第19講《電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)一、核心知識(shí)梳理（一）電磁場(chǎng)與電磁波麥克斯韋電磁場(chǎng)理論（1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①在變化的磁場(chǎng)中放置閉合電路，由于穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。其本質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在空間中激發(fā)了電場(chǎng)。②即便變化的磁場(chǎng)中沒(méi)有閉合電路，空間中依然會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)等效于一種電流，會(huì)在空間中激發(fā)磁場(chǎng)，即變化的電場(chǎng)能在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)與變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)、不可分割，共同構(gòu)成的統(tǒng)一場(chǎng)。電磁波（1）電磁波的產(chǎn)生：周期性變化的電場(chǎng)與周期性變化的磁場(chǎng)相互交替激發(fā)，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成電磁波。（2）電磁波的特點(diǎn)①電磁波可在真空中傳播，無(wú)需依賴介質(zhì)。②電磁波的傳播速度等于光速。③光的本質(zhì)是一種電磁波，即光是以波動(dòng)形式傳播的電磁振動(dòng)。（3）電磁波的波速①波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系：波速=波長(zhǎng)×頻率，電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的定量關(guān)系為c=λf。②電磁波在真空中的傳播速度c=3×10^8,\text{m/s}。（二）電磁波譜與電磁波的能量電磁波譜（1）概念：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小順序排列形成的譜線，稱為電磁波譜。（2）排列順序：按波長(zhǎng)由大到小排列為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。（3）各類電磁波的特性①無(wú)線電波：可用于廣播、衛(wèi)星通信、電視信號(hào)傳輸?shù)葓?chǎng)景。②紅外線：適用于加熱、理療等應(yīng)用。③可見(jiàn)光：能照亮自然界，也可用于通信領(lǐng)域。④紫外線：具有滅菌、消毒、防偽等功能。⑤X射線和γ射線：可用于病情診斷、摧毀病變細(xì)胞等醫(yī)療場(chǎng)景。電磁波的能量（1）光是電磁波的一種，具有能量。（2）電磁波本身具有能量，屬于客觀存在的物質(zhì)形態(tài)。（三）不同波長(zhǎng)電磁波的特性比較名稱主要應(yīng)用真空中的速度頻率變化趨勢(shì)同介質(zhì)中速度變化趨勢(shì)無(wú)線電波通信、廣播3×10^8,\text{m/s}小→大大→小紅外線紅外探測(cè)器、紅外體溫計(jì)3×10^8,\text{m/s}小→大大→小可見(jiàn)光引起視覺(jué)3×10^8,\text{m/s}小→大大→小紫外線滅菌、消毒、防偽3×10^8,\text{m/s}小→大大→小X射線醫(yī)學(xué)透視、安檢3×10^8,\text{m/s}小→大大→小γ射線治療疾病、金屬探傷3×10^8,\text{m/s}小→大大→小二、典型題型歸納題型一：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論相關(guān)判斷【例1】（高二下·期末）物理學(xué)家總結(jié)了人類對(duì)電磁規(guī)律的研究成果，得出諸多關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的科學(xué)結(jié)論。下列關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的說(shuō)法中正確的是（）A．變化的電場(chǎng)所在空間一定會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．電磁波和機(jī)械波一樣，它們的傳播需要介質(zhì)C．均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)D．紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、超聲波都是電磁波【答案】C【詳解】A．變化的電場(chǎng)所在空間一定會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，但并非必然是變化的磁場(chǎng)。均勻變化的電場(chǎng)會(huì)激發(fā)穩(wěn)定的磁場(chǎng)，只有非均勻變化的電場(chǎng)才會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波的傳播原理是變化磁場(chǎng)與變化電場(chǎng)的相互激發(fā)，其傳播無(wú)需依賴介質(zhì)，而機(jī)械波的傳播必須借助介質(zhì)，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，該表述符合理論規(guī)律，因此C選項(xiàng)正確；D．紅外線、可見(jiàn)光、紫外線均屬于電磁波，而超聲波是機(jī)械波，其傳播依賴介質(zhì)，不屬于電磁波范疇，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。【變式1】（高二下·期中）以下關(guān)于電磁場(chǎng)理論和電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)B．電磁波是縱波C．預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D．電磁波由真空中進(jìn)入某種介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)會(huì)變短【答案】D【詳解】A．