資源簡介

2　電磁波
3　電磁波譜
(分值：100分）
1~6題每題7分，共42分
考點一　電磁場
1.（2024·福州外國語學校高二期中）下列說法中正確的是（　?。?br/>A.任何變化的磁場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場，振蕩磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場
B.任何電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場
C.任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場
D.電場和磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場
2.（2023·重慶市一診）電磁波的發(fā)現(xiàn)和使用帶來了通信技術(shù)的發(fā)展。在以下磁感應強度B隨時間t變化的磁場中，能產(chǎn)生電磁波的是（　　）
A.　　　　　　　　 B.
C.　　　　　　　　 D.
考點二　電磁波
3.（多選）關(guān)于電磁波與聲波的比較，下列說法正確的是（　　）
A.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)
B.由空氣進入玻璃時，電磁波速度變小，聲波速度變大
C.由空氣進入玻璃時，電磁波波長變小，聲波波長變大
D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)
4.（2023·內(nèi)江市第六中學校考）2022年3月23日，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講，航天員太空授課的畫面（如圖）通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照尽ｊP(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度都為3×108 m/s
B.將手機放在真空塑料袋中，撥打該手機，手機不能接收信號
C.赫茲首先用實驗證實了電磁波的存在
D.麥克斯韋認為，變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
考點三　電磁波譜
5.在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線（X射線）三個波段的頻率高低關(guān)系是（　?。?br/>A.紅外線的頻率最高，可見光的頻率最低
B.倫琴射線的頻率最高，紅外線的頻率最低
C.可見光的頻率最高，紅外線的頻率最低
D.倫琴射線的頻率最高，可見光的頻率最低
6.使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。藍牙通信的電磁波（　?。?br/>A.是藍光
B.波長比手機通信的電磁波短
C.在真空中的傳播速度大小為340 m/s
D.在真空中的傳播速度比手機通信的電磁波傳播速度小
7~11題每題9分，12題13分，共58分
7.（多選）如圖所示，有一水平放置、內(nèi)壁光滑、絕緣的真空圓形管，半徑為R；有一帶正電的粒子靜止在管內(nèi)，整個裝置處于豎直向上的磁場中。要使帶電粒子由靜止開始沿管做圓周運動，所加磁場可能是（　?。?br/>A.勻強磁場
B.均勻增加的磁場
C.均勻減少的磁場
D.由于洛倫茲力不做功，不管加什么磁場都不能使帶電粒子運動
8.太陽表面溫度約有6 000 K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進行“3 K背景輻射”的觀測，應該選擇的波段為（　?。?br/>A.無線電波 B.紫外線
C.X射線 D.γ射線
9.（多選）第5代移動通信技術(shù)（簡稱5G），是新一代蜂窩移動通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率比4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。下表為5G使用的無線電波的頻率范圍。已知光在真空中的傳播速度c=3×108 m/s，1 MHz=1×106 Hz，下列說法正確的有（　?。?br/>頻率范圍名稱 對應的頻率范圍
FR1 450 MHz~6 000 MHz
FR2 24 250 MHz~52 600 MHz
A.FR1比FR2中的無線電波的衍射能力更強
B.在真空中傳播時，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的波長更長
C.在真空中傳播時，F(xiàn)R2中頻率為28 000 MHz的無線電波波長約為10.7 mm
D.在真空中傳播時，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的傳播速度更大
10.（2021·浙江6月選考）大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經(jīng)混亂，達到1 000 W/m2時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P=3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為（　?。?br/>A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
11.（2023·汕頭市金山中學模擬）光刻機利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機投影精細圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體，提高分辨率，如圖所示。則加上液體后（　　）
A.紫外線進入液體后光子能量增加
B.紫外線傳播相等的距離，在液體中所需的時間更短
C.紫外線在液體中比在空氣中更容易發(fā)生明顯衍射，能提高分辨率
D.紫外線在液體中的波長比在真空中的短
12.（13分）雷達測距防撞控制系統(tǒng)是利用脈沖電磁波來測定目標的位置和速度的設(shè)備，某機場引導雷達發(fā)現(xiàn)一架飛機正向雷達正上方勻速飛來，已知該雷達顯示屏上相鄰刻度線之間的時間間隔為1.0×10-4 s，某時刻雷達顯示屏上顯示的波形如圖甲所示，A脈沖為發(fā)射波，B脈沖為目標反射波，經(jīng)t0=170 s后雷達向正上方發(fā)射和被反射的波形如圖乙所示，已知光速c=3×108 m/s，則該飛機速度大小約為多少？
