高考物理一轮复习：电磁波
一、选择题
1．（2024高二下·芜湖期末）无线电波和光波都是电磁波，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．电磁波只是一种传播形式，不具有能量
B．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同
C．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在
D．不同电磁波具有不同特性，微波可以用来卫星通信，紫外线可以灭菌消毒
2．（2024高二下·佛山期末）2024年4月25日，搭载叶光富等三名航天员的神舟十八号载人飞船顺利发射升空，并与天宫空间站顺利对接。飞船在升空过程中，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过无线电波传送到地面。下列关于无线电波说法正确的是（ ）
A．在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的
B．在真空中无线电波的波长比可见光波长短
C．要有效发射无线电波，振荡电路要有较低的振荡频率
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明无线电波与声波具有相同的传播速度
3．（2024高二下·桂林期末）2024年4月24日，华为联合中国移动在珠穆朗玛峰开通首个基站，标志着这座世界最高峰也迈步进入了时代。网络将为珠峰景区的旅游、登山、科考、环保等活动，提供更强大的网络支持。，也就是我们常说的，是向演进的关键阶段，它采用频段，相比于现有的（即第四代移动通信技术，频段）技术而言，具有更大的带宽、容量和更低的时延。信号与信号相比（ ）
A．载波的频率更小 B．在真空中的波长更短
C．在真空中的传播速度更快 D．更难被障碍物阻挡
4．（2024高二下·六盘水月考） 现代生活离不开智能手机，小明发现爸爸将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而防误触，下列说法正确的是（ ）
A．手机会自动关闭屏幕，实现这一功能的传感器可能是光传感器和位移传感器
B．手机会自动关闭屏幕，实现这一功能的传感器可能是压力传感器和温度传感器
C．手机是一只“千里耳”，可以接受到很远传来的红外线
D．手机是一只“千里耳”，可以接收到千里外传来的声音
5．（2024高二下·阜阳期末）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场
D．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
6．（2024高二下·唐县月考） 有关电磁波和声波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变大，声波的传播速度变小
C．电磁波是横波，声波也是横波
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长
7．（2024高一上·衡阳开学考）如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲电磁波振动的波长较长
B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同
C．甲电磁波的传播速度较快
D．甲电磁波振动的频率较大
8．（高中物理人教版（2019）选择性必修第二册4.4电磁波谱）按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是（ ）
A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
9．（2017高二下·绵阳期中）电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（ ）
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
10．（2024高二下·官渡期末）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．网比网传输数据快，是因为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
11．（2024高二下·贵阳月考）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子进入瞳孔，人眼就能察觉到光感。现有一个点光源以0.2W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，则人眼最远在大约多远距离就能看到这个光源（假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的散射和吸收）
A． B． C． D．
12．（2024高二下·河北月考） 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就有察觉。功率为的绿灯如果消耗功率的可产生绿光光子，已知普朗克常量，绿光光子的频率为，则发出的绿光光子数约为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题
13．（2024高二下·内丘期末）以下说法正确的是（ ）
A．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
B．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
C．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强
D．波长越短的电磁波，反射性能越弱
E．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波
14．（2024高二下·高州期中）电磁波在现代科技和生活中得到了广泛的应用。以下关于电磁波的应用，说法正确的是（ ）
A．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
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应
C．X光透视利用的是光的衍射现象
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
15．（2024高二下·广水月考） 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．可见光的波长比紫外线的长
B．卫星是用X射线来传输信号的
C．在电磁波谱中，频率最高的是射线
D．医用消毒灯利用的是紫光具有消毒作用的特性
16．（2024高二下·贵阳月考）下列说法错误的是（ ）
A．因实际气体的分子有大小且存在一定相互作用，所以在温度较高、压强较小的情况下，对气体实验定律的背离较大
B．一定质量的气体，经等容增压后又等压膨胀，不可能回到初始温度
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．能量子假说认为能量的辐射是不连续的，是一份一份进行的
17．（2024高二下·上海市月考） 电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（ ）
A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大
B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大
C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站
三、非选择题
18．（2024高二下·上海市月考）（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、 等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫 ；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，其频率的数量级是 Hz；列举光和超声波的区别 、 。
（3）如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是____
A．LC 振荡电路的周期为2×10-3s
B．在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C．1×10-3s~2×10-3s间内，电流在减小
D．1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
19．（2024高二下·上海市月考） 采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的图线，如图（c）所示。
（1）红外线属于 和 ，超声波属于 和 。
（选填A.横波B.纵波C.机械波D.电磁波）
（2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应 ，频率应 。（选填A. 变大、B. 变小、C. 不变）
（3）根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。
20．（2024高二下·上海市月考）材料二：无线充电宝
无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端 （手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。
（1）第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．遥控器是利用无线电波工作的
