。 序号 材料 厚度/mm 辐射源辐射值/ 检测仪示数/ 1 铝箔 0.5 3 0.01 2 超薄铁氧体复合箔 0.5 3 0.04 3 柔性石墨烯箔 0.5 3 0.02 实验结论： （1）本实验采用的研究方法是______。 （2）分析表格中的数据可以得出结论：当其他情况都相同时，______对手机信号屏蔽能力更好。 应用拓展：为了使实验结论更具有普遍性，小明在上述实验的基础上，增加了涤纶和棉布两种材料进行实验，补充记录数据如下表。 序号 材料 厚度/mm 辐射源辐射值/ 检测仪示数/ 4 涤纶 0.5 3 2.99 5 棉布 0.5 3 3.00 （3）医院放射科的医生常常穿一种防辐射服，下列材料中最适合做防辐射服的是______。 A．涤纶纤维面料 B．纯棉纤维面料 C．纯棉纤维面料内衬钢板 D．不锈钢金属纤维和涤纶纤维混纺面料 （4）电磁波屏蔽材料的屏蔽能力还可能与什么因素有关？请你写出一个可探究的问题：_____。 【答案】（1）控制变量法 （2）铝箔 （3）D （4）电磁波屏蔽材料的屏蔽能力是否与材料的厚度有关 【详解】（1）实验中控制材料厚度、辐射源、检测位置等条件不变，只改变屏蔽材料的种类来探究屏蔽效果，采用的研究方法是控制变量法。 （2）泄漏检测仪示数越小，说明透出的电磁波越少，材料屏蔽能力越强。表格中铝箔对应的检测仪示数最小，因此铝箔的屏蔽能力更好。 （3）由拓展数据可知，涤纶、棉布几乎没有屏蔽电磁波的能力，故AB不符合题意；钢板硬度大、重量大，无法制成可穿着的防辐射服，故C不符合题意；不锈钢是良好的导电屏蔽材料，和涤纶混纺后既满足屏蔽要求，又能做成舒适的衣物，故D符合题意。故选D。 （4）除材料种类外，材料厚度、电磁波频率、材料面积等都可能影响屏蔽效果，写出一个合理的可探究问题即可。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15章 电磁波及其应用 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 电磁波的产生】 2 【知识点2 电磁波的传播】 4 【知识点3 电磁波“家族”】 5 【知识点4 电磁波的应用】 6 【知识点5 无线电广播与移动通信】 7 课后作业 9 我国古代先民巧妙地以“光”为载体，利用烽燧传递信息。光是一种电磁波，现代通信离不开电磁波。本章我们将学习电磁波的相关知识。 通过本章内容的学习，你将了解电磁波以及描述电磁波的物理量，知道电磁波在真空中的传播速度；感悟电磁波的应用对人类生活和社会发展的重要价值。 【知识点1 电磁波的产生】 1. 电磁波的发现 （1）英国物理学家 经潜心研究，用巧妙的数学语言总结了前人的发现，建立了完整的电磁理论并预言了电磁波的 。后来，德国物理学家赫兹通过实验发现了 ，证实了麦克斯韦的预言。 2. 探究电磁波是怎样产生的 【进行实验】 我们把一节干电池放在收音机旁，然后用导线的一端连接干电池负极，另一端与干电池正极快速摩擦，注意听收音机发出的声音，并记录有何变化。 【实验现象与分析】 ①用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。 ②导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流 电磁波。 【实验结论】不均匀 的电流可以产生电磁波。 （1）电磁波的产生：导线中 会在空间激起（产生）电磁波。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出 。 （2）电磁波的特点：电磁波从波源向四周传播，它可以给我们传递各种信息。 【例1】在1888年用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度的确等于光速的科学家是（　　） A．焦耳 B．赫兹 C．法拉第 D．奥斯特 【变式1-1】关于电磁波的相关知识，下列说法正确的是（　　） A．红外线、紫外线不属于电磁波 B．电磁波只能在空气中传播 C．图中，收音机既可以接收到电磁波，又可以发射电磁波 D．图中，将一根导线一端与干电池负极相连，另一端与正极时断时续的接触摩擦，能产生电磁波 【变式1-2】如图所示为探究电磁波产生的实验。打开收音机开关，旋至没有电台的位置，用锉刀、导线、电池组成电路，将导线的一端沿着锉齿滑动，将会从收音机传来“喀、喀”的声音，导线停一会儿，“喀、喀”声也跟着停一会儿。这说明声音是由导线在锉面上滑动时引起电流迅速变化，产生的电磁波被收音机接收而形成的。由实验可得出的结论：迅速变化的电流产生电磁波。 (1)当你打开或者关闭电灯时，你会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这些杂音是由于电路__________时发出的__________被收音机接收而产生的。 (2)在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为_________。从你听到“咔嚓”声到你听到雷鸣声约为3s，那么收音机到打雷处的距离为__________m。（雷声在空气中的传播速度为340m/s） 【知识点2 电磁波的传播】 1. 