2024-2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二4.3 无线电波的发射和接收4.4 电磁波谱（含答案） （人教2019选择性必修二）

2024-2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二4.3无线电波的发射和接收4.4电磁波谱基础导学要点一、无线电波的发射1、有效发射无线电波的条件①振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，即采用开放电路．②要有足够高的振荡频率，研究表明频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大．2、调制①载波：用来“运载”信号的高频等幅波．②调制：把传递的信号“加”到载波上的过程．常用的调制方法有调幅和调频两种．a．调幅：使高频振荡的振幅随信号而变．b．调频：使高频振荡的频率随信号而变．要点二、无线电波的传播与接收1、地波：沿地球表面空间传播的无线电波．2、天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波．3、直线传播：沿直线传播的电磁波叫空间波或视波．4、电磁波的接收①原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流．因此，空中的导体可以用来接收电磁波．②电谐振与调谐a．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的感应电流最强的现象．它与机械振动中的共振类似．b．调谐：使接收电路中产生电谐振的过程．通常说的选台即为调谐过程．调谐的基本原理就是电谐振．要点三、对调制、调幅、调频和解调过程的对比1．无线电波的发射和接收过程2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波．(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波．3．解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去．将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制．而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调．4．正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清．因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．在无线电技术中是利用电谐振达到该目的的．[特别提醒](1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．(2)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程．要点四、电磁波的传播特性传播形式适合的波段特点地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波衍射能力较强天波靠大气电离层的反射传播中短波、短波反射能力较强空间波沿直线传播短波、超短波、微波穿透能力较强要点五、电磁波谱1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫做电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，才具有不同的特性．要点六、电磁波的特性及应用1．无线电波：波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉．(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．(3)红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影．3．可见光：可见光的波长在760nm到400nm之间．4．紫外线(1)波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉．(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视．(2)γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷．要点七、电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，表明电磁波可以传递能量．要点八、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强．要点九、电磁波谱各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．要点突破突破一：无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。2、一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波。低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上。突破二：相近概念的辨析技巧（1）调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。（2）调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程。突破三：不同电磁波的特点及应用特点用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用、荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗

强化训练选择题1．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．2、预碰撞安全系统是智能技术在汽车安全性上的重要应用。如图所示，后车系统配备的微波雷达发射毫米级电磁波（毫米波），并利用传感器和电子控制单元对前车反射的毫米波进行收集与运算，当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，则（）A．毫米波的频率比可见光高B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象C．后车发射的毫米波频率高于被前车反射后接收到的频率D．前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流3、下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（）A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波B．“CT”利用紫外线检查多种疾病C．“B超”中的超声波属于电磁波D．遥控器发出的红外线有很高的穿透本领4、如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播B．IC卡是通过X射线工作的C．读卡机在发射电磁波时，需要进行调谐和解调D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能5、电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱，如图所示。下列说法正确的是（

）A．移动电话使用可见光进行Wi—Fi联网B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质D．X射线的频率比γ射线的频率高6、红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是（）A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关C．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大D．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大7、我们的生活已经离不开电磁波，如：北斗导航系统使用频率为1200~1600MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800~1900MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。下列关于这四种电磁波的说法正确的是（）A．家用5GWi-Fi电磁波的衍射现象最明显B．北斗导航系统使用的电磁波的能量最强C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用其穿透本领D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象8、红外线夜视仪是利用了（）A．红外线波长较长，容易绕过障碍物的特点B．红外线热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线是不可见光的特点9、我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（）A．5G信号比4G信号的波长更长B．