C．X 射线的频率比射线的频率小
D．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
（2）（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、 等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫 ；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，其频率的数量级是 Hz；列举光和超声波的区别 、 。
（3）如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是
A.LC 振荡电路的周期为2×10-3s
B.在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C.1×10-3s~2×10-3s间内，电流在减小
D.1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
（3）某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电分别给同款手机充电。手机两次电量均从 1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（ ）
A．无线充电的平均电流更大
B．有线充电的电能更多
C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为3：5
D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为9：25
（4）某款无线充电宝具有磁吸功能，将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，如图所示，则充电宝对手机产生 个力的作用，增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）如图所示，两个相同的灯泡L1、L2，分别与定值电阻R 和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，电阻值与R相同，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S 后，灯泡L2逐渐变亮
B．闭合电键S后， 灯泡L1、L2同时变亮
C．断开电键S后， 灯泡 L1、L2都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡L1逐渐变暗，L2立即熄灭
（6）发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器，电流表和电压表均为理想电表， 电阻R1、R2和R3的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω， 在a、b 两端接电压有效值为 U的交流电源，开关 S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则（ ）
A．电流表示数变小
B．电压表示数变大
C．整个电路消耗的功率变小
D．变压器原、副线圈匝数比为1：2
21．（2024高二下·上海市月考） 物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是 ；物理学家 曾假设光传播需要一种特殊介质——以太：5G信号的波长 4G信号，5G基站覆盖范围 4G基站。（最后两空均选填“大于”或“小于”）
22．（2019高二下·北京期中）自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断的向外辐射电磁波（电磁能量），这种辐射，因与温度相关，称为热辐射．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即 ，其中 为已知常量．在下面的问题中，把研究对象（太阳、火星）都近似看作黑体．已知太阳半径为 ，太阳表面温度为 ，火星半径为r．
（1）每秒从太阳表面辐射的总能量为多少？
（2）已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．
23．（2023高三上·南京模拟）波长的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为的匀强磁场区域内做最大半径为的匀速圆周运动，已知，，，试求：
（1）光电子的最大初动能；
（2）金属的逸出功；
（3）该电子的物质波的波长．
24．（2023高三上·南通开学考）某点光源以功率P向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中的光电管窗口，窗口的有效接收面积为S，每个光子照射到阴极K都能激发出一个光电子。已知闭合开关时电压表示数为U，阴极K的逸出功为W0，光速为c，电子电荷量为e，光子能量为E，光电管每秒接收到N个光子。求：
（1）光子的动量大小p和光电子到达阳极A时的最大动能Ekm；
（2）微安表的最大电流强度I和光电管窗口距点光源的距离R。
25．（2024高二下·广水月考） 若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
（1）该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）
（2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）
（3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波谱
【解析】【解答】A．电磁波其具有能量，A错误；
B．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小相同，B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C错误；
D．微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离，故微波可以用来卫星通信，紫外线具有较高的能量，可以灭菌消毒，D正确；
故选D。
【分析】电磁波其具有能量，不同波长的电磁波，真空中的传播速度大小等于光速。
2．【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱；电磁振荡
【解析】【解答】A．在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的，A正确；
B．在真空中无线电波的波长比可见光波长长，B错误；
C．频率越高，发射电磁波的本领越大，C错误；
D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过无线电波传播到地面的，无线电波与声波具有不同的传播速度，D错误；
故选A。
【分析】在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的，频率越高，发射电磁波的本领越。
3．【答案】B
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】ABD.5.5G信号频率更高，波长更短，5.5G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，故AD错误，B正确；
C.5.5G信号和4G信号都是电磁波，在真空中传播速度相等，故C错误。
故选B。
【分析】波长更长，更容易发生明显衍射，电磁波，在真空中传播速度等于光速。
4．【答案】A
【知识点】电磁波的应用；常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】A.当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，A符合题意；
B.当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有产生特别的压力，B不符合题意；
CD.手机接收的是无线电波，不是红外线和声波，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量；手机接收的是无线电波信号。
5．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；物理学史；安培定则；质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．赫兹捕捉到了电磁波，故A错误；
B．劳伦斯巧发明了回旋加速器，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”即磁感线描述了磁场，故C正确；
D．电流磁效应现象是奥斯特发现的，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入。故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在。
6．【答案】D
【知识点】波长、波速与频率的关系；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．电磁波的传播是周期性变化的电场激发磁场，周期性变化的磁场激发电场，一环套一环由近及远的传播行成电磁波，因此电磁波的传播不需要介质；而声波属于机械波，它的传播需要介质，故A错误；
BD．由于水对电磁波的折射率比空气的大，电磁波由空气进入水中传播时，传播速度变小，根据
传播频率保持不变，因此波长变短；而声波的传播速度变大，波长变长，故B错误，D正确；
C．电磁波是横波，声波在空气中传播时是纵波，故C错误。
故答案为：D。