答案精析
1.C　［根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場（磁場）產(chǎn)生磁場（電場），如果電場（磁場）的變化是均勻的，產(chǎn)生的磁場（電場）是恒定的；如果電場（磁場）的變化是不均勻的，產(chǎn)生的磁場（電場）是變化的；振蕩電場（磁場）在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場（電場）；周期性變化的電場和周期性變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場，故選C。］
2.A?。鄹鶕?jù)麥克斯韋電磁理論，可知周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的電場激發(fā)周期性變化的磁場，由近及遠傳播，形成電磁波，故A正確；
根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，可知均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場，所以不會產(chǎn)生電磁波，故B錯誤；
根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，恒定磁場周圍不會產(chǎn)生電場，故C、D錯誤。］
3.ABC　［選項A、B說法均與事實相符，故選項A、B正確；由空氣進入玻璃時，根據(jù)λ=，電磁波波速變小，頻率不變，波長變小；聲波速度變大，頻率不變，波長變大，故選項C正確；電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，故選項D錯誤。］
4.C?。垭姶挪ㄔ谡婵罩袀鞑サ乃俣仁?×108 m/s，而在介質(zhì)中的傳播速度要小于3×108 m/s，故A錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故將手機放在真空塑料袋中，撥打該手機，手機能接收信號，故B錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，故C正確；根據(jù)麥克斯韋的電磁理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定不變的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定不變的電場，故D錯誤。］
5.B?。墼陔姶挪ㄗV中，紅外線、可見光和倫琴射線（X射線）按照頻率從高到低的排列順序是：倫琴射線（X射線）、可見光、紅外線，故B正確。］
6.B?。鬯{牙通信用的電磁波不在可見光頻率范圍內(nèi)，不是藍光，故A錯誤；藍牙通信的電磁波頻率比手機通信的電磁波頻率高，波長短，故B正確；藍牙通信和手機通信使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同，均為3×108 m/s，故C、D錯誤。］
7.BC　［恒定的磁場對靜止的電荷不產(chǎn)生力的作用，但當磁場變化時可產(chǎn)生電場，電場對帶電粒子產(chǎn)生電場力的作用，帶電粒子在電場力作用下沿管做圓周運動，選項B、C正確。］
8.A?。垭姶挪ㄗV按波長由長到短的順序排列為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知，物體溫度越高，其發(fā)出的電磁波波長越短，宇宙間的溫度約為3 K，則其發(fā)出的電磁波的波長應在無線電波波段，故選項A正確。］
9.AC?。跢R1比FR2對應的頻率小，根據(jù)λ=，則FR1波長較大，衍射能力更強，選項A正確，B錯誤；在真空中傳播時，F(xiàn)R2中頻率為28 000 MHz的無線電波波長λ== m≈1.07×10-2 m=10.7 mm，選項C正確；在真空中傳播時，F(xiàn)R2與FR1中的無線電波的傳播速度相同，均為3×108 m/s，選項D錯誤。］
10.B?。畚⒉ㄓ行Ч舴秶鸀閞時單位面積接收微波功率為P'==
解得r=
則引起神經(jīng)混亂時有
r1== m≈100 m
引起心肺功能衰竭時有
r2== m≈50 m
所以B正確，A、C、D錯誤。］
11.D?。墼O(shè)液體對紫外線的折射率為n，紫外線進入液體時頻率不變，根據(jù)ε=hν可知光子能量不變，A錯誤；設(shè)紫外線傳播的距離為L，傳播這段距離在真空中所需的時間t=，在液體中所需的時間t'==，可知在液體中所需的時間更長，B錯誤；由λ==，可知紫外線在液體中波長變短，根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知紫外線在液體中更不容易發(fā)生明顯衍射，會提高分辨率，故C錯誤，D正確。］
12.306 m/s　［由題圖所示信息知，比較遠時，脈沖波顯示的距離s== m=6×104 m
當飛機到達雷達正上方后，距離
s'== m=3×104 m
由于開始時飛機在斜上方，后來飛機到達正上方，所以飛機的速度
v= m/s≈306 m/s。］2　電磁波
3　電磁波譜
［學習目標］　1.了解麥克斯韋電磁理論的主要觀點，知道電磁場的概念及產(chǎn)生的原理（重點）。2.體驗赫茲證明電磁波存在的實驗過程及方法，領(lǐng)會物理實驗對物理學發(fā)展的基礎(chǔ)意義。3.認識電磁波譜，知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解不同波長電磁波的特征及主要用途（重點）。
一、麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)
如圖所示，磁鐵相對閉合線圈向下運動時，閉合線圈中的自由電荷做定向移動。自由電荷是受到什么力的作用做定向移動的？這能否說明變化的磁場產(chǎn)生了電場？如果沒有導體，情況會怎樣？
　　 　
　　 　
1.麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)
（1）變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生　　　，稱為　　　　　　，如圖甲。
（2）變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場，如圖乙。