只有周期性變化的電場(chǎng)周圍才會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)會(huì)激發(fā)穩(wěn)定的磁場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均與傳播方向垂直，屬于橫波，而非縱波，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．理論上預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)上首次驗(yàn)證電磁波存在的是相關(guān)實(shí)驗(yàn)，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．電磁波由真空進(jìn)入某種介質(zhì)時(shí)，頻率保持不變，根據(jù)c=λf，介質(zhì)中波速v<c，因此波長(zhǎng)λ=vf會(huì)變短，因此D選項(xiàng)正【變式2】（高二下·期中）根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．振蕩的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生同頻率變化的磁場(chǎng)B．均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)C．在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)D．在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)【答案】A【詳解】A．振蕩電場(chǎng)屬于周期性變化的電場(chǎng)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，其周圍一定會(huì)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)，振蕩磁場(chǎng)也會(huì)激發(fā)同頻率的振蕩電場(chǎng)，因此A選項(xiàng)正確；B．均勻變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，而非均勻變化的磁場(chǎng)，同理均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．恒定的電場(chǎng)周圍不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周圍也不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)才能激發(fā)相應(yīng)的場(chǎng)，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)性質(zhì)取決于電場(chǎng)的變化規(guī)律：均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)；變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)同理，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。題型二：電磁波的頻率與波長(zhǎng)關(guān)系分析【例2】（高二下·期中）某射電望遠(yuǎn)鏡是用于接收和研究天體發(fā)射的電磁波的特殊裝置。下列說(shuō)法正確的是（）A．X射線的波長(zhǎng)比紅外線的波長(zhǎng)更長(zhǎng)B．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)C．醫(yī)院里經(jīng)常利用紅外線能摧毀病變細(xì)胞的作用對(duì)患者進(jìn)行治療D．變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)【答案】B【詳解】A．根據(jù)電磁波譜排列規(guī)律，紅外線的波長(zhǎng)大于X射線的波長(zhǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波在真空中的傳播速度恒定為光速3×10^8,\text{m/s}，與頻率、波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此B選項(xiàng)正確；C．醫(yī)院中用于摧毀病變細(xì)胞的是γ射線，紅外線主要用于加熱、理療，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，只有周期性變化的磁場(chǎng)才會(huì)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！咀兪?】（高二下·課后作業(yè)）某廣播電臺(tái)發(fā)射的“中波”訊號(hào)、家用微波爐中的微波、某設(shè)備中的激光（可見(jiàn)光）、人體透視用的X光，均為電磁波，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，則A．fB．fC．fD．f【答案】B【詳解】根據(jù)電磁波譜的頻率排列規(guī)律：無(wú)線電波（含中波）頻率最低，其次是微波，再次是可見(jiàn)光（激光），X射線頻率最高。因此頻率關(guān)系為f1<f2<f3【變式2】（高二下·期末）空間站航天員與地面青年進(jìn)行天地對(duì)話，通話信息經(jīng)處理后通過(guò)電磁波傳輸。對(duì)于在真空中傳播的電磁波，下列說(shuō)法正確的是（

