第04講電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用（原卷版+解析版）（自主預(yù)習(xí)） 2024年新高二物理暑假提升精品講義（人教版2019）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

■知識點一：麥克斯韋電磁場理論
1．麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場
麥克斯韋提出，在變化的磁場周圍會激發(fā)出一種電場，不管有無閉合電路，變化的磁場激發(fā)的電場總是存在的，如圖所示．

(2)變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場
麥克斯韋從場的觀點得出，即使沒有電流存在，只要空間某處的電場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生磁場．
2．對麥克斯韋電磁場理論的理解
變化的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場。
（2）恒定的磁場不產(chǎn)生電場；恒定的電場不產(chǎn)生磁場。
（3）周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場；周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場。
（4）赫茲證實了麥克斯韋電磁場理論
■知識點二：電磁波
1．電磁波的形成
周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，形成電磁場，電磁場由近及遠傳播，形成電磁波．
2．電磁波的特點
(1)在傳播方向上，任意一點的E和B都隨時間周期性變化，E和B相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直．如圖

(2)電磁波可以在真空中傳播．電磁波在真空中傳播速度等于光速c＝3×108 m/s.
(3)電磁場儲存電磁能，電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程．
(4)只有周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)才能形成電磁波．
(5)電磁波是電磁場在空間中的傳播，電磁場是一種客觀存在的物質(zhì)——場物質(zhì)．
3．電磁波的波速
對于電磁波，用λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速，則有c＝λf.
變化的電場和磁場所形成的不可分割的統(tǒng)一體
（2）光在本質(zhì)上是一種電磁波．即光是以波動形式傳播的一種電磁振動
■知識點三：電磁波譜與電磁波的能量
1．電磁波譜
電磁波按波長由大到小排列順序為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．它們共同構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜．
2．不同電磁波的特性和用途
（1）電磁波譜的電磁波按波長由大到小排列順序為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．它們共同構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜．
（2）電磁波的波速：對于電磁波，用λ表示電磁波的波長、f表示頻率、c表示波速，則有c＝λf.
考向一：麥克斯韋電磁場理論
【例1】2022年6月5日，中央電視臺對神舟十四號飛船與天和核心艙交會對接進行了直播，其間航天員與北京飛控中心保持通話聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過電磁波傳送到地面接收站。下列關(guān)于電磁波和聲波的說法正確的是（）

A．電磁波是橫波，聲波是縱波
B．電磁波跟聲波一樣，只能在介質(zhì)中傳播
C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實驗驗證了電磁波的存在
D．航天員講話時畫面能與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度
【答案】A
【解析】A．電磁波的傳播和振動垂直是橫波，聲波的振動和傳播平行則是縱波，故A正確；B．電磁波的傳播不依賴介質(zhì)，聲波是機械波只能在介質(zhì)中傳播，故B錯誤；C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在，故C錯誤；D．航天員講話時畫面能與聲音同步，但電磁波的速度為光速，聲波的傳播速度為340m/s，兩者差距很大，故D錯誤；故選A。
【例2】關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是（）
A．變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路有關(guān)
B．周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場
C．變化的電場和穩(wěn)定的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個統(tǒng)一的場，即電磁場
D．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場
【答案】 B
【解析】A．變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，當電場中有閉合回路時，回路中有電流，若無閉合回路，電場仍然存在，與電路是否閉合無關(guān)，故A錯誤；
B．周期性變化的磁場產(chǎn)生的電場一定也是周期性變化的，且頻率相同，故B正確；
C．若形成電磁場必須有周期性變化的電場和磁場，故C錯誤；
D．只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場，只有變化的磁場才能產(chǎn)生電場，故D錯誤。
故選B。
考向二：電磁波
【例3】1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論。下列說法正確的是（）
A．電磁波是一種物質(zhì)
B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量
C．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院CT中的X射線波長相同
D．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場不能產(chǎn)生電場
【答案】A
【解析】A．電磁波是一種物質(zhì)，故A正確；B．電磁波既可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B錯誤；C．紅外線的波長大于X射線的波長，故C錯誤；D．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，故D錯誤。故選A。
【例4】電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環(huán)境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害?！董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》等法規(guī)規(guī)定：當電磁輻射強度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不超過0.15W/m2時，對人體沒有任何影響。某辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖所示的無線路由器，若它的電磁輻射功率是7.5W，則人體與該裝置的安全距離至少為（）

A．2.0mB．3.0mC．4.0mD．6.0m
【答案】A
【解析】設(shè)人體與該裝置的安全距離至少為x，則
解得x≈2.0m
故選A。
考向三：電磁波譜的應(yīng)用
【例5】(2020·天津高考真題)新冠肺炎疫情突發(fā),中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助,筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫測量儀,通過人體輻射的紅外線測量體溫,防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒,為人民健康保駕護航。紅外線和紫外線相比較( )
A.紅外線的光子能量比紫外線的大
B.真空中紅外線的波長比紫外線的長
C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大
D.紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象,而紫外線不能
【答案】B
【解析】紅外線的頻率比紫外線小,根據(jù)E=hν,可知紅外線光子的能量比紫外線的小,A項錯誤;波長λ=cν,紅外線的頻率低,波長長,B項正確;所有電磁波在真空中的速度都一樣大,都是c=3.0×108 m/s,C項錯誤;紅外線和紫外線都是橫波,都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,D項錯誤。
【例6】電磁波譜家族有眾多的成員。關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說法不正確的是（）
A．電磁爐是利用電磁波來工作的
B．微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的
C．雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的
D．夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的
【答案】A
【解析】電磁爐是利電磁感應(yīng)原理和電流的熱效應(yīng)來工作的，故A錯誤，符合題意；B．微波時電磁波的一部分，食物分子在微波的作用下劇烈震動，內(nèi)能增大，溫度升高，達到加熱的目的，故B正確，不符合題意；C．雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的，故C正確，不符合題意；D．不同溫度的物體發(fā)出的紅外線特征不同，夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的，故D正確，不符合題意。
單項選擇題
1．關(guān)于下面四位杰出物理學(xué)家所做的貢獻，表述正確的是（）
A．赫茲建立了電磁場理論
B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場
C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并認為光是一種電磁波
D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
【答案】C
【解析】A．赫茲在實驗中證實了電磁波的存在，A錯誤；B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使人類社會進入電的時代，B錯誤；C．麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，并認為光是一種電磁波，赫茲用實驗方法給予證實，C正確；D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，D錯誤；
故選C。
2.1864年，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在；1886年，赫茲在實驗室探測到了電磁波。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）
A．波長越大，頻率越大B．波長越大，頻率越小
C．波長越大，波速越大D．波長越大，波速越小
【答案】B
【解析】在真空中，所有電磁波的傳播速度一定，都等于光速，所以波速與波長、頻率無關(guān)，根據(jù)公式，可知波長越大，頻率越小，B正確，ACD錯誤。故選B。
3.(2021·浙江高考真題)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明,當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經(jīng)混亂,達到1 000 W/m2時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器,其發(fā)射功率P=3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波,則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為( )
A.100 m 25 m B.100 m 50 m
C.200 m 100 m D.200 m 50 m
【答案】B
【解析】設(shè)微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為P'=PS=P4πr2,解得r=P4πP',則引起神經(jīng)混亂時有r1=P4πP1'≈3×1074×3.14×250 m≈100 m,引起心肺功能衰竭時有r2=P4πP2'≈3×1074×3.14×1000 m≈50 m,B項正確。
.(2020·浙江高考真題)在抗擊新冠病毒的過程中,廣泛使用了紅外體溫計測量體溫,如圖所示。下列說法正確的是( )
A.當體溫超過37.3 ℃時人體才輻射紅外線
B.當體溫超過周圍空氣溫度時人體才輻射紅外線
C.紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的
D.紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高,輻射的紅外線強度越大來測體溫的
【答案】D
【解析】本題屬于基礎(chǔ)性和應(yīng)用性問題,以紅外體溫計為素材,考查紅外線特點。人體時刻向外輻射紅外線,A、B項錯誤;紅外體溫計根據(jù)人體輻射紅外線的強度大小測溫,D項正確,C項錯誤。
5．春季是流行病高發(fā)季，某肺炎病人拍攝的CT胸片如圖所示，病毒感染處的密度與其它部分不同，片中顯示為白斑。拍攝CT胸片時使用下列哪種電磁波（）
A．γ 射線B．X射線C．紫外線D．無線電波
【答案】B
【解析】拍攝CT胸片時使用X射線。
故選B。
6．藍牙耳機就是將藍牙技術(shù)應(yīng)用在免持耳機上，讓使用者可以免除惱人電線的牽絆，實現(xiàn)輕松通話。已知藍牙通信的電磁波波段為，可見光的波段為，下列說法正確的是（）

A．藍牙通信需借助空氣等介質(zhì)傳輸信號
B．藍牙通信的電磁波頻率比紫外線高
C．可見光的波長比藍牙通信電磁波的波長短
D．藍牙通信的電磁波在真空中的傳播速度比可見光在真空中的傳播速度小
【答案】C
【解析】A．電磁波能夠在真空中傳播，不需要介質(zhì)，即藍牙通信不需要借助空氣等介質(zhì)傳輸信號，故A錯誤；B．根據(jù)題意可知，藍牙通信的電磁波頻率比可見光頻率低，而可見光頻率比紫外線低，即藍牙通信的電磁波頻率比紫外線低，故B錯誤；C．根據(jù)光速與波長、頻率的關(guān)系有藍牙通信的電磁波頻率比可見光頻率低，則可見光的波長比藍牙通信電磁波的波長短，故C正確；D．電磁波在真空中的傳播速度與可見光在真空中的傳播速度相等，均等于c，故D錯誤。故選C。
7．電焊作業(yè)時，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光。焊接電弧溫度在3000℃時，輻射出大量頻率為的電磁波，電焊工人作業(yè)時，必須佩戴專業(yè)的防護頭盔，如圖所示。下列說法正確的是（）
A．該電磁波的波長為30nm
B．該電磁波具有顯著的熱效應(yīng)
C．適量的該電磁波能促進人體對鈣的吸收
D．防護頭盔的作用僅僅只是為了防止火星濺到頭上
【答案】C
【解析】A．電磁波即為光波，則波長為故A錯誤；BCD．波長為300nm的光屬于紫外線，具有化學(xué)作用如消毒殺菌，生理作用如適量的紫外線照射能促進鈣的吸收，但過強會傷害眼睛和皮膚，故防護頭盔的作用不僅為了防止火星濺到頭上，且保護眼睛不被紫外線傷害，故BD錯誤，C正確；
故選C。
8．關(guān)于電磁波及其用途，下列說法正確的是（）
A．機場處用紅外線對旅客的行禮箱進行安全檢查
B．適量紫外線照射人體能促使人體合成維生素D
C．在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，這是電熱絲發(fā)出的紅外線
D．X射線在農(nóng)業(yè)上可用來培育新種
【答案】B
【解析】A．機場處用Ｘ射線對旅客的行禮箱進行安全檢查，故A錯誤；
B．適量紫外線照射人體能促使人體合成維生素D，故B正確；
C．在烤箱中能看見一種淡紅色的光線，這是電熱絲發(fā)出的紅光，紅外線是肉眼看不到的，故C錯誤；
D．X射線的能量很大，不可以用來培育新種，故D錯誤。
故選B。
9．隱形飛機的原理是在飛機研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識，判斷下列說法正確的是（）
A．運用隱蔽色涂層，無論距你多近的距離，你也不能看到它
B．使用吸收雷達電磁波的材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)
C．使用吸收雷達電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機翼上的電磁波在機翼上不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D．主要是對發(fā)動機、噴氣尾管等因為高溫容易產(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)和攻擊
【答案】B
【解析】A．雷達向外發(fā)射電磁波，當電磁波遇到飛機時就要發(fā)生反射，雷達通過接收反射回來的電磁波，就可以測定飛機的位置，飛機運用隱蔽色涂層后還要反射電磁波，故A錯誤；
B．使用吸收雷達電磁波的材料，可以減少電磁波的反射，故B正確；
C．使用吸收雷達電磁波涂層后，機翼為導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)知識可知，傳播到復(fù)合金屬機翼上的電磁波在機翼上仍會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；
D．發(fā)動機、噴氣尾管等采取隔熱、降溫等措施后仍會反射電磁波，故D錯誤。
故選B。
10．第五代移動通信技術(shù)簡稱5G，5G應(yīng)用頻段的無線電波傳送信號，5G將幫助世界開啟萬物互聯(lián)新時代。下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）
A．紅外線的波長比無線電波的波長更長
B．X射線的頻率比射線的頻率大
C．穩(wěn)定的電場周圍也能產(chǎn)生磁場
D．德國物理學(xué)家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在
【答案】D
【解析】A．紅外線的波長比無線電波的波長更短，故A錯誤；B．X射線的頻率比射線的頻率小，故B錯誤；C．穩(wěn)定的電場周圍不能產(chǎn)生磁場，故C錯誤；D．德國物理學(xué)家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故D正確。
故選D。
11．藍牙（BT）是一種支持短距離通信（一般內(nèi)）的無線電射頻技術(shù)，能在智能家居、無線耳機、筆記本電腦等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。使用藍牙傳遞信息，信號傳輸示意圖如圖所示。則藍牙通信的電磁波（）
A．是藍光 B．能量高，能用于滅菌
C．波長比手機通信的電磁波短 D．在真空中的傳播速度比手機通信的電磁波速度小
【答案】C
【解析】A．藍牙通信的電磁波屬于無線電波，故A錯誤；B．無線電波的波長較長，能量較小，不能用來滅菌，故B錯誤；C．由圖可知，藍牙通信的電磁波比手機通信的電磁波頻率大，根據(jù)可知，藍牙通信的電磁波的波長比手機通信的電磁波的波長短，故C正確；D．藍牙通信和手機通信使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同，故D錯誤。
故選C。
12．隨著科技的進步，越來越多的人使用藍牙耳機，手機與基站及耳機的通信如圖所示。若基站與手機、手機與耳機之間通信的電磁波分別為甲波和乙波，下列說法正確的是（）
A．甲波的波長比乙波的短
B．甲波和乙波的頻率都比可見光的頻率大
C．真空中，甲波的傳播速度比乙波的傳播速度大
D．甲波和乙波的傳播，靠的是電和磁的相互“感應(yīng)”，而不是靠介質(zhì)的機械傳遞
【答案】D
【解析】A．由圖可知甲波的波長大于乙波長，故A錯誤；B．由圖可知甲、乙波的波長都比可見光的波長大，根據(jù)波長、波速和頻率關(guān)系式可知甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小，故B錯誤；C．電磁波在真空中傳播速度相同，則真空中甲、乙波速度相同，故C錯誤；D．甲波和乙波都是電磁波，則傳播靠的是電和磁的相互“感應(yīng)”，而不是靠介質(zhì)的機械傳遞，故D正確。
故選D。
13．物理學(xué)史上許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進程，關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用，下列說法正確的是（）
A．紅外線的熱效應(yīng)可以用來殺菌消毒
B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在
C．電視機遙控器用紫外線遙控，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻率高
D．利用X射線可以進行通信、廣播
【答案】B
【解析】A．紫外線可以用來殺菌消毒，故A錯誤；B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故B正確；C．電視機遙控器用紅外線遙控，體檢胸透用的電磁波是X射線，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻率低，故C錯誤；D．X射線具有放射性，不可用于通信、廣播，故D錯誤。
故選B。
14．關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是（）
A．雷達是用X光來測定物體位置的設(shè)備
B．紅外體溫計的工作原理是人的體溫越高，發(fā)射的紅外線越強，但有時物體溫度較低，不發(fā)射紅外線，導(dǎo)致無法使用
C．紫外線的頻率比可見光高，醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康
D．醫(yī)學(xué)檢查中的CT拍片實際上是讓患者接受一定劑量的射線照射
【答案】C
【解析】A．雷達是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備，故A錯誤；B．人們利用紅外線來測溫，是利用紅外線的熱效應(yīng)，體溫越高人體發(fā)射的紅外線越強，溫度較低，仍發(fā)射紅外線，故B錯誤；C．由題中圖像可知，紫外線的頻率比可見光高，醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康，故C正確；D．醫(yī)學(xué)檢查中的CT拍片實際上是讓患者接受一定劑量的X射線照射，故D錯誤。
故選C。
15．關(guān)于生活中遇到的各種電磁波，下列說法不正確的是（）
A．醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是X射線，它具有較強的穿透能力
B．紫外線常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，它還可用于消毒
C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，它具有顯著的熱效應(yīng)
D．射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥
【答案】B
【解析】A．射線具有較強的穿透力，可以穿透人體器官，且射線的激發(fā)需要高電壓，關(guān)掉電壓之后，射線沒有輻射，相對安全，A正確，不符題意；B．微波常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，紫外線用于消毒，B錯誤，符合題意；C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，利用紅外線的熱效應(yīng)進行取暖，C正確，不符題意；D．射線穿透力很強，故醫(yī)學(xué)上使用射線摧壞病變的細胞，用于癌癥治療，D正確，不符題意。
故選B。
16．電磁波按波長由大到小排列正確的是（）
A．無線電波、紅外線、紫外線、射線 B．射線、紅外線、紫外線、無線電波
C．紅外線、無線電波、射線、紫外線 D．紫外線、無線電波、射線、紅外線
【答案】A
【解析】電磁波按波長由大到小的順序排列為：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線。
故選A。
17．電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中，下列不屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械是（）
A．殺菌用的紫外燈B．檢查血流情況的“彩超”機
C．拍胸片的X光機D．加熱的紅外線理療儀
【答案】B
【解析】ACD．紫外線、X射線、紅外線都屬于電磁波，都是電磁波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，ACD屬于電磁波應(yīng)用，但不符合題意；B．檢查血流情況的超聲波“彩超”機，是利用超聲波的多普勒效應(yīng)工作的，B不屬于電磁波應(yīng)用，符合題意；
故選B。
18．關(guān)于電磁場及電磁波，下列說法錯誤的是（）
A．麥克斯韋提出電磁場理論，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在
B．變化的電場能夠產(chǎn)生磁場，變化的磁場能夠產(chǎn)生電場
C．不同電磁波具有不同的波長，電磁波中無線電波可用于通信
D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度較低的物體不能輻射紅外線
【答案】 D
【解析】A．麥克斯韋提出電磁場理論，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，選項A正確，不符合題意；
B．變化的電場能夠產(chǎn)生磁場，變化的磁場能夠產(chǎn)生電場，選項B正確，不符合題意；
C．不同電磁波具有不同的波長，電磁波中無線電波可用于通信，選項C正確，不符合題意；
D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度低的物體也能輻射紅外線，選項D錯誤，符合題意。
故選D。
19．電磁波給人類生活帶來日新月異變化的同時，也帶來了電磁污染。長期使用如圖所示的通信裝置，會對人體健康產(chǎn)生影響的是（）
A．B．C．D．
【答案】 C
【解析】ABD．選項A、B、D中的圖片都是固定電話，只是樣式不同，固定電話是利用電現(xiàn)象和聲現(xiàn)象之間的聯(lián)系來工作的，不會對人體健康產(chǎn)生影響；C．選項C中的圖片是移動電話，移動電話是利用電磁波來工作的，過量的電磁波會造成電磁輻射，對人體造成傷害。
故選C。
20.關(guān)于電磁波，下列敘述正確的是（）
A．電磁波在真空中的傳播速度遠小于真空中的光速
B．電磁波可以發(fā)生反射現(xiàn)象
C．電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)傳播
D．隨著科技的發(fā)展，可以實現(xiàn)利用機械波從太空向地球傳遞信息
【答案】B
【解析】A．電磁波在真空中的傳播速度等于真空中的光速，故A錯誤；
B．電磁波屬于波的一種，能夠發(fā)生反射等波特有的現(xiàn)象，故B正確；
CD．電磁波能在真空中傳播，而機械波依賴于介質(zhì)傳播，不能在真空中傳播，故CD錯誤。
故選B。
21.“小蜜蜂”是老師上課常用的擴音設(shè)備，隨著無線電技術(shù)的應(yīng)用，很多老師用上了藍牙“小蜜蜂”（藍牙屬于電磁波），麥克風(fēng)與擴音器不用導(dǎo)線連接，老師拿著麥克風(fēng)在教室中間說話，放在講臺上的擴音器也能工作。下列說法正確的是（）
A．“小蜜蜂”只能接收來自麥克風(fēng)的信號
B．麥克風(fēng)發(fā)出藍牙信號是因為其中有恒定電流產(chǎn)生的磁場
C．均勻變化的電場可以產(chǎn)生勻強磁場
D．麥克風(fēng)回路可通過減小發(fā)射電磁波的波長來提高LC 振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)
【答案】D
【解析】A．因為藍牙屬于電磁波，周圍空間存在其他電磁波信號，所以“小蜜蜂”不只接收到了來自麥克風(fēng)的信號，故A錯誤；
B．恒定的電流產(chǎn)生恒定的電場，不能產(chǎn)生變化的磁場，從而不能產(chǎn)生電磁波信號，故B錯誤；
C．均勻變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，但不是勻強磁場，選項Ｃ錯誤；
D．減小發(fā)射電磁波的波長，則會提高頻率，可以提高LC振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)，故D正確。
故選D。
22.交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成，紅燈表示禁止通行，綠燈表示準許通行，黃燈表示警示，紅燈發(fā)出的紅光頻率為Hz，從12m外的交通信號燈傳到你的眼睛，需要時間為t，在這個距離中有n個波長，光速m/s，則（）
A．，B．，
C．，D．，
【答案】B
【解析】該紅光的波長為m
傳到眼睛需要的時間為s
在這個距離中的波長數(shù)為（個）
故選B。
23.2022年6月5日，中央電視臺對“神舟十四號”飛船與“天和”核心艙交會對接進行了直播，其間航天員與北京飛控中心保持通話聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過電磁波傳送到地面接收站。下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）
A．驗鈔機檢驗鈔票真?zhèn)螒?yīng)用了紫外線的熒光作用
B．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場
C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實驗驗證了電磁波的存在
D．紅外線的波長比紫外線的波長短
【答案】A
【解析】A．驗鈔機檢驗鈔票真?zhèn)螒?yīng)用了紫外線的熒光作用，A正確；
B．在均勻變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場是不變的，在均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場是不變的，B錯誤；
C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在，C錯誤；
D．紅外線的波長比紫外線的波長長，D錯誤。
故選A。
24.第五代移動通信技術(shù)，簡稱，將開啟萬物互聯(lián)時代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、自動駕駛技術(shù)等將逐一實現(xiàn)。應(yīng)用頻段的無線電波傳送信號，相比于現(xiàn)有的（頻段）而言，所應(yīng)用的無線電波（）
A．在真空中的波長更長B．在真空中的波長更短
C．在真空中的傳播速度更小D．在真空中的傳播速度更大
【答案】B
【解析】AB．5G應(yīng)用3300MHz~5000MHz頻段的無線電波傳送信號，4G應(yīng)用1880MH~2635MHz頻段的無線電波傳送信號，則5G信號的頻率比4G信號高，由可知5G電波比4G電波在真空中的波長更短，A錯誤，B正確；CD．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，可知任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，CD錯誤。故選B。
25.2022年3月23日下午，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站電磁波的說法正確的是（）
A．發(fā)射前為使電磁波攜帶信號需對其進行解調(diào)
B．電磁波傳播過程能量不會損失
C．電磁波在傳播時遇到導(dǎo)體，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D．不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度大小不同
【答案】C
【解析】A．聲音、圖像信號的頻率很低，不能直接發(fā)射出去，只有高頻電磁波才能向外發(fā)射，所以要用高頻攜帶著低頻才能向外發(fā)射出去，而把低頻信號加到高頻電磁波上去的過程叫調(diào)制，故A錯誤；B．電磁波傳輸過程能量是會衰減的，會被介質(zhì)吸收一部分，故B錯誤；C．金屬等導(dǎo)體在電磁波的激勵下能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁波在傳播時遇到導(dǎo)體，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；D．不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度大小相同，都等于光速，故D錯誤。故選C。
多項選擇題
26.(2018·江蘇高考真題)梳子在梳頭后帶上電荷,搖動這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波( )
A.是橫波 B.不能在真空中傳播
C.只能沿著梳子搖動的方向傳播 D.在空氣中的傳播速度約為3×108 m/s
【答案】AD
【解析】電磁波是橫波,A項正確,C項錯誤;電磁波能在真空中傳播,B項錯誤;電磁波的傳播速度是光速,D項正確。
27.(2016·全國高考真題)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是( )
A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)
B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波
C.電磁波在真空中自由傳播時,其傳播方向與電場強度、磁感應(yīng)強度均垂直
D.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失
【答案】ABC
【解析】電磁波在真空中的傳播速度為光速,A項正確;電磁波是由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生的,B項正確;傳播速度方向、電場方向、磁場方向三者兩兩垂直,C項正確;電磁波可以通過光纜傳播,D項錯誤;當電磁振蕩消失后,電磁波可繼續(xù)傳播,E項錯誤
28.下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用的說法正確的是（）
A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體
B．過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康
C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細胞
D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光
【答案】 CD
【解析】A．X射線有很高的穿透本領(lǐng)，醫(yī)學(xué)上常用于透視人體，紅外線不能用于透視人體，選項A錯誤；B．過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；
C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細胞，選項C正確；
D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光，選項D正確。
故選CD。
29.．下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）
A．麥克斯韋提出：變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場，變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場
B．各種電磁波在真空中的傳播速度與光速一樣，為m/s
C．X射線的穿透能力較強，醫(yī)院透視用的是X射線
D．紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波，常用于醫(yī)院和食品消毒
【答案】BC
【解析】A．均勻變化的磁場會產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，選項A錯誤；
B．各種電磁波在真空中的傳播速度與光速一樣，為m/s，選項B正確；
C．X射線的穿透能力較強，醫(yī)院透視用的是X射線，選項C正確；
D．紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波，紫外線常用于醫(yī)院和食品消毒，選項D錯誤。
故選BC。
30.許多光學(xué)現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)上得到了應(yīng)用，以下對一些應(yīng)用的解釋，正確的是（）
A．紫外驗鈔機利用的是紫外線的化學(xué)作用
B．X光透視利用的是光的穿透作用
C．工業(yè)上的金屬探傷利用的是γ射線具有極強的穿透能力
D．紅外遙感技術(shù)利用了一切物體都在不停地輻射紅外線的特點
【答案】BCD
【解析】A．紫外驗鈔機是利用紫外線照射印刷在鈔票上的熒光文字，發(fā)出可見光，使這些文字能被肉眼看到，利用了紫外線的熒光效應(yīng)，故A錯誤；
B．X射線具有較強的穿透能力，在醫(yī)學(xué)上用它來透視人體，檢查病變和骨折情況，故B正確；
C．γ射線具有極強的穿透能力，工業(yè)上的金屬探傷就是利用這個原理，故C正確；
D．一切物體都在不停地輻射紅外線，紅外遙感技術(shù)就是利用這個原理，故D正確。
故選BCD。
31.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）
A．5G信號4G信號都是電磁波，5G信號比4G信號在真空中傳播得更快
B．麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在
C．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波
D．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)
【答案】BC
【解析】A．任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，故A錯誤；
B．麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故B正確；
C．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，故C正確；
D．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)，故D錯誤。
故選BC。
32.關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（）
A．變化的電場能夠產(chǎn)生磁場，變化的磁場能夠產(chǎn)生電場
B．麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在
C．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線都是電磁波
D．紫外線是一種波長比紫光更長的電磁波，有顯著的熱效應(yīng)
【答案】ABC
【解析】A．根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場能夠產(chǎn)生磁場，變化的磁場能夠產(chǎn)生電場，A正確；
B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，B正確；
C．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線都是電磁波，C正確；
D．紫外線是一種波長比紫光更短的電磁波，沒有顯著的熱效應(yīng)，D錯誤。
故選ABC。
33.下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用的說法正確的是（）
A．紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體
B．過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康
C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細胞
D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光
【答案】CD
【解析】A．X射線有很高的穿透本領(lǐng)，醫(yī)學(xué)上常用于透視人體，紅外線不能用于透視人體，選項A錯誤；B．過強的紫外線照射對人的皮膚有害，選項B錯誤；
C．電磁波中頻率最大的為γ射線，可以摧毀病變的細胞，選項C正確；
D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光，選項D正確。
故選CD。
34.．“中國天眼”位于貴州的大山深處，它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）
A．電磁波可以在真空中傳播
B．電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨立存在的，沒有關(guān)聯(lián)
C．紅外線的波長比紫外線的長
D．洛倫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論
【答案】AC
【解析】A．電磁波可以在介質(zhì)與真空中傳播，故A正確；
B．電磁波傳播過程中，周期性變化的電場激發(fā)出周期性變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波，故B錯誤；
C．紅外線為非可見光，頻率比紅光低；紫外線也是非可見光，但頻率比紫光高，因此紅外線的頻率低于紫外線的頻率，故紅外線的波長比紫外線長，故C正確；
D．赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了麥克斯韋的電磁理論，故D錯誤。
故選AC。
三、解答題
35．中國航天員在天宮一號上成功進行了太空授課（如圖）。已知天宮一號空間實驗室軌道半徑為，地球半徑為，試計算航天員講課的實時畫面從天宮一號空間實驗室發(fā)至地面接收站，最少需要多少時間？
【答案】
【解析】根據(jù)運動公式得
36．電焊作業(yè)時，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光。焊接電弧溫度在時，輻射出大量頻率為的電磁波。根據(jù)波長判斷，它屬于哪種電磁波？電焊工人作業(yè)時，需要佩戴專業(yè)的防護頭盔（如圖），這是為什么？
【答案】紫外線，紫外線能量較大，皮膚被照射時輕者會出現(xiàn)紅腫、疼癢、脫皮，重者甚至引發(fā)癌變，還會對眼睛造成極大的傷害，會引起結(jié)膜、角膜炎，長期照射可能會引起白內(nèi)障等
【解析】根據(jù)可知該電磁波屬于紫外線，
紫外線能量較大，皮膚被照射時輕者會出現(xiàn)紅腫、疼癢、脫皮，重者甚至引發(fā)癌變，還會對眼睛造成極大的傷害，會引起結(jié)膜、角膜炎，長期照射可能會引起白內(nèi)障等，所以電焊工人作業(yè)時，需要佩戴專業(yè)的防護頭盔。
37.電磁波在日常生活和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
（1）對照電磁波的形成過程示意圖（如圖）可知，電磁波的本質(zhì)是不斷交替變化著的由近及遠在空間的傳播。
（2）在下列各電器中，屬于利用電磁波傳遞信號的是：。
A．打印機 B．有線電話 C．手機 D．VCD播放機
【答案】電場和磁場 C
【詳解】[1]電磁波的本質(zhì)是不斷交替變化著的電場和磁場由近及遠在空間的傳播。
[2]衛(wèi)星電視、電報、手機等都要利用電磁波來傳遞信息，而有線電視、公用電話，VCD播放機是通過電流來傳遞信息。
故選C。
學(xué)校在抗擊新型冠狀病毒疫情的過程中，使用額溫槍為師生測量體溫，其原理是體溫越高，發(fā)射的紅外線越（選填“強”或“弱”）。若額溫槍所用紅外線的波長為，則其頻率為；紅外線的波長比可見光的波長（選填“長”或“短”）。
【答案】強 1×1013 長
【解析】[1]額溫槍原理是體溫越高，發(fā)射的紅外線越強。
[2]若額溫槍所用紅外線的波長為，則其頻率為
[3]紅外線的波長比可見光的波長長。
38.回答以下關(guān)于微波爐的問題。
（1）微波是頻率為的無線電波，微波爐的工作頻率多選用915MHz或2450MHz，從同樣使用微波的其他設(shè)備角度考慮，為什么微波爐要選用這樣的頻率？
（2）微波爐門上一般都安裝有安全聯(lián)鎖開關(guān)，它能確保爐門打開時，微波爐不能工作，爐門關(guān)上時，微波爐才能工作，并且微波爐的玻璃門也要安裝網(wǎng)狀金屬片，請分析這樣設(shè)計的原因。
（3）為什么不能將金屬器皿或鑲有金銀花邊的碗碟放進微波爐中使用？
（4）為什么不能將盒裝的牛奶放進微波爐加熱？
【答案】（1）使用微波是因為微波能周圍的物體發(fā)熱，雷達和其它通信系統(tǒng)使用的是微波這種無線電波，微波爐使用915MHz或2450MHz這兩種頻率的微波主要是為了不干擾雷達和其它通信系統(tǒng)。
（2）電磁波具有能量，對人體有傷害，微波爐門上要安裝“安全聯(lián)鎖開關(guān)”，它能確保爐門打開時，微波爐不能工作，爐門關(guān)上時，微波爐才能工作，并且微波爐的玻璃門也要安裝網(wǎng)狀金屬片，目的防止電磁波從爐門處泄漏，對人體或其它物體造成傷害。
（3）微波爐是利用電磁波來加熱食物的。微波爐中不能使用金屬容器，因為微波能在金屬中產(chǎn)生大量的熱量，會損壞微波爐和器皿。
（4）對于盒裝牛奶，盒子的內(nèi)壁有鋁箔，由于金屬能屏蔽電磁波，所以電磁波無法達到盒內(nèi)的牛奶中。
【解析】（1）使用微波是因為微波能周圍的物體發(fā)熱，雷達和其它通信系統(tǒng)使用的是微波這種無線電波，微波爐使用915MHz或2450MHz這兩種頻率的微波主要是為了不干擾雷達和其它通信系統(tǒng)。
（2）電磁波具有能量，對人體有傷害，微波爐門上要安裝“安全聯(lián)鎖開關(guān)”，它能確保爐門打開時，微波爐不能工作，爐門關(guān)上時，微波爐才能工作，并且微波爐的玻璃門也要安裝網(wǎng)狀金屬片，目的防止電磁波從爐門處泄漏，對人體或其它物體造成傷害。
（3）微波爐是利用電磁波來加熱食物的。微波爐中不能使用金屬容器，因為微波能在金屬中產(chǎn)生大量的熱量，會損壞微波爐和器皿。
（4）對于盒裝牛奶，盒子的內(nèi)壁有鋁箔，由于金屬能屏蔽電磁波，所以電磁波無法達到盒內(nèi)的牛奶中。
模塊一思維導(dǎo)圖串知識
模塊二基礎(chǔ)知識全梳理
模塊三教材習(xí)題學(xué)解題
模塊四核心考點精準練
模塊五小試牛刀過關(guān)測
1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念.
2.知道電磁波的特點，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關(guān)系.
3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應(yīng)用，了解電磁波的能量．
恒定的磁場不產(chǎn)生電場
恒定的電場不產(chǎn)生磁場
均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場
均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場
不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場
不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場
周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場
周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場
種類
波長范圍
特性
應(yīng)用
無線電波
大于1 mm
波動能力強
通信、廣播、射電望遠鏡
紅外線
760～106 nm
熱作用強
紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光
400～760 nm
感光性強
照明、照相
紫外線
10～400 nm
化學(xué)作用、熒光作用
消毒、熒光效應(yīng)、促使人體合成維生素D
X射線
0.001～10 nm
較強的穿透能力
透視人體、檢查金屬零件的質(zhì)量
γ射線
小于10－3 nm
穿透能力最強
醫(yī)學(xué)上的γ刀技術(shù)、探測金屬內(nèi)部的缺陷
教材習(xí)題01
中國航天員在天宮一號上成功進行了太空授課（如圖）。已知天宮一號空間實驗室軌道半徑為，地球半徑為，試計算航天員講課的實時畫面從天宮一號空間實驗室發(fā)至地面接收站，最少需要多少時間？
解題方法
根據(jù)運動公式得
【答案】
教材習(xí)題02
電焊作業(yè)時，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光。焊接電弧溫度在時，輻射出大量頻率為的電磁波。根據(jù)波長判斷，它屬于哪種電磁波？電焊工人作業(yè)時，需要佩戴專業(yè)的防護頭盔（如圖），這是為什么？
解題方法
【解析】根據(jù)
可知該電磁波屬于紫外線，
紫外線能量較大，皮膚被照射時輕者會出現(xiàn)紅腫、疼癢、脫皮，重者甚至引發(fā)癌變，還會對眼睛造成極大的傷害，會引起結(jié)膜、角膜炎，長期照射可能會引起白內(nèi)障等，所以電焊工人作業(yè)時，需要佩戴專業(yè)的防護頭盔。
【答案】紫外線，紫外線能量較大，皮膚被照射時輕者會出現(xiàn)紅腫、疼癢、脫皮，重者甚至引發(fā)癌變，還會對眼睛造成極大的傷害，會引起結(jié)膜、角膜炎，長期照射可能會引起白內(nèi)障

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