說明：磁場隨時間變化越快，產(chǎn)生的電場越強；電場隨時間變化越快，產(chǎn)生的磁場越強。
2.電磁場
變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為　　　　。
例1　關(guān)于麥克斯韋電磁理論，下列說法正確的是（　?。?br/>A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場
B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場
對麥克斯韋電磁理論的理解
針對訓練 ?。ǘ噙x）應用麥克斯韋電磁理論判斷下列表示電場產(chǎn)生磁場（或磁場產(chǎn)生電場）的關(guān)系圖像中（每個選項中的上圖是表示變化的場，下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場）正確的是（　?。?br/>二、電磁波
如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應圈上的兩金屬球間有電火花時，導線環(huán)上兩小球間也會產(chǎn)生電火花，這是為什么？這個實驗證實了什么？
　　 　
　　 　
1.電磁波的產(chǎn)生：由變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的電磁場由近及遠傳播。這種變化的電磁場在空間中的傳播形成了　　　　，如圖所示。
2.電磁波的特點
（1）電磁波是電磁場的傳播，傳播過程　　　　介質(zhì)，在真空中的波速等于光速c，c=3×108 m/s。
（2）電磁波是　　　　，電場和磁場方向都與傳播方向　　　　。
（3）電磁波在傳播過程中　　　　不變，始終與振蕩電路的頻率相同，它由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)。
（4）電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生　　　　、　　　　、反射、折射和偏振等現(xiàn)象，電磁波也是傳播能量的一種形式。
（5）電磁波的波速、波長、頻率之間的關(guān)系：　　　　　　　　　　　　。
（6）　　　　通過實驗證明了電磁波的存在。
3.麥克斯韋理論在物理學發(fā)展史上的意義
（1）麥克斯韋在兩個基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了電磁場方程，預言了　　　　的存在，把電磁學發(fā)展成為完整的、優(yōu)美的理論體系，統(tǒng)一了人們對電磁和光現(xiàn)象的認識，為電和磁的利用奠定了理論基礎(chǔ)，為深入研究物質(zhì)的電磁結(jié)構(gòu)及客觀性質(zhì)提供了理論工具。
（2）從麥克斯韋開始，人們認識到場是物質(zhì)存在的一種基本形式，它是客觀存在的，這大大擴展了人們對自然界的認識和對整個自然科學的視野。
（3）麥克斯韋理論中的一個重要結(jié)論是光在真空中的速率是一個常量，與參考系無關(guān)。愛因斯坦根據(jù)這一結(jié)論提出了光速不變原理，建立了狹義相對論。狹義相對論與量子理論一起開創(chuàng)了現(xiàn)代物理學的新紀元。
例2　關(guān)于電磁場理論和電磁波，下列說法正確的是（　　）
A.電磁波是縱波
B.電磁波的傳播不需要介質(zhì)
C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場
D.麥克斯韋預言了電磁波的存在，并用實驗驗證了電磁波的存在
例3?。?024·遂寧市高二期末）關(guān)于機械波與電磁波，以下說法正確的是（　　）
A.機械波與電磁波的傳播速度都只與介質(zhì)種類有關(guān)
B.無論是機械波還是電磁波，只有當障礙物或孔的尺寸跟波的波長相等時，才能發(fā)生衍射
C.赫茲從理論上預言了電磁波的存在，麥克斯韋觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，麥克斯韋還測得電磁波在真空中具有與光相同的傳播速度
D.機械波可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波都是橫波
三、電磁波譜
1.把電磁波按　　　　或　　　　排列起來，就形成了電磁波譜。
2.按波長由大到小的順序，它們分別是無線電波、　　　　、可見光、　　　　、　　　　和　　　　，如圖所示。電磁波的頻率越高，它的波長就越短。
3.不同波段電磁波的特性及應用
特征 應用
無線 電波 波長大于　　　　，按波長從小到大依次劃分為微波、短波、中短波、中波、長波 通信、廣播、導航及其他信號傳輸
紅外線 波長范圍為760~106 nm。不能引起視覺，熱效應強。一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越　　，其輻射的紅外線越強 加熱、遙控、遙感
可見光 波長范圍為400~760 nm。能作用于眼睛并引起視覺，按波長從長到短排列為：赤、橙、黃、綠、青、藍、紫。 照明、攝影
紫外線 波長范圍在60~400 nm。不能直接引起視覺。具有較高的能量，　　　　　　強，有助于人體合成　　　　　　 滅菌消毒、熒光燈、防偽標志
X射線 波長范圍為10-2~10 nm，穿透能力很強 醫(yī)學透視、檢查；工業(yè)上可用于檢查工件內(nèi)部是否有砂眼、裂紋等缺陷
γ射線 波長范圍為10-7~10-2 nm。來自宇宙射線或某些放射性元素衰變的過程，能量高，穿透能力比X射線更　　　 工業(yè)探傷；醫(yī)學治療（γ刀）
（1）各種電磁波中最容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線。（　?。?br/>（2）紅外線有顯著的熱效應，紫外線具有較高的能量。（　　）
（3）低溫物體不能輻射紅外線。（　　）
（4）紫外線在真空中的傳播速度大于可見光在真空中的傳播速度。（　?。?br/>（5）可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真?zhèn)?。（　?。?br/>（6）X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強。（　?。?br/>例4?。ǘ噙x）（2023·黃岡市高二期末）紅外測溫門使用了一種傳感器，當它感應到有人走近時會自動對人測溫，如果體溫低于37.3 ℃門會自動打開。下列說法中正確的是（　?。?br/>A.當人體溫低于37.3 ℃時不會向外輻射紅外線
