8.4 电磁波的应用（分层作业）物理沪科版选择性必修第二册

8.4 电磁波的应用（原卷版） 目　录 2 一、电磁波谱与各波段特性 2 二、红外线、紫外线的应用 3 三、无线电波与通信技术 4 四、电磁波与航天探测 6 6 一、电磁波谱与各波段特性 1．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．过量的紫外线会对人体皮肤造成伤害 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．红光的波长比X射线小 2．如图是电磁波家族，真空中各种电磁波的传播速度相同。蓝牙通讯使用的甲频率是，消毒柜工作时使用的乙频率是，根据所给信息可推测下列正确的是（　　） A．甲的波长比乙的波长短 B．甲、乙均属于电磁波 C．甲、乙频率均属于无线电波 D．甲频率属于红外线 3．无线电波、红外线、X射线、紫外线都属于电磁波，其中波长最短的是（     ） A．无线电波 B．红外线 C．X射线 D．紫外线 4．关于电磁波，下列说法正确的是（     ） A．电磁波波长越长，频率越小 B．雷达探测时使用的是红外线 C．可见光包含红外线和紫外线 D．射线是波长最短的电磁波 5．生活环境中处处存在电磁波，其中穿透能力最强的是（     ） A．γ射线 B．X射线 C．紫外线 D．红外线 6．无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　） A．X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B．长期直接照射紫外线有利于人体健康 C．雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D．空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 7．（23-24高二下·上海杨浦·期中）若某种电磁波在真空中的频率为 600 MHz，则该电磁波的波长为______m，电磁波属于__________波段，(选填“无线电波”“红外线” “可见光”“紫外”)若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将_______(选填“变小”或“变大”或“不变”)，波长将_______(选填“变长”或“变短”或“不变”)。 8．关于下列四幅图的描述中，正确的是（　　） A．甲图中，医院利用红外线消毒 B．乙图中，电磁波的传播需要介质，且传播过程电场强度E与磁感应强度B互相垂直 C．丙图中，电容器中电场的能量正在增大 D．丁图中，增大电容C，调谐频率增大 二、红外线、紫外线的应用 9．很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其原理，下列说法正确的是（     ） A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇到人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度按波长的分布情况与温度有关，温度高时较短波长的辐射成分强 D．被测者会辐射红外线，辐射强度按波长的分布情况与温度有关，温度高时较长波长的辐射成分强 10．关于常见电磁波产生的现象和相关应用，下列说法正确的是（　　） A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强 B．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”讲的是光的全反射 C．用3D眼镜观看3D电影应用了光的干涉现象 D．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 11．（26-27高一上·上海虹口·期中）位移传感器由发射器和接收器组成，如图所示，测量时固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，图（a）记录发射红外线脉冲和超声波脉冲的时刻，图（b）记录接收红外线脉冲和超声波脉冲的时刻。 (1)红外脉冲传播时间可以忽略的原因是（     ） A．红外线与超声波传播速度差不多 B．红外线传播速度远大于超声波传播速度 (2)若红外脉冲传播速度为，超声波脉冲传播速度为，则t1时刻发射器与接收器相距_________。 三、无线电波与通信技术 12．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（     ） A．频率更低 B．波长更长 C．同种介质中传播速度更小 D．衍射更明显 13．雷达是利用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内，已知真空中光速。下列说法错误的是（     ） A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3m至1.5m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 14．越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。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，以下说法正确的是（　　） A．甲波的频率比乙波的频率高 B．乙波的频率比紫外线的频率高 C．甲波比乙波更容易发生衍射 D．真空中甲波的传播速度比乙波的传播速度慢 15．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 16．日常生活中，我们可以利用收音机来收听新闻。若收音机接收到的无线电波的频率为FM100.4MHz，则下列说法正确的是（     ） A．无线电波的传播速度为340m/s B．无线电波的波长比可见光的波长短，无线电波比可见光更难发生明显的衍射现象 C．FM100.4MHz中，FM是指调幅波，频率为100.4MHz D．收音机接收到的无线电波波长约为3m 17．