【分析】电磁波由空气进入水中传播时，传播速度变小，真空传播速度最大，其次在空气中传播，在其他介质中传播速度变得更小。
7．【答案】A
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．由图知，甲的波长较长，A正确；
C．甲乙都是电磁波，电磁的传播速度是相等的，C错误；
BD．根据
得，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小，B错误，D错误。
故选A。
【分析】根据图像确定甲乙两电磁波波长的大小关系，电磁的传播速度相等，再根据，确定甲乙两电磁波频率的关系。
8．【答案】B
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线， 射线（伽马射线）。
故答案为：B。
【分析】按照电磁波频率逐渐增大的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线。
9．【答案】A
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】解：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
故选：A．
【分析】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
10．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的应用
【解析】【解答】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，故A错误；
B、电磁波在真空中传播速度都相同，故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，故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，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟练掌握电磁波在生活中的应用。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，电磁波在真空中传播速度都相同，电磁波属于波，具有波的特性。
11．【答案】C
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】光源每秒发出的光子个数
光源释放的光子以球面波的形式传播，则以光源为球心的球面上的光子数相同。人眼所在处的球面面积为
人眼瞳孔面积
依题意需
可求得
故答案为：C。
【分析】根据光子能量方程确定光源每秒发出的光子个数，光源释放的光子以球面波的形式传播，则以光源为球心的球面上的光子数相同。瞳孔面积相当于占球面面积的一小部分，再结合几何关系及题意进行解答。
12．【答案】C
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】设光子个数为n，则有
解得
故答案为：C。
【分析】根据能量守恒定律可知，绿灯消耗的功率全部转化释放光子的能量，再根据功与功率的关系及光子能量方程结合题意进行解答。
13．【答案】A,C,E
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A．振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，A正确；
B．声波的传播速度在介质中是由介质决定的；而电磁波的传播速度
电磁波在介质中的速度与频率有关；B错误；
C．红外线衍射能力较强，C正确；
D．波长越短的电磁波，反射性能越强；D错误；
E．来回抖动梳子，形成变化的电流，产生变化的磁场，从而产生电磁波，E正确。
故选ACE。
【分析】即振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的，电磁波在介质中的速度与频率有关。
14．【答案】A,B,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A．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A正确；
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B正确；
C．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，C项错误；
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，故D正确；
故答案为：ABD。
【分析】物体都在不停地辐射红外线，紫外线有荧光效应和杀菌消毒的作用，X射线具有较强的穿透能力，穿透能力最强的是γ射线。
15．【答案】A,C
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A.根据电磁波谱排序可知，可见光中紫光的波长最短，而紫外线的波长比紫光更短，所以可见光的波长比紫外线的长，A符合题意；
B.卫星是利用微波来传输信号的，B不符合题意；
C.在电磁波谱中，频率最高的是射线，C符合题意；
D.紫外线可以消毒，常应用于消毒灯，能起到杀菌、净化空气的作用，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电磁波谱的排序和电磁波的应用分析。
16．【答案】A,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学第二定律；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A、实际气体在低温高压强下不遵从气体实验定律，故A错误，符合题意；
B、等容增压过程中温度升高，等压膨胀过程中温度升高，不可能回到初始温度，故B正确，不符合题意；
C、在外界的帮助下，热量可能从低温物体传到高温物体，故C错误，符合题意；
D、能量子假说认为：物体发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，故D正确，不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】实际气体在低温高压强下不遵从气体实验定律，根据理想气体状态方程判断一定质量的气体，经等容增压后又等压膨胀，能否回到初始温度。熟练掌握热力学第二定律内容。 能量子假说认为能量的辐射是不连续的，是一份一份进行的 。
17．【答案】A,B,D
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的应用
【解析】【解答】A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，会产生电谐振，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大，故A正确；
B．电磁波的频率越高，波长越小，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大，故B正确。
C．为了有效地发射电磁波，可增大LC开放电路的振荡频率，故C错误；
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站，故D正确。
故答案为：ABD。
【分析】可增大LC开放电路的振荡频率，才可以让电磁波发生到更大的空间。
18．【答案】（1）提高振荡频率；天波
（2）；光是电磁波；超声波是机械波
（3）B
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱；电磁波的应用；LC振荡电路分析
【解析】【解答】（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫天波；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，根据
解得
可知，其频率的数量级是1014Hz。
光和超声波的区别有光是电磁波、超声波是机械波。
（3）A、磁场能是标量，有大小，没有方向，其变化的周期等于振荡电路周期的一半，即振荡电路的周期为
故A错误；
B、线圈L的直流电阻不计，稳定时相当于一根导线，即开关闭合稳定时，线圈中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电，在1×10-3s时，磁场能减为0，电场能达到最大值，电容器右极板带正电，且带电量达到最大，故B正确；
C、根据图像可知，1×10-3s~2×10-3s间内，磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流在增大，故C错误；
D、结合上述可知，1×10-3s~2×10-3s时间内，回路中的电流在增大，电流也呈现正弦式变化，根据
结合电流的正弦式波形，可知，电流在增大过程中，电流的变化率大小在逐渐减小，即线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）熟悉掌握电磁波产生和发射及接收。可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；
（2）根据波长、频率的关系确定可见光的频率范围，继而确定其数量级。光是电磁波、超声波是机械波。
（3）磁场能是标量，有大小，没有方向，根据图乙确定LC振荡电路的周期。开关闭合稳定时，线圈L相当于一根导线，线圈L中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流增大。
19．【答案】（1）A；D；B；C
（2）B；A