B.人的體溫越高，測溫門測量時接收到的紅外輻射越強
C.該測溫門感應到的人體輻射的紅外線比可見光的波長短
D.該測溫門感應到的人體輻射的紅外線比X射線的頻率低
例5?。?023·湖州市高二期末）關(guān)于生活中遇到的各種電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A.醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是γ射線，它具有較強的穿透能力
B.紫外線常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，它還可用于消毒
C.“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，它具有顯著的熱效應
D.X射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥
答案精析
一、
自由電荷受到電場力的作用；能說明變化的磁場產(chǎn)生電場；沒有導體，該處仍會產(chǎn)生電場。
梳理與總結(jié)
1.（1）電場　感應電場
2.電磁場　
例1　D?。鄹鶕?jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，周期性變化的電場周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場，故D正確。］
針對訓練 　BC?。跘圖中的上圖磁場是恒定的，由麥克斯韋電磁理論可知，其周圍空間不會產(chǎn)生電場，故A錯誤；B圖中的上圖是均勻變化的電場，應該產(chǎn)生恒定的磁場，下圖的磁場是恒定的，故B正確；C圖中的上圖是周期性變化的磁場，它能產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場，當磁感應強度的變化率最大時，感應電場最強，故C正確；D圖的上圖是周期性變化的電場，在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，當電場強度的變化率最大時，則感應磁場應最強，故D錯誤。 ］
二、
當A、B兩金屬球間產(chǎn)生電火花時就會產(chǎn)生變化的電磁場，這種變化的電磁場傳播到導線環(huán)時，在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢，使導線環(huán)上兩小球間也產(chǎn)生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
梳理與總結(jié)
1.電磁波　
2.（1）不需要?。?）橫波　垂直
（3）頻率?。?）干涉　衍射
（5）λ=vT=?。?）赫茲
3.（1）電磁波
例2　B?。塾呻姶挪óa(chǎn)生的原理可知，電磁波是橫波，A錯誤；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，B正確；均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，C錯誤；麥克斯韋提出了電磁場理論，預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，D錯誤。］
例3　D?。蹤C械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)系，故A錯誤；無論是機械波還是電磁波，當障礙物或孔的尺寸跟波的波長相差不多時，就能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，赫茲還測得電磁波在真空中具有與光相同的傳播速度，故C錯誤；機械波可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，電磁波都是橫波，故D正確。］
三、
1.波長　頻率
2.紅外線　紫外線　X射線　γ射線
3.1 mm　高　熒光效應　維生素D　強
易錯辨析
（1）×?。?）√?。?）×?。?）×　（5）×
（6）×
例4　BD?。郛斎梭w溫低于37.3 ℃時也會向外輻射紅外線，故A錯誤；溫度越高，紅外輻射越強，人的體溫越高，測溫門測量時接收到的紅外輻射越強，故B正確；紅外線的波長比可見光的長，頻率比X射線的頻率低，故C錯誤，D正確。］
例5　C?。坩t(yī)院里“CT”機使用的電磁波是X射線，利用X射線能夠穿透物質(zhì)，來檢查人體的內(nèi)部器官，故A錯誤；微波常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，紫外線用于消毒，故B錯誤；“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，利用紅外線的熱效應進行取暖，故C正確；γ射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥，故D錯誤。］(共58張PPT)
DISIZHANG
第四章
2　電磁波　
3　電磁波譜
1.了解麥克斯韋電磁理論的主要觀點，知道電磁場的概念及產(chǎn)生的原理(重點)。
2.體驗赫茲證明電磁波存在的實驗過程及方法，領(lǐng)會物理實驗對物理學發(fā)展的基礎(chǔ)意義。
3.認識電磁波譜，知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解不同波長電磁波的特征及主要用途(重點)。
學習目標
一、麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)
二、電磁波
內(nèi)容索引
課時對點練
三、電磁波譜
麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)
一
如圖所示，磁鐵相對閉合線圈向下運動時，閉合線圈中的自由電荷做定向移動。自由電荷是受到什么力的作用做定向移動的？這能否說明變化的磁場產(chǎn)生了電場？如果沒有導體，情況會怎樣？
答案　自由電荷受到電場力的作用；能說明變化的磁場產(chǎn)生電場；沒有導體，該處仍會產(chǎn)生電場。
1.麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設(shè)
(1)變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生 ，