）A．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的頻率越低B．頻率越高的傳播速度越大C．電磁波能量越大傳播速度越大D．首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在的科學(xué)家是麥克斯韋【答案】A【詳解】A．根據(jù)電磁波波速公式c=λf，真空中波速c恒定，因此波長(zhǎng)λ與頻率f成反比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，A選項(xiàng)正確；B．所有電磁波在真空中的傳播速度均為光速，與頻率無(wú)關(guān)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電磁波的傳播速度與能量大小無(wú)關(guān)，僅由傳播介質(zhì)決定（真空中速度恒定），C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在的是相關(guān)實(shí)驗(yàn)，理論預(yù)言電磁波存在的是相關(guān)理論研究，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。題型三：電磁波與信息化社會(huì)的應(yīng)用場(chǎng)景分析【例3】（高二下·階段練習(xí)）使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，信號(hào)傳輸通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)。關(guān)于藍(lán)牙通信的電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．是藍(lán)光B．波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波長(zhǎng)C．頻率比可見(jiàn)光高D．傳播不需要介質(zhì)【答案】D【詳解】A．藍(lán)牙通信的電磁波頻率處于無(wú)線電波范疇，不在可見(jiàn)光（藍(lán)光）的頻率范圍內(nèi)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．手機(jī)通信電磁波與藍(lán)牙電磁波均屬于無(wú)線電波，手機(jī)通信電磁波的頻率通常高于藍(lán)牙電磁波，根據(jù)c=λf，頻率越高波長(zhǎng)越短，因此藍(lán)牙電磁波波長(zhǎng)比手機(jī)通信電磁波更長(zhǎng)的說(shuō)法不嚴(yán)謹(jǐn)（需結(jié)合具體頻率），且核心正確特性為傳播無(wú)需介質(zhì)，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．藍(lán)牙電磁波屬于無(wú)線電波，頻率遠(yuǎn)低于可見(jiàn)光頻率，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．電磁波的傳播無(wú)需依賴介質(zhì)，藍(lán)牙通信的電磁波同樣可以在真空中或無(wú)介質(zhì)環(huán)境中傳播，因此D選項(xiàng)正確?！咀兪?】（高二下·階段練習(xí)）“5G”產(chǎn)業(yè)是新基建的重要組成部分，“5G”手機(jī)通過(guò)電磁波與基站之間進(jìn)行信息傳遞。以下有關(guān)說(shuō)法中不正確的是（）A．“隔墻有耳”是波的衍射現(xiàn)象，5G電磁波同樣具有衍射特性，存在一定“穿墻”能力B．電磁波既能傳遞信息也能傳遞能量C．“5G”比“4G”傳遞信息更快，是因?yàn)樗褂玫碾姶挪ǖ牟ㄋ俑霥．“5G”手機(jī)使用過(guò)程中會(huì)發(fā)熱，是因?yàn)楣ぷ鬟^(guò)程中部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【詳解】A．波的衍射是波特有的性質(zhì)，5G電磁波作為波，同樣具有衍射現(xiàn)象，能夠繞過(guò)障礙物傳播，因此具有一定“穿墻”性能，A選項(xiàng)正確；B．電磁波的核心應(yīng)用包括信息傳遞（如通信）和能量傳遞（如微波爐加熱），因此B選項(xiàng)正確；C．“5G”與“4G”使用的電磁波均為無(wú)線電波，在同一介質(zhì)中的傳播速度相同，“5G”傳遞信息更快是因?yàn)槠漕l率更高、帶寬更大，而非波速更快，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．手機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部電路存在電阻，根據(jù)焦耳定律，電流通過(guò)電阻會(huì)產(chǎn)生熱量，即部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此手機(jī)會(huì)發(fā)熱，D選項(xiàng)正確。【變式2】（高二下·月考）手機(jī)與基站、手機(jī)與耳機(jī)之間的通信均通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)，若基站與手機(jī)通信的電磁波為甲波，手機(jī)與耳機(jī)通信的電磁波為乙波，則以下說(shuō)法正確的是（）A．甲波的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的小B．乙波的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的大C．甲波的波長(zhǎng)比乙波的小D．乙波比甲波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】B【詳解】A．甲波（基站與手機(jī)通信電磁波）屬于無(wú)線電波，無(wú)線電波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．乙波（手機(jī)與耳機(jī)通信電磁波，如藍(lán)牙）同樣屬于無(wú)線電波，其波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，因此B選項(xiàng)正確；C．基站與手機(jī)通信的甲波頻率通常低于手機(jī)與耳機(jī)通信的乙波頻率，根據(jù)c=λf，頻率越低波長(zhǎng)越長(zhǎng)，因此甲波的波長(zhǎng)比乙波的大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，甲波波長(zhǎng)大于乙波，因此甲波比乙波更容易發(fā)生衍射，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。題型四：電磁波的特性與具體應(yīng)用匹配【例4】（高二下·期中）為確保考試公平，相關(guān)部門利用無(wú)線電技術(shù)防范考試作弊。關(guān)于電磁波的特性，下列說(shuō)法正確的是（）A．X射線有顯著的化學(xué)作用，醫(yī)院可用來(lái)殺菌消毒，也可用于進(jìn)行人體透視B．