（3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为T=0.05sx轴坐标依次为x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm相邻计数点间的位移大小为s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cms2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cms3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cms4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm相邻相等时间内的位移之差为s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cms3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cms4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系；匀变速直线运动规律的综合运用；声波及其应用；电磁波谱
【解析】【解答】（1）红外线属于横波和电磁波，故选A和D。超声波属于纵波和机械波，故选B和C。
（2）当小车滑向接收器时，根据多普勒效应可知接收器接收到的超声波波长变小，频率变大。
（3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为
T=0.05sx轴坐标依次为
x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm
相邻计数点间的位移大小为
s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cm
s2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cm
s3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cm
s4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm
相邻相等时间内的位移之差为
s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cm
s3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cm
s4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm
可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。
【分析】（1）红外线属于电磁波，电磁波是横波；超声波属于机械波中的纵波；
（2）根据多普勒效应进行分析。 多普勒效应主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。
（3）匀变速直线运动的相邻的相等时间间隔内的位移差恒定。
20．【答案】（1）C
（2）提高振荡频率；天波；；光是电磁波；超声波是机械波；B
（3）C
（4）3；不变
（5）C
（6）D
【知识点】自感与互感；变压器原理；共点力的平衡；电磁波谱；电磁振荡
【解析】【解答】（1）A．无线电波的波长比红外线的波长长，故A错误；
B．遥控器是利用红外线工作的，故B错误；
C．X 射线的频率比射线的频率小，故C正确；
D．常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D错误。
故选C。
（2）我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫天波；可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，根据
解得
可知，其频率的数量级是Hz
光和超声波的区别有光是电磁波、超声波是机械波。
A．磁场能变化的周期等于振荡电路周期的一半，即振荡电路的周期为
故A错误；
B．线圈L的直流电阻不计，稳定时相当于一根导线，即开关闭合稳定时，线圈中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电，在1×10-3s时，磁场能减为0，电场能达到最大值，电容器右极板带正电，且带电量达到最大，故B正确；
C．根据图像可知，1×10-3s~2×10-3s间内，磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流在增大，故C错误；
D．结合上述可知，1×10-3s~2×10-3s时间内，回路中的电流在增大，电流也呈现正弦式变化，根据
结合电流的正弦式波形，可知，电流在增大过程中，电流的变化率大小在逐渐减小，即线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故选B。
（3）A．根据电流的定义式有
由于手机两次电量均从 1%充到93%，有线充电所需时间短，则有线充电的平均电流更大，故A错误；
B．充电电压视为恒定，通过回路的电荷量相等，根据
可知，两次充电的电能相等，故B错误；
C．回路的电荷量相等，充电电压视为恒定，则无线充电与有线充电平均功率的比值等于充电时间的反比，即比值约为
故C正确，D错误。
故选C。
（4）充电宝对手机产生3个力的作用；根据平衡条件，充电宝对手机的合力与手机的重力始终等大反向，即增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力不变。
（5）AB．，由于线圈的自感，导致线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，观察到的现象是，灯泡L1逐渐变亮，而灯泡L2立即变亮，故AB错误；
CD．由于线圈的自感，线圈中的电流在回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡 L1、L2都逐渐变暗，故C正确，D错误。
故选C。
（6）AB．将变压器与负载等效为一个电阻，则有
当开关 S 由断开变为闭合时，负载电阻减小，等效电阻减小，根据
可知，原线圈中的电流增大，电阻R1两端电压增大，则原线圈两端电压减小，即电压表示数变小，故B错误；
A．结合上述可知，原线圈中的电流增大，根据电流与匝数比的关系可知，副线圈电流增大，即电流表示数变大，故A错误；
C．整个电路消耗的功率为
结合上可知，原线圈中的电流增大，则整个电路消耗的功率变大，故C错误；
D．结合上述有
，，，
解得
故D正确。
故选D。
【分析】（1） 无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电波的波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
（2）我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；
（3）根据电荷量计算式以及电场力做功公式进行分析；
（4）手机受到重力、充电宝对手机有垂直于接触面向下的弹力与垂直于接触面向上的磁吸引力、沿接触面向上的静摩擦力；
（5）自感线圈的自感系数很大，闭合电键S 后，电流逐渐变大，断开电键S后，线圈就相当于一个新的电源。
（6）原线圈中的电流增大，副线圈电流增大，开关S由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。
21．【答案】场；惠更斯；小于；小于
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是场；物理学家惠更斯曾假设光传播需要一种特殊介质——以太；5G信号的频率大于4G信号，频率越高，波长越短，因此，5G信号的波长小于4G信号，由于波长越小，基站覆盖范围越小，可知5G基站覆盖范围小于4G基站。
【分析】 以太是古希腊哲学家所设想的一种物质，是一种被假想的电磁波的传播媒质，被认为无所不在。
22．【答案】（1）解：根据题意单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量为 ，则对于太阳来说每秒从太阳表面辐射的总能量为：
（2）解：设火星表面温度为T,而太阳辐射到火星表面单位时间单位面积上的能量为: ，其中
再结合 可解得：
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；温度
【解析】【分析】（1）利用总能量的表达式结合面积大小可以求出总能量的大小；
（2）利用能量的表达式结合距离的大小可以求出平均温度的大小。
23．【答案】（1）解：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，有：
可解得：
电子的最大初动能为：
（2）解：入射光子的能量为：
根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为：
（3）解：物质波的波长为：
【知识点】能量子与量子化现象；光电效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【分析】（1）电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力结合动能的定义进行解答；
（2）根据光子能量公式确定及波速与波长的关系确定入射光子的能量，再根据爱因斯坦的光电效应方程确定逸出功的大小；
（3）确定该光子的动量，再根据德布罗意波长公式进行解答
24．【答案】（1）解：每个光子的能量
每个光子的动量为
光电子从K逸出时的最大初动能Ek= E－W0
光电子到达A时的最大动能Ekm= Ek＋eU = E－W0＋eU
（2）解：通过微安表的电流强度
设t秒发射总光子数为n，则
t秒辐射光子的总能量
太阳辐射高频光子的功率
光电管距太阳的距离
【知识点】电流、电源的概念；能量子与量子化现象；光电效应；光子及其动量
【解析】【分析】本题主要考查光电效应方程的应用、光子动量的计算、光电流的计算 。