稱為 ，如圖甲。
(2)變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場，如
圖乙。
說明：磁場隨時間變化越快，產(chǎn)生的電場越強；電場隨時間變化越快，產(chǎn)生的磁場越強。
梳理與總結(jié)
電場
感應電場
2.電磁場
變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為
。
電磁場
　關(guān)于麥克斯韋電磁理論，下列說法正確的是
A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場
B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生
變化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場
例1
√
根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，周期性變化的電場周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場，故D正確。
總結(jié)提升
對麥克斯韋電磁理論的理解
應用麥克斯韋電磁理論判斷下列表示電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關(guān)系圖像中(每個選項中的上圖是表示變化的場，下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場)正確的是
針對訓練
√
√
A圖中的上圖磁場是恒定的，由麥克斯韋電磁理論可知，其周圍空間不會產(chǎn)生電場，故A錯誤；
B圖中的上圖是均勻變化的電場，應該產(chǎn)生恒定的磁場，下圖的磁場是恒定的，故B正確；
C圖中的上圖是周期性變化的磁場，它能產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場，當磁感應強度的變化率最大時，感應電場最強，故C正確；
D圖的上圖是周期性變化的電場，在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，當電場強度的變化率最大時，則感應磁場應最強，故D錯誤。
返回
電磁波
二
如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應圈上的兩金屬球間有電火花時，導線環(huán)上兩小球間也會產(chǎn)生電火花，這是為什么？這個實驗證實了什么？
答案　當A、B兩金屬球間產(chǎn)生電火花時就會產(chǎn)生變化的電磁場，這種變化的電磁場傳播到導線環(huán)時，在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢，使導線環(huán)上兩小球間也產(chǎn)生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
1.電磁波的產(chǎn)生：由變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的電磁場由近及遠傳播。這種變化的電磁場在空間中的傳播形成了 ，如圖所示。
梳理與總結(jié)
電磁波
2.電磁波的特點
(1)電磁波是電磁場的傳播，傳播過程 介質(zhì)，在真空中的波速等于光速c，c=3×108 m/s。
(2)電磁波是 ，電場和磁場方向都與傳播方向 。
(3)電磁波在傳播過程中 不變，始終與振蕩電路的頻率相同，它由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)。
(4)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生 、 、反射、折射和偏振等現(xiàn)象，電磁波也是傳播能量的一種形式。
(5)電磁波的波速、波長、頻率之間的關(guān)系： 。
(6) 通過實驗證明了電磁波的存在。
不需要
橫波
垂直
頻率
干涉
衍射
λ=vT=
赫茲
3.麥克斯韋理論在物理學發(fā)展史上的意義
(1)麥克斯韋在兩個基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了電磁場方程，預言了____
的存在，把電磁學發(fā)展成為完整的、優(yōu)美的理論體系，統(tǒng)一了人們對電磁和光現(xiàn)象的認識，為電和磁的利用奠定了理論基礎(chǔ)，為深入研究物質(zhì)的電磁結(jié)構(gòu)及客觀性質(zhì)提供了理論工具。
(2)從麥克斯韋開始，人們認識到場是物質(zhì)存在的一種基本形式，它是客觀存在的，這大大擴展了人們對自然界的認識和對整個自然科學的視野。
(3)麥克斯韋理論中的一個重要結(jié)論是光在真空中的速率是一個常量，與參考系無關(guān)。愛因斯坦根據(jù)這一結(jié)論提出了光速不變原理，建立了狹義相對論。狹義相對論與量子理論一起開創(chuàng)了現(xiàn)代物理學的新紀元。
電
磁波
　關(guān)于電磁場理論和電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波是縱波
B.電磁波的傳播不需要介質(zhì)
C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場
D.麥克斯韋預言了電磁波的存在，并用實驗驗證了電磁波的存在
例2
√
由電磁波產(chǎn)生的原理可知，電磁波是橫波，A錯誤；
電磁波的傳播不需要介質(zhì)，B正確；
均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，C錯誤；
麥克斯韋提出了電磁場理論，預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，D錯誤。
　(2024·遂寧市高二期末)關(guān)于機械波與電磁波，以下說法正確的是
A.機械波與電磁波的傳播速度都只與介質(zhì)種類有關(guān)
B.無論是機械波還是電磁波，只有當障礙物或孔的尺寸跟波的波長相等
時，才能發(fā)生衍射
C.赫茲從理論上預言了電磁波的存在，麥克斯韋觀察到了電磁波的反射、
折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，麥克斯韋還測得電磁波在真空中具
有與光相同的傳播速度