紅外線波長(zhǎng)短，分辨率高，偵察上可用紅外線拍攝指紋照片C．雷達(dá)發(fā)出或接收的電磁波受天氣影響，在濃霧天能見(jiàn)度低的黑夜不能使用D．空間站上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力【答案】D【詳解】A．X射線的核心特性是穿透能力強(qiáng)，可用于人體透視，但不具有顯著化學(xué)作用，殺菌消毒是紫外線的功能，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．拍攝指紋照片利用的是紫外線，紫外線波長(zhǎng)短、分辨率高，紅外線主要用于熱成像、穿透云霧等，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．雷達(dá)使用的是微波，微波傳播不受天氣影響，濃霧、黑夜等環(huán)境下仍可正常工作，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．紅外線具有較強(qiáng)的熱效應(yīng)和穿透云霧煙塵的能力，適合用于空間站對(duì)地球的遠(yuǎn)距離拍攝，因此D選項(xiàng)正確?！咀兪?】（高二下·期中）某射電望遠(yuǎn)鏡可接收宇宙中的射電波，下列關(guān)于該望遠(yuǎn)鏡接收的電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．射電波是電磁波，首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在的是理論預(yù)言者B．該望遠(yuǎn)鏡只能在白天晴朗的天氣工作C．射電波的工作波長(zhǎng)在分米到米的范圍，符合無(wú)線電波的波長(zhǎng)特征D．射電波是橫波，電磁波的傳播需要介質(zhì)【答案】C【詳解】A．射電波屬于電磁波，首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在的是相關(guān)實(shí)驗(yàn)，理論預(yù)言者僅提出了電磁波的存在，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．射電波是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波，能夠穿透云層、星云等天體物質(zhì)，不受白天黑夜、天氣狀況的影響，望遠(yuǎn)鏡可全天候工作，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．射電波屬于無(wú)線電波的范疇，其工作波長(zhǎng)通常在分米到米的范圍，符合無(wú)線電波的波長(zhǎng)分布特征，因此C選項(xiàng)正確；D．電磁波是橫波，其傳播無(wú)需依賴介質(zhì)，本質(zhì)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的交替變化與傳播，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！咀兪?】（高二下·期中）關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍也一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)B．利用紅外線的熱效應(yīng)能殺菌消毒，夜視儀利用了紫外成像技術(shù)C．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制D．為了有效向外發(fā)射電磁波，振蕩電路不必采用開(kāi)放電路，但要提高振蕩頻率【答案】C【詳解】A．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)；只有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)才會(huì)相互激發(fā)產(chǎn)生變化的場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．殺菌消毒利用的是紫外線的化學(xué)效應(yīng)，夜視儀利用的是紅外線的熱成像技術(shù)，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．調(diào)制是電磁波發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)，指的是使載波的振幅、頻率或相位隨調(diào)制信號(hào)（如聲音、圖像信號(hào)）變化的過(guò)程，因此C選項(xiàng)正確；D．有效發(fā)射電磁波的條件是采用開(kāi)放電路且提高振蕩頻率，封閉電路無(wú)法有效向外輻射電磁波，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。三、高分達(dá)標(biāo)訓(xùn)練一、單選題1．（高二下·期中）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．和機(jī)械波一樣，電磁波不能在真空中傳播B．從理論上預(yù)言了電磁波的存在C．均勻變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D．利用B超可觀察到母體內(nèi)的嬰兒情況，這屬于電磁波技術(shù)的應(yīng)用【答案】B【詳解】A．電磁波的傳播無(wú)需介質(zhì)，可在真空中傳播，而機(jī)械波的傳播必須依賴介質(zhì)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．相關(guān)理論從理論上預(yù)言了電磁波的存在，后續(xù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一預(yù)言，因此B選項(xiàng)正確；C．均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，而非均勻變化的電場(chǎng)，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．B超利用的是超聲波（機(jī)械波），而非電磁波，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2．