生活中的各种现象一般都与物理学有关，下列说法正确的是（　　） A．手机的4G信号和5G信号都是纵波 B．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息 C．无线电波在真空中的传播速度比光在真空中的传播速度慢 D．遥控器发出的红外线的波长和医院“CT”中的X射线的波长相同 18．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长________（填“短”、“长”或“相等”），在空气中的传播速度大小约为________m/s。（保留一位有效数字） 四、电磁波与航天探测 19．华为mate60系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机。卫星通信是通过电磁波的传输来实现的。下列相关说法正确的是（　　） A．只有通过真空才能传播电磁波 B．电磁波是与实物粒子相同的一种物质 C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量 D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场 20．2024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 m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．天眼接收的射电波是电磁波，电磁波的传播需要介质 21．4G通信频率范围为1880~2635 MHz，数据传输速率100 Mbps~1 Gbps；5G通信频率范围有两个频段，分别为450~6000 MHz（Sub­6 GHz频段，广泛使用）和24250~52600 MHz（毫米波频段），数据传输速率10 Gbps以上。已知手机单端天线的长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。由于通信频率的提高，现代智能手机的天线已经可以做得非常小，金属外壳手机的绝缘塑料条就是为天线开的窗口。则4G手机单端天线的最小长度应设计为________ cm；支持毫米波频段的5G手机需要为毫米波频段另外设计一个天线，这个单端天线的长度应设计为________~________ mm。（均保留三位有效数字） 22．（23-24高二下·上海·阶段检测）采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的图线，如图（c）所示。 (1)红外线属于______和______，超声波属于______和______。 （选填A．横波B．纵波C．机械波D．电磁波） (2)当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应______，频率应______。（选填A．变大、B．变小、C． 不变） (3)根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。_____ 23．（24-25高二下·上海闵行·期末）智能手机 智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的手机类型的总称。目前智能手机的发展趋势是充分加入了人工智能、5G等多项专利技术，使智能手机成为了用途最为广泛的专利产品。 (1)按照电磁波的波长由小到大排列，依次为：射线、X射线、________、可见光、红外线、无线电波等。 (2)如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，受电线圈cd两端的输出电压_____（A大于、 B等于 、C小于）22V，充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=_____。 (3)智能手机的指纹解锁功能对大多数人也已不再陌生，其中一种用的是电容式指纹解锁，原理是利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的电压差出现不同的变化，类似于电容。如图有一平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，两极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（　　） A．液滴带负电 B．闭合开关K，增大极板间距d，液滴向上移动 C．断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D．闭合开关K，A板下移，液滴电势能减小 (4)某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示为的实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约。 ①改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为___________，内阻为__________（用字母表示）。 ②若实验选用电阻箱R（），为，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大），电源的效率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 8.4 电磁波的应用（解析版） 目　录 2 一、电磁波谱与各波段特性 2 二、红外线、紫外线的应用 5 三、无线电波与通信技术 7 四、电磁波与航天探测 10 11 一、电磁波谱与各波段特性 1．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．过量的紫外线会对人体皮肤造成伤害 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．红光的波长比X射线小 【答案】B 【详解】A．所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误； B．