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4.4 电磁波谱
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一 电磁波谱 1
知识点二 电磁波的特性及应用 3
模块三 巩固提高 6
模块一 知己知彼
考点分布 命题趋势
1.电磁波谱以及各组成部分. 2.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的主要作用 本讲内容在高考中属间歇性考点再现率较低，考查主要集中在电磁波谱及各种射线的特性及其应用.以选择题形式呈现,与生活、生产等科技知识相结合已成态势分值为4分左右
模块二 知识掌握
知识点一 电磁波谱
【知识梳理】
1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．
2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．
【重难诠释】
1．电磁波谱及介绍
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．
2．各种电磁波的共性
(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．
(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s.
(3)传播都不需要介质．
(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．
（2023 海口三模）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4～2.48）×109Hz。已知可见光的波段为（3.9～7.5）×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比可见光短
C．比可见光更容易发生衍射现象
D．在真空中的传播速度比可见光小
【解答】解：ABC、根据题意，可知蓝牙通信的电磁波频率小于可见光的波段频率，所以蓝牙通信的电磁波属于无线电波，根据公式c＝λf，可得其波长比看见光的波长要长，根据明显衍射的条件，可知蓝牙通信的电磁波比比可见光更容易发生衍射现象，故AB错误，C正确；
D、所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，故D错误。
故选：C。
（2022秋 淄博期末）随着通信技术的更新换代，第5代移动通信技术（简称5G）比4G具有更高的频率和更大的网络容载能力。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A．光子能量更小 B．衍射现象更明显
C．传播速度更大 D．波长更短
【解答】解：A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据E＝hν可知，5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A错误；
B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误；
C．光在真空中的传播速度都是相同的，故C错误；
D．因5G使用的电磁波频率更高，根据v＝λf可知，波长更短，故D正确。
故选：D。
知识点二 电磁波的特性及应用
【情境导入】
电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
【答案】
无线电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤．
【知识梳理】
1．无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波．
2．红外线
(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长．
(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．
(3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计．
3．可见光
可见光的波长在400～760 nm之间．
4．紫外线
(1)波长范围在5～370 nm之间，不能引起人的视觉．
(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．
5．X射线和γ射线
(1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．
(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．
【重难诠释】
不同电磁波的特性及应用
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
频率 由左向右，频率变化为由低到高
真空中 的波长 由左向右，波长变化为由长到短
特性 波动性强 热效 应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强
（2023春 江宁区期末）太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz（波长为3000μm～30μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（ ）
A．太赫兹波比红光更容易发生明显衍射
B．太赫兹波比紫外线的能量更大
C．太赫兹波比短波频率更小
D．太赫兹波可以用于工业探伤
【解答】解：A、发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺度或者孔径小于波长或与波长差不多，太赫兹波长比红光大，更容易发生明显衍射，故A正确；
B、由c＝λf可知，波长越大，频率越小，太赫兹波长比紫外线大，频率低于紫外线，根据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量比紫外线光子的能量更小，故B错误；
C、太赫兹波长比短波小，频率比短波大，故C错误；
D、由于频率越高，其穿透力越强，太赫兹波频率远低于X射线，其比X射线穿透能力更弱，不可以用于工业探伤，故D错误。
故选：A。
（2023春 徐汇区校级期中）“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．紫外线的波长比红外线短
B．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
C．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s
D．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
【解答】解：A.因电磁波在真空中速度相同，均为光速，则由c＝λf可得，频率越大的电磁波，波长越短，紫外线的频率比红外线频率大，故紫外线的波长比红外线波长短，故A正确；
B.均匀变化的电场激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，故B错误；
C.真空中的电磁波的速度为3×108m/s，而在其他介质中电磁波的速度不再是3×108m/s，故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，故D错误。
故选：A。
（2022秋 金台区期末）关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ）
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、γ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，能够灭菌消毒
【解答】解：A、根据麦克斯韦电磁场理论，可知周期性变化的电场能产生周期性变化磁场，周期性变化的磁场能产生周期性变化的电场；均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的产生恒定的电场磁场，故A正确；
B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，故B错误；
C、根据电磁波谱的基本内容可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，故C正确；
D、紫外线是一种波长比紫光波长更短的、频率比紫光更高的电磁波，主要应用灭菌消毒和钞票防伪上，故D错误。
本题选择不正确的，
故选：D。
模块三 巩固提高
（2023 荔湾区开学）“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（ ）
A．红外线 B．X射线 C．电磁波 D．超声波
【解答】解：在用于通信的电磁波中，不同用途的设备使用的电磁波的频率范围不同，用于电视、雷达、无线电导航及测控等的是微波（电磁波的一种），故C正确，ABD错误；
故选：C。
（2022秋 金平区校级期末）关于电磁波谱，下列说法不正确的是（ ）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
【解答】解：A、人们利用红外线可以遥控的特点，可以制成电视遥控器，故A正确；
B、医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，X射线用来进行透视，故B错误；
C、紫外线具有荧光效应，故利用紫外线的荧光效应可做防伪标识，故C正确；
D、根据电磁波谱的性质可知，γ射线波长比X射线波长短，故D正确。
本题选择不正确的，
故选：B。
（2023 东城区一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光。与绿光相比（ ）
A．红光频率高
B．红光波长短
C．红光光子能量小
D．红光在真空中的传播速度快
【解答】解：ABC、根据电磁波谱，可知红光波长比绿光波长长，红光的频率比绿光的频率低，根据公式E＝hν，可得红光光子的能量比绿光光子的能量小，故AB错误，C正确；
D、红光和绿光在真空中的传播一样快，故D错误。
故选：C。
（2022秋 洛阳期末）关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列结论中正确的是（ ）
A．电磁波的传播速度与传播介质有关
B．频率越高，传播速度就越大
C．发射能量越大，传播速度就越大
D．波长越长，传播速度就越大
