第22讲 电磁波的发现及应用-2023-2024学年高二物理专题突破(人教版2019必修第三册)

第22讲:电磁波的发现及应用【考点梳理】考点一、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＝3×108 m/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．技巧方法：．不同波长的电磁波的比较【题型归纳】题型一：麦克斯韦电磁场理论1．（2023秋·高二）关于电磁波，下列叙述正确的是（ ）A．电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速B．电磁波可以发生反射现象C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息【答案】B【详解】A．电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；B．电磁波属于波的一种，能够发生反射等波特有的现象，故B正确；CD．电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故CD错误。故选B。2．（2023春·四川自贡·高二校考期中）根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（　　）A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．稳定的电流不产生磁场D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场【答案】D【详解】AB．变化的电场一定产生磁场，但均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，AB错误；C．稳定的电流可以产生稳定的磁场，C错误；D．周期性变化的电场一定产生同频率的交变磁场，这样才能产生电磁波，D正确。故选D。3．（2023春·湖北武汉·高二校联考期中）“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是（　　）A．“小蜜蜂”只能接收来自麦克风的信号B．麦克风发出蓝牙信号是因为其中有恒定电流产生的磁场C．均匀变化的电场可以产生匀强磁场D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC 振荡电路发射电磁波的本领【答案】D【详解】A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误；B．恒定的电流产生恒定的电场，不能产生变化的磁场，从而不能产生电磁波信号，故B错误；C．均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，但不是匀强磁场，选项Ｃ错误；D．减小发射电磁波的波长，则会提高频率，可以提高LC振荡电路发射电磁波的本领，故D正确。故选D。题型二：电磁波的频率与波长问题（电磁波谱）问题4．（2023春·重庆渝中·高二重庆巴蜀中学校考期末）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【答案】A【详解】A．根据可知波长越长，频率越低，A正确。BC．电磁波在真空中传播的速度都相同，都为光速，B错误，C错误；Ｄ．赫兹用实验证明了电磁波的存在，D错误。故选A。5．（2023秋·山东菏泽·高二山东省鄄城县第一中学校考期末）交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成，红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示，红灯发出的红光频率为Hz，从12m外的交通信号灯传到你的眼睛，需要时间为t，在这个距离中有n个波长，光速m/s，则（　　）A．， B．，C．， D．，【答案】B【详解】该红光的波长为m传到眼睛需要的时间为s在这个距离中的波长数为（个）故选B。6．（2023春·海南省直辖县级单位·高二校考期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（　　）A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短C．在真空中的传播速度大小为 D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小【答案】B【详解】A．由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；B．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；CD．在真空中电磁波的传播速度大小均为故CD错误。故选B。题型三：电磁波与信息化社会的应用7．（2023春·广东广州·高二统考期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如下图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（　　）   A．甲波的波长比乙波短B．真空中甲波的传播速度比乙波小C．甲波与乙波有可能发生干涉现象D．甲、乙波都是横波，都能在真空中传播【答案】D【详解】A．由图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波波长比乙波长，故A错误；B．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为，故B错误；C．甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，故C错误；D．所有频率的电磁波都是横波，且都能在真空中传播，故D正确。故选D。8．（2023春·广东佛山·高二统考期末）下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波B．5G网比4G网传输数据快，是因为5G的电磁波在真空中传播速度更快C．蓝牙通讯采用的电磁波和太阳光一样，传播时都可能发生折射、衍射、干涉等现象D．红外体温计可发射红外线，进而根据人体反射的红外线来测量人的体温【答案】C【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，选项A错误；B．电磁波在真空中传播速度都相同，选项B错误；C．蓝牙通讯采用的电磁波和太阳光一样，传播时都可能发生折射、衍射、干涉等现象，选项C正确；D．红外体温计可接收红外线，进而根据人体发出的红外线来测量人的体温，选项D错误。故选C。9．（2022春·浙江嘉兴·高二校联考期中）5G移动网络正在悄悄改变着人们的生活。5G网络信号使用的通信频率在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效率。下列说法正确的是（　　）A．4G、5G信号传播不需要介质B．5G信号的传播速度比4G信号要大C．5G信号比4G信号的波长更长D．