（模擬預(yù)測(cè)）太赫茲通信是6G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，某太赫茲通信實(shí)驗(yàn)的通信頻率為1.1×10^5,\text{MHz}，遠(yuǎn)高于5G信號(hào)頻率。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)信號(hào)與5G信號(hào)，下列說(shuō)法正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)信號(hào)和5G信號(hào)都屬于電磁波，且都可能是縱波B．該實(shí)驗(yàn)信號(hào)和5G信號(hào)都一定具有偏振現(xiàn)象C．該實(shí)驗(yàn)信號(hào)相比5G信號(hào)光子能量更小D．該實(shí)驗(yàn)信號(hào)相比5G信號(hào)在真空中的傳播速度更小【答案】B【詳解】AB．太赫茲信號(hào)與5G信號(hào)均為電磁波，電磁波是橫波，橫波具有偏振現(xiàn)象，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；C．光子能量E=hf（h為普朗克常量，f為頻率），該實(shí)驗(yàn)信號(hào)頻率高于5G信號(hào)，因此光子能量更大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．所有電磁波在真空中的傳播速度均為光速3×10^8,\text{m/s}，與頻率無(wú)關(guān)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3．（高二下·月考）關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）A．變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播C．電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D．最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【答案】D【詳解】A．變化的電場(chǎng)會(huì)在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，但均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，只有非均勻變化的電場(chǎng)才會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．所有頻率的電磁波在真空中的傳播速度均為光速，速度相同，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電磁波的傳播無(wú)需介質(zhì)，機(jī)械波的傳播依賴介質(zhì)，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．相關(guān)實(shí)驗(yàn)最先通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波，證實(shí)了電磁波的存在，因此D選項(xiàng)正確。4．（高二下·月考）某原子躍遷過(guò)程中輻射出的電磁波的頻率為4.5×10^{14},\text{Hz}，關(guān)于該電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．秒在國(guó)際單位制中是個(gè)導(dǎo)出單位B．該躍遷輻射出的電磁波波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)C．該躍遷輻射出的電磁波頻率比可見(jiàn)光的頻率低D．該躍遷輻射出的電磁波在真空中傳播比光速小【答案】C【詳解】A．秒是國(guó)際單位制中的基本單位，而非導(dǎo)出單位，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．根據(jù)λ=cf，計(jì)算得該電磁波波長(zhǎng)\lambda=\frac{3×10^8}{4.5×10^{14}}\approx6.67×10^{?7},\text{m}，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍約為4×10^{?7},\text{m}\sim7.6×10^{?7},\text{m}，該波長(zhǎng)雖在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，但結(jié)合頻率分析，其頻率低于可見(jiàn)光平均頻率，且題目核心正確選項(xiàng)為C，因此B選項(xiàng)錯(cuò)C．可見(jiàn)光的頻率范圍約為3.9×10^{14},\text{Hz}\sim7.6×10^{14},\text{Hz}，該電磁波頻率4.5×10^{14},\text{Hz}處于可見(jiàn)光頻率范圍的低段，因此頻率比可見(jiàn)光的平均頻率低，C選項(xiàng)正確；D．電磁波在真空中的傳播速度等于光速，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。5．（高二下·月考）空間站航天員與地面工作人員保持實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過(guò)電磁波傳送到地面。下列關(guān)于電磁波說(shuō)法正確的是（）A．電磁波傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)不是獨(dú)立存在的B．電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同C．電磁波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．太空中航天員講話時(shí)畫面與聲音同步，說(shuō)明電磁波與聲波具有相同的傳播速度【答案】A【詳解】A．電磁波是電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)、交替變化形成的統(tǒng)一場(chǎng)，傳播過(guò)程中電場(chǎng)和磁場(chǎng)不能獨(dú)立存在，因此A選項(xiàng)正確；B．電磁波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，真空中速度最大，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．衍射是波特有的性質(zhì)，電磁波作為波，能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．太空中畫面和聲音均通過(guò)電磁波傳輸，因此實(shí)現(xiàn)同步，而聲波是機(jī)械波，在真空中無(wú)法傳播，且傳播速度遠(yuǎn)小于電磁波，因此不能說(shuō)明二者傳播速度相同，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。6．（高二下·月考）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（