5G信号是纵波，4G信号是横波C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大10、电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列说法正确的是（）A．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线B．高温物体和低温物体都能辐射红外线C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长短D．在新冠肺炎诊断中，要用射线扫描肺部，是因为在电磁波中射线的穿透能力最强11、红外线是一种光波，在生产、生活中有着广泛应用。关于红外线的应用，下列说法正确的是（）A．利用红外线遥感可以监视森林火情 B．利用红外线可以灭菌消毒C．利用红外线可进行人体透视检查 D．工业上可利用红外线进行金属探伤12、2021年12月9日，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为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，如图所示。已知神舟十三号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，则航天员讲课的实时画面从神舟十三号空间实验室发至地面接收站需要的时间最少为（）A． B．C． D．13、现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是（）A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．空间有变化的电场（或磁场）存在，一定能形成电磁波D．将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机会响铃（或振动）14、“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（）A．微波 B．X射线 C．紫外线 D．超声波15、如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（）A．麦克斯韦证实了电磁波的存在B．电磁波可以在真空中传播C．电磁波在各种介质中传播的速度都是D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场4.3无线电波的发射和接收4.4电磁波谱基础导学要点一、无线电波的发射1、有效发射无线电波的条件①振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，即采用开放电路．②要有足够高的振荡频率，研究表明频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大．2、调制①载波：用来“运载”信号的高频等幅波．②调制：把传递的信号“加”到载波上的过程．常用的调制方法有调幅和调频两种．a．调幅：使高频振荡的振幅随信号而变．b．调频：使高频振荡的频率随信号而变．要点二、无线电波的传播与接收1、地波：沿地球表面空间传播的无线电波．2、天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波．3、直线传播：沿直线传播的电磁波叫空间波或视波．4、电磁波的接收①原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流．因此，空中的导体可以用来接收电磁波．②电谐振与调谐a．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的感应电流最强的现象．它与机械振动中的共振类似．b．调谐：使接收电路中产生电谐振的过程．通常说的选台即为调谐过程．调谐的基本原理就是电谐振．要点三、对调制、调幅、调频和解调过程的对比1．无线电波的发射和接收过程2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波．(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波．3．解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去．将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制．而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调．4．正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清．因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．在无线电技术中是利用电谐振达到该目的的．[特别提醒](1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．(2)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程．要点四、电磁波的传播特性传播形式适合的波段特点地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波衍射能力较强天波靠大气电离层的反射传播中短波、短波反射能力较强空间波沿直线传播短波、超短波、微波穿透能力较强要点五、电磁波谱1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫做电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，才具有不同的特性．要点六、电磁波的特性及应用1．无线电波：波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉．(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．(3)红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影．3．可见光：可见光的波长在760nm到400nm之间．4．紫外线(1)波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉．(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视．(2)γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷．要点七、电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，表明电磁波可以传递能量．要点八、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强．要点九、电磁波谱各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．要点突破突破一：无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。2、一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波。低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上。突破二：相近概念的辨析技巧（1）调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。（2）调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程。突破三：不同电磁波的特点及应用特点用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用、荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗

强化训练选择题1．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．【答案】C【解析】ABD．选项A、B、D中的图片都是固定电话，只是样式不同，固定电话是利用电现象和声现象之间的联系来工作的，不会对人体健康产生影响；C．选项C中的图片是移动电话，移动电话是利用电磁波来工作的，过量的电磁波会造成电磁辐射，对人体造成伤害。2、预碰撞安全系统是智能技术在汽车安全性上的重要应用。如图所示，后车系统配备的微波雷达发射毫米级电磁波（毫米波），并利用传感器和电子控制单元对前车反射的毫米波进行收集与运算，当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，则（）A．毫米波的频率比可见光高B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象C．后车发射的毫米波频率高于被前车反射后接收到的频率D．前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流【答案】D【解析】A．从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误；B．毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误；C．被前车反射后的电磁波，相当于接收者在靠近波源导致频率变大，故C错误；D．系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D正确。3、下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（）A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波B．