13.4 《电磁波的发现及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2024高二下·襄阳月考）在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（ ）
A．洛伦兹发现了电磁感应现象，并制作了首台发电机
B．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁场理论
C．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
2．（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
3．（2024高二下·丰城期末）有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列说法正确的是（ ）
A．X射线的波长比红外线的波长更长
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗
D．变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场
4．（2024高二下·汨罗月考）如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长变短
D．一切高温物体都能够发射紫外线
5．（2024高二下·唐山月考） 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
6．（2024高三下·鹰潭模拟） 传统家用电视遥控器工作时发出的是300THz-400THz红外线；而手机蓝牙技术使用2.4GHz频段的无线电波与各设备之间进行信息交换。1THz＝103GHz。关于这两种电磁信号，下列说法正确的是（ ）
A．这两种电磁信号都是纵波
B．该红外线所处波段电磁波能量比X射线能量高
C．题述红外线信号比蓝牙信号更容易被墙壁遮挡
D．蓝牙信号穿墙时波长比它在空气中波长更长
7．（2024高二下·重庆市月考）5G移动网络正在悄悄改变着人们的生活。5G网络信号使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段下列说法正确的是( )
A．4G、5G信号需要光导纤维进行传播
B．5G信号的频率比4G信号要大
C．4G信号比5G信号的波长更短
D．在真空中4G信号比5G信号的传播速度慢
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2022高二上·金华期末）“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．电磁波在任何介质中传播速度均为
B．红外线的波长比紫外线大
C．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
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
9．（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
10．（2024高二下·德阳期末）对生活中的物理现象，下列说法正确的是（ ）
A．如图（a）是“彩超”检查身体时，迎着血液流动方向发射超声波，仪器接收到的反射波的频率低于其发射的超声波的频率
B．如图（b）是某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点，CT机可以诊断病情是因为利用了γ射线
C．如图（c）是红外测温枪，它能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关
D．如图（d）是冷冻电子显微镜拍摄到的新冠病毒的3D影像，它比光学显微镜分辨率更高，是因为电子的物质波波长远小于可见光波长，由此可知电子比可见光更不容易发生明显衍射
11．（2024高考·浙江模拟）美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力被天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦在100年前所做的猜测．在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害．当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪…这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”．其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波是以光速传播的时空扰动，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的．引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘．根据上述材料做下列推断，其中正确的是（ ）
A．引力波应该携带波源的信息 B．引力波应该只能在真空中传播
C．引力波应该有偏振现象 D．引力波应该不容易被探测到
12．（2017高二上·江西开学考）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
三、科学本质——质疑交流与创新
13．（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”）
14．（2021·佛山模拟）小嘉同学参加科技展时了解到，现今5G技术用于传输的电磁波信号频率更高，传播数据的带宽更大，则相对而言，5G技术所用电磁波波长更 （填长或短）绕过障碍物的能力更 （填强、弱）。小嘉同学还了解到，为接收信号，手机都应该有天线，天线的长度应与信号电磁波的波长成正比，最好为波长的 ~ 到之间，以前的手机天线伸得很长，现在因为 ，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部了。
15．（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】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁场与电磁波的产生；电场线
【解析】【解答】A．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故A错误；
B．赫兹通过实验证实了电磁场理论，麦克斯韦提出了电磁场理论，故B正确；
C．奥斯特揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C错误；
D．法拉第首先提出了电场的概念，并引用电场线，故D错误。
故选B。
【分析】电磁感应又称磁电感应现象，是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。
2．【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。
3．【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．红外线的波长比X射线的波长，A错误；
B．电磁波在真空中传播时的速度为光速，B正确；
C．射线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗，C错误；
