13.4 電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用 【練習(xí)】2024-2025學(xué)年高二物理 同步練（ 人教版2019必修第三冊(cè)）（原卷版）

13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)3.3.4通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電磁波，知道電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。3.3.5通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來(lái)的影響。物理觀(guān)念：了解電磁波本身是一種特殊物質(zhì)，電磁波能傳遞能量和信息。知道可見(jiàn)光是電磁波譜家族中的一個(gè)頻段?？茖W(xué)思維：了解電磁波譜中各波段的主要特性及其在科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化等方面的主要應(yīng)用。科學(xué)探究：體驗(yàn)赫茲證明麥克斯韋預(yù)言的電磁波存在的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察及實(shí)驗(yàn)方法，領(lǐng)會(huì)物理理論和實(shí)驗(yàn)的相互配合對(duì)科學(xué)發(fā)展的巨大作用?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解人類(lèi)發(fā)現(xiàn)電磁波的歷史，知道麥克斯韋、赫茲等物理學(xué)家對(duì)電磁波發(fā)現(xiàn)做出的巨大貢獻(xiàn)，領(lǐng)會(huì)在電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)精神。002思維導(dǎo)圖電磁波譜電磁波的能量電磁波通信003知識(shí)梳理課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：一、電磁場(chǎng)1.麥克斯韋——經(jīng)典電磁場(chǎng)理論2.電磁場(chǎng)二、電磁波1．產(chǎn)生條件：周期性變化的磁場(chǎng)或者周期性變化的電場(chǎng)2．特點(diǎn)(1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，形成?2)電磁波的傳播不需要，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度同(都等于光速)．(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速．(4)v＝λf，f是電磁波的．3．證實(shí)三、電磁波譜1．波長(zhǎng)2．電磁波譜：按照電磁波的大小或高低的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜．按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)．電磁波譜頻率/Hz真空中波長(zhǎng)/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無(wú)線(xiàn)電波＜3×1011＞10－3波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線(xiàn)電技術(shù)衍射能力減弱，直線(xiàn)傳播能力增強(qiáng)紅外線(xiàn)1011～101510－7～10－3熱效應(yīng)紅外遙感可見(jiàn)光101510－7引起視覺(jué)照明、攝影紫外線(xiàn)1015～101610－8～10－7化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、滅菌消毒醫(yī)用消毒、防偽X射線(xiàn)1016～101910－11～10－8穿透本領(lǐng)強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視γ射線(xiàn)＞1019＜10－11穿透本領(lǐng)更強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療四、電磁波的能量1．電磁波是一種2．電磁波具有五、電磁波通信004題型精講【題型一】電磁場(chǎng)理論及電磁波的產(chǎn)生【典型例題1】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（）A． B．C． D．【典型例題2】某電路中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是()【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．在電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)B．在變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．周期性變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練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【題型二】電磁波的特點(diǎn)及電磁波譜【典型例題3】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，振動(dòng)的頻率越高，則波傳播速度越大D．紫外線(xiàn)在水中的傳播速度小于紅外線(xiàn)在水中的傳播速度【典型例題4】關(guān)于各種電磁波的性質(zhì)比較，下列說(shuō)法中正確的有()A．由于紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，所以比可見(jiàn)光更難發(fā)生干涉、衍射B．由于γ射線(xiàn)的波長(zhǎng)太短了，所以根本無(wú)法發(fā)生干涉、衍射C．無(wú)論哪一種電磁波，在真空中的傳播速度都相同D．γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，所以最適于用來(lái)透視人體，檢查骨骼和其他病變情況【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的B．微波爐能快速加熱食物是利用紅外線(xiàn)具有顯著的熱效應(yīng)C．常用的電視機(jī)遙控器通過(guò)發(fā)出紫外線(xiàn)脈沖信號(hào)來(lái)?yè)u控電視機(jī)D．遙感技術(shù)中利用了紅外線(xiàn)探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)來(lái)探測(cè)被測(cè)物體的特征【題型三】電磁波的應(yīng)用及危害的防止 【典型例題5】(多選)第五代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)5G)是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、大規(guī)模設(shè)備連接等。與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高。下列說(shuō)法中正確的是()A．5G和4G使用的電磁波都是橫波B．5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同C．5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．在真空中5G使用的電磁波波長(zhǎng)比4G的長(zhǎng)【典型例題6】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)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(xiàn)路由器，若它的電磁輻射功率是，則人體與該裝置的安全距離至少為（）A． B． C． D．【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】(多選)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有()A．殺菌用的紫外燈B．拍胸片的X光機(jī)C．治療咽喉炎的超聲波霧化器D．檢查血流情況的“彩超”機(jī)【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練6】電焊作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的電焊弧光，輻射出大量頻率為1.0×1015Hz的電磁波。根據(jù)如圖所示的電磁波譜，判斷它屬于哪種電磁波（）A．微波 B．紅外線(xiàn) C．紫外線(xiàn) D．X射線(xiàn)00501強(qiáng)化訓(xùn)練【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．