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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电磁波与信息时代
第二节 电磁波的应用
物理观念：知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用,了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
科学思维：能体会人类对电磁波技术的巧妙应用,能感受人类由此拓展并提高了自身的能力。
科学探究: 通过分析不同区间的电磁波的特征体会与应用之间的对应关系,通过电磁波的应用案例体会电磁波的生产生活中的广泛应用。
科学态度与责任：能认识到科技创新的重要价值。
重点：知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用。
难点：了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
知识点1. 无线电波与广播电视
1. 无线电波的定义：广播、电视及移动通信，都是靠电磁波传递声音、图像信息。电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
2. 无线电波分类及用途
无线电波很早之前就被用于无线电广播与电视信号传播。如图所示，低频无线电波适用于长距离无线电通信，要实现更远距离的传播，则需要利用地面转播站；高频无线电波则被电离层反射，从而传播到更远的地方。中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播，以传输普通声音信号为主。无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为振幅调制（amplitude modulation，AM），简称调幅。
甚高频的无线电波则用于传输高品质广播，例如立体声节目，其频率依据所需传送的声音信号而
变化，这种信号调制方式称为频率调制（frequencymodulation，FM），简称调频。
用于电视广播的超高频（super high frequency，SHF）波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电
视信号的天线必须直接对准电视塔。因此有线电视普及之前，很多城市都建有非常高的电视塔，它们也成为所在城市的文化地标之一。
【例题1】如图所示是电磁波及应用实例，下列说法正确的是（ ）
A.紫外线是紫色的
B. 电视机遥控器用 γ 射线遥控
C. 体检时胸透用的电磁波频率比无线电波低
D. 各种电磁波在真空中的传播速度是相同的
【答案】C
【解析】A．紫外线波长范围为100-400纳米，位于可见光紫光（380-780纳米）之外，属于不可见光，人眼无法直接感知。紫外线本身不可见，其名称源于光谱位置，实际应用中可通过设备显示紫光作为辅助标识，但与可见光紫色无直接关联。故A错误；
B．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故B错误；
C．由图可知，体检胸透用的电磁波（X射线）频率比无线电波高，故C正确；
D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的为3×108m/s，D正确。故选CD。
（变式训练1）广播电台和广播电视台的发射天线的作用是（　　）
A.只发射音频电流激发的电磁波
B.只发射视频电流激发的电磁波
C.将音频电流和视频电流加载到频率更高的射频电流上，发射到空中
D.不经调制发射三种不同的电磁波
（变式训练2）以下哪些选项属于无线电波的分类？（ ）
A. 长波 B. 微波 C. 短波 D. 声波 E. 光波
（变式训练3）（2026四川泸州）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭分离装置、爆炸螺栓等关键部件需承受极端高温，这就要求其材料的热膨胀系数必须很低，在高温下仍不发生较大的______；发动机推动火箭升空时的能量转化情况与汽油机的______冲程相同；空地通信利用了______波。
知识点2. 微波与卫星通信
微波的波长在厘米量级甚至更短，可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。微波信号经地面站天线发射，经由卫星接收、放大并转发给其他地面站或中继卫星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通信。通信卫星使用的微波频率一般在 300 MHz 至300 GHz 之间。与卫星进行通信，地面站天线需要对准卫星，实现微波信号的发射与接收。我国自 20世纪 60 年代就已启动微波接力通信系统与卫星的研制，在研究、开发、制造 和发射、运营等多个领域均已居于世界前列，在国内与国际通信服务方面取得 了举世瞩目的成就。我国的天宫空间站已实现多次“天宫课堂”的高清信号直 播，依靠的就是我国建立的天链一号、天链二号中继卫星通信系统。天链中继 卫星通信就是典型的微波通信，即使用了电磁波中的微波段。
【例题2】（2026四川成都）电磁波在生产、生活中有诸多应用，下列应用中主要利用电磁波的信息特性的是（ ）
A. 利用激光对眼睛进行精巧手术 B. 利用γ射线切割肿瘤