D．麦克斯韦认为均匀变化的电场只能激发恒定的磁场，D错误。
故选B。
【分析】由电磁波谱进行分析，真空中传播时的速度与电磁波的频率无关，周期性变化的电场在周围能够引起周期性变化的磁场。
4．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱
【解析】【解答】A.根据电磁波的定义可知，只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生，由发生区域向外传播形成电磁波，A不符合题意；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到电磁波，B不符合题意；
C.电磁波电磁波由真空进入某种介质传播时，波速变小，频率不变，根据公式v=λf可知，电磁波的波长变短，C符合题意；
D.一切物体都能够发射红外线，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电磁波的定义判断；赫兹用实验证明了电磁波的存在；根据电磁波由真空进入某种介质时波速和频率的变化情况，由波速公式v=λf，判断波长的变化；所有物体都能够发射红外线。
5．【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A、变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场。故A错误；
B、电磁波在真空中传播的速度相等。故B错误；
C、电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误；
D、赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。
故答案为：D。
【分析】电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。电磁波在真空中传播的速度相等。赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。熟练掌握麦克斯韦电磁场理论。
6．【答案】C
【知识点】电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A.这两种电磁信号都是电磁波，而电磁波是横波，A不符合题意；
B.红外线的频率比X射线的频率低，由能量子公式
可知该红外线所处波段电磁波能量比X射线能量低，B不符合题意；
C.由
可知，题述红外线信号比蓝牙信号波长短，更不容易发生衍射，所以题述红外线信号比蓝牙信号更容易被墙壁遮挡，C符合题意；
D.蓝牙信号穿墙时波速比它在空气中波速小，由
可知蓝牙信号穿墙时波长比它在空气中波长更短，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电磁波是横波；根据能量子公式分析红外线与X射线能量关系；波长越长越容易发生衍射现象；根据蓝牙信号穿墙时的波速与它在空气中的波速关系，分析波长。
7．【答案】B
【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】A、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；
B、根据题意可知，5G网络信号频率高于4G，故B正确；
C、根据
可知，4G信号比5G信号的波长更长，故C错误；
D、真空中电磁波传播速度均相同，故D错误。
故答案为：B。
【分析】电磁波的传播不需要介质，真空中电磁波传播速度均相同，根据题意确定5G和4G信号频率的高低，再根据频率与波长的关系确定两种信号的波长关系。
8．【答案】B,D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、电磁波在不同介质中传播速度不同，其在真空中的传播速度是，A错误；
B、红外线波长比紫外线的大，B正确；
C、麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，均匀变化的电场激发出恒定的磁场，不会产生电磁波，C错误；
D、赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实力麦克斯韦的电磁理论，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题对电磁理论的理解和应用的考查，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场；与机械波相同的是遵循波长、波速、频率的关系公式，区别在于电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质，电磁波只能是横波，而机械波可以是横波，也可以是纵波。
9．【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。
10．【答案】C,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用；粒子的波动性 德布罗意波
11．【答案】A,C,D
【知识点】电磁波的应用
【解析】【解答】A. 由题可知， 引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘，A符合题意；
B. 美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力被天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，可知引力波除了在真空中传播，也能在介质中传播，B不符合题意；
C. 引力波时横波，有偏振现象，C符合题意；
D. 引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此不容易被探测到，D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】利用波的特点，结合题意可得出结论。
12．【答案】A,B
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】解：A、X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变．A符合题意．
B、γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高．B符合题意．
C、紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，C不符合题意；
D、电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波．D不符合题意．
故答案为：AB．
【分析】根据电磁波谱知识进行判断即可。
13．【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。
14．【答案】短；弱；电磁波波长变短，则天线长度变短
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】根据公式
可知，频率高则波长短。则5G技术所用电磁波波长更短。频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，绕过障碍物的能力更弱。由于天线的长度与信号电磁波的波长成正比且现在电磁波波长变短了，则天线长度变短，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部了。
【分析】利用频率的表达式可以判别频率高则波长短，所以绕过障碍物的能量更弱；现在电磁波的波长变短所以导致手机天线也变短了。
15．【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 / 113.4 《电磁波的发现及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2024高二下·襄阳月考）在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（ ）
A．洛伦兹发现了电磁感应现象，并制作了首台发电机
B．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁场理论
C．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁场与电磁波的产生；电场线
【解析】【解答】A．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故A错误；
B．赫兹通过实验证实了电磁场理论，麦克斯韦提出了电磁场理论，故B正确；
C．奥斯特揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C错误；
D．法拉第首先提出了电场的概念，并引用电场线，故D错误。
故选B。
【分析】电磁感应又称磁电感应现象，是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。
2．（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。
3．（2024高二下·丰城期末）有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列说法正确的是（ ）
A．X射线的波长比红外线的波长更长
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗
D．变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场
【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的周期、频率与波速
【解析】【解答】A．红外线的波长比X射线的波长，A错误；
B．电磁波在真空中传播时的速度为光速，B正确；
C．射线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗，C错误；
D．麦克斯韦认为均匀变化的电场只能激发恒定的磁场，D错误。
故选B。
【分析】由电磁波谱进行分析，真空中传播时的速度与电磁波的频率无关，周期性变化的电场在周围能够引起周期性变化的磁场。
4．（2024高二下·汨罗月考）如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长变短
D．一切高温物体都能够发射紫外线
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；电磁波谱
【解析】【解答】A.根据电磁波的定义可知，只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生，由发生区域向外传播形成电磁波，A不符合题意；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到电磁波，B不符合题意；
C.电磁波电磁波由真空进入某种介质传播时，波速变小，频率不变，根据公式v=λf可知，电磁波的波长变短，C符合题意；
D.一切物体都能够发射红外线，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电磁波的定义判断；赫兹用实验证明了电磁波的存在；根据电磁波由真空进入某种介质时波速和频率的变化情况，由波速公式v=λf，判断波长的变化；所有物体都能够发射红外线。
5．（2024高二下·唐山月考） 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A、变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场。故A错误；
B、电磁波在真空中传播的速度相等。故B错误；
C、电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误；
D、赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。
故答案为：D。
【分析】电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。电磁波在真空中传播的速度相等。赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。熟练掌握麦克斯韦电磁场理论。
6．（2024高三下·鹰潭模拟） 传统家用电视遥控器工作时发出的是300THz-400THz红外线；而手机蓝牙技术使用2.4GHz频段的无线电波与各设备之间进行信息交换。1THz＝103GHz。关于这两种电磁信号，下列说法正确的是（ ）
A．这两种电磁信号都是纵波
B．该红外线所处波段电磁波能量比X射线能量高
C．题述红外线信号比蓝牙信号更容易被墙壁遮挡
D．蓝牙信号穿墙时波长比它在空气中波长更长
【答案】C
【知识点】电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱
【解析】【解答】A.这两种电磁信号都是电磁波，而电磁波是横波，A不符合题意；
B.红外线的频率比X射线的频率低，由能量子公式
可知该红外线所处波段电磁波能量比X射线能量低，B不符合题意；
C.由
可知，题述红外线信号比蓝牙信号波长短，更不容易发生衍射，所以题述红外线信号比蓝牙信号更容易被墙壁遮挡，C符合题意；
D.蓝牙信号穿墙时波速比它在空气中波速小，由
可知蓝牙信号穿墙时波长比它在空气中波长更短，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电磁波是横波；根据能量子公式分析红外线与X射线能量关系；波长越长越容易发生衍射现象；根据蓝牙信号穿墙时的波速与它在空气中的波速关系，分析波长。
7．（2024高二下·重庆市月考）5G移动网络正在悄悄改变着人们的生活。5G网络信号使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段下列说法正确的是( )
A．4G、5G信号需要光导纤维进行传播
B．5G信号的频率比4G信号要大
C．4G信号比5G信号的波长更短
D．在真空中4G信号比5G信号的传播速度慢
【答案】B
【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】A、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；
B、根据题意可知，5G网络信号频率高于4G，故B正确；
C、根据
可知，4G信号比5G信号的波长更长，故C错误；
D、真空中电磁波传播速度均相同，故D错误。
故答案为：B。
【分析】电磁波的传播不需要介质，真空中电磁波传播速度均相同，根据题意确定5G和4G信号频率的高低，再根据频率与波长的关系确定两种信号的波长关系。
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2022高二上·金华期末）“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．电磁波在任何介质中传播速度均为
B．红外线的波长比紫外线大
C．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
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
【答案】B,D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、电磁波在不同介质中传播速度不同，其在真空中的传播速度是，A错误；
B、红外线波长比紫外线的大，B正确；
C、麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，均匀变化的电场激发出恒定的磁场，不会产生电磁波，C错误；
D、赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实力麦克斯韦的电磁理论，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题对电磁理论的理解和应用的考查，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场；与机械波相同的是遵循波长、波速、频率的关系公式，区别在于电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质，电磁波只能是横波，而机械波可以是横波，也可以是纵波。
9．（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。
10．（2024高二下·德阳期末）对生活中的物理现象，下列说法正确的是（ ）
A．如图（a）是“彩超”检查身体时，迎着血液流动方向发射超声波，仪器接收到的反射波的频率低于其发射的超声波的频率
B．如图（b）是某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点，CT机可以诊断病情是因为利用了γ射线
C．如图（c）是红外测温枪，它能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关
D．如图（d）是冷冻电子显微镜拍摄到的新冠病毒的3D影像，它比光学显微镜分辨率更高，是因为电子的物质波波长远小于可见光波长，由此可知电子比可见光更不容易发生明显衍射
【答案】C,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用；粒子的波动性 德布罗意波
11．（2024高考·浙江模拟）美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力被天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦在100年前所做的猜测．在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害．当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪…这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”．其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波是以光速传播的时空扰动，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的．引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘．根据上述材料做下列推断，其中正确的是（ ）
A．引力波应该携带波源的信息 B．引力波应该只能在真空中传播
C．引力波应该有偏振现象 D．引力波应该不容易被探测到
【答案】A,C,D
【知识点】电磁波的应用
【解析】【解答】A. 由题可知， 引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘，A符合题意；
B. 美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力被天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，可知引力波除了在真空中传播，也能在介质中传播，B不符合题意；
C. 引力波时横波，有偏振现象，C符合题意；
D. 引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此不容易被探测到，D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】利用波的特点，结合题意可得出结论。
12．（2017高二上·江西开学考）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
【答案】A,B
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】解：A、X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变．A符合题意．
B、γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高．B符合题意．
C、紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，C不符合题意；
D、电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波．D不符合题意．
故答案为：AB．
【分析】根据电磁波谱知识进行判断即可。
三、科学本质——质疑交流与创新
13．（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。
14．（2021·佛山模拟）小嘉同学参加科技展时了解到，现今5G技术用于传输的电磁波信号频率更高，传播数据的带宽更大，则相对而言，5G技术所用电磁波波长更 （填长或短）绕过障碍物的能力更 （填强、弱）。小嘉同学还了解到，为接收信号，手机都应该有天线，天线的长度应与信号电磁波的波长成正比，最好为波长的 ~ 到之间，以前的手机天线伸得很长，现在因为 ，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部了。
【答案】短；弱；电磁波波长变短，则天线长度变短
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】根据公式
可知，频率高则波长短。则5G技术所用电磁波波长更短。频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，绕过障碍物的能力更弱。由于天线的长度与信号电磁波的波长成正比且现在电磁波波长变短了，则天线长度变短，可以为了美观、方便，将手机天线做在了手机内部了。
【分析】利用频率的表达式可以判别频率高则波长短，所以绕过障碍物的能量更弱；现在电磁波的波长变短所以导致手机天线也变短了。
15．（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。
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