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(chēng)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3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播2.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)一定能產(chǎn)生電磁波B．磁場(chǎng)一定在周?chē)臻g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，提出了光的電磁理論：光是電磁波3.(1)觀(guān)察上面兩幅圖，變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)和以前所學(xué)靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)有區(qū)別嗎？(2)變化的磁場(chǎng)一定能產(chǎn)生電磁波嗎？為什么？4.測(cè)溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)。在公共場(chǎng)所常用如圖所示的測(cè)溫槍為出入人員測(cè)溫，測(cè)溫槍是通過(guò)傳感器接收紅外線(xiàn)，得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，使用時(shí)只要將測(cè)溫槍靠近皮膚表面，修正皮膚與實(shí)際體溫的溫差便能準(zhǔn)確顯示體溫，下列說(shuō)法正確的是()A.測(cè)溫槍利用的紅外線(xiàn)也可用于殺菌消毒B.紅外線(xiàn)是波長(zhǎng)比紫外線(xiàn)長(zhǎng)的電磁波C.紅外線(xiàn)的穿透能力很強(qiáng)，接受紅外線(xiàn)照射是會(huì)傷害身體的D.紅外線(xiàn)的頻率大于X光的頻率5.（多選）關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說(shuō)法中正確的是()A.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動(dòng)的相鄰的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，是受迫振動(dòng)B.彈簧振子在四分之一個(gè)周期里運(yùn)動(dòng)的路程一定等于一個(gè)振幅C.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去D.電磁波衍射能力由強(qiáng)到弱的順序是無(wú)線(xiàn)電波、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)、γ射線(xiàn)6.根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯(cuò)重疊，且波長(zhǎng)順序由短到長(zhǎng)排列的是()A．微波、紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)B．γ射線(xiàn)、X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)C．紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)D．紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)【素養(yǎng)提升】7.(多選)電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()A.圖(a)中利用了發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電B.圖(b)中給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱C.圖(c)中如果線(xiàn)圈B不閉合，S斷開(kāi)將不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效果D.圖(d)中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時(shí)，被加速的電子獲得恒定的加速度8．(多選)下列關(guān)于無(wú)線(xiàn)電波的敘述中，正確的是()A．無(wú)線(xiàn)電波是波長(zhǎng)從幾十千米到幾毫米的電磁波B．無(wú)線(xiàn)電波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/sC．無(wú)線(xiàn)電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．無(wú)線(xiàn)電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)變短9.新型冠狀病毒疫情已被我國(guó)有效控制。為了戰(zhàn)勝疫情，我們的志愿者在社區(qū)、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所不顧個(gè)人安危，為行人量體溫、查信息，嚴(yán)防死守，確保一方平安。志愿者使用的體溫檢測(cè)器通過(guò)非接觸的方法感應(yīng)人體的體溫以此來(lái)排查新型冠狀病毒的疑似感染病例。請(qǐng)問(wèn)這種體溫檢測(cè)器工作時(shí)利用了哪種電磁波的特性()A．紅外線(xiàn) B．紫外線(xiàn)C．X射線(xiàn) D．γ射線(xiàn)10．間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來(lái)探測(cè)軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車(chē)，即使車(chē)輛離開(kāi)，也瞞不過(guò)它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于()A．可見(jiàn)光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線(xiàn)波段11．在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，觀(guān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是（）A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁存在聯(lián)系B．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線(xiàn)附近的固定導(dǎo)線(xiàn)圈中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流C．麥克斯韋從場(chǎng)的角度總結(jié)電與磁的聯(lián)系，證實(shí)了電磁波的存在D．法拉第用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測(cè)出電磁波與光的傳播速度相同12.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)了電磁波的存在13.1864年，英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場(chǎng)理論。下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)和醫(yī)院CT中的X射線(xiàn)波長(zhǎng)相同D．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)14.國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)將2020年度“世界航天獎(jiǎng)”授予我國(guó)“嫦娥四號(hào)”任務(wù)團(tuán)隊(duì)?！版隙鹚奶?hào)”任務(wù)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一、在探月任務(wù)中，“玉兔二號(hào)”月球車(chē)朝正下方發(fā)射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來(lái)，反射波回到“玉兔二號(hào)”的時(shí)間差為。已知電磁波在月壤層中傳播的波長(zhǎng)為，求該月壤層的厚度d。【能力培優(yōu)】15.關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，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)增大而增大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16．使用藍(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：，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 D．在真空中的傳播速度比可見(jiàn)光傳播的速度小17.具有NFC（近距