（1）根据动量表达式求光子动量；根据光电效应方程和动能定理求到达阳极时的最大动能；
（2）根据电流的定义式计算电流强度；根据每秒辐射光子的总能量计算太阳辐射高频光子的功率表达式，解出太阳辐射高频光子的功率。
25．【答案】（1）由波速公式得
（2）该电磁波属于紫外线波段。
（3）由得
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【分析】（1）由电磁波的波速公式计算；（2）根据给出的红外线和紫外线的波长范围判断；（3）由电波速公式计算。
1 / 1高考物理一轮复习：电磁波
一、选择题
1．（2024高二下·芜湖期末）无线电波和光波都是电磁波，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．电磁波只是一种传播形式，不具有能量
B．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同
C．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在
D．不同电磁波具有不同特性，微波可以用来卫星通信，紫外线可以灭菌消毒
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波谱
【解析】【解答】A．电磁波其具有能量，A错误；
B．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小相同，B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C错误；
D．微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离，故微波可以用来卫星通信，紫外线具有较高的能量，可以灭菌消毒，D正确；
故选D。
【分析】电磁波其具有能量，不同波长的电磁波，真空中的传播速度大小等于光速。
2．（2024高二下·佛山期末）2024年4月25日，搭载叶光富等三名航天员的神舟十八号载人飞船顺利发射升空，并与天宫空间站顺利对接。飞船在升空过程中，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过无线电波传送到地面。下列关于无线电波说法正确的是（ ）
A．在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的
B．在真空中无线电波的波长比可见光波长短
C．要有效发射无线电波，振荡电路要有较低的振荡频率
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明无线电波与声波具有相同的传播速度
【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱；电磁振荡
【解析】【解答】A．在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的，A正确；
B．在真空中无线电波的波长比可见光波长长，B错误；
C．频率越高，发射电磁波的本领越大，C错误；
D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过无线电波传播到地面的，无线电波与声波具有不同的传播速度，D错误；
故选A。
【分析】在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的，频率越高，发射电磁波的本领越。
3．（2024高二下·桂林期末）2024年4月24日，华为联合中国移动在珠穆朗玛峰开通首个基站，标志着这座世界最高峰也迈步进入了时代。网络将为珠峰景区的旅游、登山、科考、环保等活动，提供更强大的网络支持。，也就是我们常说的，是向演进的关键阶段，它采用频段，相比于现有的（即第四代移动通信技术，频段）技术而言，具有更大的带宽、容量和更低的时延。信号与信号相比（ ）
A．载波的频率更小 B．在真空中的波长更短
C．在真空中的传播速度更快 D．更难被障碍物阻挡
【答案】B
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】ABD.5.5G信号频率更高，波长更短，5.5G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，故AD错误，B正确；
C.5.5G信号和4G信号都是电磁波，在真空中传播速度相等，故C错误。
故选B。
【分析】波长更长，更容易发生明显衍射，电磁波，在真空中传播速度等于光速。
4．（2024高二下·六盘水月考） 现代生活离不开智能手机，小明发现爸爸将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而防误触，下列说法正确的是（ ）
A．手机会自动关闭屏幕，实现这一功能的传感器可能是光传感器和位移传感器
B．手机会自动关闭屏幕，实现这一功能的传感器可能是压力传感器和温度传感器
C．手机是一只“千里耳”，可以接受到很远传来的红外线
D．手机是一只“千里耳”，可以接收到千里外传来的声音
【答案】A
【知识点】电磁波的应用；常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】A.当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，A符合题意；
B.当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有产生特别的压力，B不符合题意；
CD.手机接收的是无线电波，不是红外线和声波，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量；手机接收的是无线电波信号。
5．（2024高二下·阜阳期末）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场
D．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；物理学史；安培定则；质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．赫兹捕捉到了电磁波，故A错误；
B．劳伦斯巧发明了回旋加速器，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”即磁感线描述了磁场，故C正确；
D．电流磁效应现象是奥斯特发现的，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入。故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在。
6．（2024高二下·唐县月考） 有关电磁波和声波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变大，声波的传播速度变小
C．电磁波是横波，声波也是横波
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长
【答案】D
【知识点】波长、波速与频率的关系；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．电磁波的传播是周期性变化的电场激发磁场，周期性变化的磁场激发电场，一环套一环由近及远的传播行成电磁波，因此电磁波的传播不需要介质；而声波属于机械波，它的传播需要介质，故A错误；
BD．由于水对电磁波的折射率比空气的大，电磁波由空气进入水中传播时，传播速度变小，根据
传播频率保持不变，因此波长变短；而声波的传播速度变大，波长变长，故B错误，D正确；
C．电磁波是横波，声波在空气中传播时是纵波，故C错误。
故答案为：D。
【分析】电磁波由空气进入水中传播时，传播速度变小，真空传播速度最大，其次在空气中传播，在其他介质中传播速度变得更小。
7．（2024高一上·衡阳开学考）如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲电磁波振动的波长较长
B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同
C．甲电磁波的传播速度较快
D．甲电磁波振动的频率较大
【答案】A
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．由图知，甲的波长较长，A正确；
C．甲乙都是电磁波，电磁的传播速度是相等的，C错误；
BD．根据
得，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小，B错误，D错误。
故选A。
【分析】根据图像确定甲乙两电磁波波长的大小关系，电磁的传播速度相等，再根据，确定甲乙两电磁波频率的关系。
8．（高中物理人教版（2019）选择性必修第二册4.4电磁波谱）按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是（ ）
A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
【答案】B
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线， 射线（伽马射线）。
故答案为：B。
【分析】按照电磁波频率逐渐增大的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线。
9．（2017高二下·绵阳期中）电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（ ）
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【答案】A
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】解：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
故选：A．
【分析】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．
10．（2024高二下·官渡期末）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．网比网传输数据快，是因为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
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的应用
【解析】【解答】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，故A错误；
B、电磁波在真空中传播速度都相同，故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，故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，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟练掌握电磁波在生活中的应用。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，电磁波在真空中传播速度都相同，电磁波属于波，具有波的特性。
11．（2024高二下·贵阳月考）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子进入瞳孔，人眼就能察觉到光感。现有一个点光源以0.2W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，则人眼最远在大约多远距离就能看到这个光源（假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的散射和吸收）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】光源每秒发出的光子个数
光源释放的光子以球面波的形式传播，则以光源为球心的球面上的光子数相同。人眼所在处的球面面积为
人眼瞳孔面积
依题意需
可求得
故答案为：C。
【分析】根据光子能量方程确定光源每秒发出的光子个数，光源释放的光子以球面波的形式传播，则以光源为球心的球面上的光子数相同。瞳孔面积相当于占球面面积的一小部分，再结合几何关系及题意进行解答。
12．（2024高二下·河北月考） 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就有察觉。功率为的绿灯如果消耗功率的可产生绿光光子，已知普朗克常量，绿光光子的频率为，则发出的绿光光子数约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】设光子个数为n，则有
解得
故答案为：C。
【分析】根据能量守恒定律可知，绿灯消耗的功率全部转化释放光子的能量，再根据功与功率的关系及光子能量方程结合题意进行解答。
二、多项选择题
13．（2024高二下·内丘期末）以下说法正确的是（ ）
A．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
B．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
C．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强
D．波长越短的电磁波，反射性能越弱
E．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波
【答案】A,C,E
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A．振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，A正确；
B．声波的传播速度在介质中是由介质决定的；而电磁波的传播速度
电磁波在介质中的速度与频率有关；B错误；
C．红外线衍射能力较强，C正确；
D．波长越短的电磁波，反射性能越强；D错误；
E．来回抖动梳子，形成变化的电流，产生变化的磁场，从而产生电磁波，E正确。
故选ACE。
【分析】即振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的，电磁波在介质中的速度与频率有关。
14．（2024高二下·高州期中）电磁波在现代科技和生活中得到了广泛的应用。以下关于电磁波的应用，说法正确的是（ ）
A．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
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应
C．X光透视利用的是光的衍射现象
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
【答案】A,B,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A．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A正确；
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B正确；
C．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，C项错误；
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，故D正确；
故答案为：ABD。
【分析】物体都在不停地辐射红外线，紫外线有荧光效应和杀菌消毒的作用，X射线具有较强的穿透能力，穿透能力最强的是γ射线。
15．（2024高二下·广水月考） 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．可见光的波长比紫外线的长
B．卫星是用X射线来传输信号的
C．在电磁波谱中，频率最高的是射线
D．医用消毒灯利用的是紫光具有消毒作用的特性
【答案】A,C
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A.根据电磁波谱排序可知，可见光中紫光的波长最短，而紫外线的波长比紫光更短，所以可见光的波长比紫外线的长，A符合题意；
B.卫星是利用微波来传输信号的，B不符合题意；
C.在电磁波谱中，频率最高的是射线，C符合题意；
D.紫外线可以消毒，常应用于消毒灯，能起到杀菌、净化空气的作用，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电磁波谱的排序和电磁波的应用分析。
16．（2024高二下·贵阳月考）下列说法错误的是（ ）
A．因实际气体的分子有大小且存在一定相互作用，所以在温度较高、压强较小的情况下，对气体实验定律的背离较大
B．一定质量的气体，经等容增压后又等压膨胀，不可能回到初始温度
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．能量子假说认为能量的辐射是不连续的，是一份一份进行的
【答案】A,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学第二定律；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A、实际气体在低温高压强下不遵从气体实验定律，故A错误，符合题意；
B、等容增压过程中温度升高，等压膨胀过程中温度升高，不可能回到初始温度，故B正确，不符合题意；
C、在外界的帮助下，热量可能从低温物体传到高温物体，故C错误，符合题意；
D、能量子假说认为：物体发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，故D正确，不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】实际气体在低温高压强下不遵从气体实验定律，根据理想气体状态方程判断一定质量的气体，经等容增压后又等压膨胀，能否回到初始温度。熟练掌握热力学第二定律内容。 能量子假说认为能量的辐射是不连续的，是一份一份进行的 。
17．（2024高二下·上海市月考） 电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（ ）
A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大
B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大
C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站
【答案】A,B,D
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的应用
【解析】【解答】A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，会产生电谐振，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大，故A正确；
B．电磁波的频率越高，波长越小，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大，故B正确。
C．为了有效地发射电磁波，可增大LC开放电路的振荡频率，故C错误；
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站，故D正确。
故答案为：ABD。
【分析】可增大LC开放电路的振荡频率，才可以让电磁波发生到更大的空间。
三、非选择题
18．（2024高二下·上海市月考）（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、 等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫 ；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，其频率的数量级是 Hz；列举光和超声波的区别 、 。
（3）如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是____
A．LC 振荡电路的周期为2×10-3s
B．在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C．1×10-3s~2×10-3s间内，电流在减小
D．1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
【答案】（1）提高振荡频率；天波
（2）；光是电磁波；超声波是机械波
（3）B
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱；电磁波的应用；LC振荡电路分析
【解析】【解答】（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫天波；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，根据
解得
可知，其频率的数量级是1014Hz。
光和超声波的区别有光是电磁波、超声波是机械波。
（3）A、磁场能是标量，有大小，没有方向，其变化的周期等于振荡电路周期的一半，即振荡电路的周期为
故A错误；
B、线圈L的直流电阻不计，稳定时相当于一根导线，即开关闭合稳定时，线圈中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电，在1×10-3s时，磁场能减为0，电场能达到最大值，电容器右极板带正电，且带电量达到最大，故B正确；
C、根据图像可知，1×10-3s~2×10-3s间内，磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流在增大，故C错误；
D、结合上述可知，1×10-3s~2×10-3s时间内，回路中的电流在增大，电流也呈现正弦式变化，根据
结合电流的正弦式波形，可知，电流在增大过程中，电流的变化率大小在逐渐减小，即线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）熟悉掌握电磁波产生和发射及接收。可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；
（2）根据波长、频率的关系确定可见光的频率范围，继而确定其数量级。光是电磁波、超声波是机械波。
（3）磁场能是标量，有大小，没有方向，根据图乙确定LC振荡电路的周期。开关闭合稳定时，线圈L相当于一根导线，线圈L中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流增大。
19．（2024高二下·上海市月考） 采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的图线，如图（c）所示。
（1）红外线属于 和 ，超声波属于 和 。
（选填A.横波B.纵波C.机械波D.电磁波）
（2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应 ，频率应 。（选填A. 变大、B. 变小、C. 不变）
（3）根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。
【答案】（1）A；D；B；C
（2）B；A
（3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为T=0.05sx轴坐标依次为x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm相邻计数点间的位移大小为s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cms2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cms3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cms4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm相邻相等时间内的位移之差为s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cms3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cms4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系；匀变速直线运动规律的综合运用；声波及其应用；电磁波谱
【解析】【解答】（1）红外线属于横波和电磁波，故选A和D。超声波属于纵波和机械波，故选B和C。
（2）当小车滑向接收器时，根据多普勒效应可知接收器接收到的超声波波长变小，频率变大。
（3）根据实验数据可知0.45s-0.65s之间，相邻计数点的时间间隔T相同，且为
T=0.05sx轴坐标依次为
x1=61.7cm，x2=58.6cm，x3=55.1cm，x4=51.2cm，x5=46.9cm
相邻计数点间的位移大小为
s1=x1-x2=61.7cm-58.6cm=3.1cm
s2=x2-x3=58.6cm-55.1cm=3.5cm
s3=x3-x4=55.1cm-51.2cm=3.9cm
s4=x4-x5=51.2cm-46.9cm=4.3cm
相邻相等时间内的位移之差为
s2-s1=3.5cm-3.1cm=0.4cm
s3-s2=3.9cm-3.5cm=0.4cm
s4-s3=4.3cm-3.9cm=0.4cm
可见在误差允许的范围内，可认为相邻的相等时间间隔内的位移差恒定，故在0.45s-0.65s之间，小车的运动是匀加速直线运动。
【分析】（1）红外线属于电磁波，电磁波是横波；超声波属于机械波中的纵波；
（2）根据多普勒效应进行分析。 多普勒效应主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。
（3）匀变速直线运动的相邻的相等时间间隔内的位移差恒定。
20．（2024高二下·上海市月考）材料二：无线充电宝
无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端 （手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。
（1）第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比无线电波的波长更长
B．遥控器是利用无线电波工作的
C．X 射线的频率比射线的频率小
D．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
（2）（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、 等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫 ；
（2）可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，其频率的数量级是 Hz；列举光和超声波的区别 、 。
（3）如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是
A.LC 振荡电路的周期为2×10-3s
B.在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C.1×10-3s~2×10-3s间内，电流在减小
D.1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
（3）某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电分别给同款手机充电。手机两次电量均从 1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（ ）
A．无线充电的平均电流更大
B．有线充电的电能更多
C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为3：5
D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为9：25
（4）某款无线充电宝具有磁吸功能，将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，如图所示，则充电宝对手机产生 个力的作用，增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）如图所示，两个相同的灯泡L1、L2，分别与定值电阻R 和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，电阻值与R相同，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S 后，灯泡L2逐渐变亮
B．闭合电键S后， 灯泡L1、L2同时变亮
C．断开电键S后， 灯泡 L1、L2都逐渐变暗
D．断开电键S后，灯泡L1逐渐变暗，L2立即熄灭
（6）发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器，电流表和电压表均为理想电表， 电阻R1、R2和R3的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω， 在a、b 两端接电压有效值为 U的交流电源，开关 S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则（ ）
A．电流表示数变小
B．电压表示数变大
C．整个电路消耗的功率变小
D．变压器原、副线圈匝数比为1：2
【答案】（1）C
（2）提高振荡频率；天波；；光是电磁波；超声波是机械波；B
（3）C
（4）3；不变
（5）C
（6）D
【知识点】自感与互感；变压器原理；共点力的平衡；电磁波谱；电磁振荡
【解析】【解答】（1）A．无线电波的波长比红外线的波长长，故A错误；
B．遥控器是利用红外线工作的，故B错误；
C．X 射线的频率比射线的频率小，故C正确；
D．常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D错误。
故选C。
（2）我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫天波；可见光的波长范围是4×10-7m 7×10-7m，根据
解得
可知，其频率的数量级是Hz
光和超声波的区别有光是电磁波、超声波是机械波。
A．磁场能变化的周期等于振荡电路周期的一半，即振荡电路的周期为
故A错误；
B．线圈L的直流电阻不计，稳定时相当于一根导线，即开关闭合稳定时，线圈中电流向右，电容器极板不带电，开关断开时，电容器充电，电容器右极板带正电，在1×10-3s时，磁场能减为0，电场能达到最大值，电容器右极板带正电，且带电量达到最大，故B正确；
C．根据图像可知，1×10-3s~2×10-3s间内，磁场能增大，则电场能减小，电容器处于放电过程，电流在增大，故C错误；
D．结合上述可知，1×10-3s~2×10-3s时间内，回路中的电流在增大，电流也呈现正弦式变化，根据
结合电流的正弦式波形，可知，电流在增大过程中，电流的变化率大小在逐渐减小，即线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故选B。
（3）A．根据电流的定义式有
由于手机两次电量均从 1%充到93%，有线充电所需时间短，则有线充电的平均电流更大，故A错误；
B．充电电压视为恒定，通过回路的电荷量相等，根据
可知，两次充电的电能相等，故B错误；
C．回路的电荷量相等，充电电压视为恒定，则无线充电与有线充电平均功率的比值等于充电时间的反比，即比值约为
故C正确，D错误。
故选C。
（4）充电宝对手机产生3个力的作用；根据平衡条件，充电宝对手机的合力与手机的重力始终等大反向，即增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力不变。
（5）AB．，由于线圈的自感，导致线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，观察到的现象是，灯泡L1逐渐变亮，而灯泡L2立即变亮，故AB错误；
CD．由于线圈的自感，线圈中的电流在回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡 L1、L2都逐渐变暗，故C正确，D错误。
故选C。
（6）AB．将变压器与负载等效为一个电阻，则有
当开关 S 由断开变为闭合时，负载电阻减小，等效电阻减小，根据
可知，原线圈中的电流增大，电阻R1两端电压增大，则原线圈两端电压减小，即电压表示数变小，故B错误；
A．结合上述可知，原线圈中的电流增大，根据电流与匝数比的关系可知，副线圈电流增大，即电流表示数变大，故A错误；
C．整个电路消耗的功率为
结合上可知，原线圈中的电流增大，则整个电路消耗的功率变大，故C错误；
D．结合上述有
，，，
解得
故D正确。
故选D。
【分析】（1） 无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电波的波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
（2）我们可以采用开放电路、提高振荡频率等方法有效地将电磁波发射出去；
（3）根据电荷量计算式以及电场力做功公式进行分析；
（4）手机受到重力、充电宝对手机有垂直于接触面向下的弹力与垂直于接触面向上的磁吸引力、沿接触面向上的静摩擦力；
（5）自感线圈的自感系数很大，闭合电键S 后，电流逐渐变大，断开电键S后，线圈就相当于一个新的电源。
（6）原线圈中的电流增大，副线圈电流增大，开关S由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。
21．（2024高二下·上海市月考） 物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是 ；物理学家 曾假设光传播需要一种特殊介质——以太：5G信号的波长 4G信号，5G基站覆盖范围 4G基站。（最后两空均选填“大于”或“小于”）
【答案】场；惠更斯；小于；小于
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】物质的存在有两种形态，一种是分子、原子等实物粒子，另一种则是场；物理学家惠更斯曾假设光传播需要一种特殊介质——以太；5G信号的频率大于4G信号，频率越高，波长越短，因此，5G信号的波长小于4G信号，由于波长越小，基站覆盖范围越小，可知5G基站覆盖范围小于4G基站。
【分析】 以太是古希腊哲学家所设想的一种物质，是一种被假想的电磁波的传播媒质，被认为无所不在。
22．（2019高二下·北京期中）自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断的向外辐射电磁波（电磁能量），这种辐射，因与温度相关，称为热辐射．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即 ，其中 为已知常量．在下面的问题中，把研究对象（太阳、火星）都近似看作黑体．已知太阳半径为 ，太阳表面温度为 ，火星半径为r．
（1）每秒从太阳表面辐射的总能量为多少？
（2）已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．
【答案】（1）解：根据题意单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量为 ，则对于太阳来说每秒从太阳表面辐射的总能量为：
（2）解：设火星表面温度为T,而太阳辐射到火星表面单位时间单位面积上的能量为: ，其中
再结合 可解得：
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；温度
【解析】【分析】（1）利用总能量的表达式结合面积大小可以求出总能量的大小；
（2）利用能量的表达式结合距离的大小可以求出平均温度的大小。
23．（2023高三上·南京模拟）波长的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为的匀强磁场区域内做最大半径为的匀速圆周运动，已知，，，试求：
（1）光电子的最大初动能；
（2）金属的逸出功；
（3）该电子的物质波的波长．
【答案】（1）解：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，有：
可解得：
电子的最大初动能为：
（2）解：入射光子的能量为：
根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为：
（3）解：物质波的波长为：
【知识点】能量子与量子化现象；光电效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【分析】（1）电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力结合动能的定义进行解答；
（2）根据光子能量公式确定及波速与波长的关系确定入射光子的能量，再根据爱因斯坦的光电效应方程确定逸出功的大小；
（3）确定该光子的动量，再根据德布罗意波长公式进行解答
24．（2023高三上·南通开学考）某点光源以功率P向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中的光电管窗口，窗口的有效接收面积为S，每个光子照射到阴极K都能激发出一个光电子。已知闭合开关时电压表示数为U，阴极K的逸出功为W0，光速为c，电子电荷量为e，光子能量为E，光电管每秒接收到N个光子。求：
（1）光子的动量大小p和光电子到达阳极A时的最大动能Ekm；
（2）微安表的最大电流强度I和光电管窗口距点光源的距离R。
【答案】（1）解：每个光子的能量
每个光子的动量为
光电子从K逸出时的最大初动能Ek= E－W0
光电子到达A时的最大动能Ekm= Ek＋eU = E－W0＋eU
（2）解：通过微安表的电流强度
设t秒发射总光子数为n，则
t秒辐射光子的总能量
太阳辐射高频光子的功率
光电管距太阳的距离
【知识点】电流、电源的概念；能量子与量子化现象；光电效应；光子及其动量
【解析】【分析】本题主要考查光电效应方程的应用、光子动量的计算、光电流的计算 。
（1）根据动量表达式求光子动量；根据光电效应方程和动能定理求到达阳极时的最大动能；
（2）根据电流的定义式计算电流强度；根据每秒辐射光子的总能量计算太阳辐射高频光子的功率表达式，解出太阳辐射高频光子的功率。
25．（2024高二下·广水月考） 若某种电磁波在真空中的频率为，试回答下列问题：
（1）该电磁波的波长为多少？（电磁波在真空中的传播速度为）
（2）该电磁波属于哪个波段？（红外线波长范围为，紫外线的波长范围为5~370nm）
（3）现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时，电磁波的波长变为多少？
【答案】（1）由波速公式得
（2）该电磁波属于紫外线波段。
（3）由得
【知识点】电磁波的周期、频率与波速
【解析】【分析】（1）由电磁波的波速公式计算；（2）根据给出的红外线和紫外线的波长范围判断；（3）由电波速公式计算。
1 / 1
