第八章第三节 电磁波的传播和接收
题型1 电磁波的发射和接收 题型2 电磁波与机械波的区别和联系
题型3 电磁波的波长、频率和波速的关系
▉题型1 电磁波的发射和接收
【知识点的认识】
电磁波的发射、传播和接收
1．发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率；
（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．
2．调制：有调幅和调频两种方式．
3．无线电波的接收
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．
1．下列叙述不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．微观粒子的能量是量子化的
C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大
D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关
2．电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A．波长和频率 B．波速和频率
C．波长和波速 D．频率和能量
3．过量接收电磁辐射有害人体健康．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过某一临界值W．若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为（ ）
A． B． C． D．
4．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波的发射过程需要对待传输的信号进行调制
B．紫外线的频率比可见光高，主要表现为热作用显著
C．波线表示波的传播方向，并且与波面垂直
D．当鸣笛的火车匀速远离车站时，站在路旁的观察者者将听到声音频率越来越低
5．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．波长越长，传播速度越大
C．电磁波能量越大，传播速度越大
D．频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度
（多选）6．关于无线电波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．频率越高，越适合沿地面传播
B．频率越高，越接近直线传播
C．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界
（多选）7．甲乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图，关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是无线电波的发射过程，乙图是无线电波的接收过程
B．甲图是无线电波的接收过程，乙图是无线电波的发射过程
C．甲图中波形①到②的过程叫解调，乙图中③到④的过程叫调制
D．接收到的无线电波的波形是④，发射的无线电波波形是⑤
（多选）8．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都能发生干涉
D．电磁波与机械波都不能发生衍射
（多选）9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
▉题型2 电磁波与机械波的区别和联系
【知识点的认识】
电磁波和机械波的区别和联系如下
比较项 机械波 电磁波
研究对象 力学现象 电磁现象
周期性 质点位移、速度、加速度随时间和空间做周期性变化 电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性变化
传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播不需要介质，在真空中波速总是c，波速与介质及频率都有关系
联系 ①都可以发生反射、折射、干涉和衍射现象 ②波长λ、波速v和周期T、频率f的关系满足λ＝vT
10．电磁波和机械波相比较，下列说法正确的有（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何物质中传播速度相同，机械波波速大小决定于介质
C．电磁波、机械波都不会产生衍射
D．电磁波和机械波都不会产生干涉
11．关于声波和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．它们都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象
B．它们都要在弹性介质中才能传播
C．由一种介质进入另一种介质时，它们的频率改变
D．由空气进入另一种介质时，它们的波速和波长都变小
（多选）12．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．可见光、红外线、X射线都是电磁波
▉题型3 电磁波的波长、频率和波速的关系
【知识点的认识】
电磁波
（1）形成：电磁场由近及远地传播形成电磁波．
（2）特点
①电磁波是横波，在空间传播不需要介质．
②真空中电磁波的速度为3.0×108m/s．
③电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v＝λf．
④不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．
13．真空中传播的电磁波（ ）
A．频率越大，波速越大 B．频率越大，波速越小
C．频率越大，波长越长 D．频率越大，波长越短
14．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（ ）
A．频率越大，传播的速度越大
B．频率越大，其波长越大
C．频率不同，传播的速度相同
D．频率不同，传播速度也不同
15．在真空中，所有电磁波都具有相同的（ ）
A．频率 B．波长 C．波速 D．能量
16．在真空中，电磁波传播的速度（ ）
A．大于光速 B．等于光速 C．小于光速 D．不能确定
17．真空中有两种频率不同的电磁波，它们的（ ）
A．波速相同，周期相同 B．波速不同，周期相同
C．波速相同，周期不同 D．波速不同，周期不同
18．传统电脑产生电磁辐射，对人体会造成伤害．现在有的生产厂商推出绿色电脑，这里“绿色电脑”指的是（ ）
A．绿颜色的电脑
B．价格低的电脑
C．木壳的电脑
D．低辐射、低噪声的环保电脑
19．在真空中电磁波的传播速度是 m/s，当电磁波的频率变大时，它的波长 （选填“变长”、“变短”或“不变”）．
20．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，目前雷达发射的电磁波的频率多在200MHz至1000MHz的范围内．
（1）下列关于雷达的说法中正确的是
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
（2）设雷达向远处发射无线电波．每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs．显示器上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？第八章第三节 电磁波的传播和接收
题型1 电磁波的发射和接收 题型2 电磁波与机械波的区别和联系
题型3 电磁波的波长、频率和波速的关系
▉题型1 电磁波的发射和接收
【知识点的认识】
电磁波的发射、传播和接收