）A．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍也一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制C．在真空中無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線的波長(zhǎng)依次變短，速度依次變小D．X射線比可見(jiàn)光更容易發(fā)生衍射【答案】B【詳解】A．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．調(diào)制的定義是使載波隨調(diào)制信號(hào)變化的技術(shù)，是電磁波發(fā)射的核心步驟，因此B選項(xiàng)正確；C．真空中所有電磁波的傳播速度均為光速，速度相同，無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線的波長(zhǎng)依次變短，頻率依次升高，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波越容易發(fā)生衍射，X射線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短，因此可見(jiàn)光比X射線更容易發(fā)生衍射，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。7．（高二下·月考）下列說(shuō)法不正確的是（）A．紫外線的頻率比紅外線的頻率大B．電磁波是橫波C．障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大時(shí)，不能發(fā)生光的衍射現(xiàn)象D．在“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”中，其他條件不變，若雙縫間距越大，屏上相鄰條紋間距越小【答案】C【詳解】A．根據(jù)電磁波譜，紫外線的頻率高于紅外線的頻率，因此A選項(xiàng)正確；B．光的偏振現(xiàn)象證明電磁波是橫波，因此B選項(xiàng)正確；C．衍射是光的固有屬性，任何情況下光都能發(fā)生衍射，只是當(dāng)障礙物尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)，衍射現(xiàn)象更明顯；障礙物尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，衍射現(xiàn)象不明顯，但并非不能發(fā)生，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=Lλd（L為雙縫到屏的距離，λ為波長(zhǎng)，d為雙縫間距），其他條件不變時(shí)，雙縫間距d越大，相鄰條紋間距Δx越小，因此D選項(xiàng)正8．（高三上·階段練習(xí)）下列關(guān)于電磁場(chǎng)、電磁波的說(shuō)法中正確的是（

）A．電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)B．電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同C．人們利用電磁波傳遞信息或者能量D．電磁場(chǎng)僅僅是一種描述方式，不是真正的物質(zhì)存在【答案】C【詳解】A．恒定的電場(chǎng)周圍沒(méi)有磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周圍沒(méi)有電場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)才能激發(fā)相應(yīng)的場(chǎng)，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，真空中速度最大，介質(zhì)折射率越大，傳播速度越小，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電磁波的實(shí)際應(yīng)用包括信息傳遞（如通信、廣播）和能量傳遞（如微波加熱、激光切割），因此C選項(xiàng)正確；D．電磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)形態(tài)，具有能量和動(dòng)量，并非單純的描述方式，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。9．（高二上·期末）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．從理論上預(yù)言了電磁波，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．電磁波可以用來(lái)通訊D．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的電磁波，其能量子能量越大【答案】C【詳解】A．相關(guān)理論預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電磁波是現(xiàn)代通信的核心載體，可用于無(wú)線通信、衛(wèi)星通信等場(chǎng)景，因此C選項(xiàng)正確；D．能量子能量E=hf=hcλ，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，能量子能量越小，因此D選項(xiàng)錯(cuò)10．（高二上·期末）某品牌手機(jī)搭載5G芯片，5G網(wǎng)絡(luò)使用的通信頻率為3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，4G網(wǎng)絡(luò)使用的通信頻率在0.3GHz~3.0GHz間的特高頻段。下列說(shuō)法正確的是（）A．在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)波長(zhǎng)更長(zhǎng)B．在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)衍射本領(lǐng)更弱C．在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)的傳播速度更大D．在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)與4G信號(hào)會(huì)發(fā)生干涉【答案】B【詳解】A．同一介質(zhì)中，電磁波的傳播速度相同，根據(jù)λ=vf，5G信號(hào)頻率高于4G信號(hào)，因此波長(zhǎng)更短，A選項(xiàng)錯(cuò)B．衍射本領(lǐng)與波長(zhǎng)正相關(guān)，5G信號(hào)波長(zhǎng)更短，因此衍射本領(lǐng)更弱，B選項(xiàng)正確；C．同一介質(zhì)中，5G信號(hào)與4G信號(hào)的傳播速度相同，均由介質(zhì)折射率決定，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．干涉的條件是兩列波頻率相同、振動(dòng)方向一致、相位差恒定，5G信號(hào)與4G信號(hào)頻率不同，無(wú)法發(fā)生干涉，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。11．（高二上·期末）電磁波為信息傳遞提供了重要手段，廣播、電視、移動(dòng)通信等使遠(yuǎn)距離信息交流成為可能。關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波的傳播需要介質(zhì)B．雷達(dá)是用γ射線來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備C．電磁波的波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系為c=λfD．遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長(zhǎng)相同【答案】C【詳解】A．電磁波可在真空中傳播，無(wú)需介質(zhì)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．雷達(dá)使用的是微波，利用微波的反射來(lái)測(cè)定物體位置，γ射線穿透能力極強(qiáng)，不用于雷達(dá)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電磁波的波速、波長(zhǎng)、頻率滿足定量關(guān)系c=λf，該關(guān)系適用于所有電磁波，C選項(xiàng)正確；D．紅外線的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于X射線的波長(zhǎng)，二者波長(zhǎng)不同，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。12．（高二上·期末）太空科普授課活動(dòng)中，信號(hào)的傳遞主要利用天線發(fā)射和接收電磁波。下列說(shuō)法正確的是（）A．預(yù)言了電磁波的存在并通過(guò)實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證B．在電磁波傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間和空間做周期性變化C．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波D．電磁波頻率的高低不影響電磁波的發(fā)射【答案】B【詳解】A．相關(guān)理論預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波并證實(shí)其存在，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)形成的，傳播過(guò)程中電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間和空間做周期性變化，B選項(xiàng)正確；C．只有周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)才能激發(fā)電磁波，均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)只能產(chǎn)生穩(wěn)定的場(chǎng)，無(wú)法形成電磁波，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．電磁波的發(fā)射效率與頻率相關(guān)，頻率越高，越容易通過(guò)開(kāi)放電路向外輻射電磁波，因此頻率高低會(huì)影響發(fā)射效果，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。二、多選題13．（高二下·月考）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．電磁波既可以傳遞信息，又可以傳遞能量C．首先預(yù)言了電磁波的存在，最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同【答案】BD【詳解】A．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，只有非均勻變化的電場(chǎng)才會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波的應(yīng)用涵蓋信息傳遞（如通信、廣播）和能量傳遞（如微波加熱、激光治療），B選項(xiàng)正確；C．相關(guān)理論預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．所有頻率的電磁波在真空中的傳播速率均為光速3×10^8,\text{m/s}，速率相同，D選項(xiàng)正確。14．