2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第二册）4.4电磁波谱（解析版）

4.4电磁波谱

课程标准物理素养

物理观念：认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。

1.知道什么是电磁波谱，科学思维：能解释电磁波在生产生活中的应用，体会电磁波的应用对社会发

知道电磁波谱中各种电磁展的促进作用。

波的排列顺序.科学探究：了解移动通信技术的发展情况，了解蓝牙、Wi-Fi等无线通信设

2.了解不同波长电磁波的备的原理、使用的电磁波频段和常用频率。

特征及主要用途．科学态度与责任：了解电磁波与科学、技术与社会、环境之间的联系，强调

了人类、社会与自然和谐发展的重要性。。

（一）课前研读课本，梳理基础知识：

一、电磁波谱

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．

二、电磁波的特性及应用

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．

【题型一】电磁波谱

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．

【典型例题1】有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天

体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（）

A．可见光不属于电磁波

B．电磁波能传播信息，不能传播能量

C．X射线的波长比红外线的波长更长

D．电磁波在真空中的速度等于光速c

【答案】D

【解析】A．可见光属于电磁波，故A错误；

B．电磁波能传播信息，也能传播能量，故B错误；

C．红外线的波长比X射线的波长更长，故C错误；

D．电磁波在真空中的速度等于光速c，故D正确。

故选D。

【对点训练1】下列说法中正确的是（）

A．在真空中红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小

B．飞机场用X射线对旅客的行李箱进行安全检查

C．电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相平行

D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线

【答案】B

【解析】A．在真空中红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度相等，均为光速c，故A错误；

B．飞机场用X射线对旅客的行李箱进行安全检查，故B正确；

C．电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，故C错误；

D．波长越长越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，射线的频率最大，波长最短，所以射线最不容易发

生衍射现象，故D错误。

故选B。

【题型二】电磁波的特性及应用

知识深化

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

由左向右，波长变化为由长到短

的波长

热效化学作用、穿透力

特性波动性强感光性强穿透力强

应强荧光效应强最强

遥控、

遥测、

通信、杀菌、

加热、检查、

广播、照明、防伪、探测、

用途红外探测、

天体物理照相等治疗皮治疗

摄像、透视

研究肤病等

红外

制导

【典型例题2】下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（）

A．图甲中手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波

B．图乙中“CT”利用可见光检查多种疾病

C．图丙中“B超”中的超声波属于电磁波

D．图丁中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，故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，故B错误；

C．“B超”中的超声波属于声波，故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，故D错误；

故选A。

【典型例题3】不同的电磁波具有不同的波长和特性，因此在现代科技和生活生产中有着广泛应用。下列说

法正确的是（）

A．如图雷达利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性来工作，长波的衍射现象明显，传播方向性好，所

以雷达的是长波

B．如图红外热成像仪利用不同温度的物体有不同的红外辐射的强度这一特点来工作，因此该成像仪无

法给不对外发射红外线的物体拍照成像

C．如图紫外线灯可以灭菌消毒，是因为紫外线的波长比可见光更长，具有较高的能量

D．如图机场安检机利用了X射线具有很强的穿透本领这一特点，可以用来探测行李箱内的物体，防止

乘客携带违禁品进入机场

【答案】D

【解析】A．如图雷达利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性来工作，微波的衍射现象不明显，传播方向性

好，所以雷达的是微波。故A错误；

B．如图红外热成像仪利用不同温度的物体有不同的红外辐射的强度这一特点来工作，根据黑体辐射理论，

可知一切物体都在不停的发射红外线，所以不存在不对外发射红外线的物体。故B错误；

C．如图紫外线灯可以灭菌消毒，是因为紫外线的波长比可见光更短，具有较高的能量。故C错误；

D．如图机场安检机利用了X射线具有很强的穿透本领这一特点，可以用来探测行李箱内的物体，防止乘客

携带违禁品进入机场。故D正确。

【对点训练2】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．红外线

【答案】B

【解析】拍摄CT胸片时使用X射线。

故选B。

【对点训练3】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

【答案】C

【解析】A．雷达是用无线电波来测定物体位置的设备，故A错误；

B．人们利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，体温越高人体发射的红外线越强，温度较低，仍发射