相同时间内4G信号比5G信号传递的信息量更大【答案】A【详解】A．4G、5G信号都是电磁波，传播不需要介质，选项A正确；B．在真空中，5G信号的传播速度与4G信号传播速度相同，选项B错误；C．5G信号频率更高，则比4G信号的波长更短，选项C错误；D．相同时间内4G信号比5G信号传递的信息量更小，选项D错误。故选A。题型四：电磁波的能量10．（2022春·山东日照·高二统考期中）关于电磁波的说法中，下列叙述正确的是（　　）A．电磁波和机械波一样，都不能在真空中传播B．赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，验证了麦克斯韦的电磁场理论C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为X光的穿透能力最强D．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应【答案】B【详解】A．电磁波可以在真空中传播，机械波不能在真空中传播，A错误；B．赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，验证了麦克斯韦的电磁场理论，选项B正确；C．X光的穿透能力是较强的，但不是最强，C错误；D．微波几乎没有热效应，微波炉能快速加热食物是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故D错误。故选B。11．（2022春·安徽安庆·高二校考开学考试）下列说法不正确的是（　　）A．微波炉中使用的微波是一种无线电波B．所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外线辐射强C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有射线、射线，但无无线电波【答案】D【详解】A．微波炉使用的微波是一种电磁波，这种电磁波的能量比通常的无线电波大得多。故A正确；B．所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体的红外辐射强。故B正确；C．可见光也是一种电磁波，不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波。故C正确；D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有射线、射线、无线电波。故D错误。本题选择不正确的，故选D。12．（2021秋·高二课时练习）大口径天文望远镜大大提高了人类观测宇宙的范围。目前美国最大口径的射电望远镜位于阿雷西博天文台（阿雷西博射天望远镜），其口径约为300米。而位于我国贵州的射电望远镜是目前世界上最大单口径射电望远镜，其口径约为500米。在宇宙大尺度上，天体的空间分布可认为是均匀的，假定两望远镜能分辨的最小功率相同。以下说法正确的是（　　）A．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为B．两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为C．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为D．两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为【答案】B【详解】AB．直径为D的望远镜能接受到辐射的有效面积（即垂直射电信号的方向的投影面积）那么，根据来自同一天体的辐射均匀分布可得：功率和有效面积成正比，故有故A错误，B正确；CD．天体空间分布均匀，设望远镜能观测到的最远距离为L，望远镜口径为D，望远镜能观测到此类天体的电磁波总功率最小值为P0，则有天体的空间分布可认为是均匀的，单位体积中天体数为n，能够观测到的此类天体数目由于两望远镜能分辨的最小功率相同所以则故CD错误。故选B。【双基达标】单选题 13．（2023秋·江苏宿迁·高二泗阳县实验高级中学校）关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波频率最高的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光【答案】D【详解】A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，故A错误；B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；C．电磁波中频率最大的是γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，故C错误；D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，故D正确。故选D。14．（2023春·安徽芜湖·高二安徽师范大学附属中学校考期中）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波是一种纵波B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在C．电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波【答案】D【详解】A．电磁波是一种横波，故A错误；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B错误；C．电场或磁场随时间周期变化时才会产生电磁波，故C错误；D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波，故D正确。故选D。15．（2023春·江西九江·高二统考阶段练习）2022年6月5日，中央电视台对“神舟十四号”飞船与“天和”核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用B．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C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在D．红外线的波长比紫外线的波长短【答案】A【详解】A．验钞机检验钞票真伪应用了紫外线的荧光作用，A正确；B．在均匀变化的电场周围产生的磁场是不变的，在均匀变化的磁场周围产生的电场是不变的，B错误；C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，C错误；D．红外线的波长比紫外线的波长长，D错误。故选A。16．（2023春·宁夏吴忠·高二青铜峡市高级中学校考期中）物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，下列关于物理学史的说法正确的是（　　）A．麦克斯韦通过实验得出了电磁场统一理论，为电磁学的发展奠定了基础B．楞次发现了电磁感应现象，并通过实验得出了产生电磁感应现象的条件C．奥地利物理学家开普勒在铁道旁散步时发现波源与观察者相互靠近或相互远离时，接收到波的频率都会发生变化，人们把这种现象称为开普勒效应D．