波长、频率、波速 （1）波长：在一列波的传播中，凸起的最高处叫做 ；凹下的最低处叫做 。相邻两个波峰（或波谷）之间的距离称为 ，用λ表示。单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。 （2）波速：电磁波也会从波源向外传播，波传播的距离与所用时间的比称为波速。可以用来描述电磁波传播的快慢。单位： （m/s） 电磁波在真空中的传播速度为 m/s，这就是光速，常用字母c表示，光也是电磁波。 （3）频率：把一定时间内波向前传播的个数与所用时间的比叫做频率。用字母f表示。　 常用单位： （Hz）、千赫（kHz）、 兆赫（MHz）、吉赫（GHz）。 1kHz=103Hz 1MHz=106 Hz 1GHz=109 Hz （4）波速、波长与频率的关系 波速= ，即v= λf。不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，频率越高波长越短。 2. 探究电磁波的传播 如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁，同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。 结论：电磁波的传播不需要 ，电磁波 在真空中传播（选填“能”或“不能）。 【例2】关于电磁波与信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．电磁波的传播与声波相同都需要介质 C．在真空中，5G通讯信号的电磁波比4G通讯信号的电磁波传播得快 D．电磁波不仅能传递声音信号和文字信号，还能传递图像信号 【变式2-1】如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　） A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍 C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低 【变式2-2】图甲是一台调频收音机，图乙是放大后的面板，调节指针（图中白色块）的位置可接收到不同频率的电台。现将指针（图中白色块）向右调节后，下列说法正确的是（     ） A．收音机发出声音的频率变大 B．所接收的电磁波频率变小 C．所接收的电磁波波速变大 D．所接收的电磁波波长变短 【知识点3 电磁波“家族”】 电磁波家族有无线电波、 、可见光、 、 、γ射线等。电磁波的“家族”非常庞大，频率范围很广。各种光和射线都是波长不同的 。 【例3】下图所示的是电磁波“家族”，真空中各种电磁波的传播速度相同。下列判断正确的是（　　） A．真空中红外线比γ射线传播速度快 B．无线电波比X射线的波长长 C．红外线比紫外线的频率高 D．电磁波的频率越高，波长越长 【变式3-1】如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（　　） A．红外线的波长比紫外线的短 B．紫外线的频率比无线电波的高 C．无线电波在真空中传播速度比X射线快 D．电磁波不能在真空中传播 【变式3-2】CT根据所采用的射线不同可分为X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT） 两种，其应用到的X 射线或γ射线都是电磁波，如图为电磁波家族。 ①X射线在真空中传播的速度为cx，γ射线在真空中传播的速度为cγ，则 cx_______ cγ（选填“>”“＜”“=”“＜”）。 ②电台发射的某种电磁波波长为3m，其频率是_______ Hz。 【知识点4 电磁波的应用】 所有的电磁波都可以传递能量。 1. 微波：微波是电磁波，利用微波可以加热食物，是电磁波传递能量的应用。 2. γ射线：γ射线是一种能量很高的高频电磁波，可以利用它进行立体定向无创“手术”。 3. 遥感：遥感是一种远距离非接触式获取目标特征信息的技术。人造地球卫星、飞机等装配的遥感设备能够捕获来自地面物体的电磁波，通过对这些电磁波信息进行分析，可以获知地面物体的形状、温度等信息。遥感技术在环境监测、资源普查、农业生产预测、防灾减灾、国家安全等领域有着广泛的应用。 4. 温室效应：地球表面吸收阳光的能量后，会向外辐射波长较长的电磁波，大气中的二氧化碳等温室气体则能阻碍这种电磁波继续向外层空间辐射，进而造成温室效应。 【例4】近年来，低空经济发展迅速。如图所示，工作人员正在田间地头操控无人机进行喷洒农药，他向无人机发送指令通过的是（   ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．紫外线 【变式4-1】2026年 6月，我国新一代载人飞船发射成功。飞船与地面通讯依靠的是（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 【变式4-2】汽车上的车载北斗导航仪，是通过导航仪与导航卫星互相传递信息来确定汽车准确位置的，并显示在电子地图上，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．