C. 利用北斗卫星导航系统精准定位 D. 利用高频电磁波进行塑料制品焊接
【答案】C
【解析】A．利用激光做眼部手术，利用的是激光的能量，故A不符合题意；
B．射线切割肿瘤，利用的是射线的高能量，故B不符合题意；
C．北斗导航定位，通过电磁波传递位置信息，属于利用电磁波的信息特性，故C符合题意；
D．焊接塑料制品，利用高频电磁波的能量使塑料熔化，利用的是电磁波的能量特性，故D不符合题意。故选C。
（变式训练1）北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航。卫星导航利用的媒介是（　　）
A. 超声波 B. 电磁波 C. 电流 D. 次声波
（变式训练2）（2026广西）我国的北斗卫星导航系统，可通过电磁波向用户提供全天候的即时________服务，电磁波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
（变式训练3）（2026安徽）中国北斗卫星导航系统（BDS）已实现全球组网服务，深刻影响着我们的生活。如图所示，装有北斗定位装置的共享单车，与卫星之间通过_______（选填“次声波”“超声波”或“电磁波”）来传递信息，从而确定共享单车的位置。
知识点3. 红外线成像与检测
1.红外线及其特点
在电磁波谱可见光区红光的外侧，存在一个看不见的电磁波段，即红外线。
【红外线的发现】1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一种不可见的射线，后来就叫做红外线.(用棱镜显示可见光谱)
特点：最显著的是热作用
(1)在电磁波谱可见光区红光的外侧,存在一个看不见的电磁波段,即红外线。红外线的波长比红光要长,约为10-6~10-3 m。
(2)所有物体能发射红外线,且强度与波长和物体的温度有关,温度低于500 ℃的物体只会发射红外线,超过500 ℃的物体则既可发射红外线也可发射可见光。
(3)红外线作为一种特殊的电磁波,应用非常广泛,常见于热成像、遥控与检测等领域。各类家用电器的遥控器、红外测温仪也是利用红外线来工作的。
2.红外线在成像和检测方面的应用
(1)遥控器.生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线.
(2)红外线加热.这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热率高，效果好.
(3)红外摄影.(远距离摄影，高空摄影，卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制.
(4)红外线成像(夜视仪).可以在漆黑的夜间看见目标.
(5)红外遥感.可以在飞机或卫星上勘测地热，寻找水源，监测森林火情，估计农作物的长势和收成，预报台风，寒潮.
【例题3】2026年2月16日晚，舞蹈节目《丝路古韵》亮相中央广播电视总台马年春晚。热爱舞蹈的小丽立马按遥控器增大音量来欣赏该节目，遥控器是靠______（选填“红外线”或“紫外线”）来实现对电视机的遥控；在现场各个方向的观众都可以看见演员是因为光在演员身上发生了______（选填“镜面”或“漫”）反射。
【答案】红外线 漫
【解析】电视机遥控器是通过发射红外线来传递信息的，紫外线多用于杀菌消毒、验钞，不用于电视遥控。
漫反射的反射光线会射向各个方向，镜面反射的光线只朝特定方向射出，因此各个方向的观众都能看到演员，是因为光在演员身上发生了漫反射。
（变式训练1）某款可声控的智能音箱，它可以通过发射红外线，对电视等智能家居进行控制。下列说法正确的是（ ）
A．音箱发出不同动物的声音，是音调不同 B．声音在真空中的传播速度为340 m/s
C．音箱打开电视是利用超声波工作 D．语音能控制智能音箱，说明声音能传递信息
（变式训练2）电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A．验钞机利用红外线来辨别伪钞 B．手机利用X射线传递信号
C．遥控器利用紫外线遥控电视机 D．中超开幕式画面利用电磁波转播到各地
（变式训练3）地球上的科学家可以通过________（选填“超声波”、“电磁波”、“红外线”）和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，相对月球是________（选填“运动”、“静止”）。
知识点4. 高频电磁波与医疗
1. γ 射线与激光
高频电磁波在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用，如 γ 射线治疗、激光医疗与焊接等。γ 射线应用于医疗的典型例子就是伽马刀治疗，它利用γ射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定为靶点，使用γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。激光相较于普通光源，单色性、方向性更好，除了可用于矫正近视的手术，还可用于机械制造中的精密模具加工、精密焊接等工艺，甚至用于核聚变研究
2. X射线
（1）1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时,发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上，管壁会发出一种看不见的射线,伦琴把它叫做X射线.