“CT”利用紫外线检查多种疾病C．“B超”中的超声波属于电磁波D．遥控器发出的红外线有很高的穿透本领【答案】A【解析】A．手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波，A正确；B．“CT”利用X线束对身体部位进行扫描，检查多种疾病，B错误；C．“B超”中的超声波属于声波，C错误；D．遥控器发出的红外线，频率比可见光低，波长长，穿透本领较弱，D错误；4、如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播B．IC卡是通过X射线工作的C．读卡机在发射电磁波时，需要进行调谐和解调D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能【答案】D【解析】A．电磁波能在真空中传播，故A错误；B．IC卡工作肯定不是依靠X射线，X射线的辐射能量较大，长时间接触对人体有害，故B错误；C．读卡机发射的电磁波到IC卡的距离很近，所以不需要进行调谐和解调，故C错误；D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据的功能，故D正确。5、电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱，如图所示。下列说法正确的是（

）A．移动电话使用可见光进行Wi—Fi联网B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质D．X射线的频率比γ射线的频率高【答案】C【解析】A．移动电话经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据，两种方式均是利用电磁波来传输信息的，均利用了电磁波中的微波，故A错误；B．根据辐射的特点可知，所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，故B错误；C.紫外线频率较高，所以具有较高的能量，可破坏细胞中的物质，通常用于杀菌，故C正确；D．在电磁波谱中，常见电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，它们的波长是依次变短，频率依次变长，故D错误；6、红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是（）A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关C．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大D．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大【答案】C【解析】AB．根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了，故A、B错误；CD．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C正确，D错误。7、我们的生活已经离不开电磁波，如：北斗导航系统使用频率为1200~1600MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800~1900MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。下列关于这四种电磁波的说法正确的是（）A．家用5GWi-Fi电磁波的衍射现象最明显B．北斗导航系统使用的电磁波的能量最强C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用其穿透本领D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象【答案】C【解析】A．电磁波波长越长，则频率越低，衍射现象越明显，家用5GWi-Fi使用的电磁波在题中介绍的几种电磁波中频率较高，波长较短，所以其衍射现象较不明显，故A错误；B．根据可知，频率越高，则能量越强，所以地铁行李安检时使用的电磁波在题中介绍的几种电磁波中能量最强，故B错误；C．地铁行李安检时使用的电磁波是利用其穿透本领，故C正确；D．手机工作时使用的电磁波均为横波，能产生偏振现象，故D错误。8、红外线夜视仪是利用了（）A．红外线波长较长，容易绕过障碍物的特点B．红外线热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线是不可见光的特点【答案】C【解析】A．红外线的频率小，波长长，容易绕过障碍物。这一特点常用于红外线遥控。故A错误；B．红外线具有热效应强的特点。这一特点常用于红外线加热器、热谱仪。故B错误；C．红外线夜视仪是利用一切物体都在不停地向外辐射红外线的特点。故C正确；D．红外线和紫外线都是不可见光。但红外线夜视仪不是利用这一特点制作的。故D错误。9、我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（）A．5G信号比4G信号的波长更长B．5G信号是纵波，4G信号是横波C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大【答案】D【解析】A．5G信号比4G信号的频率更大，则波长更短，选项A错误；B．电磁波是横波，即5G信号和4G信号都是横波，选项B错误；C．电磁波传播不需要介质，即5G信号和4G信号传播都不需要介质，选项C错误；D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大，选项D正确。故选D。10、电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列说法正确的是（）A．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线B．高温物体和低温物体都能辐射红外线C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长短D．在新冠肺炎诊断中，要用射线扫描肺部，是因为在电磁波中射线的穿透能力最强【答案】B【解析】A．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光是红外线，故A错误；B．高温物体和低温物体都能辐射红外线，故B正确；C．手机通话使用的微波，波长比可见光的波长长，故C错误；D．在新冠肺炎诊断中，要用X射线扫描肺部，故D错误。故选B。11、红外线是一种光波，在生产、生活中有着广泛应用。关于红外线的应用，下列说法正确的是（）A．利用红外线遥感可以监视森林火情 B．利用红外线可以灭菌消毒C．利用红外线可进行人体透视检查 D．工业上可利用红外线进行金属探伤【答案】A【解析】A．红外线的波长较长，则利用红外线遥感可以监视森林火情，选项A正确；B．红外线主要是热作用，利用紫外线可以灭菌消毒，选项B错误；C．进行人体透视检查是利用X射线，不是红外线，选项C错误；D．工业上可利用进行金属探伤的是γ射线，选项D错误。故选A。12、2021年12月9日，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为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，如图所示。已知神舟十三号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，则航天员讲课的实时画面从神舟十三号空间实验室发至地面接收站需要的时间最少为（）A． B．C． D．【答案】A【解析】光的传播速度为，需要的时间最少为故选A。13、现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是（）A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．空间有变化的电场（或磁场）存在，一定能形成电磁波D．将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机会响铃（或振动）【答案】D【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项A错误；B．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，选项B错误；C．若是均匀变化的磁场产生恒定的电场，则不能形成电磁波；同样均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能形成电磁波，选项C错误；D．电磁波可以在真空中传播，将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机能接收到信号，选项D正确。故选D。14、“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（）A．微波 B．X射线 C．紫外线 D．超声波【答案】A【详解】在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波。故选A。15、如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（）A．麦克斯韦证实了电磁波的存在B．电磁波可以在真空中传播C．电磁波在各种介质中传播的速度都是D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场【答案】B【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，A错误；BC．