红外线，故B错误；

C．由题中图像可知，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，

故C正确；

D．医学检查中的CT拍片实际上是让患者接受一定剂量的X射线照射，故D错误。

故选C。

【基础强化】

1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米

波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是（）

A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播

C．同光波一样均为横波D．比声波的传播速度小

【答案】C

【解析】A．由

cf

可知波长越长频率越低，所以米波频率比厘米波的频率低，故A错误；

B．无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，故B错误；

C．电磁波与光波都为横波，故C正确；

D．电磁波的传播速度为光速，故比声波波速大，故D错误。

故选C。

2．2024年5月18日，我国成功发射了全球首颗6G卫星“中星6G-1号”，是我国在6G通信领域取得的重大

突破。6G使用的无线电波频率在100GHz以上频段，5G使用的无线电波频率在3GHz~5GHz频段，下列说法

正确的是（）

A．6G网络使用的无线电波需靠介质传播

B．6G网络使用的无线电波能产生干涉现象

C．在真空中6G比5G使用的无线电波传播速度更快

D．在真空中6G比5G使用的无线电波的波长更长

【答案】B

【解析】A．无线电波可以在真空中传播，故6G网络使用的无线电波不需要靠介质，故A错误；

B．干涉现象是波的特有属性，故B正确；

C．在真空中6G和5G使用的无线电波传播速度都为真空中光的传播速度，故C错误；

D．根据

c

可知5G使用的无线电波的波长更长，故D错误。

故选B。

3．2024年4月25日，搭载叶光富等三名航天员的神舟十八号载人飞船顺利发射升空，并与天宫空间站顺

利对接。飞船在升空过程中，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过无线电波传送到地面。

下列关于无线电波说法正确的是（）

A．在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的

B．在真空中无线电波的波长比可见光波长短

C．要有效发射无线电波，振荡电路要有较低的振荡频率

D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明无线电波与声波具有相同的传播速度

【答案】A

【解析】A．无线电波属于电磁波，根据电磁波产生的原理，在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性

变化的，A正确；

B．由电磁波谱可知，在真空中无线电波的波长比可见光波长长，B错误；

C．无线电波属于电磁波，要有效地向外界发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，频率越高，发射

电磁波的本领越大，C错误；

D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过无线电波传播到地面的，所以画面和声音同步，无线电波与声

波具有不同的传播速度，D错误；

故选A。

4．电磁波在日常生活和生产中被广泛应用，下列说法正确的是（）

A．验钞机使用红外线照射钱币使荧光物质发光来鉴别真伪

B．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是射线

C．汽车喷漆后，进入烘干车间烘干使用的是X射线

D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒

【答案】D

【解析】A．验钞机使用紫外线照射钱币使荧光物质发光来鉴别真伪，故A错误；

B．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线，故B错误；

C．红外线具有典型的热效应，所以汽车厂造出的新车喷漆后进入烘干车间烘干利用了红外线，故C错误；

D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D正确。

故选D。

5．北京时间2024年5月21日，中国首颗商业红外气象卫星“星环号・南信大星”发射升空，地面卫星控制

中心利用电磁波向卫星发送指令，未来实现星座组网后可提供全球范围内任意地区红外监测数据。下列说

法正确的是（）

A．红外线有显著的热效应B．红外线属于可见光

C．电磁波不能在真空中传播D．电磁波经过大气层时频率发生变化

【答案】A

【解析】AB．红外线有显著的热效应，红外线属于不可见光，故A正确，B错误；

C．电磁波能在真空中传播，故C错误；

D．电磁波经过大气层时频率不发生变化，波速和波长发生变化，故D错误。

故选A。

6．2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最

高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是（）

A．频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象

B．在水中红外线的传播速度小于紫外线的传播速度

C．利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查

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

【答案】C

【解析】A．频率越高的电磁波波长越短，越不容易发生明显的衍射现象，选项A错误；

B．红外线的频率小于紫外线的频率，则红外线的折射率小于紫外线的折射率，根据

c

v

n

在水中红外线的传播速度大于紫外线的传播速度，选项B错误；

C．利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查，选项C正确；

D．红外线的显著作用是热效应，任何温度的物体都能辐射红外线，选项D错误。

故选C。

【素养提升】

7．（多选）关于电磁波的下列说法，正确的是（）

A．可见光实质上也是一种电磁波，红光波长最短

B．红外遥感是利用了所有物体都发射红外线的特点

C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用

D．X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞

【答案】BC

【解析】A．可见光实质上也是一种电磁波，红光波长最长，故A错误；

B．所有物体都发射红外线，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，故B正确；

C．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，故C正确；

D．在人体内杀死病变细胞是利用了射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官，故D错误；

故选BC。

8．（多选）电磁波在生活中有着广泛的应用。不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用。

下列器件与其所应用的电磁波对应关系正确的是（）

A．雷达——无线电波

B．手机——X射线

C．紫外消毒柜——紫外线

D．红外遥控器——红外线

【答案】ACD

【解析】A．雷达是利用无线电波中的微波来测距，故A正确；

B．手机利用的是无线电波，故B错误；

C．紫外线有杀菌的作用，可用于消毒柜，故C正确；

D．红外线可用于遥控器，故D正确。

故选ACD。

9．（多选）无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来，形成了范围非常广阔的电磁波谱，

不同的电磁波表现出的特性不同，因而其用途也不同。下列说法正确的是（）

A．红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3×108m/s

B．红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性

C．紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度

D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用

【答案】AD

【解析】A．电磁波在真空中传播的速度等于光速，故红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的

速度均为3.0×108m/s，故A正确；

B．红外线用于遥感技术，是因为其波长很长，衍射能力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的

能力比较好，故B错误；

C．紫外线的折射率大于红外线的折射率，根据

c

v

n

知紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故C错误；

D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用，故D正确。

故选AD。

10．（多选）下列说法中正确的是（）

A．周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场

B．要有效发射电磁波，需要用高频振荡，频率越高发射电磁波的本领越大

C．夜视仪是利用紫外线的荧光效应来帮助人们在夜间看见物体的

D．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

【答案】AB

【解析】A．根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场，故A正确；

B．发射电磁波的本领由振荡电路频率决定，振荡电路频率越高，发射