惠更斯通过详尽的实验研究，发现单摆做简谐运动的周期T和摆长的二次方根成正比【答案】D【详解】A．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，预言了电磁波的存在，为电磁学的发展奠定了基础，后来赫兹用实验证明电磁波的存在，选项A错误；B．法拉第发现了电磁感应现象，通过实验得出了产生电磁感应现象的条件，选项B错误；C．奥地利物理学家多普勒在铁道旁散步时发现波源与观察者相互靠近或相互远离时，接收到波的频率都会发生变化，人们把这种现象称为多普勒效应，选项C错误；D．惠更斯通过详尽的实验研究，发现单摆做简谐运动的周期T和摆长的二次方根成正比，选项D正确。故选D。17．（2023春·浙江·高二校联考期中）从1985年开始，全国两会有在3月召开的惯例，今年中华人民共和国第十四届全国人民代表大会第一次会议于2023年3月5日在北京召开，某司机通过车载收音机收听相关新闻，他接收的无线电波频率是则下列说法中正确的是（　　）A．赫兹最早预言了电磁波的存在，并通过自己的实验证实了电磁波的存在B．无线电波的传播速度是340m/s，司机收听到的新闻信息比在人民大会堂实时信息有所滞后C．无线电波与光一样都是电磁波，都能发生干涉、衍射现象D．由于汽车外壳是金属，则在雷电天气，在空旷地面上人在车子里比在木屋里更不安全【答案】C【详解】A．麦克斯韦最早预言了电磁波的存在，赫兹通过自己的实验证实了电磁波的存在，A错误；B．无线电波的传播速度是光速，B错误；C．无线电波与光一样都是电磁波，都能发生干涉、衍射现象，C正确；D．由于汽车外壳是金属，则在雷电天气，汽车是等势体，电流会直接通过外壳流向地面，人在车子里比在木屋里安全，D错误。故选C。18．（2023春·云南曲靖·高二会泽县实验高级中学校校考阶段练习）关于电磁理论，下列几种说法正确的是（　　）A．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场B．电磁波和机械波一样，传播需要介质C．电磁波在任何物质中传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是【答案】D【详解】A．变化的电场周围才有磁场，变化的磁场周围才有电场，故A错误。B．电磁波的传播可以不需要介质，可以在真空中传播，故B错误。C．电磁波在不同介质中的传播速度不同，故C错误。D．电磁波在真空中的传播速度是，故D正确。故选D。19．（2023秋·江西赣州·高二统考期末）以下关于电磁场和电磁波说法正确的是（　　）A．变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场B．电磁场仅仅是一种描述方式，不是真正的物质存在C．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波D．电磁波不可以在真空中传播【答案】A【详解】A．变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场，A正确；B．电磁场是真正的物质，B错误；C．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，C错误；D．电磁波可以在真空中传播 ，D错误。故选A。20．（2023春·江西新余·高二统考期末）2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（    ）A．电磁波是一种物质，也具有能量B．电磁波跟声波一样，不能在真空中传播C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波D．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【答案】A【详解】A．电磁波是一种物质，也具有能量，故A正确；B．电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误；D．航天员讲话时画面能与声音同步，那是因为画面与声音同时转化成电信号，通过电磁波传回到地面接收器再转化成画面和声音。电磁波的速度为光速，声波的传播速度约为340m/s，故D错误。故选A。【高分突破】一、单选题21．（2023春·湖南衡阳·高二衡阳市八中校考）我国的5G通信技术已居世界前列，其使用的电磁波频率比4G更高，在相同时间内能够传输的信息量更大。与4G相比，5G使用的电磁波（　　）A．波长更长 B．光子能量更大 C．在真空中传播速度更大 D．在真空中传播速度更小【答案】B【详解】A．因5G使用的电磁波频率更高，根据可知，波长更短，故A错误；B．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据E=h可知，5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故B正确；CD．电磁波在真空中的传播速度都是相同的，故C错误，D错误；故选B。22．（2023春·河北邯郸·高二邯郸一中校考期中）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【详解】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。23．（2022·全国·高二专题练习）关于电磁场和电磁波的说法正确的是（　　）A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电场B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动【答案】B【详解】A．变化的电场和变化的磁场相互联系，他们统称为电磁场，故A错误；B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波，选项B正确；C．在变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，选项C错误；D．电磁波是一种波，声波也是一种波，但声波是机械波，它们是不同种性质的波动，选项D错误。故选B。24．（2023秋·天津和平·高二天津市第二南开中学校考期末）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播B．电磁波可以传递信息，也可以传播能量C．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大D．各种频率的电磁波在真空中传播的速度不同【答案】B【详解】A．电磁波可以在真空中传播，故A错误；B．电磁波可以传递信息，也可以传播能量，故B正确；C．根据电磁波谱可知，遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，故C错误；D．各种频率的电磁波在真空中传播的速度都等于真空中的光速c，故D错误。故选B。25．（2023·全国·高二假期作业）目前，我国正在开展5G网络试点工作，并将于2020年进入全面5G时代。届时，将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是（　　）A．