电磁波可以在真空中传播，在真空中传播的速度是m/s，一般在不同的介质中传播的速度不同，C错误，B正确；D．恒定的电场周围不产生磁场，恒定的磁场周围不产生电场，D错误。故选B。第四章电磁振荡与电磁波第4节电磁波谱【核心素养目标】物理观念知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序科学思维了解不同波长电磁波的特征及主要用途．科学探究知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特点及作用。科学态度与责任通过电磁波谱知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。知识点一电磁波谱【知识梳理】1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、、可见光、、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的，具有不同的特性．【重难诠释】1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．2．各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．【典例精析】例1．各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是()A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线知识点二电磁波的特性及应用【情境导入】电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．【知识梳理】1．无线电波：把波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波，比可见光．(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射．(3)红外线的应用主要有和红外体温计．3．可见光可见光的波长在400～760nm之间．4．紫外线(1)波长范围在之间，不能引起人的视觉．(2)具有的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射线波长比紫外线，有很强的本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．(2)γ射线波长比X射线更短，具有的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．【重难诠释】不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率变化为由低到高真空中的波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视探测、治疗【典例精析】例2．(多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强针对训练一、单选题1．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，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．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大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2．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，关于红外线下列说法正确的是（）A．红外线属于电磁波，其波长小于可见光的波长B．利用红外遥感技术可以勘测地热、寻找水源、预报风暴和寒潮C．当人的体温超过37.3℃时才辐射红外线D．红外线是人眼看不到的光，不会对人眼产生伤害3．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（）A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞B．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用C．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强4．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线都是电磁波5．下列说法中正确的是（）A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低B．相同频率的机械波和电磁波叠加时也能发生干涉现象C．雷电时发出的声光从空气传入水中波长均减小D．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线6．下列有关说法正确的是（）A．电磁炉使用时应接直流电源B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调C．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究7．医疗检查使用的CT扫描仪利用的是（）A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线8．在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（）A．短波、红外线、紫外线、微波 B．短波、紫外线、红外线、微波C．短波、微波、红外线、紫外线 D．微波、短波、红外线、紫外线二、多选题9．下列说法中正确的是（）A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的D．在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小10．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（

）A．射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高B．可见光的波长比紫外线的短C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施D．医疗上用X射线进行胸透，是因为X射线的穿透能力比射线更强11．关于电磁波的应用，下列说法正确的是（）A．微波炉不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加热食物的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12．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是（）A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性的特性C．伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性13．下列关于电磁波说法正确的是（）A．红外线与紫外线都不属于电磁波B．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播C．赫兹从理论上预言了电磁波的存在D．可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波14．关于对电磁波的理解及其应用，下列说法正确的是（）A．可见光不属于电磁波B．紫外线可以用于消毒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15．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。截止到去年11月，它已经发现的脉冲星超过240颗，我国也因此成为世上发现脉冲星数量最多的国家。下列关于电磁波的说法正确的是（）A．频率越高的电磁波，波长越短B．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/sC．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了奥斯特的电磁理论D．变化的电场可能激发出变化的磁场，空间将可能产生电磁波16．下列有关电磁波的发射、传播和接收的说法正确的是（）A．电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波这个特性工作的B．由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，是我们需要的声音或图像信号C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，有不同的用途，发射、接收所用的设备可以相同D．某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他可以减少线圈的匝数来实现第四章电磁振荡与电磁波第4节电磁波谱【核心素养目标】物理观念知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序科学思维了解不同波长电磁波的特征及主要用途．科学探究知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特点及作用。