第19讲电磁波的发现及应用原卷版

第19讲:电磁波的发现及应用【考点梳理】知识点一、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)变化的磁场产生电场①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．(2)变化的电场产生磁场：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体．3．电磁波(1)电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．(2)电磁波的特点①电磁波可以在真空中传播．②电磁波的传播速度等于光速．③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①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.②电磁波在真空中的传播速度c＝3×108m/s.考点二、电磁波谱与电磁波的能量1．电磁波谱(1)概念：按电磁波的波长或频率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：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．(3)各种电磁波的特性①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输．②红外线：用于加热理疗等．③可见光：照亮自然界，也可用于通信．④紫外线：用于灭菌消毒．⑤X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞．2．电磁波的能量(1)光是一种电磁波，光具有能量．(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质．知识点三：．不同波长的电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检治疗疾病、金属探伤真空中的速度都是c＝3×108m/s频率小→大同介质中速度大→小【题型归纳】题型一：麦克斯韦电磁场理论【例1】．（2324高二下·陕西宝鸡·期末）英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（）A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波【变式1】．（2324高二下·江苏宿迁·期中）以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（）A．变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场B．电磁波是纵波C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短【变式2】．（2324高二下·广东广州·期中）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A．振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场B．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场C．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场D．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场题型二：电磁波的频率与波长问题问题【例2】．（2324高二下·江苏扬州·期中）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。下列说法正确的是（）A．X射线的波长比红外线的波长更长B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关C．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗D．变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场【变式1】．（2324高二下·全国·课后作业）某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号，家用微波炉中的微波，VCD机中的激光（可见光），人体透视用的X光，都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则（）A．f1＞f2＞f3＞f4 B．f1＜f2＜f3＜f4C．f1＜f3＜f2＜f4 D．f1＞f3＞f2＞f4【变式2】．（2223高二下·重庆渝中·期末）2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。这场别开生面的“天宫对话”激发了包括港澳在内全国青年对太空的探索之心，更点燃了他们为祖国骄傲的爱国热情。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（

）A．波长越长的频率越低B．频率越高的传播速度越大C．电磁波能量越大传播速度越大D．首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦题型三：电磁波与信息化社会的应用【例3】．（2324高二下·江苏镇江·阶段练习）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（）A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波长【变式1】．（2324高二下·福建泉州·阶段练习）在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。到2024年4月，5G用户的占比已超5成。时至今日，5G网络建设仍在持续推进中。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（）A．“隔墙有耳”是波的衍射现象，5G同样具有“穿墙”性能B．电磁波既能传递信息也能传递能量C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快D．先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能【变式2】．（2324高二下·河北张家口·月考）随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（）A．甲波的波长比可见光的小B．乙波的波长比可见光的大C．甲波的波长比乙波的小D．乙波比甲波更容易发生衍射现象题型四：电磁波的应用【例4】．（2324高二下·广东茂名·期中）为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保2024年普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（）A．X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视B．红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片C．雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用D．空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力A．天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在B．天眼只能在白天晴朗的天气工作D．天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质【变式2】．（2324高二下·天津·期中）关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（）A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了紫外成像技术C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制D．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率【高分达标】一、单选题1．（2324高二下·四川成都·期中）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．和机械波一样，电磁波不能在真空中传播B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在C．均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场D．利用B超可观察到母体内的婴儿情况，这属于电磁波技术的应用2．（2024·天津·模拟预测）太赫兹通信作为实现6G（第六代通信技术）愿景的关键技术，已得到全球通信业认可，2023年4月，我国成功完成了太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验，实现重大技术突破，为6G通信技术的发展提供了重要保障和支撑，该实验通信频率为1.1×105MHz，远远超出5G（第五代通信技术）信号频率，关于该实验信号与5G信号下列说法正确的是（）A．该实验信号和5G信号都属于电磁波，且都可能是纵波B．该实验信号和5G信号都一定具有偏振现象C．该实验信号相比5G信号光子能量更小D．该实验信号相比5G信号在真空中的传播速度更小3．（2324高二下·河北唐山·月考）关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在A．秒在国际单位制中是个导出单位B．该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内C．该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低D．该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播比光速小5．（2324高二下·河北张家口·月考）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”。如图所示，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6．（2324高二下·河北承德·月考）下列关于电磁波的说法正确的是（

）A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小D．X射线比可见光更容易发生衍射7．（2324高二下·四川遂宁·月考）下列说法不正确的是（）A．紫外线的频率比红外线的频率大B．电磁波是横波C．障碍物的尺寸比光的波长大时，不能发生光的衍射现象D．在“双缝干涉实验”中，其他条件不变，若双缝间距越大，屏上相邻条纹间距越小8．（2324高三上·安徽阜阳·阶段练习）下列关于电磁场、电磁波的说法中正确的是（

）A．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同C．人们利用电磁波传递信息或者能量D．电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在9．（2324高二上·河南洛阳·期末）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场C．电磁波可以用来通讯D．波长越长的电磁波，其能量子能量越大10．（2324高二上·山东菏泽·期末）2024年1月10日，华为Mate60系列手机携带自研麒麟5G芯片回归。5G网络使用通信频率3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用通信频率在0.3GHz~3.0GHz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11．（2324高二上·广东·期末）电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波的传播需要介质B．雷达是用γ射线来测定物体位置的设备C．电磁波的波速c、波长λ、频率f的关系为c=λfD．遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同12．（2324高二上·河南·期末）“天宫课堂第四课”于2023年9月21日15时45分开课。神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱，桂海潮面向全国青少年进行太空科普授课，信号的传递主要利用天线发射和接收电磁波。下列说法正确的是（）A．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验成功验证B．在电磁波传播过程中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化C．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波D．电磁波频率的高低不影响电磁波的发射二、多选题13．（2324高二下·北京怀柔·月考）关于电磁波，下列说法中正确的是（

）A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量C．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在D．各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同14．（2324高二下·全国·课后作业）下列关于电磁场理论的叙述，正确的是（）A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场15．（2324高二下·全国·课后作业）当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（）A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波16．（2324高二上·四川南充·阶段练习）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．光具有波粒二象性B．电磁波可以在真空中传播C．变化的电场一定会产生电磁波D．磁场中的线圈翻转180°后磁通量一定不变17．（2324高二上·浙江温州·期中）关于电磁波，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在B．周期性变化的电场和磁场可以相互“激发”，形成电磁波C．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大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18．（2324高二上·全国·课后作业）下列关于电磁波的说法，正确的是（）A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．