D.機械波可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波都是橫波
例3
√
機械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)系，故A錯誤；
無論是機械波還是電磁波，當障礙物或孔的尺寸跟波的波長相差不多時，就能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；
麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，赫茲還測得電磁波在真空中具有與光相同的傳播速度，故C錯誤；
機械波可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，電磁波都是橫波，故D正確。
返回
電磁波譜
三
1.把電磁波按 或 排列起來，就形成了電磁波譜。
2.按波長由大到小的順序，它們分別是無線電波、 、可見光、
、 和 ，如圖所示。電磁波的頻率越高，它的波長就越短。
波長
頻率
紅外線
紫外線
X射線
γ射線
3.不同波段電磁波的特性及應用
特征 應用
無線 電波 波長大于 ，按波長從小到大依次劃分為微波、短波、中短波、中波、長波 通信、廣播、導航及其他信號傳輸
紅外線 波長范圍為760~106 nm。不能引起視覺，熱效應強。一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越 ，其輻射的紅外線越強 加熱、遙控、遙感
1 mm
高
特征 應用
可見光 波長范圍為400~760 nm。能作用于眼睛并引起視覺，按波長從長到短排列為：赤、橙、黃、綠、青、藍、紫。 照明、攝影
紫外線 波長范圍在60~400 nm。不能直接引起視覺。具有較高的能量， 強，有助于人體合成__________ 滅菌消毒、熒光燈、防偽標志
熒光效應
維生素D
特征 應用
X射線 波長范圍為10-2~10 nm，穿透能力很強 醫(yī)學透視、檢查；工業(yè)上可用于檢查工件內(nèi)部是否有砂眼、裂紋等缺陷
γ射線 波長范圍為10-7~10-2 nm。來自宇宙射線或某些放射性元素衰變的過程，能量高，穿透能力比X射線更____ 工業(yè)探傷；醫(yī)學治療(γ刀)
強
(1)各種電磁波中最容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線。(　　)
(2)紅外線有顯著的熱效應，紫外線具有較高的能量。(　　)
(3)低溫物體不能輻射紅外線。(　　)
(4)紫外線在真空中的傳播速度大于可見光在真空中的傳播速度。
(　　)
(5)可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真?zhèn)巍?　　)
(6)X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強。(　　)
×
√
×
×
×
×
　(多選)(2023·黃岡市高二期末)紅外測溫門使用了一種傳感器，當它感應到有人走近時會自動對人測溫，如果體溫低于37.3 ℃門會自動打開。下列說法中正確的是
A.當人體溫低于37.3 ℃時不會向外輻射紅外線
B.人的體溫越高，測溫門測量時接收到的紅外輻射越強
C.該測溫門感應到的人體輻射的紅外線比可見光的波長短
D.該測溫門感應到的人體輻射的紅外線比X射線的頻率低
例4
√
√
當人體溫低于37.3 ℃時也會向外輻射紅外線，故A錯誤；
溫度越高，紅外輻射越強，人的體溫越高，測溫門測量時接收到的紅外輻射越強，故B正確；
紅外線的波長比可見光的長，頻率比X射線的頻率低，故C錯誤，D正確。
　(2023·湖州市高二期末)關(guān)于生活中遇到的各種電磁波，下列說法正確的是
A.醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是γ射線，它具有較強的穿透能力
B.紫外線常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，它還可用于消毒
C.“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，它具有顯著的熱效應
D.X射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥
例5
√
醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是X射線，利用X射線能夠穿透物質(zhì)，來檢查人體的內(nèi)部器官，故A錯誤；
微波常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，紫外線用于消毒，故B錯誤；
“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，利用紅外線的熱效應進行取暖，故C正確；
γ射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥，故D錯誤。
返回
課時對點練
四
考點一　電磁場
1.(2024·福州外國語學校高二期中)下列說法中正確的是
A.任何變化的磁場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場，振蕩磁場在周圍空間產(chǎn)
生同頻率的振蕩電場
B.任何電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振
蕩磁場
C.任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻
率的振蕩磁場
D.電場和磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場
基礎(chǔ)對點練
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
√
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場(磁場)產(chǎn)生磁場(電場)，如果電場(磁場)的變化是均勻的，產(chǎn)生的磁場(電場)是恒定的；如果電場(磁場)的變化是不均勻的，產(chǎn)生的磁場(電場)是變化的；振蕩電場(磁場)在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(電場)；周期性變化的電場和周期性變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場，故選C。