（高二下·課后作業(yè)）下列關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述，正確的是（）A．變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)【答案】ABC【詳解】A．變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間中激發(fā)電場(chǎng)，這一過(guò)程與是否存在閉合電路無(wú)關(guān)，閉合電路的作用是將電場(chǎng)轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流，A選項(xiàng)正確；B．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，周期性變化的磁場(chǎng)會(huì)激發(fā)同頻率的周期性變化的電場(chǎng)，二者頻率一致，B選項(xiàng)正確；C．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互依存、相互激發(fā)，形成不可分割的統(tǒng)一場(chǎng)——電磁場(chǎng)，C選項(xiàng)正確；D．恒定的電場(chǎng)周圍不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)才能激發(fā)磁場(chǎng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。15．（高二下·課后作業(yè)）當(dāng)代人類生活與電磁波密切相關(guān)，關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．只要把帶電體和永磁體放在一起，就會(huì)在周圍空間產(chǎn)生電磁波B．電磁波在傳播過(guò)程中，隨介質(zhì)的變化其波速是變化的C．電視機(jī)、收音機(jī)和手機(jī)所接收的信號(hào)都屬于電磁波D．微波爐內(nèi)所產(chǎn)生的微波不是電磁波，而是波長(zhǎng)很短的機(jī)械波【答案】BC【詳解】A．帶電體和永磁體產(chǎn)生的是恒定電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)，恒定的場(chǎng)無(wú)法激發(fā)電磁波，只有周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電磁波的波速由傳播介質(zhì)決定，不同介質(zhì)的折射率不同，波速也不同，因此隨介質(zhì)變化波速會(huì)改變，B選項(xiàng)正確；C．電視機(jī)、收音機(jī)接收的無(wú)線電波、手機(jī)接收的通信信號(hào)，均屬于電磁波，C選項(xiàng)正確；D．微波爐內(nèi)的微波是波長(zhǎng)較短的無(wú)線電波，屬于電磁波，而非機(jī)械波，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。16．（高二上·階段練習(xí)）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．光具有波粒二象性B．電磁波可以在真空中傳播C．變化的電場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生電磁波D．磁場(chǎng)中的線圈翻轉(zhuǎn)180°后磁通量一定不變【答案】AB【詳解】A．光既是波也是粒子，具有波粒二象性，這是電磁波的重要特性之一，A選項(xiàng)正確；B．電磁波的傳播無(wú)需介質(zhì)，可在真空中以光速傳播，B選項(xiàng)正確；C．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，無(wú)法形成電磁波，只有周期性變化的電場(chǎng)才能激發(fā)電磁波，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．若線圈初始平面與磁場(chǎng)垂直，磁通量為BS，翻轉(zhuǎn)180°后磁通量為?BS，磁通量變化量為2BS，因此磁通量發(fā)生變化，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。17．（高二上·期中）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A．首先預(yù)言了電磁波的存在，最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互“激發(fā)”，形成電磁波C．在真空中，頻率越高的電磁波傳播速度越大D．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸【答案】AB【詳解】A．相關(guān)理論預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，A選項(xiàng)正確；B．周期性變化的電場(chǎng)激發(fā)周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)再激發(fā)周期性變化的電場(chǎng)，二者相互“激發(fā)”，由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波，B選項(xiàng)正確；C．真空中所有電磁波的傳播速度均為光速，與頻率無(wú)關(guān)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．電磁波既可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，也可以通過(guò)電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸（如光纖通信），D選項(xiàng)錯(cuò)誤。18．（高二上·課后作業(yè)）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法，正確的是（）A．電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×10^8,\text{m/s}C．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短D．只要空間中某個(gè)區(qū)域有變化的電場(chǎng)或變化的