科学态度与责任通过电磁波谱知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。知识点一电磁波谱【知识梳理】1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．【重难诠释】1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．2．各种电磁波的共性(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．【典例精析】例1．各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是()A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从低到高的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以选项A正确．知识点二电磁波的特性及应用【情境导入】电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．【答案】无线电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤．【知识梳理】1．无线电波：把波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长．(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．(3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计．3．可见光可见光的波长在400～760nm之间．4．紫外线(1)波长范围在5～370nm之间，不能引起人的视觉．(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．【重难诠释】不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率变化为由低到高真空中的波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视探测、治疗【典例精析】例2．(多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强【答案】ACD【解析】由公式v＝λf可得，λmin＝eq\f(v,fmax)＝eq\f(3×108,1000×106)m＝0.3m，λmax＝eq\f(v,fmin)＝eq\f(3×108,200×106)m＝1.5m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确．针对训练一、单选题1．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，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．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大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【答案】A【解析】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A正确；BD．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD错误；C．由可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C错误。故选A。2．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，关于红外线下列说法正确的是（）A．红外线属于电磁波，其波长小于可见光的波长B．利用红外遥感技术可以勘测地热、寻找水源、预报风暴和寒潮C．当人的体温超过37.3℃时才辐射红外线D．红外线是人眼看不到的光，不会对人眼产生伤害【答案】B【解析】A．红外线属于电磁波，其波长大于可见关的波长，故A错误；B．红外线具有显著的热效应，一切物体都在不停的辐射红外线，因此利用红外线遥感技术可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮，故B正确；C．物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，辐射红外线的能力越强，所以人体在任何时候都会辐射红外线，故C错误；D．红外线是人眼看不到的光，但是对人眼也会产生伤害，故D错误。故选B。3．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（）A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞B．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用C．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强【答案】C【解析】A.在人体内杀死病变细胞是利用了射线的放射作用，射线可用来检查人体器官，A错误；B钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光，B错误；C.红外线波长较长，能够发生明显衍射，红外遥感是利用了红外线波长较长的特点，C正确；D.一切物质都在辐射红外线，辐射本领和物体温度有关，D错误。故选C。4．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线都是电磁波【答案】D【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在。故A错误；B．均匀变化的电场产生恒定的磁场。故B错误；C．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒。故C错误；D．在电磁波谱中，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。故D正确。故选D。5．下列说法中正确的是（）A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低B．相同频率的机械波和电磁波叠加时也能发生干涉现象C．雷电时发出的声光从空气传入水中波长均减小D．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线【答案】A【解析】A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低，A正确；B．相同频率的机械波和电磁波叠加时不能发生干涉现象，因为不是相干波，B错误；C．雷电时发出的声光从空气传入水中，声音属于机械波，声波长变长，速度变大，光波长变短，速度变小，C错误；D．由于波长越长，越容易发生明显衍射，电磁波中最容易表现衍射现象的是无线电波，而对于干涉，即要频率相同，才能发生，D错误。故选A。6．下列有关说法正确的是（）A．电磁炉使用时应接直流电源B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调C．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究【答案】D【解析】A．电磁炉只能在交变电流下才能正常工作，如果给电磁炉使用直流电源，电磁炉不可以正常工作，故A项错误；B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐，而不是解调，故B项错误；C．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有辐射，不能用来消毒，故C项错误；D．射电望远镜接收天体辐射的无限电波来工作。所以，天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究，故D项正确。故选D。7．医疗检查使用的CT扫描仪利用的是（）A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线【答案】C【解析】医疗检查使用的CT扫描仪利用的是X射线。故选C。8．在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（）A．短波、红外线、紫外线、微波 B．短波、紫外线、红外线、微波C．短波、微波、红外线、紫外线 D．微波、短波、红外线、紫外线【答案】C【解析】按照波长从大到小的顺序依次是无线电波（长、中、短、微）、红外线、可见光、紫外线、x射线和射线，故C正确，ABD错误。故选C。二、多选题9．下列说法中正确的是（）A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的D．在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小【答案】BD【解析】A．用X光扫描肺部，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，可用于医用透视，而γ射线才是电磁波中穿透能力最强的，故A错误；B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱玻璃的反射光而使景象清晰，故B正确；C．泊松亮斑是光通过不透光的圆盘发生衍射时形成的，故C错误；D．在同一