紫外线具有较高的能量，过量的紫外线会伤害人的眼睛和皮肤，故B正确； C．无线电波的波长比γ射线的波长大，由c＝λf可知无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误； D．红光是可见光，波长比X射线大，故D错误。 故选B。 2．如图是电磁波家族，真空中各种电磁波的传播速度相同。蓝牙通讯使用的甲频率是，消毒柜工作时使用的乙频率是，根据所给信息可推测下列正确的是（　　） A．甲的波长比乙的波长短 B．甲、乙均属于电磁波 C．甲、乙频率均属于无线电波 D．甲频率属于红外线 【答案】B 【详解】A．真空中电磁波传播速度为定值，由公式可知，波长与频率成反比。甲的频率（）远小于乙的频率（），因此甲的波长比乙的波长长，A错误； B．题干明确给出图示为电磁波家族，蓝牙通讯的甲、消毒柜使用的乙都属于电磁波家族的成员，二者均是电磁波，B正确； C．从电磁波频谱图可知，无线电波的频率范围大致在以下，甲的频率属于无线电波，但乙的频率处于紫外线区间，不属于无线电波，C错误； D．红外线的频率范围在左右，甲的频率远低于红外线的频率区间，属于无线电波，不属于红外线，D错误。 故选 B。 3．无线电波、红外线、X射线、紫外线都属于电磁波，其中波长最短的是（     ） A．无线电波 B．红外线 C．X射线 D．紫外线 【答案】C 【详解】电磁波在真空中的传播速度均为光速，满足关系，频率越高，波长越短。电磁波按波长由长到短的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。 故选C。 4．关于电磁波，下列说法正确的是（     ） A．电磁波波长越长，频率越小 B．雷达探测时使用的是红外线 C．可见光包含红外线和紫外线 D．射线是波长最短的电磁波 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为定值，满足关系 可知波长与频率成反比，波长越长，频率越小，故A正确； B．雷达探测时使用的是微波，红外线的主要应用是红外遥感、热成像等，不用于雷达探测，故B错误； C．可见光仅包含人眼可感知的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫波段，红外线、紫外线均不属于可见光，故C错误； D．射线的波长短于射线，是目前已知波长最短的电磁波，故D错误。 故选A。 5．生活环境中处处存在电磁波，其中穿透能力最强的是（     ） A．γ射线 B．X射线 C．紫外线 D．红外线 【答案】A 【详解】电磁波的光子能量满足公式，其中为普朗克常量，为电磁波频率，频率越高，光子能量越大，穿透能力越强。四种电磁波的频率大小关系为：红外线<紫外线<X射线<γ射线，因此γ射线穿透能力最强。 故选A。 6．无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　） A．X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B．长期直接照射紫外线有利于人体健康 C．雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D．空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 【答案】D 【详解】A．X射线没有显著的化学作用，不能用来杀菌消毒，但X射线有较强的穿透能力，可用来进行人体透视，故A错误； B．长期照射紫外线不利于人体健康，故B错误； C．电磁波的使用几乎不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故C错误； D．红外线的热作用很强，有较好的穿透云雾烟尘的能力，可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等，所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故D正确。 故选D。 7．（23-24高二下·上海杨浦·期中）若某种电磁波在真空中的频率为 600 MHz，则该电磁波的波长为______m，电磁波属于__________波段，(选填“无线电波”“红外线” “可见光”“紫外”)若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将_______(选填“变小”或“变大”或“不变”)，波长将_______(选填“变长”或“变短”或“不变”)。 【答案】 0.5 无线电波 不变 变短 【详解】[1][2]该电磁波的波长为 电磁波属于无线电波的分米波波段。 [3][4]若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将不变，由可知波速变小，由可知波长将变短。 8．关于下列四幅图的描述中，正确的是（　　） A．甲图中，医院利用红外线消毒 B．乙图中，电磁波的传播需要介质，且传播过程电场强度E与磁感应强度B互相垂直 C．丙图中，电容器中电场的能量正在增大 D．丁图中，增大电容C，调谐频率增大 【答案】C 【详解】A．消毒使用的是紫外线，紫外线主要是通过对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的，故A错误； B．电磁波传播是指由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传递能量和信息的物理过程，其传播无需介质，在真空中的速度等于光速，故B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，故C正确； D．根据电磁振荡的频率可知增大电容C，调谐频率减小，故D错误。 故选C。 二、红外线、紫外线的应用 9．很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其原理，下列说法正确的是（     ） A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇到人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度按波长的分布情况与温度有关，温度高时较短波长的辐射成分强 D．