第4節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用（分層作業(yè)）2022-2023學(xué)年高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊(cè)）（解析版）

第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用

型分組基珊練

一、電磁場(chǎng)理論及電磁波的發(fā)現(xiàn)

1.（2022?高二課時(shí)練習(xí)）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）

A.麥克斯韋不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

C.赫茲不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

D.赫茲首先預(yù)言了電磁波的存在，麥克斯韋通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電破波的存在

【答案】B

【詳解】麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論并且預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。

故選Be

2.（多選）梳子在梳頭后帶上電荷，搖動(dòng)這把梳子會(huì)在空中產(chǎn)生電磁波，該電磁波（）

A.是由于電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

B,不能在真空中傳播

C.只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播

D.在空氣中的傳播速度約為3x1（戶m/s

【答案】A1）

【詳解】A.梳子帶電后，搖動(dòng)梳子，電荷發(fā)生移動(dòng)形成變化的電流，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而形

成電磁波，故A正確；

B.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故B錯(cuò)誤；

C.電磁波產(chǎn)生后，可以沿任意方向傳播，故C錯(cuò)誤；

D.電磁波在真空中的傳播速度等于光速，在空氣中的傳播速度約為BxlO^m/s,故D正確。

故選ADo

3.（2022?高二課時(shí)練習(xí)）關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的正確說(shuō)法是（）

A.電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)

B.電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波

C.電磁波傳播速度總是3X10*m/s

D.電磁波是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播

【答案】B

【詳解】A.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的不可分割的統(tǒng)一整體，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波，選項(xiàng)B正確；

C.電磁波在真空中的傳播速度總是3X10"m/s,在其它介質(zhì)中的傳播速度小于3X10"m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.電磁波是一種以波的形式存在的物質(zhì)，可以不需要介質(zhì)在真空中傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

4.下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場(chǎng)變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場(chǎng)的是（）

O

【詳解】由圖可知，產(chǎn)生的電場(chǎng)為穩(wěn)定的電場(chǎng)，由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生穩(wěn)

定的電場(chǎng)。

故選Bo

5.電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，這些信息都是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞的。

關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A.變化的磁場(chǎng)定能產(chǎn)生電磁波

B.磁場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)

C.不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生不均勻變化的電場(chǎng)

D.麥克斯韋推算出電磁波傳播的速度等于光速，提出了光的電破理論：光是電磁波

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，變化的磁場(chǎng)周圍能產(chǎn)生電場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定

的電場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生電磁波，故A錯(cuò)誤;

B.穩(wěn)定的磁場(chǎng)在其周圍不產(chǎn)生電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；

C.不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)有可能是均勻變化的；均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，

故C錯(cuò)誤；

D.麥克斯韋推算出了電磁波的傳播速度等于光速，提出了光的電磁理論：光是電磁波，故D正確。

故選D。

二、電磁波的應(yīng)用與能量

6.（2022秋?上海徐匯?高二上海中學(xué)期中）以下與電磁波應(yīng)用無(wú)關(guān)的是（）

A,手機(jī)通信B.微波爐加熱食物

C.雷達(dá)偵查D.聽(tīng)診器診察病情

【答案】D

【詳解】A.手機(jī)通信是通過(guò)電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故A錯(cuò)誤；

B.微波爐加熱食物是通過(guò)微波（電磁波）帶動(dòng)食物分子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱的，故B錯(cuò)誤；

C.雷達(dá)偵查是通過(guò)發(fā)射電磁波后根據(jù)接收反射回來(lái)電磁波的情況來(lái)判斷前方情況的，故C錯(cuò)誤；

D.醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器聽(tīng)到人體內(nèi)器官所發(fā)出的聲音情況來(lái)判斷是否發(fā)生病變的，這里沒(méi)有涉及到電磁波，故

D正確。

故選【）。

7.電磁波在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是（）

A,微波爐加熱食物是利用了紅外線的熱作用

B.紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用了它穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特性

C.醫(yī)院用X射線進(jìn)行透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透能力最強(qiáng)的

D.利用紫外線滅菌消毒，是因?yàn)樽贤饩€具有較高的能量

【答案】D

【詳解】A.微波爐加熱食物是利用微波進(jìn)行加熱的，A錯(cuò)誤；

B.紅外遙感技術(shù)是基于一切物體都在輻射紅外線，用紅外探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，然后進(jìn)行分析，

從而得知被測(cè)物體的信息，B錯(cuò)誤：

C.Y射線的穿透能力比X射線的強(qiáng)，C錯(cuò)誤：

D.紫外線具有較高的能量，足以破壞細(xì)胞核中的物質(zhì)，從而進(jìn)行滅菌消毒，D正確；

故選D。

8.電磁波譜家族有眾多的成員。關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說(shuō)法不正確的是（）

可得：6（；使用的電磁波光子動(dòng)量較大，A正確；

B.所有電磁波在真空中傳播的速度都相等，B錯(cuò)誤；

C.由于6G使用的電磁波比5G使用的電磁波頻率高，根據(jù)

E=hv

可得：由于6G使用的電磁波比5G使用的電磁波光子能量大，C錯(cuò)誤；

D.兩者都能使同一金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，由于6G使用的電磁波比5G使用的電磁波光子能最大，同一金屬

的選出功不變，根據(jù)光電方程

加=%+EKm

可得6G照射過(guò)的金屬粒子初動(dòng)能較大，D錯(cuò)誤；

故選Ao

10.隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)研制過(guò)程中設(shè)法降低其可探測(cè)性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)

你所學(xué)的物理知識(shí)，判斷下列說(shuō)法正確的是（）

A.運(yùn)用隱蔽色涂層，無(wú)論距你多近的距離，你也不能看到它

B.使用吸收雷達(dá)電磁波的材料?，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)

C.使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被

對(duì)方發(fā)現(xiàn)和攻擊

【答案】B

【分析】根據(jù)題中物理情景可知，本題考查雷達(dá)，根據(jù)雷達(dá)工作原理的規(guī)律，運(yùn)用障礙物反射電磁波的特

性等，進(jìn)行分析推斷。

【詳解】A.雷達(dá)向外發(fā)射電磁波，當(dāng)電磁波遇到飛機(jī)時(shí)就要發(fā)生反射，雷達(dá)通過(guò)接收反射回來(lái)的電磁波，

就可以測(cè)定飛機(jī)的位置.，飛機(jī)運(yùn)用隱蔽色涂層后還要反射電磁波，故A錯(cuò)誤；

B.使用吸收雷達(dá)電磁波的材料，可以減少電磁波的反射，故B正確；

C.使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后，機(jī)翼為導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)知識(shí)可知，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼二的電磁波在

機(jī)翼上仍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；

D.發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等采取隔熱、降溫等措施后仍會(huì)反射電磁波，故D錯(cuò)誤。

故選B。

三、電磁波的波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系

11.在電磁波譜中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.各種電磁波有明顯的頻率和波長(zhǎng)區(qū)域界限

B.丫射線的頻率一定大于X射線的頻率

C.X射線的波長(zhǎng)一定大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)

D.可見(jiàn)光的波長(zhǎng)一定比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短

【答案】D

【詳解】AB.X射線和丫射線、X射線和紫外線有一部分頻率重疊，界限不明顯，AB錯(cuò)誤；

CD.可見(jiàn)光的波長(zhǎng)一定比X射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短，C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

12.關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式片入￡下列理解正確的是（）

A.電磁波在真空中的傳播速度隨波長(zhǎng)增大加增大

B.電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大

C.當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)不變

D.當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大

【答案】D

【洋解】AB.電磁波在真空中的傳播速度都相同，不隨波長(zhǎng)和步發(fā)率的變化而變化，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)

）

/

當(dāng)電磁波的頻率減小時(shí)，它在真空中的波長(zhǎng)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

13.第五代移動(dòng)通信技術(shù)，簡(jiǎn)稱5G,5G將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、自動(dòng)駕駛技

術(shù)等將逐一實(shí)現(xiàn)。5G應(yīng)用3300MHz?5000MHz頻段的無(wú)線電波傳送信號(hào)，相比于現(xiàn)有的4G

（1880MHz?2635MHz頻段）而言，5G所應(yīng)用的無(wú)線電波（）

A.在真空中的波長(zhǎng)更長(zhǎng)B.在真空中的波長(zhǎng)更短

C.在真空中的傳播速度更小D.在真空中的傳播速度更大

【答案】B

【詳解】AB.5G應(yīng)用3300MHz~5000MHz頻段的無(wú)線電波傳送信號(hào),4G應(yīng)用1880MH?2635MHz頻段的無(wú)線電

波傳送信號(hào)，則5G信號(hào)的頻率比4G信號(hào)高，由

2=一

可知5G電波比4G電波在真空中的波長(zhǎng)更短，A錯(cuò)誤，B正確；

CD.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，可知任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，CD錯(cuò)誤。

故選Bo

14.（2022春?江蘇鹽城?高二?？计谥校┦褂盟{(lán)牙耳機(jī)接聽(tīng)手機(jī)來(lái)電，其信號(hào)傳輸?shù)氖疽鈭D如圖所示，已

知可見(jiàn)光的頻率范圍是：4.2x10'^7.8x10"Hz,則藍(lán)牙通信的電磁波（）

A.是藍(lán)光B.波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短

C.在真空中的傳播速度大小為340m/sD.在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光傳播的速度小

【答案】B

【詳解】A.由題意可得，藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見(jiàn)光頻率，故不可能是藍(lán)光，故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知，藍(lán)牙通信的電磁波比手機(jī)通信的電磁波頻率大，由

可知，頻率越大，波長(zhǎng)越短，故黃牙通信的電磁波波長(zhǎng)比手機(jī)通信的電磁波短，故B正確；

CD.在真空中電磁波的傳播速度大小均為

c=3x108m/s

故CD錯(cuò)誤。

故選B。

鞏固綜合提高練

15.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論判斷，如圖所示的4組電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)（或磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)）隨時(shí)間￡變化