导航仪上的移动电话通过电流传递信息 B．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢 C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播 D．导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息 【知识点5 无线电广播与移动通信】 1. 电磁波传递信息的应用 长波可用于潜艇通信，中短波可用于无线电广播，微波可用于电视信号传输、移动通信、卫星导航、雷达侦测等。 2. 无线电广播 话筒首先将声音转化为随声波变化的电信号，叫做音频信号。再将音频信号加载到高频电流上，并通过天线以电磁波的形式发射到空中。收音机将接收到的高频电磁波还原成音频信号，最后再放大并通过扬声器播放出来，我们就听到了电台的广播。 2. 移动通信 移动通信常用到的手机功率比较小，发射的电磁波传输距离不够远，容易被建筑物遮挡，所以，两部手机A、B要通过包含基站在内的移动通信设备和线路才能进行通信。 3. 导航卫星利用电磁波对地面设备定位 我国自主研制的北斗卫星导航系统抗遮挡能力强，服务精度高，还能提供通信业务。 4. 人类利用电磁波对太空探索 “神舟”载人飞船通过电磁波向地面接收站发回信息，“嫦娥”探测器通过电磁波把月球表面的图像传回地球，“中国天眼”射电望远镜通过接收星体 辐射的微弱电磁波探测宇宙中极其遥远的天体。 【例5】手机是一种集成度很高的可接收和发射无线电波的高精度微型电器。手机的通信方式如下列图片所示。当使用手机通话，人对着话筒讲话时，手机天线作为__________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为__________天线使用。（均选填“发射”或“接收”） 【变式5-1】无线电广播信号的发射由广播电台完成，话筒把播音员的声音信号转换为电信号，然后用调制器把音频电信号加载到_________上，再通过_________产生电磁波并发射到空中。 【变式5-2】下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 1．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 2. 下列关于电磁波的说法正确的是（     ） A．电磁波和声波一样不能在真空中传播 B．“北斗”导航系统利用电磁波传递信息 C．中央电视台发射的电磁波比成都电视台发射的电磁波在空气中传播的快 D．频率高的电磁波在空气中传播的速度比频率低的电磁波更快 3．2026年我国北斗卫星导航系统将实施在轨升级，其信号传输依靠电磁波。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波能在真空中传播 B．电磁波的频率越高，传播速度越快 C．北斗导航主要利用电磁波传递能量 D．倒车雷达主要利用电磁波传递信息 4．2026年1月19日，神舟二十号在东风着陆场成功着陆。着陆过程中神舟二十号与地面指挥中心通过电磁波传输信息，下列关于电磁波说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度约为 B．广播电视的无线电信号不属于电磁波 C．电磁波的波长和频率是不会改变的 D．电磁波与超声波传播都需要介质 5．图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（　　） A．通过R1的电流比R2的电流小 B．波长为540nm的光比红光的频率高 C．R1的功率比R2的功率小 D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快 6. 下表给出了部分电磁波在真空中的波长范围。根据表格判断，下列说法正确的是（    ） 电磁波类别 波长范围 无线电波 > 1mm 红外线 0.76μm ~ 1mm 可见光 0.38μm ~ 0.76μm 紫外线 10nm ~ 0.38μm A．红外线的波长比紫外线的波长更长 B．可见光属于电磁波，但无线电波不属于电磁波 C．在真空中，紫外线的传播速度比无线电波快 D．医院B超使用的超声波属于表中某一波段 7．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 8．我国独立自主建造的北斗卫星导航系统，可提供全天候的即时定位服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波不能在玻璃中传播 B．所有电磁波的波长相等 C．在真空中，无线电波的传播速度小于光的传播速度 D．电磁波的波长越长，其频率越小 9．春晚可以通过等多个频道同时并机直播。观众在家中选择不同频道时，实际上是在改变（　　） A．电视机接收的电磁波的频率 B．电视台发射的电磁波的波速 C．电视机接收的电磁波的波速 D．电视台发射的电磁波的频率 10．北斗卫星导航系统可向全球提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法，正确的是（　　） A．