被测者会辐射红外线，辐射强度按波长的分布情况与温度有关，温度高时较长波长的辐射成分强 【答案】C 【详解】A．根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度可以知道该人的体温，而不是通过测量空气温度便可知道人的体温，故A错误； B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度无关，故B错误； CD．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C正确，D错误。 故选C。 10．关于常见电磁波产生的现象和相关应用，下列说法正确的是（　　） A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强 B．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”讲的是光的全反射 C．用3D眼镜观看3D电影应用了光的干涉现象 D．“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线，它具有显著的热效应 【答案】D 【详解】A．电磁波中γ射线的穿透能力比X光更强，X光用于肺部扫描是因为它对不同密度的人体组织穿透效果存在差异，并非穿透能力最强，故A错误； B．该现象属于光的折射，无水时钱反射的光沿直线传播被碗壁遮挡，无法进入人眼；盛满水后，钱反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线能看到钱的虚像，不是光的全反射现象，故B错误； C．3D眼镜观看3D电影利用的是光的偏振原理，左右镜片偏振方向垂直，分别接收对应偏振方向的画面，并非光的干涉现象，故C错误； D．红外线具有显著的热效应，浴霸的取暖灯泡就是利用红外线的该特性实现取暖，故D正确。 故选D。 11．（26-27高一上·上海虹口·期中）位移传感器由发射器和接收器组成，如图所示，测量时固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，图（a）记录发射红外线脉冲和超声波脉冲的时刻，图（b）记录接收红外线脉冲和超声波脉冲的时刻。 (1)红外脉冲传播时间可以忽略的原因是（     ） A．红外线与超声波传播速度差不多 B．红外线传播速度远大于超声波传播速度 (2)若红外脉冲传播速度为，超声波脉冲传播速度为，则t1时刻发射器与接收器相距_________。 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）A．红外线与超声波的传播速度相差很大，故A错误； B．红外线在空气中的传播速度接近光速，远大于超声波的传播速度，相同距离内红外线的传播时间远小于超声波的传播时间，可以忽略，故B正确。 故选B。 （2）设两种脉冲同时发出的时刻为，一次测量过程中发射器的位置近似不变，两种脉冲传播的距离均为。由速度定义，红外脉冲的传播时间满足 超声波脉冲的传播时间满足 两式相减得 所以时刻发射器与接收器的距离为 三、无线电波与通信技术 12．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（     ） A．频率更低 B．波长更长 C．同种介质中传播速度更小 D．衍射更明显 【答案】C 【详解】A．由题干“无线通信使用的电磁波频率更高，第5代移动通信技术（简称5G）”可知，5G使用的电磁波比4G频率更高，故A错误； B．真空中电磁波满足（为光速，是定值），频率越高波长越短，5G频率更高，因此波长更短，故B错误； C．电磁波在介质中的传播速度满足，其中为介质对该电磁波的折射率，同种介质中电磁波频率越高，折射率越大，因此5G电磁波在同种介质中传播速度更小，故C正确； D．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸与波长相近甚至更小，波长越短衍射越难发生，5G波长更短，因此衍射更不明显，故D错误。 故选C。 13．雷达是利用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内，已知真空中光速。下列说法错误的是（     ） A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3m至1.5m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，恒定不变的电场和磁场不能相互激发形成向外传播的电磁波，故A错误； B．周期性变化的电场会激发周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又会激发周期性变化的电场，二者相互激发并向外传播形成电磁波，故B正确； C．由电磁波速率、波长与频率的关系得 频率越小，波长越大；由题给 整理得 由 整理得，所以波长范围为至，故C正确； D．设雷达与目标之间的距离为，发射到接收的时间间隔为。电磁波往返传播的路程为，由速度定义得 解得，因此由时间间隔可以确定距离，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 14．越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。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，以下说法正确的是（　　） A．甲波的频率比乙波的频率高 B．乙波的频率比紫外线的频率高 C．甲波比乙波更容易发生衍射 D．真空中甲波的传播速度比乙波的传播速度慢 【答案】C 【详解】A．由甲、乙波的波长大小关系为，根据可知，波长越大频率越小，所以甲、乙波的频率关系为，故A错误； B．乙波波长大于紫外线波长，根据可知，乙波的频率比紫外线的频率低，故B错误； C．波长越长，波动性越显著，越容易发生明显的衍射现象。因为 ，所以甲波比乙波更容易发生衍射，故C正确； D．