【解答】解：电磁波的传播速度与传播介质有关，而与波长、频率、能量均无关，电磁波在不同介质中传播时，波速变化，频率不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（多选）（2023春 红桥区校级期中）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
【解答】解：A.人们利用红外线可以遥控制成电视、空调遥控器等，故A正确；
B.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒；X射线用来进行透视；故B错误；
C.紫外线具有荧光效应；故利用紫外线的荧光效应可做防伪标识；故C正确；
D.根据光谱的性质可知，γ射线波长比X射线波长短；故D正确；
故选：ACD。
（2022 景东县校级开学）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．电磁波中频率最大的是X射线
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【解答】解：A、红外线具有明显的热效应，常用于加热物体，X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，故A错误；
B、适量的紫外线照射会促进人体对钙的吸收，过强的紫外线照射对人的皮肤健康有害，故B错误；
C、电磁波中频率最大为γ射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故C错误；
D．紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光，故D正确。
故选：D。
（2021秋 东兴区校级期末）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（ ）
A．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
B．光也是电磁波，电磁波是横波
C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
D．无线电波在发射信号前要对信号调频，调频的方法包括调幅与调制
【解答】解：A、γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故A正确；
B、光也是电磁波，电磁波是横波，故B正确；
C、电磁波中无线电波波长最长，最容易发生干涉、衍射现象，故C正确；
D、无线电发射时，使电磁波随着信号改变而改变成为调制，分为调频和调幅两种，故D错误；
本题要求选不正确的，
故选：D。
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4.4 电磁波谱
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一 电磁波谱 1
知识点二 电磁波的特性及应用 2
模块三 巩固提高 4
模块一 知己知彼
考点分布 命题趋势
1.电磁波谱以及各组成部分. 2.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的主要作用 本讲内容在高考中属间歇性考点再现率较低，考查主要集中在电磁波谱及各种射线的特性及其应用.以选择题形式呈现,与生活、生产等科技知识相结合已成态势分值为4分左右
模块二 知识掌握
知识点一 电磁波谱
【知识梳理】
1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．
2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、 、可见光、 、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的 ，具有不同的特性．
【重难诠释】
1．电磁波谱及介绍
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．
2．各种电磁波的共性
(1)在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．
(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s.
(3)传播都不需要介质．
(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．
（2023 海口三模）使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4～2.48）×109Hz。已知可见光的波段为（3.9～7.5）×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比可见光短
C．比可见光更容易发生衍射现象
D．在真空中的传播速度比可见光小
（2022秋 淄博期末）随着通信技术的更新换代，第5代移动通信技术（简称5G）比4G具有更高的频率和更大的网络容载能力。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A．光子能量更小 B．衍射现象更明显
C．传播速度更大 D．波长更短
知识点二 电磁波的特性及应用
【情境导入】
电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
【知识梳理】
1．无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于 、广播及其他信号传输．
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生 ，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的 ．
2．红外线
(1)红外线是一种光波，波长比无线电波 ，比可见光 ．
(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 ．
(3)红外线的应用主要有 和红外体温计．
3．可见光
可见光的波长在400～760 nm之间．
4．紫外线
(1)波长范围在 之间，不能引起人的视觉．
(2)具有 的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的 效应，用来激发荧光物质发光．
5．X射线和γ射线
(1)X射线波长比紫外线短，有很强的 本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．
(2)γ射线波长比X射线更短，具有 的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．
【重难诠释】
不同电磁波的特性及应用
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
频率 由左向右，频率变化为由低到高
真空中 的波长 由左向右，波长变化为由长到短
特性 波动性强 热效 应强 感光性强 化学作用、荧光效应强 穿透力强 穿透力最强
（2023春 江宁区期末）太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz（波长为3000μm～30μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（ ）
A．太赫兹波比红光更容易发生明显衍射
B．太赫兹波比紫外线的能量更大
C．太赫兹波比短波频率更小
D．太赫兹波可以用于工业探伤
（2023春 徐汇区校级期中）“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．紫外线的波长比红外线短
B．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
C．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/s
D．普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
（2022秋 金台区期末）关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ）
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、γ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，能够灭菌消毒
模块三 巩固提高
（2023 荔湾区开学）“神舟五号”飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘“远望号”远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收某种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（ ）
A．红外线 B．X射线 C．电磁波 D．超声波
（2022秋 金平区校级期末）关于电磁波谱，下列说法不正确的是（ ）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
（2023 东城区一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光。与绿光相比（ ）
A．红光频率高
B．红光波长短
C．红光光子能量小
D．红光在真空中的传播速度快
（2022秋 洛阳期末）关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列结论中正确的是（ ）
A．电磁波的传播速度与传播介质有关
B．频率越高，传播速度就越大
C．发射能量越大，传播速度就越大
D．波长越长，传播速度就越大
（多选）（2023春 红桥区校级期中）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
（2022 景东县校级开学）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．电磁波中频率最大的是X射线
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
（2021秋 东兴区校级期末）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（ ）
A．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
B．光也是电磁波，电磁波是横波
C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
D．无线电波在发射信号前要对信号调频，调频的方法包括调幅与调制
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