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
2.(2023·重慶市一診)電磁波的發(fā)現(xiàn)和使用帶來了通信技術(shù)的發(fā)展。在以下磁感應強度B隨時間t變化的磁場中，能產(chǎn)生電磁波的是
√
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
根據(jù)麥克斯韋電磁理論，可知周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的電場激發(fā)周期性變化的磁場，由近及遠傳播，形成電磁波，故A正確；
根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，可知均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場，所以不會產(chǎn)生電磁波，故B錯誤；
根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，恒定磁場周圍不會產(chǎn)生電場，故C、D錯誤。
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
考點二　電磁波
3.(多選)關(guān)于電磁波與聲波的比較，下列說法正確的是
A.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)
B.由空氣進入玻璃時，電磁波速度變小，聲波速度變大
C.由空氣進入玻璃時，電磁波波長變小，聲波波長變大
D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)
√
√
√
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
選項A、B說法均與事實相符，故選項A、B正確；
由空氣進入玻璃時，根據(jù)λ=，電磁波波速變小，頻率不變，波長變
??；聲波速度變大，頻率不變，波長變大，故選項C正確；
電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，故選項D錯誤。
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
4.(2023·內(nèi)江市第六中學?？?2022年3月23日，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講，航天員太空授課的畫面(如圖)通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照尽ｊP(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是
A.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度都為3×108 m/s
B.將手機放在真空塑料袋中，撥打該手機，手機不
能接收信號
C.赫茲首先用實驗證實了電磁波的存在
D.麥克斯韋認為，變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場一定產(chǎn)
生變化的電場
√
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
電磁波在真空中傳播的速度是3×108 m/s，而
在介質(zhì)中的傳播速度要小于3×108 m/s，故A
錯誤；
電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故將手機放在真
空塑料袋中，撥打該手機，手機能接收信號，故B錯誤；
麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，故C正確；
根據(jù)麥克斯韋的電磁理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定不變的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定不變的電場，故D錯誤。
考點三　電磁波譜
5.在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X射線)三個波段的頻率高低關(guān)系是
A.紅外線的頻率最高，可見光的頻率
最低
B.倫琴射線的頻率最高，紅外線的頻
率最低
C.可見光的頻率最高，紅外線的頻率最低
D.倫琴射線的頻率最高，可見光的頻率最低
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
√
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
6
在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X射線)按照頻率從高到低的排列順序是：倫琴射線(X射線)、可見光、紅外線，故B正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6.使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。藍牙通信的電磁波
A.是藍光
B.波長比手機通信的電磁波短
C.在真空中的傳播速度大小為340 m/s
D.在真空中的傳播速度比手機通信的電磁波傳播速度小
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
藍牙通信用的電磁波不在可見光頻率范圍內(nèi)，不是藍光，故A錯誤；
藍牙通信的電磁波頻率比手機通信的電磁波頻率高，波長短，故B正確；
藍牙通信和手機通信使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同，均為3×108 m/s，故C、D錯誤。
7.(多選)如圖所示，有一水平放置、內(nèi)壁光滑、絕緣的真空圓形管，半徑為R；有一帶正電的粒子靜止在管內(nèi)，整個裝置處于豎直向上的磁場中。要使帶電粒子由靜止開始沿管做圓周運動，所加磁場可能是
A.勻強磁場
B.均勻增加的磁場
C.均勻減少的磁場
D.由于洛倫茲力不做功，不管加什么磁場都不能使
帶電粒子運動
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