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，所以真空中甲波的传播速度等于乙波的传播速度，故D错误。 故选C。 15．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. 无线电波可以在真空中传播，故A错误； B. 无线电波在真空中的传播速度均为光速，故B错误； CD.  由可知，1.2MHz>1MHz，则电磁波的周期需调小，故应换用自感系数更小的线圈或换用电容更小的电容器，故C错误，D正确。 故选D。 16．日常生活中，我们可以利用收音机来收听新闻。若收音机接收到的无线电波的频率为FM100.4MHz，则下列说法正确的是（     ） A．无线电波的传播速度为340m/s B．无线电波的波长比可见光的波长短，无线电波比可见光更难发生明显的衍射现象 C．FM100.4MHz中，FM是指调幅波，频率为100.4MHz D．收音机接收到的无线电波波长约为3m 【答案】D 【详解】A．无线电波的传播速度为3×108m/s，故A错误； B．无线电波的波长比可见光的波长长，无线电波比可见光更容易发生明显的衍射现象，故B错误； C．FM100.4MHz中，FM是指调频波，频率为100.4MHz，故C错误； D．收音机接收到的无线电波的波长，故D正确。 故选D。 17．生活中的各种现象一般都与物理学有关，下列说法正确的是（　　） A．手机的4G信号和5G信号都是纵波 B．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息 C．无线电波在真空中的传播速度比光在真空中的传播速度慢 D．遥控器发出的红外线的波长和医院“CT”中的X射线的波长相同 【答案】B 【详解】A．电磁波是横波，电磁波可以传递信息，手机的4G信号和5G信号都是横波，故A错误； B．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，如人说话，故B正确； C．无线电波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，故C错误； D．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的射线频率不同，波速相同，根据可知，波长不同，故D错误。 故选B。 18．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长________（填“短”、“长”或“相等”），在空气中的传播速度大小约为________m/s。（保留一位有效数字） 【答案】 短 【详解】[1]由图知蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波高，所以蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短。 [2]电磁波在空气中的传播速度大小约为。 四、电磁波与航天探测 19．华为mate60系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机。卫星通信是通过电磁波的传输来实现的。下列相关说法正确的是（　　） A．只有通过真空才能传播电磁波 B．电磁波是与实物粒子相同的一种物质 C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量 D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场 【答案】C 【详解】A．电磁波既能在真空中传播，也能在介质中传播，A错误； B．电磁波是以电磁场形式存在的物质，与实物粒子的物质形态不同，B错误； C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量，C正确； D．电磁波是传播着的电磁场，其中的电场和磁场随时间变化，并非恒定的电磁场，D错误。 故选C。 20．2024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 m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．天眼接收的射电波是电磁波，电磁波的传播需要介质 【答案】C 【详解】A．无线电波属于电磁波，但麦克斯韦是从理论上预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误； B．射电望远镜接收的是无线电波，无线电波可在真空中传播，接收不受白天或晴天限制，因此“只能在白天晴朗天气工作”的说法错误，故B错误； C．由电磁波的波速、波长和频率关系得。当在范围内，代入和，得和，所以频率数量级约为，故C正确； D．电磁波能在真空中传播，传播不需要介质，故D错误。 故选C。 21．4G通信频率范围为1880~2635 MHz，数据传输速率100 Mbps~1 Gbps；5G通信频率范围有两个频段，分别为450~6000 MHz（Sub­6 GHz频段，广泛使用）和24250~52600 MHz（毫米波频段），数据传输速率10 Gbps以上。已知手机单端天线的长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。由于通信频率的提高，现代智能手机的天线已经可以做得非常小，金属外壳手机的绝缘塑料条就是为天线开的窗口。则4G手机单端天线的最小长度应设计为________ cm；支持毫米波频段的5G手机需要为毫米波频段另外设计一个天线，这个单端天线的长度应设计为________~________ mm。（均保留三位有效数字） 【答案】 2.85 1.43 3.09 【详解】[1]根据波速、波长、频率的关系 4G手机单端天线最小长度： 频率越高，波长越短，天线长度越小，因此取4G最高频率 天线最小长度 [2][3]毫米波频段频率范围 ， 频率越大，天线长度越小 因此最小长度 最大长度 22．（23-24高二下·上海·阶段检测）采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的图线，如图（c）所示。 (1)红外线属于______和______，超声波属于______和______。 （选填A．横波B．纵波C．机械波D．电磁波） (2)当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应______，频率应______。（选填A．变大、B．变小、C． 不变） (3)根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。_____ 【答案】(1) A D B C (2) B A (3)0.45s-0.65s之间，在误差允许的范围内相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，则可以认为小车的运动是匀加速直线运动 【详解】（1）红外线属于横波和电磁波，故选A和D。超声波属于纵波和机械波，故选B和C。 （2）当小车滑向接收器时，根据多普勒效应可知接收器接收到的超声波波长变小，故选B；频率变大，故选A。 （3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为 T=0.05sx轴坐标依次为 x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm 相邻计数点间的位移大小为 s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cm s2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cm s3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cm s4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm 相邻相等时间内的位移之差为 s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cm s3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cm s4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm 可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。 23．（24-25高二下·上海闵行·期末）智能手机 智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的手机类型的总称。目前智能手机的发展趋势是充分加入了人工智能、5G等多项专利技术，使智能手机成为了用途最为广泛的专利产品。 (1)按照电磁波的波长由小到大排列，依次为：射线、X射线、________、可见光、红外线、无线电波等。 (2)如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，受电线圈cd两端的输出电压_____（A大于、 B等于 、C小于）22V，充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=_____。 (3)智能手机的指纹解锁功能对大多数人也已不再陌生，其中一种用的是电容式指纹解锁，原理是利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的电压差出现不同的变化，类似于电容。如图有一平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，两极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（　　） A．液滴带负电 B．闭合开关K，增大极板间距d，液滴向上移动 C．断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D．闭合开关K，A板下移，液滴电势能减小 (4)某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示为的实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约。 ①改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为___________，内阻为__________（用字母表示）。 ②若实验选用电阻箱R（），为，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大），电源的效率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大） 【答案】(1)紫外线 (2) C (3)D (4) C A 【详解】（1）电磁波按波长从小到大依次为、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。 （2）[1]因为 因为原线圈有内阻，所以 所以 故选C。 [2]给手机充电时 根据 解得 联立解得 （3）A．液滴静止在极板间，受重力和电场力，电场力与重力大小相等，方向相反，所以液滴所受电场力方向竖直向上，与电场线方向相同，所以液滴带正电，A错误； B．闭合开关，两极板电势差不变，根据 可知增大极板间距，电场强度减小，液滴所受电场力减小，重力大于电场力，液滴向下移动，B错误； C．断开开关，Q不变，根据 可知减小正对面积，两板的电势差增大，则电场强度增大，电场力增大，液滴向上运动，C错误； D．闭合开关，A板向下移动，间距减小，电场强度增大， 可知减小，则液滴的电势能减小，D正确。 故选D。 （4）[1][2]根据闭合回路欧姆定律 变形得 可知 解得 解得 [3]将归为电源内阻，当时，此时电阻箱的功率最大，所以当电阻箱从0开始调节时，电阻箱功率先增大后减小。 故选C。 [4]电源的效率 可知当增大时，电流减小，电源的效率增大。 故选A。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $