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4．电磁波的发现及应用
探究点一　对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生了电场；________的电场产生磁场．
B变化时的电磁感应现象
2．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的________．
【情境思考】如图所示的实验演示了电磁波的发射和接收，通过此实验证实了什么问题？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思维提升】
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场
2.电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．
例1 (多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是(　　)
A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D．周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
练1　下列四个选项中的四种磁场变化情况，能产生如图所示电场的是(　　)
探究点二　电磁波
1．产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成________．
2．实验验证：1886年，________通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论．
　 可在真空中传播
【情境思考】在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是．
下列设备中工作时所发出的波，哪些属于电磁波？
(1)微波炉加热食物时发出的波．
(2)电视发射塔发出的波．
(3)互联网光缆中传播的波．
(4)电视机遥控器发出的波．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思维提升】
1．电磁波的形成
只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．
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.
(2)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波，恒定的电场和磁场无法形成电磁波．
(3)电磁场是一种客观存在的物质．
(4)电磁波可以在真空中传播，在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.
(5)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．
(6)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．
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.
例2 关于电磁场和电磁波的正确说法是(　　)
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．电磁波传播速度总是3×108 m/s
D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为(　　)
A．2.70 m　　B．270 m
C．3.00 m D．3.33 m
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
练2　2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”．神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面．下列关于电磁波说法正确的是(　　)
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
练3　某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(　　)
探究点三　电磁波谱及电磁波的应用
1．电磁波谱
(1)概念：按电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．
(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为________、红外线、________、________、X射线、γ射线．
(3)各种电磁波的特性
①无线电波：用于________、卫星通信、________等的信号传输．
②红外线：用于________等．
③可见光：照亮自然界，也可用于________．
④紫外线：用于灭菌________．
⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁________．
2．电磁波的能量
(1)光是一种电磁波，光具有能量．
(2)电磁波具有________，电磁波是一种物质．
3．电磁波的应用
(1)波长越短穿透能力越强．
(2)不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小．
(3)用途不同：①无线电波用于通信和广播；②红外线用于加热和遥感技术；③可见光用于照亮自然界和通信；④紫外线用于杀菌消毒；⑤X射线应用于医学上的X光照相；⑥γ射线用于检查金属部件的缺陷，摧毁病变的细胞．
题型1　电磁波谱
例4 根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是(　　)
A．微波、红外线、紫外线
B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、可见光、红外线
D．紫外线、X射线、γ射线
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题型2　电磁波的应用
例5 (多选)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有(　　)
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．治疗咽喉炎的超声波雾化器
D．检查血流情况的“彩超”机
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
练4　(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是(　　)
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．微波主要用于广播及其他信号的传播
D．X射线片可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
练5　使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示．已知可见光的频率范围是4.2×1014～7.8×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波(　　)
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为340 m/s
D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小
1.(多选)各种电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了．关于电磁波的应用，下列说法中正确的有(　　)
A．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
B．银行和商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是X射线
C．手机通话使用的无线电波
D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
2．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是(　　)
A．图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．图乙中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转
C．图丙中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
D．奥斯特利用图丁实验装置发现了电磁感应现象
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
4．5G网络使用通信频率3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段．下列说法正确的是(　　)
A．在同一介质中，5G信号比4G信号波长更长
B．在同一介质中，5G信号比4G信号衍射本领更弱
C．在同一介质中，5G信号比4G信号的传播速度更大
D．在同一介质中，5G信号与4G信号会发生干涉
5．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015Hz的电磁波．根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波(　　)
A．微波　　　　　　　B．红外线
C．紫外线 D．X射线
4．电磁波的发现及应用
导学　掌握必备知识　强化关键能力
探究点一
1．变化
2．电磁场
情境思考
提示：证实了麦克斯韦电磁场理论．
[例1]　解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，但产生的磁场不一定是变化的，如均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，A错误，B正确；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，C错误；周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场，D正确．
答案：BD
练1　解析：由图可知，产生的电场为稳定的电场，由麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的磁场才能产生稳定的电场，B正确．
答案：B
探究点二
1．电磁波
2．赫兹
情境思考
提示：均属于电磁波．
[例2]　解析：变化的电场和变化的磁场是相互联系的不可分割的统一整体，统称为电磁场，选项A错误；电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波，选项B正确；电磁波在真空中的传播速度总是3×108 m/s，在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s，选项C错误；电磁波是一种以波的形式存在的物质，可以不需要介质在真空中传播，选项D错误．
答案：B
[例3]　解析：根据c＝λf可得，λ＝ m≈3.33 m.
答案：D
练2　解析：电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，不是独立存在的，故A正确；电磁波在不同的介质中的传播速度不同，故B错误；电磁波具有波的特性，可以发生衍射现象，故C错误；太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，故D错误．
答案：A
练3　解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如题图D)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波．故D正确．
答案：D
探究点三
1．(1)波长　频率　(2)无线电波　可见光　紫外线　
(3)①广播　电视　②加热理疗　③通信　④消毒　
⑤病变的细胞
2．(2)能量
[例4]　解析：红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误；紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，C错误；在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长，B正确，D错误．
答案：B
[例5]　解析：紫外线和X光从本质上是电磁波，A、B正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波，C、D错误．
答案：AB
练4　解析：红外线、X射线、γ射线中红外线的频率最小，波长最长，选项A错误；银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线，选项B错误；微波不但能加热物体，而且能传播信息，故可以用于通信、广播及其他信号传输，故C正确；X射线有很强的穿透能力，常用于医学上透视人体，γ射线有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确．
答案：CD
练5　解析：由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由c＝λf可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；在真空中电磁波的传播速度大小均为c＝3×108 m/s，故C、D错误．
答案：B
导练　落实创新应用　提升学科素养
1．解析：控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故A正确；银行和商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是紫外线，不是X射线，故B错误；手机通话使用的无线电波，故C正确；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，不是紫外线，故D错误．
答案：AC
2．解析：图甲中，通电直导线周围产生磁场，则两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，选项A错误；图乙中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为0，选项B正确；图丙中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波的能量是不连续的，量子化的，选项C错误；奥斯特利用图丁实验装置发现了电流的磁效应，选项D错误．
答案：B
3．解析：电磁波是一种物质，故A正确；电磁波既可以传递信息，也可以传播能量，故B错误；红外线的波长大于X射线的波长，故C错误；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，故D错误．
答案：A
4．解析：在同一介质中，5G信号频率高，则比4G信号波长短，选项A错误；在同一介质中，5G信号波长较短，则比4G信号衍射本领更弱，选项B正确；在同一介质中，频率大的信号速度小，选项C错误；在同一介质中，5G信号与4G信号频率不同，不会发生干涉，选项D错误．
答案：B
5．解析：依题意，根据波长与频率之间的关系c＝λf，可得λ＝ m＝3×10-7 m，对照电磁波谱中各种电磁波的波长数量级可知，电焊弧光辐射出的是紫外线，C正确．
答案：C
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共69张PPT)
4．电磁波的发现及应用
核 心 素 养 学 习 目 标
物理观念 (1)知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容．
(2)了解电磁波本身是一种特殊物质，电磁波能传递能量和信息．
科学思维 体验赫兹证明麦克斯韦预言电磁波存在的实验过程及实验方法，会分析电场与磁场相互转化的规律．
科学探究 探究电磁波在科技、经济、社会发展中的作用．
科学态度与责任 (1)领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用．
(2)体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响．
探究点一　对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生了电场；_____的电场产生磁场．
B变化时的电磁感应现象
2．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的________．
变化
电磁场
【情境思考】如图所示的实验演示了电磁波的发射和接收，通过此实验证实了什么问题？
提示：证实了麦克斯韦电磁场理论．
【思维提升】
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场
2.电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．
例1 (多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是(　　)
A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D．周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场
答案：BD
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，但产生的磁场不一定是变化的，如均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，A错误，B正确；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，C错误；周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场，D正确．
练1　下列四个选项中的四种磁场变化情况，能产生如图所示电场的是(　　)
答案：B
解析：由图可知，产生的电场为稳定的电场，由麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的磁场才能产生稳定的电场，B正确．
探究点二　电磁波
1．产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成________．
2．实验验证：1886年，________通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论．
　 可在真空中传播
电磁波
赫兹
【情境思考】在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是．
下列设备中工作时所发出的波，哪些属于电磁波？
(1)微波炉加热食物时发出的波．
(2)电视发射塔发出的波．
(3)互联网光缆中传播的波．
(4)电视机遥控器发出的波．
提示：均属于电磁波．
【思维提升】
1．电磁波的形成
只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．
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.
(2)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波，恒定的电场和磁场无法形成电磁波．
(3)电磁场是一种客观存在的物质．
(4)电磁波可以在真空中传播，在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.
(5)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．
(6)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．
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.
例2 关于电磁场和电磁波的正确说法是(　　)
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．电磁波传播速度总是3×108 m/s
D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
答案：B
解析：变化的电场和变化的磁场是相互联系的不可分割的统一整体，统称为电磁场，选项A错误；电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波，选项B正确；电磁波在真空中的传播速度总是3×108 m/s，在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s，选项C错误；电磁波是一种以波的形式存在的物质，可以不需要介质在真空中传播，选项D错误．
例3 电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为(　　)
A．2.70 m　　B．270 m C．3.00 m D．3.33 m
答案：D

练2　2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”．神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面．下列关于电磁波说法正确的是(　　)
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
答案：A
解析：电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，不是独立存在的，故A正确；电磁波在不同的介质中的传播速度不同，故B错误；电磁波具有波的特性，可以发生衍射现象，故C错误；太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，故D错误．
练3　某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(　　)
答案：D
解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如题图D)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波．故D正确．
探究点三　电磁波谱及电磁波的应用
1．电磁波谱
(1)概念：按电磁波的____或_____大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．
(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为________、红外线、________、________、X射线、γ射线．
波长
频率
无线电波
可见光
紫外线
(3)各种电磁波的特性
①无线电波：用于________、卫星通信、________等的信号传输．
②红外线：用于________等．
③可见光：照亮自然界，也可用于________．
④紫外线：用于灭菌________．
⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁________．
广播
电视
加热理疗
通信
消毒
病变的细胞
2．电磁波的能量
(1)光是一种电磁波，光具有能量．
(2)电磁波具有________，电磁波是一种物质．
能量
3．电磁波的应用
(1)波长越短穿透能力越强．
(2)不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小．
(3)用途不同：①无线电波用于通信和广播；②红外线用于加热和遥感技术；③可见光用于照亮自然界和通信；④紫外线用于杀菌消毒；⑤X射线应用于医学上的X光照相；⑥γ射线用于检查金属部件的缺陷，摧毁病变的细胞．
题型1　电磁波谱
例4 根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是(　　)
A．微波、红外线、紫外线
B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、可见光、红外线
D．紫外线、X射线、γ射线
答案：B
解析：红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误；紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，C错误；在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长，B正确，D错误．
题型2　电磁波的应用
例5 (多选)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有(　　)
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．治疗咽喉炎的超声波雾化器
D．检查血流情况的“彩超”机
答案：AB
解析：紫外线和X光从本质上是电磁波，A、B正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波，C、D错误．
练4　(多选)关于电磁波的应用，下列说法正确的是(　　)
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C．微波主要用于广播及其他信号的传播
D．X射线片可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
答案：CD
解析：红外线、X射线、γ射线中红外线的频率最小，波长最长，选项A错误；银行的验钞机发出的光是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线，选项B错误；微波不但能加热物体，而且能传播信息，故可以用于通信、广播及其他信号传输，故C正确；X射线有很强的穿透能力，常用于医学上透视人体，γ射线有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确．
练5　使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示．已知可见光的频率范围是4.2×1014～7.8×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波(　　)
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为340 m/s
D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小
答案：B
解析：由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由c＝λf可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；在真空中电磁波的传播速度大小均为c＝3×108 m/s，故C、D错误．
1.(多选)各种电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了．关于电磁波的应用，下列说法中正确的有(　　)
A．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
B．银行和商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是X射线
C．手机通话使用的无线电波
D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
答案：AC
解析：控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故A正确；银行和商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是紫外线，不是X射线，故B错误；手机通话使用的无线电波，故C正确；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，不是紫外线，故D错误．
2．对于下列教材中所列的实验和生活用品，
说法正确的是(　　)
A．图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．图乙中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转
C．图丙中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
D．奥斯特利用图丁实验装置发现了电磁感应现象
答案：B
解析：图甲中，通电直导线周围产生磁场，则两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，选项A错误；图乙中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为0，选项B正确；图丙中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波的能量是不连续的，量子化的，选项C错误；奥斯特利用图丁实验装置发现了电流的磁效应，选项D错误．
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
答案：A
解析：电磁波是一种物质，故A正确；电磁波既可以传递信息，也可以传播能量，故B错误；红外线的波长大于X射线的波长，故C错误；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，故D错误．
4．5G网络使用通信频率3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段．下列说法正确的是(　　)
A．在同一介质中，5G信号比4G信号波长更长
B．在同一介质中，5G信号比4G信号衍射本领更弱
C．在同一介质中，5G信号比4G信号的传播速度更大
D．在同一介质中，5G信号与4G信号会发生干涉
答案：B
解析：在同一介质中，5G信号频率高，则比4G信号波长短，选项A错误；在同一介质中，5G信号波长较短，则比4G信号衍射本领更弱，选项B正确；在同一介质中，频率大的信号速度小，选项C错误；在同一介质中，5G信号与4G信号频率不同，不会发生干涉，选项D错误．
5．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015Hz的电磁波．根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波(　　)
A．微波　　B．红外线 C．紫外线 D．X射线
答案：C
1．雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，海豚也具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统．海豚的定位、雷达的定位分别利用了自身发射的 (　　)
A．电磁波　次声波 B．红外线　光线
C．次声波　红外线 D．超声波　电磁波
答案：D
解析：海豚能发射超声波，它是一种频率高于2×104 Hz的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和广播传播得远．海豚就是靠自身发出的超声波的回声，在混浊的水里准确确定远处被捕食者的位置而猛冲过去吞食的，同理也能避开敌害．雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的．故D正确．
2．(多选)下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是(　　)
A．红外线和X射线都有很强的穿透本领，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
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
答案：CD
解析：X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中γ射线波长最短，其频率最大，C正确；紫外线和X射线都可以使感光底片感光，D正确．
3．关于电磁波，下列说法不正确的是(　　)
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方向、磁感应强度方向均垂直
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
答案：D
解析：电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，故A正确，不符合题意；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，由近及远的传播形成电磁波，故B正确，不符合题意；电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确，不符合题意；利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故D错误，符合题意．
4．关于电磁波的传播速度表达式c＝λf，下列理解正确的是(　　)
A．电磁波在真空中的传播速度随波长增大而增大
B．电磁波在真空中的传播速度随频率增大而增大
C．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长不变
D．当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长增大
答案：D
5．在电磁波谱中，下列说法正确的是(　　)
A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限
B．γ射线的频率一定大于X射线的频率
C．X射线的波长一定大于可见光的波长
D．可见光的波长一定比无线电波的波长短
答案：D
解析：X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，A、B错误；可见光的波长一定比X射线的波长长，比无线电波的波长短，C错误，D正确．
6．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
答案：AD
解析：北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；微波炉能快速加热食物是因为食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线具有显著的热效应，B错误；常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，D正确．
7．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的磁场和能产生持续电磁波的磁场分别为(　　)
A．②③④、③④
B．①③④、③④
C．②③④、②④
D．①③④、②④
答案：C
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故②③④都可以产生电场；周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，故只有②④可以产生电磁波．
8．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是(　　)
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁存在联系
B．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流
C．麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，证实了电磁波的存在
D．法拉第用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同
答案：A
解析：奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁存在联系，选项A正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流，选项B错误；麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项C错误；赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同，选项D错误．
9．(12分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109 Hz)．食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的．下表是某微波炉的部分技术参数，问：
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
(3)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30 min，则做这道菜需消耗多少电能？

10.如图所示，共享单车打通了公共交通的“最后一公里”，方便了居民出行．共享单车上的定位技术，可以给单车精准定位．单车在被骑行过程中车内电池自行充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电．用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机APP上能实时显示单车的位置，骑行到指定的停车区域时才可以顺利还车；还车关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息．
根据以上信息，下列说法正确的是(　　)
A．单车是利用电磁感应原理实现充电的
B．单车和手机之间是利用声波传递信息的
C．单车某个时刻的位置是主要借助用户手机确定的
D．由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度
答案：A
解析：单车在被骑行过程中车内电池自行充电，是通过安装在轮轴处的发电机实现的，所以单车是利用电磁感应原理实现充电的，故A正确；单车和手机之间是利用电磁波传递信息的，故B错误；由题意可知单车某个时刻的位置主要是借助单车上的定位系统确定的，故C错误；由手机APP上的显示信息，可知时间和里程(即路程)，而无法得知位移，所以只能求出骑行的平均速率，不能求出平均速度，故D错误．
11．(8分)频率为5×1014 Hz的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？
12．(8分)雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波脉冲，当电磁波遇到障碍物时会发生反射．雷达在发射和接收到反射回来的电磁波脉冲时，在监视屏上将对应呈现出一个尖形波．某防空雷达发现一架飞机正沿飞机与雷达的连线朝雷达匀速飞来．某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过201 s后雷达向飞机发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4s，电磁波的速度为3×108m/s，则该飞机的飞行速度大小约为多少？

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