5G信号比4G信号在真空中的传播速度更快 B．5G信号比4G信号更容易被障碍物阻挡C．5G信号比4G信号需要更少的通信基站 D．5G信号比4G信号更适合长距离传输【答案】B【详解】A．5G信号和4G信号都是电磁波，在真空中传播速度等于光速，A错误；BC．根据可知5G信号频率更高，波长更短，4G信号频率更低，波长更长，更容易发生明显衍射，即5G信号比4G信号更容易被障碍物阻挡，需要建设更密集的基站，B正确，C错误；D．近距离数据传输技术也是未来5G移动通信网络构建过程中所研究的关键技术之一。近距离数据传输也就是指移动网络数据信号可以不经过移动信号基站，而是直接实现设备与设备之间的通信传输，D错误。故选B。26．（2022·高二课时练习）关于电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）A．在电场的周围空间一定产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D．周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场【答案】D【详解】A．只有变化的电场才能产生磁场，同样，只有变化的磁场才能产生电场，故A错误；B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围只能产生稳定的磁场，故B错误；C．变化的电场周围不一定产生变化的磁场，例如均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故C错误；D．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场，故D正确。故选D。27．（2023秋·新疆塔城·高二塔城市第三中学校考期末）电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　）A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量【答案】D【详解】A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误；B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误；C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误；D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确；故选D。二、多选题28．（2023春·四川南充·高二四川省南充高级中学校考阶段练习）下列有关电磁波的叙述中正确的是（    ）A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室中证明了电磁波的存在B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场可能形成电磁波C．一切物体都在辐射紫外线，紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌D．γ射线又叫伦琴射线，其穿透性很强，医学上可以用于透视E．电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象【答案】ABE【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在，故A正确；B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生变化的磁场，因此不能形成电磁波，但非均匀变化的磁场将产生变化的电场，而变化的电场有可能再次产生变化的磁场，因此可能形成电磁波，故B正确；C．一切物体都在辐射红外线，不是紫外线，而紫外线具有荧光效应，还可以消毒杀菌，故C错误；D．X射线又被称为伦琴射线，它的穿透性很强，在医学上可以用于透视，故D错误；E．电磁波也可以传播能量，电磁波跟所有的波动现象一样，能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，干涉和衍射是波所特有的现象，故E正确。故选ABE。29．（2023秋·高二课时练习）许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是（　　）A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用B．X光透视利用的是光的穿透作用C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点【答案】BCD【详解】A．紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，故A错误；B．X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，故B正确；C．γ射线具有极强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用这个原理，故C正确；D．一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故D正确。故选BCD。30．（2023春·广西百色·高二统考期末）第五代移动通信技术（简称5G）是目前普遍使用的蜂窝移动通信技术，5G的性能是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（　　）A．5G和4G使用的电磁波都是横波B．5G使用的电磁波在真空中的传播速度比4G快C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长【答案】AC【详解】A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；B．任何频率的电磁波在真空中传播的速度都一样，都等于光速，故B错误；C．干涉和衍射现象是波特有的现象，所以5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象，故C正确；D．由于5G的电磁波频率更高，根据公式可得在真空中5G使用的电磁波波长比4G的短，故D错误。故选AC。31．（2023春·福建厦门·高二福建省厦门第二中学校考阶段练习）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号比4G信号在真空中传播得更快B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关【答案】BC【详解】A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误； B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故C正确；D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，故D错误。