【答案】C

【詳解】A.穩(wěn)定的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)，故A正確；

B.均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故B正確；

CD.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化

率成正比，故C錯(cuò)誤，D正確。

本題選錯(cuò)誤的，故選C。

16.（2021秋?上海?高二上外附中期末）電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，以相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間

的變化而傳遞能量。人體生命活動(dòng)包含一系列的生物電活動(dòng)，這些生物電對(duì)環(huán)境的電磁波非常敏感，因此，

電磁輻射可以對(duì)人體造成影響和損害?！董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī)規(guī)定：當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度（單位時(shí)間內(nèi)

垂直通過(guò)單位面積的電磁輻射能量）不超過(guò)O.lW/n?時(shí)，對(duì)人體沒(méi)有任何影響。某ZZZ辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖

所示的無(wú)線路由器，若它的電磁輻射功率是5OW,則人體與該裝置的安全距離至少為（）

A.1.5mB.2.0mC.2.5mD.3.0m

【答案】B

【詳解】設(shè)人體與該裝置的安全距離至少為x,則

x&2.0m

故選B。

17.（2021秋?浙江杭州?高三浙江省杭州第二中學(xué)階段練習(xí)）大口徑天文望遠(yuǎn)鏡大大提高了人類觀測(cè)宇宙

的范圍。目前美國(guó)最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡位于阿雷西博天文臺(tái)（阿雷西博射天望遠(yuǎn)鏡），其口徑均為300米。

而位于我國(guó)云南貴州的射電望遠(yuǎn)鏡FAST是目前世界上最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，其口徑約為500米。在宇宙

大尺度上，天體的空間分布可認(rèn)為是均勻的，假定兩望遠(yuǎn)鏡能分辨的最小功率相同。以下說(shuō)法正確的是（）

A.兩望遠(yuǎn)鏡接收到的同一天體的輻射功率之比約為3:5

B.兩望遠(yuǎn)鏡接收到的同一天體的輻射功率之比約為9:25

C.兩望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到輻射功率相同的天體數(shù)量之比約為3:5

D.兩望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到輻射功率相同的天體數(shù)量之比約為9:25

【答案】B

【詳解】AB.直徑為〃的望遠(yuǎn)鏡能接受到輻射的有效面積（即垂直射電信號(hào)的方向的投影面積）

S=-TTD2

4

那么，根據(jù)來(lái)自同一天體的輻射均勻分布可得：功率和有效面積成正比，故有

PS.D：3（X）29

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.大體空間分布均勻，設(shè)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離為，望遠(yuǎn)鏡口徑為〃，望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類大體的

電磁波總功率最小值為北，則有

?1"，PPD2

小產(chǎn)ER

天體的空間分布可認(rèn)為是均勻的，單位體積中天體數(shù)為力能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目

4

N=一冗Bn

3

由干兩望遠(yuǎn)鏡能分辨的最小功率相同

所以

J25

則

?/,_D,5_33_27

"JVT_KT_5T-T25

故CI）錯(cuò)誤。

故選Bo

18.具有NFC（近距離無(wú)線通信技術(shù)）功能的兩只手機(jī)在間距小于10cm時(shí)可以通過(guò)電磁波直接傳輸信息，

其載波頻率為UxIO'Hz,電磁波在空氣中的傳播速度為3.0xl0Nm/s,求該載波的波長(zhǎng)（保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】21m

【詳解】根據(jù)題意，由公式c=4/可得，該載波的波長(zhǎng)為

2=一

代人數(shù)據(jù)解得

A?21m

鋌接高考

19.（2014?上海?高考真題）下列電磁波中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是（）

A.無(wú)線電波B.紅外線C.紫外線D.7射線

【答案】A

【詳解】所有的電磁波在真空中傳播速度都相等，等于c=3X10%/s,根據(jù)波氏義=，可判斷，頻率越低，

波長(zhǎng)越長(zhǎng)，四個(gè)選項(xiàng)中無(wú)線電波頻率最低，所有波長(zhǎng)最長(zhǎng)，答案A對(duì).

20.（2013?四川?高考真題）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法，正確的是

A.電磁波只能在真空中傳播

B.電場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)一定產(chǎn)生電磁波

C.做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波

D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

【答案】C

【詳解】電磁波可以在真空中傳播，還可以在其它介質(zhì)中傳播，A錯(cuò)；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)

定的磁場(chǎng)不再產(chǎn)生電場(chǎng)，所以B錯(cuò)；赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，1）錯(cuò).

21.（2016?北京?高考真題）下列說(shuō)法正確的是（）

A.電磁波在真空中以光速c傳播B.在空氣中傳播的聲波是橫波

C.聲波只能在空氣中傳播D.光需要介質(zhì)才能傳播

【答案】A

【詳解】電磁波在真空中的傳播速度等于光速，A正確；在空氣中傳播的聲波是縱波，B錯(cuò)誤；聲波