（2）产生条件:高速电子流射到任何固体上，都会产生 X射线
（3）特性:穿透本领很强
（4）医疗上透视人体：如用X光片判断是否骨折、做胸透、CT、磁共振
【例题4】我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——GRB 221009A的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过3×1019HZ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线说法不正确的是（　　）
A．伽马射线是一种电磁波
B．伽马射线在真空中的传播速度约为3×108m/s
C．伽马射线的振动周期超过3×10-19s
D．伽马射线医疗上可以用来治疗肿瘤
【答案】C
【解析】A．伽马射线是一种频率较高的电磁波，故A正确，不符合题意；
B．伽马射线属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故B正确，不符合题意；
C．伽马射线的频率超过3×1019HZ，所以伽马射线的振动周期约为
没有超过3×10-19s，故C错误，符合题意；
D．伽马射线的频率超过3×1019HZ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力，所以伽马射线医疗上可以用来治疗肿瘤，故D正确，不符合题意。故选C。
（变式训练1）下列关于高频电磁波在医疗领域的应用说法中错误的是( )
A．X射线：用于医学影像检查如胸透等
B．γ射线：用于肿瘤的放射治疗、CT扫描
C．紫外线：用于消毒杀菌
D．激光：用于手术治疗、美容等
（变式训练2）近年来，我国在海南商业航天发射场成功将卫星互联网低轨16组卫星送入预定轨道。这组卫星可为无地面基站的区域（如山区、海洋）提供稳定网络，支持应急通信、远程医疗和教育。卫星与地面的信息传递过程中所利用的载体是（　　）
A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．光纤
（变式训练3）在医院检查设备中，有三种可以“穿透”的医疗影像检查，分别是X光（X射线摄影：利用X射线穿透身体时，不同组织吸收射线的能力不同）、CT（计算机断层扫描：X光管的升级版。围绕人体旋转360度，从各个角度采集大量投影数据，由计算机重建出身体的“切片”图像）以及MRI（核磁共振：利用一个强大的磁场对软组织进行显示），而三者的原理并不完全相同。则关于以上检查设备，下列说法中正确的是（ ）
A．X射线在真空中传播的速度约为340m/s
B．X射线可以用于人体检查，说明声波可以传递信息
C．核磁共振的磁场产生原理是通电导线在磁场中受力运动
D．核磁共振内会产生非常强的磁场，所以禁止穿戴含铁等金属饰品进行检查
电磁波能量特性的应用
生活中，我们比较熟悉的电磁波能量特性的应用是微波炉。微波炉中的磁控管能够产生很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波。食物的分子在微波作用下剧烈振动并相互摩擦而产生热量，食物的温度升高。这种微波可以穿透食物内部5cm，使食物内部和外部一同受热，效率高。因为食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。
微波炉的结构与工作状态示意图
1.以下哪些选项属于无线电波的分类？
A. 长波 B. 微波 C. 短波 D. 声波 E. 光波
2.在2025年成都国际科幻大会上，一种利用NFC“碰一碰”的即时翻译技术备受关注，它能在无网络的环境下完成信息传输。手机与“碰一碰”标签之间传输信息所利用的电磁波类型是（ ）
A．可见光 B．X射线 C．无线电波 D．γ射线
3．电磁波有信息特性和能量特性，以下设备中，利用电磁波信息特性工作的是（ ）
A．微波炉 B．吹风机 C．倒车雷达 D．军事雷达
4. 如图所示的“中国天眼”FAST是世界上口径最大的射电望远镜，发现的脉冲星已超过740颗。FAST接收到的脉冲星信号是频率较低的电磁波，它们是（　　）
A. 无线电波 B. 可见光 C. X射线 D. γ射线
5.各地高高耸立的电视塔是地标性建筑，电视塔上天线的作用是( )
A.让声音、图像信号转化为电信号；
B.让声音、图像信号加载到高频电流上；
C.让音频、视频电信号加载到高频电流上；
D.让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
6.下列物质中，既能发射红外线，又能发射可见光的是（ ）
A．0 ℃的冰 　　　　　 B．100 ℃的沸水
C．400 ℃的铁块 D．800 ℃的钨丝
7.下列关于高频电磁波在医疗领域的应用说法中错误的是( )
A．X射线：用于医学影像检查如胸透等
B．γ射线：用于肿瘤的放射治疗、CT扫描
C．紫外线：用于消毒杀菌
D．激光：用于手术治疗、美容等
8．移动通信5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端、广连接数等各项优势在生产生活中起到了积极作用，人们通常所说“5G信号比4G信号传输速度快”，指的是5G的电磁波比4G的电磁波传播速度_______ (选填“快”“慢”或“一样快”)；移动5G信号的电磁波属于_______ (选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”)。