故选BC。32．（2022秋·湖南常德·高二汉寿县第一中学校考阶段练习）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场B．麦克斯韦预言电磁波的存在C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，有显著的热效应【答案】ABC【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，A正确；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，B正确；C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波，C正确；D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，没有显著的热效应，D错误。故选ABC。33．（2023秋·浙江金华·高二校联考期末）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．电磁波在任何介质中传播速度均为B．红外线的波长比紫外线大C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论【答案】BD【详解】A．电磁波在不同介质中的传播速度不同，其在真空中传播的速度为，A错误；B．红外线的波长比紫外线大，B正确；C．麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，C错误；D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D正确。故选BD。34．（2022·高二课时练习）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．雷达是利用电磁波来进行定位和导航的C．移动电话是通过电磁波来传递信息的D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输【答案】BC【详解】A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；BC．雷达、移动电话都是利用电磁波来工作的，B、C正确；D．利用电磁波传递信息可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传播，如光纤通信，故D错误。故选BC。35．（2023·全国·高二假期作业）下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　）A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光【答案】CD【详解】A．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能用于透视人体，选项A错误；B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误；C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞，选项C正确；D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，选项D正确。故选CD。三、填空题36．（2023春·上海金山·高二统考阶段练习）天宫二号是中国首个具备补加功能的载人航天科学实验空间实验室，在预设的离地390km处在轨运行，重8.6吨，设计在轨寿命2年。其中搭载了空间冷原子钟是国际上首台在轨运行的冷原子钟，可以支持开展广义相对论验证、基本物理常数测量、地球重力位测量等重大科学研究与应用研究。（1）天宫二号用电磁波与地面控制台传输信号，红外线、可见光、 （写出一种即可）等都属于电磁波。（2）天宫二号绕地球运动可以看作是匀速圆周运动。①天宫二号在轨道上运动过程中，发生变化的物理量是( )（多选）A．速度            B．角速度            C．加速度            D．合外力②在天宫二号中的冷原子钟需要考虑到相对论效应，与地面上的冷原子钟相比，它( )A．走得慢            B．走得快            C．快慢不变③已知地球的质量为5.972×1024 kg、半径约为6371 km，万有引力常量G＝6.67×10-11N·m2/kg2，则天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小为 N。（保留2位有效数字）④搭载天宫二号的火箭在地球表面的发射速度需 第一宇宙速度，天宫二号在预定轨道的速度 第一宇宙速度（均选涂：A．大于  B．等于  C．小于）。【答案】 无线电波 ACD A 7.5×104 A C【详解】（1）[1]天宫二号用电磁波与地面控制台传输信号，红外线、可见光、无线电波等都属于电磁波。（2）①[2]天宫二号绕地球运动可以看作是匀速圆周运动，线速度、加速度、合外力方向不断变化。故选ACD。②[3]天宫二号绕地球运动过程中，万有引力提供向心力有可知天宫二号运行速度较大，则冷原子钟走的慢。故选A。③[4]根据万有引力公式有④[5] [6] 搭载天宫二号的火箭在地球表面的发射速度需大于第一宇宙速度，天宫二号在预定轨道的速度小于第一宇宙速度。37．（2022春·海南省直辖县级单位·高二海南二中校考学业考试）电磁波在日常生活和生产中得到广泛应用。（1）对照电磁波的形成过程示意图（如图）可知，电磁波的本质是不断交替变化着的 由近及远在空间的传播。（2）在下列各电器中，属于利用电磁波传递信号的是： 。A．打印机　　B．有线电话　　C．手机　　D．VCD播放机【答案】 电场和磁场 C【详解】[1]电磁波的本质是不断交替变化着的电场和磁场由近及远在空间的传播。[2]卫星电视、电报、手机等都要利用电磁波来传递信息，而有线电视、公用电话，VCD播放机是通过电流来传递信息。故选C。38．（2023春·高二单元测试）学校在抗击新型冠状病毒疫情的过程中，使用额温枪为师生测量体温，其原理是体温越高，发射的红外线越 （选填“强”或“弱”）。若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为 ；红外线的波长比可见光的波长 （选填“长”或“短”）。【答案】 强 1×1013 长【详解】[1]额温枪原理是体温越高，发射的红外线越强。[2]若额温枪所用红外线的波长为 ，则其频率为[3]红外线的波长比可见光的波长长。39．（2022春·高二课时练习）麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设：（1）变化的磁场能够在周围空间产生 （如图甲所示）。（2）变化的电场能够在周围空间产生 （如图乙所示）。【答案】 电场 磁场【详解】(1)[1]变化的磁场能够在周围空间产生电场。(2)[2]变化的电场能够在周围空间产生磁场。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＝3×108 m/s频率小→大同介质中速度大→小