电磁波的频率越高，速度就越快 B．所有电磁波的波长是相等的 C．技术和技术使用的电磁波在真空中传播的速度相同 D．声音和电磁波都能传递信息，且都能在真空中传播 11．如图甲所示，把一部手机放在真空罩中，给这部手机打电话，随着抽气的进行，外部听到的铃声越来越小，手机屏幕始终亮起并显示来电界面，测得此过程中声音的部分波形图如图乙所示，则下列说法正确的是（     ） A．铃声越来越小，说明手机每秒钟振动的次数越来越少 B．随着抽气的进行，外部听到铃声的响度变小 C．该实验说明声音可以在真空中传播，它在真空中传播的速度约 D．手机始终能收到来电信号，说明电磁波的传播需要介质 12. 目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　） A．频率比可见光小 B．属于红外线 C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小 13. 学校考试期间在考场大楼安装了信号屏蔽器，学校使用的屏蔽器的作用频率有1MHz、2MHz、8MHz三种，其中波长最长的是频率为_______的电磁波，它们在真空中的传播速度均为_____m/s。 14. 电磁波的家族成员很多，如无线电波、红外线、______、紫外线等，它们在真空中的传播速度都等于______。 15. 科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部，可明显刺激人体线粒体，降低血糖水平。该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为______ nm，合________ m。 16. 我国自主研发的米波雷达能够有效探测隐形飞机，它使用的波信号的工作频率范围为3×107Hz~3×108Hz，该信号是_______（电磁波/超声波/次声波），在空气中的传播速度约为_______km/s。某型号雷达使用频率为 2×108Hz的波信号，其周期为_______s，若雷达发出信号后经 8×10-5s接收到敌机反射信号，此时敌机距离雷达_______km。 17. 电磁波是一个“大家族”，图是它们的“家族谱”及其主要应用。 （1）手骨折部位要照X射线，X射线的波长比无线电波的波长_______（选填“长”或“短”）。 （2）红外线与紫外线的频率分别用、表示，则_______；它们在真空中的传播速度的大小关系为_______。（均选填“>”“<”或“=”） 18. 下图所示的是一台收音机的面板。当向右调指针（图中黑块）时，收音机所接收的电磁波的波速__________，波长__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 19. 随着数字时代的到来，4G与5G相继出现，现在我们已经能很方便地使用4G或5G手机进行无线网络登录。下表所示的是某4G手机的主要参数： 手机类型 主屏参数 电池规格 工作频率 通话时电流 4G智能拍照手机 5.5英寸像素 3.7V 3340毫安时锂电池 1884MHz 200mA （1）该手机信号的波长是多少？（结果精确至0.01m） （2）通话5min，手机消耗的电能是多少？ 20．心脏起搏器、呼吸机、监护仪等生命支持设备对电磁波比较敏感，这些仪器外壳常采用电磁波屏蔽材料制作。常见的电磁波屏蔽材料有三类：高导电材料，如铜、铝等；高磁导率材料，如铁氧体、镍锌铁氧体等；复合与功能性材料，如石墨烯、防辐射涂料等。为了探究这三类材料对手机信号的屏蔽效果，小明进行了如下的实验： 实验思路：选择厚度相同、材料不同的电磁波屏蔽材料，制成电磁波屏蔽容器，容器内放入相同的电磁波发射源，在容器外相同的地方检测泄漏的电磁波数值，从而比较材料对电磁波的屏蔽效果。 实验过程：将厚度相同的铝箔、超薄铁氧体复合箔、柔性石墨烯箔分别张贴在三个相同的鞋盒的内侧面，在鞋盒1m处放上电磁波泄漏检测仪，用手机与1km处的实验人员保持通话，将通话状态的手机放入鞋盒内，观察并记录电磁波泄漏检测仪的示数（如图所示）。记录数据如下表。 序号 材料 厚度/mm 辐射源辐射值/ 检测仪示数/ 1 铝箔 0.5 3 0.01 2 超薄铁氧体复合箔 0.5 3 0.04 3 柔性石墨烯箔 0.5 3 0.02 实验结论： （1）本实验采用的研究方法是______。 （2）分析表格中的数据可以得出结论：当其他情况都相同时，______对手机信号屏蔽能力更好。 应用拓展：为了使实验结论更具有普遍性，小明在上述实验的基础上，增加了涤纶和棉布两种材料进行实验，补充记录数据如下表。 序号 材料 厚度/mm 辐射源辐射值/ 检测仪示数/ 4 涤纶 0.5 3 2.99 5 棉布 0.5 3 3.00 （3）医院放射科的医生常常穿一种防辐射服，下列材料中最适合做防辐射服的是______。 A．涤纶纤维面料 B．纯棉纤维面料 C．纯棉纤维面料内衬钢板 D．不锈钢金属纤维和涤纶纤维混纺面料 （4）电磁波屏蔽材料的屏蔽能力还可能与什么因素有关？请你写出一个可探究的问题：_____。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $