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人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用测试题
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用测试题，共14页。试卷主要包含了麦克斯韦电磁场理论，对麦克斯韦电磁场理论的理解，电磁波的波速，关于电磁波谱，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
■知识点一：麦克斯韦电磁场理论
1．麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场周围会产生电场
麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示．
(2)变化的电场周围会产生磁场
麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场．
2．对麦克斯韦电磁场理论的理解
变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。
（2）恒定的磁场不产生电场；恒定的电场不产生磁场。
（3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
（4）赫兹证实了麦克斯韦电磁场理论
■知识点二：电磁波
1．电磁波的形成
周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．
2．电磁波的特点
(1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图
(2)电磁波可以在真空中传播．电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.
(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．
(4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．
(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．
3．电磁波的波速
对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.
变化的电场和磁场所形成的不可分割的统一体
（2）光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动
■知识点三：电磁波谱与电磁波的能量
1．电磁波谱
电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．
2．不同电磁波的特性和用途
（1）电磁波谱的电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．
（2）电磁波的波速：对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.
考向一：麦克斯韦电磁场理论
【例1】2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ ）
A．电磁波是横波，声波是纵波
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
【例2】关于电磁场理论的叙述正确的是（ ）
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路有关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
考向二：电磁波
【例3】1864年，英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是（ ）
A．电磁波是一种物质
B．电磁波可以传递信息，但不能传递能量
C．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同
D．变化的电场产生磁场，变化的磁场不能产生电场
【例4】电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（ ）
A．2.0mB．3.0mC．4.0mD．6.0m
考向三：电磁波谱的应用
【例5】(2020·天津高考真题)新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较( )
A.红外线的光子能量比紫外线的大
B.真空中红外线的波长比紫外线的长
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能
【例6】电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉是利用电磁波来工作的
B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的
C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的
D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
单项选择题
1．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（ ）
A．赫兹建立了电磁场理论
B．法拉第发现了电流周围存在磁场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波
D．奥斯特发现了电磁感应现象
2.1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在；1886年，赫兹在实验室探测到了电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．波长越大，频率越大B．波长越大，频率越小
C．波长越大，波速越大D．波长越大，波速越小
3.(2021·浙江高考真题)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱,达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A.100 m 25 m B.100 m 50 m
C.200 m 100 m D.200 m 50 m
4.(2020·浙江高考真题)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线
B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的
5．春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波（ ）
A．γ 射线B．X射线C．紫外线D．无线电波
6．蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为 ，可见光的波段为 ，下列说法正确的是（ ）
A．蓝牙通信需借助空气等介质传输信号
B．蓝牙通信的电磁波频率比紫外线高
C．可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
7．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000℃时，辐射出大量频率为的电磁波，电焊工人作业时，必须佩戴专业的防护头盔，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该电磁波的波长为30nm
B．该电磁波具有显著的热效应
C．适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收
D．防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上
8．关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（ ）
A．机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查
B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D
C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
D．X射线在农业上可用来培育新种
9．隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它
B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击
10．第五代移动通信技术简称5G，5G应用频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．X射线的频率比射线的频率大
C．稳定的电场周围也能产生磁场
D．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
11．蓝牙（BT）是一种支持短距离通信（一般内）的无线电射频技术，能在智能家居、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。使用蓝牙传递信息，信号传输示意图如图所示。则蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光 B．能量高，能用于灭菌
C．波长比手机通信的电磁波短 D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
12．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波和乙波，下列说法正确的是（ ）
A．甲波的波长比乙波的短
B．甲波和乙波的频率都比可见光的频率大
C．真空中，甲波的传播速度比乙波的传播速度大
D．甲波和乙波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递
13．物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（ ）
A．红外线的热效应可以用来杀菌消毒
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高
D．利用X射线可以进行通信、广播
14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，但有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用
C．紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康
D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的射线照射
15．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，它具有较强的穿透能力
B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒
C．“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
D．射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症
16．电磁波按波长由大到小排列正确的是（ ）
A．无线电波、红外线、紫外线、射线 B．射线、红外线、紫外线、无线电波
C．红外线、无线电波、射线、紫外线 D．紫外线、无线电波、射线、红外线
17．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械是（ ）
A．杀菌用的紫外灯B．检查血流情况的“彩超”机
C．拍胸片的X光机D．加热的红外线理疗仪
18．关于电磁场及电磁波，下列说法错误的是（ ）
A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
C．不同电磁波具有不同的波长，电磁波中无线电波可用于通信
D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
19．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是（ ）
A．B．C．D．
20.关于电磁波，下列叙述正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生反射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
21.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”只能接收来自麦克风的信号
B．麦克风发出蓝牙信号是因为其中有恒定电流产生的磁场
C．均匀变化的电场可以产生匀强磁场
D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC 振荡电路发射电磁波的本领
22.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
23.2022年6月5日，中央电视台对“神舟十四号”飞船与“天和”核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．红外线的波长比紫外线的波长短
24.第五代移动通信技术，简称， 将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。应用频段的无线电波传送信号，相比于现有的（频段）而言，所应用的无线电波（ ）
A．在真空中的波长更长B．在真空中的波长更短
C．在真空中的传播速度更小D．在真空中的传播速度更大
25.2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站电磁波的说法正确的是（ ）
A．发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调
B．电磁波传播过程能量不会损失
C．电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流
D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同
多项选择题
26.(2018·江苏高考真题)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波( )
A.是横波 B.不能在真空中传播
C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
27.(2016·全国高考真题)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
28.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（ ）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
29.．下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦提出：变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场
B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为m/s
C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线
D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒
30.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（ ）
A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用
B．X光透视利用的是光的穿透作用
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
31.关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号比4G信号在真空中传播得更快
B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
32.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦预言电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应
33.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（ ）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
34.．“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
C．红外线的波长比紫外线的长
D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
三、解答题
35．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
36．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？
37.电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。
（1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。
（2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。
A．打印机 B．有线电话 C．手机 D．VCD播放机
【答案】 电场和磁场 C
【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。
[2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。
故选C。
学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红外线越 （选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 ；红外线的波长比可见光的波长 （选填“长”或“短”）。
38.回答以下关于微波炉的问题。
（1）微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？
（2）微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因。
（3）为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？
（4）为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.
2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.
3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．
恒定的磁场不产生电场
恒定的电场不产生磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场
种类
波长范围
特性
应用
无线电波
大于1 mm
波动能力强
通信、广播、射电望远镜
红外线
760～106 nm
热作用强
红外遥感、测温、夜视仪
可见光
400～760 nm
感光性强
照明、照相
紫外线
10～400 nm
化学作用、荧光作用
消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D
X射线
0.001～10 nm
较强的穿透能力
透视人体、检查金属零件的质量
γ射线
小于10－3 nm
穿透能力最强
医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷
教材习题01
中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
解题方法
根据运动公式得
【答案】
教材习题02
电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？
解题方法
【解析】根据
可知该电磁波属于紫外线，
紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等，所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。
【答案】紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障
■知识点一：麦克斯韦电磁场理论
1．麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场周围会产生电场
麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示．
(2)变化的电场周围会产生磁场
麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场．
2．对麦克斯韦电磁场理论的理解
变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。
（2）恒定的磁场不产生电场；恒定的电场不产生磁场。
（3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
（4）赫兹证实了麦克斯韦电磁场理论
■知识点二：电磁波
1．电磁波的形成
周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．
2．电磁波的特点
(1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图
(2)电磁波可以在真空中传播．电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.
(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．
(4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．
(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．
3．电磁波的波速
对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.
变化的电场和磁场所形成的不可分割的统一体
（2）光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动
■知识点三：电磁波谱与电磁波的能量
1．电磁波谱
电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．
2．不同电磁波的特性和用途
（1）电磁波谱的电磁波按波长由大到小排列顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．
（2）电磁波的波速：对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.
考向一：麦克斯韦电磁场理论
【例1】2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ ）
A．电磁波是横波，声波是纵波
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
【例2】关于电磁场理论的叙述正确的是（ ）
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路有关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
考向二：电磁波
【例3】1864年，英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。下列说法正确的是（ ）
A．电磁波是一种物质
B．电磁波可以传递信息，但不能传递能量
C．遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同
D．变化的电场产生磁场，变化的磁场不能产生电场
【例4】电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。《环境电磁波卫生标准》等法规规定：当电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.15W/m2时，对人体没有任何影响。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5W，则人体与该装置的安全距离至少为（ ）
A．2.0mB．3.0mC．4.0mD．6.0m
考向三：电磁波谱的应用
【例5】(2020·天津高考真题)新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较( )
A.红外线的光子能量比紫外线的大
B.真空中红外线的波长比紫外线的长
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能
【例6】电磁波谱家族有众多的成员。关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁炉是利用电磁波来工作的
B．微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的
C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的
D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
单项选择题
1．关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（ ）
A．赫兹建立了电磁场理论
B．法拉第发现了电流周围存在磁场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波
D．奥斯特发现了电磁感应现象
2.1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在；1886年，赫兹在实验室探测到了电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．波长越大，频率越大B．波长越大，频率越小
C．波长越大，波速越大D．波长越大，波速越小
3.(2021·浙江高考真题)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱,达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A.100 m 25 m B.100 m 50 m
C.200 m 100 m D.200 m 50 m
4.(2020·浙江高考真题)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线
B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的
5．春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波（ ）
A．γ 射线B．X射线C．紫外线D．无线电波
6．蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为 ，可见光的波段为 ，下列说法正确的是（ ）
A．蓝牙通信需借助空气等介质传输信号
B．蓝牙通信的电磁波频率比紫外线高
C．可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
7．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000℃时，辐射出大量频率为的电磁波，电焊工人作业时，必须佩戴专业的防护头盔，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该电磁波的波长为30nm
B．该电磁波具有显著的热效应
C．适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收
D．防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上
8．关于电磁波及其用途，下列说法正确的是（ ）
A．机场处用红外线对旅客的行礼箱进行安全检查
B．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D
C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
D．X射线在农业上可用来培育新种
9．隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它
B．使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击
10．第五代移动通信技术简称5G，5G应用频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．X射线的频率比射线的频率大
C．稳定的电场周围也能产生磁场
D．德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
11．蓝牙（BT）是一种支持短距离通信（一般内）的无线电射频技术，能在智能家居、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换。使用蓝牙传递信息，信号传输示意图如图所示。则蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光 B．能量高，能用于灭菌
C．波长比手机通信的电磁波短 D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
12．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波和乙波，下列说法正确的是（ ）
A．甲波的波长比乙波的短
B．甲波和乙波的频率都比可见光的频率大
C．真空中，甲波的传播速度比乙波的传播速度大
D．甲波和乙波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递
13．物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（ ）
A．红外线的热效应可以用来杀菌消毒
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高
D．利用X射线可以进行通信、广播
14．关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，但有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用
C．紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康
D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的射线照射
15．关于生活中遇到的各种电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，它具有较强的穿透能力
B．紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输，它还可用于消毒
C．“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
D．射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症
16．电磁波按波长由大到小排列正确的是（ ）
A．无线电波、红外线、紫外线、射线 B．射线、红外线、紫外线、无线电波
C．红外线、无线电波、射线、紫外线 D．紫外线、无线电波、射线、红外线
17．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械是（ ）
A．杀菌用的紫外灯B．检查血流情况的“彩超”机
C．拍胸片的X光机D．加热的红外线理疗仪
18．关于电磁场及电磁波，下列说法错误的是（ ）
A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
B．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
C．不同电磁波具有不同的波长，电磁波中无线电波可用于通信
D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
19．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是（ ）
A．B．C．D．
20.关于电磁波，下列叙述正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速
B．电磁波可以发生反射现象
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
21.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”只能接收来自麦克风的信号
B．麦克风发出蓝牙信号是因为其中有恒定电流产生的磁场
C．均匀变化的电场可以产生匀强磁场
D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC 振荡电路发射电磁波的本领
22.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（ ）
A．，B．，
C．，D．，
23.2022年6月5日，中央电视台对“神舟十四号”飞船与“天和”核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．红外线的波长比紫外线的波长短
24.第五代移动通信技术，简称， 将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将逐一实现。应用频段的无线电波传送信号，相比于现有的（频段）而言，所应用的无线电波（ ）
A．在真空中的波长更长B．在真空中的波长更短
C．在真空中的传播速度更小D．在真空中的传播速度更大
25.2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站电磁波的说法正确的是（ ）
A．发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调
B．电磁波传播过程能量不会损失
C．电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流
D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同
多项选择题
26.(2018·江苏高考真题)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波( )
A.是横波 B.不能在真空中传播
C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
27.(2016·全国高考真题)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
28.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（ ）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
29.．下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦提出：变化的磁场一定产生变化的电场，变化的电场一定产生变化的磁场
B．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为m/s
C．X射线的穿透能力较强，医院透视用的是X射线
D．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒
30.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（ ）
A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用
B．X光透视利用的是光的穿透作用
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
31.关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号比4G信号在真空中传播得更快
B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
32.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦预言电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应
33.下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（ ）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
34.．“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
C．红外线的波长比紫外线的长
D．洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
三、解答题
35．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
36．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？
37.电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。
（1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。
（2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。
A．打印机 B．有线电话 C．手机 D．VCD播放机
【答案】 电场和磁场 C
【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。
[2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。
故选C。
学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红外线越 （选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 ；红外线的波长比可见光的波长 （选填“长”或“短”）。
38.回答以下关于微波炉的问题。
（1）微波是频率为的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，从同样使用微波的其他设备角度考虑，为什么微波炉要选用这样的频率？
（2）微波炉门上一般都安装有安全联锁开关，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样设计的原因。
（3）为什么不能将金属器皿或镶有金银花边的碗碟放进微波炉中使用？
（4）为什么不能将盒装的牛奶放进微波炉加热？
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.
2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.
3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．
恒定的磁场不产生电场
恒定的电场不产生磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场
种类
波长范围
特性
应用
无线电波
大于1 mm
波动能力强
通信、广播、射电望远镜
红外线
760～106 nm
热作用强
红外遥感、测温、夜视仪
可见光
400～760 nm
感光性强
照明、照相
紫外线
10～400 nm
化学作用、荧光作用
消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D
X射线
0.001～10 nm
较强的穿透能力
透视人体、检查金属零件的质量
γ射线
小于10－3 nm
穿透能力最强
医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷
教材习题01
中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
解题方法
根据运动公式得
【答案】
教材习题02
电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在时，辐射出大量频率为的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？
解题方法
【解析】根据
可知该电磁波属于紫外线，
紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等，所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。
【答案】紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤害，会引起结膜、角膜炎，长期照射可能会引起白内障
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