9.电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他地区，这样就实现了卫星电视转播。在调试过程中，电视台本身也需要接收卫星传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较。这时发现卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面相应的变化慢一些。
（1）解释产生这种时间延误的原因；
（2）已知通信卫星的高度大约是36000km，无线电信号传播的速度与光在真空中的速度相同，估算画面延迟的时间。
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第二十章 电磁波与信息时代
第二节 电磁波的应用
物理观念：知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用,了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
科学思维：能体会人类对电磁波技术的巧妙应用,能感受人类由此拓展并提高了自身的能力。
科学探究: 通过分析不同区间的电磁波的特征体会与应用之间的对应关系,通过电磁波的应用案例体会电磁波的生产生活中的广泛应用。
科学态度与责任：能认识到科技创新的重要价值。
重点：知道无线电波、微波等不同区间的电磁波的应用。
难点：了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
知识点1. 无线电波与广播电视
1. 无线电波的定义：广播、电视及移动通信，都是靠电磁波传递声音、图像信息。电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
2. 无线电波分类及用途
无线电波很早之前就被用于无线电广播与电视信号传播。如图所示，低频无线电波适用于长距离无线电通信，要实现更远距离的传播，则需要利用地面转播站；高频无线电波则被电离层反射，从而传播到更远的地方。中、高频无线电波适用于区域性的无线电广播，以传输普通声音信号为主。无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为振幅调制（amplitude modulation，AM），简称调幅。
甚高频的无线电波则用于传输高品质广播，例如立体声节目，其频率依据所需传送的声音信号而
变化，这种信号调制方式称为频率调制（frequencymodulation，FM），简称调频。
用于电视广播的超高频（super high frequency，SHF）波段的电磁波无法绕过建筑物，用于接收电
视信号的天线必须直接对准电视塔。因此有线电视普及之前，很多城市都建有非常高的电视塔，它们也成为所在城市的文化地标之一。
【例题1】如图所示是电磁波及应用实例，下列说法正确的是（ ）
A.紫外线是紫色的
B. 电视机遥控器用 γ 射线遥控
C. 体检时胸透用的电磁波频率比无线电波低
D. 各种电磁波在真空中的传播速度是相同的
【答案】C
【解析】A．紫外线波长范围为100-400纳米，位于可见光紫光（380-780纳米）之外，属于不可见光，人眼无法直接感知。紫外线本身不可见，其名称源于光谱位置，实际应用中可通过设备显示紫光作为辅助标识，但与可见光紫色无直接关联。故A错误；
B．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故B错误；
C．由图可知，体检胸透用的电磁波（X射线）频率比无线电波高，故C正确；
D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的为3×108m/s，D正确。故选CD。
（变式训练1）广播电台和广播电视台的发射天线的作用是（　　）
A.只发射音频电流激发的电磁波
B.只发射视频电流激发的电磁波
C.将音频电流和视频电流加载到频率更高的射频电流上，发射到空中
D.不经调制发射三种不同的电磁波
【答案】C
【解析】广播电台或广播电视台在发射信号时，需要将音频信号（声音信号）或视频信号加载到高频电磁波上，形成调制信号，然后通过发射天线将带有信息的高频电磁波发射出去，从而实现信号的远距离传播。
（变式训练2）以下哪些选项属于无线电波的分类？（ ）
A. 长波 B. 微波 C. 短波 D. 声波 E. 光波
【答案】ABC
【解析】无线电波的分类主要依据波长或频率的不同。根据电磁波谱的划分：
长波（A）：波长较长，如广播通信中使用。
微波（B）：频率较高，用于雷达、无线通信等。
短波（C）：波长较短，适合远距离通信。
声波（D）：属于机械波，依赖介质传播，与电磁波无关。
光波（E）：光波（Light Wave）虽然也是电磁波，但其频率远高于无线电波，通常指可见光范围内的电磁波，因此也不属于无线电波的分类。
因此，属于无线电波分类的选项为A、B、C。
（变式训练3）（2026四川泸州）2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭分离装置、爆炸螺栓等关键部件需承受极端高温，这就要求其材料的热膨胀系数必须很低，在高温下仍不发生较大的______；发动机推动火箭升空时的能量转化情况与汽油机的______冲程相同；空地通信利用了______波。
【答案】 膨胀 做功 电磁
【解析】材料热膨胀系数低，温度升高时膨胀形变很小，高温下不会发生较大变形，保障部件结构稳定；
火箭发动机燃料燃烧，将内能转化为机械能，汽油机做功冲程同样是内能转化为机械能，二者能量转化形式一致；
太空为真空环境，声波无法传播，地面与飞船的通信依靠电磁波传递信息。
知识点2. 微波与卫星通信
微波的波长在厘米量级甚至更短，可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。微波信号经地面站天线发射，经由卫星接收、放大并转发给其他地面站或中继卫星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通信。通信卫星使用的微波频率一般在 300 MHz 至300 GHz 之间。与卫星进行通信，地面站天线需要对准卫星，实现微波信号的发射与接收。我国自 20世纪 60 年代就已启动微波接力通信系统与卫星的研制，在研究、开发、制造 和发射、运营等多个领域均已居于世界前列，在国内与国际通信服务方面取得 了举世瞩目的成就。我国的天宫空间站已实现多次“天宫课堂”的高清信号直 播，依靠的就是我国建立的天链一号、天链二号中继卫星通信系统。天链中继 卫星通信就是典型的微波通信，即使用了电磁波中的微波段。
【例题2】（2026四川成都）电磁波在生产、生活中有诸多应用，下列应用中主要利用电磁波的信息特性的是（ ）
A. 利用激光对眼睛进行精巧手术 B. 利用γ射线切割肿瘤
C. 利用北斗卫星导航系统精准定位 D. 利用高频电磁波进行塑料制品焊接
【答案】C
【解析】A．利用激光做眼部手术，利用的是激光的能量，故A不符合题意；
B．射线切割肿瘤，利用的是射线的高能量，故B不符合题意；
C．北斗导航定位，通过电磁波传递位置信息，属于利用电磁波的信息特性，故C符合题意；
D．焊接塑料制品，利用高频电磁波的能量使塑料熔化，利用的是电磁波的能量特性，故D不符合题意。故选C。
（变式训练1）北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航。卫星导航利用的媒介是（　　）
A. 超声波 B. 电磁波 C. 电流 D. 次声波
【答案】B
【解析】北斗卫星在太空中与地面的信息交流运用的电磁波，因为电磁波可以在真空中传播，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
（变式训练2）（2026广西）我国的北斗卫星导航系统，可通过电磁波向用户提供全天候的即时________服务，电磁波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
【答案】定位 能
【解析】北斗卫星导航系统的核心功能是为用户提供全天候即时的定位导航服务，这是该系统的主要应用方向。
电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播。
（变式训练3）（2026安徽）中国北斗卫星导航系统（BDS）已实现全球组网服务，深刻影响着我们的生活。如图所示，装有北斗定位装置的共享单车，与卫星之间通过_______（选填“次声波”“超声波”或“电磁波”）来传递信息，从而确定共享单车的位置。
【答案】电磁波
【解析】电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此定位装置和卫星之间通过电磁波传递信息。
知识点3. 红外线成像与检测
1.红外线及其特点
在电磁波谱可见光区红光的外侧，存在一个看不见的电磁波段，即红外线。
【红外线的发现】1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一种不可见的射线，后来就叫做红外线.(用棱镜显示可见光谱)
特点：最显著的是热作用
(1)在电磁波谱可见光区红光的外侧,存在一个看不见的电磁波段,即红外线。红外线的波长比红光要长,约为10-6~10-3 m。
(2)所有物体能发射红外线,且强度与波长和物体的温度有关,温度低于500 ℃的物体只会发射红外线,超过500 ℃的物体则既可发射红外线也可发射可见光。
(3)红外线作为一种特殊的电磁波,应用非常广泛,常见于热成像、遥控与检测等领域。各类家用电器的遥控器、红外测温仪也是利用红外线来工作的。
2.红外线在成像和检测方面的应用
(1)遥控器.生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线.
(2)红外线加热.这种加热方式优点是能使物体内部发热，加热率高，效果好.
(3)红外摄影.(远距离摄影，高空摄影，卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制.
(4)红外线成像(夜视仪).可以在漆黑的夜间看见目标.
(5)红外遥感.可以在飞机或卫星上勘测地热，寻找水源，监测森林火情，估计农作物的长势和收成，预报台风，寒潮.
【例题3】2026年2月16日晚，舞蹈节目《丝路古韵》亮相中央广播电视总台马年春晚。热爱舞蹈的小丽立马按遥控器增大音量来欣赏该节目，遥控器是靠______（选填“红外线”或“紫外线”）来实现对电视机的遥控；在现场各个方向的观众都可以看见演员是因为光在演员身上发生了______（选填“镜面”或“漫”）反射。
【答案】红外线 漫
【解析】电视机遥控器是通过发射红外线来传递信息的，紫外线多用于杀菌消毒、验钞，不用于电视遥控。
漫反射的反射光线会射向各个方向，镜面反射的光线只朝特定方向射出，因此各个方向的观众都能看到演员，是因为光在演员身上发生了漫反射。
（变式训练1）某款可声控的智能音箱，它可以通过发射红外线，对电视等智能家居进行控制。下列说法正确的是（ ）
A．音箱发出不同动物的声音，是音调不同 B．声音在真空中的传播速度为340 m/s
C．音箱打开电视是利用超声波工作 D．语音能控制智能音箱，说明声音能传递信息
【答案】D
【解析】A.不同动物声音的区别主要是音色不同，不是音调不同，故A错误；
B.声音传播需要介质，声音无法在真空中传播，故B错误；
C.题干明确说明智能音箱是通过发射红外线控制家电，红外线属于电磁波，不是超声波，故C错误；
D.语音携带控制指令，能控制音箱，说明声音可以传递信息，故D正确。故选D。
（变式训练2）电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A．验钞机利用红外线来辨别伪钞 B．手机利用X射线传递信号
C．遥控器利用紫外线遥控电视机 D．中超开幕式画面利用电磁波转播到各地
【答案】D
【解析】A．紫外线能使荧光物质发光，所以验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪，故A错误；
B．手机是利用微波来传递信号的，故B错误；
C，电视机的遥控器是利用红外线来工作的，故C错误；
D．中超开幕式画面通常通过电视转播，电视节目是通过电磁波转播到各地，故D正确。故选D。
（变式训练3）地球上的科学家可以通过________（选填“超声波”、“电磁波”、“红外线”）和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，相对月球是________（选填“运动”、“静止”）。
【答案】电磁波 运动
【解析】太空是真空环境，科学家通过电磁波与“嫦娥六号”交互；判断物体运动状态需看相对参照物的位置变化，“嫦娥六号”降落时相对月球表面的位置发生改变，所以相对月球是运动的。
知识点4. 高频电磁波与医疗
1. γ 射线与激光
高频电磁波在医疗等领域还有很多基于其能量特性的应用，如 γ 射线治疗、激光医疗与焊接等。γ 射线应用于医疗的典型例子就是伽马刀治疗，它利用γ射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定为靶点，使用γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。激光相较于普通光源，单色性、方向性更好，除了可用于矫正近视的手术，还可用于机械制造中的精密模具加工、精密焊接等工艺，甚至用于核聚变研究
2. X射线
（1）1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时,发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上，管壁会发出一种看不见的射线,伦琴把它叫做X射线.
（2）产生条件:高速电子流射到任何固体上，都会产生 X射线
（3）特性:穿透本领很强
（4）医疗上透视人体：如用X光片判断是否骨折、做胸透、CT、磁共振
【例题4】我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——GRB 221009A的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过3×1019HZ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线说法不正确的是（　　）
A．伽马射线是一种电磁波
B．伽马射线在真空中的传播速度约为3×108m/s
C．伽马射线的振动周期超过3×10-19s
D．伽马射线医疗上可以用来治疗肿瘤
【答案】C
【解析】A．伽马射线是一种频率较高的电磁波，故A正确，不符合题意；
B．伽马射线属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故B正确，不符合题意；
C．伽马射线的频率超过3×1019HZ，所以伽马射线的振动周期约为
没有超过3×10-19s，故C错误，符合题意；
D．伽马射线的频率超过3×1019HZ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力，所以伽马射线医疗上可以用来治疗肿瘤，故D正确，不符合题意。故选C。
（变式训练1）下列关于高频电磁波在医疗领域的应用说法中错误的是( )
A．X射线：用于医学影像检查如胸透等
B．γ射线：用于肿瘤的放射治疗、CT扫描
C．紫外线：用于消毒杀菌
D．激光：用于手术治疗、美容等
【答案】B
【解析】CT检查采用的是X射线。CT检查是现代一种较先进的医学影像检查技术，主要采用X射线对人体进行扫描，通过计算机处理后形成图像。X射线是一种高能电磁波，它具有很强的穿透性，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。X射线的穿透性与物质的密度有关，密度越高，对X射线的吸收越多，因此可用于检查人体内部器官是否有病变。B说法错误。
（变式训练2）近年来，我国在海南商业航天发射场成功将卫星互联网低轨16组卫星送入预定轨道。这组卫星可为无地面基站的区域（如山区、海洋）提供稳定网络，支持应急通信、远程医疗和教育。卫星与地面的信息传递过程中所利用的载体是（　　）
A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．光纤
【答案】C
【解析】卫星与地面进行信息传递过程中所利用的载体是电磁波，因为次声波和超声波不能在真空中传播，采用光纤不现实，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
（变式训练3）在医院检查设备中，有三种可以“穿透”的医疗影像检查，分别是X光（X射线摄影：利用X射线穿透身体时，不同组织吸收射线的能力不同）、CT（计算机断层扫描：X光管的升级版。围绕人体旋转360度，从各个角度采集大量投影数据，由计算机重建出身体的“切片”图像）以及MRI（核磁共振：利用一个强大的磁场对软组织进行显示），而三者的原理并不完全相同。则关于以上检查设备，下列说法中正确的是（ ）
A．X射线在真空中传播的速度约为340m/s
B．X射线可以用于人体检查，说明声波可以传递信息
C．核磁共振的磁场产生原理是通电导线在磁场中受力运动
D．核磁共振内会产生非常强的磁场，所以禁止穿戴含铁等金属饰品进行检查
【答案】D
【解析】AB.X射线属于电磁波，在真空中传播的速度等于光速，为30万千米/秒，X射线可以用于人体检查，说明电磁波可以传递信息，故AB错误；
C.核磁共振的磁场产生原理不可能是通电导线在磁场中受力运动，电流和磁体才可以产生磁场，故C错误；
D.核磁共振内会产生非常强的磁场，磁场对铁会产生力的作用，所以禁止穿戴含铁等金属饰品进行检查，而且如果磁场是变化的，可能产生感应电流，产生电热，对人产生伤害，故D正确。
故选D。
电磁波能量特性的应用
生活中，我们比较熟悉的电磁波能量特性的应用是微波炉。微波炉中的磁控管能够产生很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波。食物的分子在微波作用下剧烈振动并相互摩擦而产生热量，食物的温度升高。这种微波可以穿透食物内部5cm，使食物内部和外部一同受热，效率高。因为食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。
微波炉的结构与工作状态示意图
1.以下哪些选项属于无线电波的分类？
A. 长波 B. 微波 C. 短波 D. 声波 E. 光波
【答案】ABC
【解析】无线电波的分类主要依据波长或频率的不同。根据电磁波谱的划分：
长波（A）：波长较长，如广播通信中使用。
微波（B）：频率较高，用于雷达、无线通信等。
短波（C）：波长较短，适合远距离通信。
声波（D）：属于机械波，依赖介质传播，与电磁波无关。
光波（E）：光波（Light Wave）虽然也是电磁波，但其频率远高于无线电波，通常指可见光范围内的电磁波，因此也不属于无线电波的分类。
因此，属于无线电波分类的选项为A、B、C。
2.在2025年成都国际科幻大会上，一种利用NFC“碰一碰”的即时翻译技术备受关注，它能在无网络的环境下完成信息传输。手机与“碰一碰”标签之间传输信息所利用的电磁波类型是（ ）
A．可见光 B．X射线 C．无线电波 D．γ射线
【答案】C
【解析】无线电波广泛应用于广播、移动通信及NFC近场通信等场景，因此手机与标签间传输信息依靠的是无线电波。故选C。
3．电磁波有信息特性和能量特性，以下设备中，利用电磁波信息特性工作的是（ ）
A．微波炉 B．吹风机 C．倒车雷达 D．军事雷达
【答案】D
【解析】A．微波炉利用电磁波携带的能量加热食物，属于利用电磁波的能量特性，故A不符合题意；
B．吹风机依靠电动机和电热丝工作，将电能转化为机械能和内能，不利用电磁波，故B不符合题意；
C．倒车雷达利用超声波（声波）传递信息，不使用电磁波，故C不符合题意；
D．军事雷达通过发射、接收反射回的电磁波，获取目标的位置、距离等信息，利用了电磁波的信息特性，故D符合题意。故选D。
4. 如图所示的“中国天眼”FAST是世界上口径最大的射电望远镜，发现的脉冲星已超过740颗。FAST接收到的脉冲星信号是频率较低的电磁波，它们是（　　）
A. 无线电波 B. 可见光 C. X射线 D. γ射线
【答案】A
【解析】根据电磁波的知识可知，电磁波及其应用FAST接收到的脉冲星信号是频率较低的电磁波，它们是无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
5.各地高高耸立的电视塔是地标性建筑，电视塔上天线的作用是( )
A.让声音、图像信号转化为电信号；
B.让声音、图像信号加载到高频电流上；
C.让音频、视频电信号加载到高频电流上；
D.让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
【答案】 D
【解析】电磁波可以传递声音、图象等信息，电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的；电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去，D符合题意，ABC不符合题意； 故答案为：D。
6.下列物质中，既能发射红外线，又能发射可见光的是（ ）
A．0 ℃的冰 　　　　　 B．100 ℃的沸水
C．400 ℃的铁块 D．800 ℃的钨丝
【答案】D
【解析】任何高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会发射红外线，这是因为红外线是热射线，与物体的温度密切相关。
当物体的温度升高到一定程度时，会开始辐射出可见光。一般来说，当固体温度升高到500摄氏度时，就开始辐射出暗红色的可见光，随着温度升高，光的颜色也会发生变化，按照红-橙红-黄-黄白-白-蓝白的顺序渐变。
800℃的钨丝既能发射红外线又能发射可见光，是因为其内部原子核外电子的跃迁过程。
当钨丝通电时，由于钨丝的电阻将电能转化为内能，加热钨丝至高温。温度升高后，钨丝内的原子吸收能量，核外电子发生跃迁，进入激发态。激发态的电子极不稳定，会迅速回到基态，在这个过程中，电子将吸收的能量以电磁波的形式释放出来，这些电磁波中就包含了我们肉眼可见的光部分以及红外线部分。
7.下列关于高频电磁波在医疗领域的应用说法中错误的是( )
A．X射线：用于医学影像检查如胸透等
B．γ射线：用于肿瘤的放射治疗、CT扫描
C．紫外线：用于消毒杀菌
D．激光：用于手术治疗、美容等
【答案】B
【解析】CT检查采用的是X射线。CT检查是现代一种较先进的医学影像检查技术，主要采用X射线对人体进行扫描，通过计算机处理后形成图像。X射线是一种高能电磁波，它具有很强的穿透性，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。X射线的穿透性与物质的密度有关，密度越高，对X射线的吸收越多，因此可用于检查人体内部器官是否有病变。B说法错误。
8．移动通信5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端、广连接数等各项优势在生产生活中起到了积极作用，人们通常所说“5G信号比4G信号传输速度快”，指的是5G的电磁波比4G的电磁波传播速度_______ (选填“快”“慢”或“一样快”)；移动5G信号的电磁波属于_______ (选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”)。
【答案】一样快 微波
【解析】5G的电磁波与4G的电磁波都是电磁波，传播速度一样都是3×105km/ s。移动5G信号的电磁波属于微波。5G的频率范围分为两种：一种是6GHz以下，这个和目前我们的2/3/4G差别不算太大。还有一种，就很高了，在24GHz以上。目前，国际上主要使用28GHz进行试验（这个频段也有可能成为5G最先商用的频段）。
4G信号也属于微波，也就是第四代移动通信技术，它的频率范围比较广泛。根据国际电信联盟（ITU）的规定，4G信号的频率范围主要分为两个部分：低频段（Low Band）和高频段（High Band）。低频段的频率范围是698-960MHz，这个频段的信号穿透力比较强，覆盖范围也比较广。高频段的频率范围是1710-2690MHz，这个频段的信号带宽比较大，传输速率也比较高。在微波传输中，频段在1GHz以上，常用的有L波段（1.0～2.0GHz）、S波段（2.0～3.0GHz）、Ku波段（10～12GHz）。
9.电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他地区，这样就实现了卫星电视转播。在调试过程中，电视台本身也需要接收卫星传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较。这时发现卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面相应的变化慢一些。
（1）解释产生这种时间延误的原因；
（2）已知通信卫星的高度大约是36000km，无线电信号传播的速度与光在真空中的速度相同，估算画面延迟的时间。
【答案】（1）无线电信号由地面传到卫星再返回电视台需要一段时间，由于地面到卫星之间的距离比演播室到接收器间的距离大得多，所以卫星传回的画面要稍慢一些。（2）0.24 s
【解析】（1）无线电信号由地面传到卫星再返回电视台需要一段时间，由于地面到卫星之间的距离比演播室到接收器间的距离大得多，所以卫星传回的画面要稍慢一些。
（2）s=36 000km，v=3.0×108m/s=3.0×105km/s．t=s/v=0.24s
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