能力綜合練
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
恒定的磁場對靜止的電荷不產(chǎn)生力的作用，但當磁場變化時可產(chǎn)生電場，電場對帶電粒子產(chǎn)生電場力的作用，帶電粒子在電場力作用下沿管做圓周運動，選項B、C正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8.太陽表面溫度約有6 000 K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進行“3 K背景輻射”的觀測，應該選擇的波段為
A.無線電波 B.紫外線
C.X射線 D.γ射線
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
電磁波譜按波長由長到短的順序排列為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知，物體溫度越高，其發(fā)出的電磁波波長越短，宇宙間的溫度約為3 K，則其發(fā)出的電磁波的波長應在無線電波波段，故選項A正確。
9.(多選)第5代移動通信技術(shù)(簡稱5G)，是新一代蜂窩移動通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率比4GLTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。下表為5G使用的無線電波的頻率范圍。已知光在真空中的傳播速度c=3×108 m/s，1 MHz=1×106 Hz，下列說法正確的有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
頻率范圍名稱 對應的頻率范圍
FR1 450 MHz~6 000 MHz
FR2 24 250 MHz~52 600 MHz
A.FR1比FR2中的無線電波的衍射能力更強
B.在真空中傳播時，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的波長更長
C.在真空中傳播時，F(xiàn)R2中頻率為28 000 MHz的無線電波波長約為10.7 mm
D.在真空中傳播時，F(xiàn)R2比FR1中的無線電波的傳播速度更大
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
頻率范圍名稱 對應的頻率范圍
FR1 450 MHz~6 000 MHz
FR2 24 250 MHz~52 600 MHz
√
FR1比FR2對應的頻率小，根據(jù)λ=，則FR1波長較大，衍射能力更強，選項A正確，B錯誤；
在真空中傳播時，F(xiàn)R2中頻率為28 000 MHz的無線電波波長λ==
m≈1.07×10-2 m=10.7 mm，選項C正確；
在真空中傳播時，F(xiàn)R2與FR1中的無線電波的傳播速度相同，均為3×108 m/s，選項D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10.(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經(jīng)混亂，達到1 000 W/m2時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P=3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為
A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
√
微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為P'==
解得r=
則引起神經(jīng)混亂時有r1== m≈100 m
引起心肺功能衰竭時有r2== m≈50 m
所以B正確，A、C、D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11.(2023·汕頭市金山中學模擬)光刻機利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機投影精細圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體，提高分辨率，如圖所示。則加上液體后
A.紫外線進入液體后光子能量增加
B.紫外線傳播相等的距離，在液體中所需的時間
更短
C.紫外線在液體中比在空氣中更容易發(fā)生明顯衍射，能提高分辨率
D.紫外線在液體中的波長比在真空中的短
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
設(shè)液體對紫外線的折射率為n，紫外線進入
液體時頻率不變，根據(jù)ε=hν可知光子能量不
變，A錯誤；
設(shè)紫外線傳播的距離為L，傳播這段距離在
真空中所需的時間t=，在液體中所需的時間t'==，可知在液體中
所需的時間更長，B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由λ==，可知紫外線在液體中波長變短，
根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知紫外線在液
體中更不容易發(fā)生明顯衍射，會提高分辨
率，故C錯誤，D正確。
12.雷達測距防撞控制系統(tǒng)是利用脈沖電磁波來測定
目標的位置和速度的設(shè)備，某機場引導雷達發(fā)現(xiàn)一
架飛機正向雷達正上方勻速飛來，已知該雷達顯示
屏上相鄰刻度線之間的時間間隔為1.0×10-4 s，某時
刻雷達顯示屏上顯示的波形如圖甲所示，A脈沖為發(fā)射波，B脈沖為目標反射波，經(jīng)t0=170 s后雷達向正上方發(fā)射和被反射的波形如圖乙所示，已知光速c=3×108 m/s，則該飛機速度大小約為多少？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案　306 m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由題圖所示信息知，比較遠時，脈沖波顯示的距離
s== m=6×104 m
當飛機到達雷達正上方后，距離
s'== m=3×104 m
由于開始時飛機在斜上方，后來飛機到達正上方，所以飛機的速度
v= m/s≈306 m/s。
返回

展開更多......

收起↑