1．发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率；
（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．
2．调制：有调幅和调频两种方式．
3．无线电波的接收
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．
1．下列叙述不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．微观粒子的能量是量子化的
C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大
D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关
【答案】C
【解答】解：A、自然界的任何物体都向外辐射电磁波，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A正确；
B、微观粒子的能量是量子化的；故B正确；
C、根据黑体辐射理论可知，当波长趋于零时，辐射也趋于零；故C错误；
D、物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；但黑体辐射与材料种类和表面状况无关，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
2．电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A．波长和频率 B．波速和频率
C．波长和波速 D．频率和能量
【答案】C
【解答】解：频率由波本身性质决定，与介质无关，所以电磁波从真空中进入介质后，频率不变，波速减小，根据λ知波长变短。根据E＝hγ知，能量不变。故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
3．过量接收电磁辐射有害人体健康．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过某一临界值W．若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解答】解：设规定的安全区域距离为R，则球的面积为S＝4πR2． （1）
则在1秒内球面获得的能量为E＝Pt （2）
在球面上单位面积的电磁辐射能量E0 （3）
由于工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过W，
所以故选项D正确，选项ABC错误。
故选：D。
4．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波的发射过程需要对待传输的信号进行调制
B．紫外线的频率比可见光高，主要表现为热作用显著
C．波线表示波的传播方向，并且与波面垂直
D．当鸣笛的火车匀速远离车站时，站在路旁的观察者者将听到声音频率越来越低
【答案】AD
【解答】解：A、调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，穿透能力更强，即辐射本领更强，故A正确。
B、紫外线的频率比可见光高，主要表现为化学作用。故B错误。
C、在各向同性介质中，波线与波面相互垂直。在各向异性介质中，波线与波面可以不垂直。故C错误。
D、根据多普勒效应得知，当物体振动频率不变时，距离声源越远，声音的音调越低，距离声源越近，声音的音调越高。当鸣笛的火车匀速远离车站时，站在路旁的观察者者将听到声音频率越来越低，故D正确。
故选：AD。
5．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．波长越长，传播速度越大
C．电磁波能量越大，传播速度越大
D．频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度
【答案】D
【解答】解：电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关，与传播的介质有关。故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
（多选）6．关于无线电波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．频率越高，越适合沿地面传播
B．频率越高，越接近直线传播
C．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界
【答案】BCD
【解答】解：AB．根据波长、波速和频率的关系c＝λf可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不易沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故A错误，B正确；
C．无线电波遇到导体，会在导体内产生同频率的振荡电流，故C正确；
D．由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000km高的地方，远大于地球半径，用它作微波中继站，根据几何知识，只要有三颗互成120°的同步卫星，就能覆盖全球，故D正确。
故选：BCD。
（多选）7．甲乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图，关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是无线电波的发射过程，乙图是无线电波的接收过程
B．甲图是无线电波的接收过程，乙图是无线电波的发射过程
C．甲图中波形①到②的过程叫解调，乙图中③到④的过程叫调制
D．接收到的无线电波的波形是④，发射的无线电波波形是⑤
【答案】BC
【解答】解：AB.观察发现，甲图是接收电波后经过处理后转化为声音的过程，乙图是将声音经过处理后转化为电波发射的过程，故A错误，B正确；
C.甲图是无线电波的接收过程，①到②的过程叫解调，乙图是无线电波的发射过程，乙图中③到④的过程叫调制，故C正确；
D.波形③和波形⑤经过调制后，形成波形④，发射的无线电波波形是④，故D错误。
故选：BC。
（多选）8．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都能发生干涉
D．电磁波与机械波都不能发生衍射
【答案】AC
【解答】解：A、电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；故A正确；
B、电磁波在不同的介质中传播速度不同；机械波在同一介质中的传播速率是相同的；故B错误；
CD、电磁波与机械能波都能发生干涉、衍射等波的现象；故C正确，D错误；
故选：AC。
（多选）9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
【答案】AC
【解答】解：A、电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确；
B、电磁波在真空中的传播速度均为3.00×108m/s，在任何介质中的传播速度均小于该值。故B错误；
C、电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，速度变小，根据v＝λf，则波长变短，故C正确；
D、干涉与衍射是波的特有现象，电磁波一定能产生干涉，衍射现象。故D错误。
故选：AC。
▉题型2 电磁波与机械波的区别和联系
【知识点的认识】
电磁波和机械波的区别和联系如下
比较项 机械波 电磁波
研究对象 力学现象 电磁现象
周期性 质点位移、速度、加速度随时间和空间做周期性变化 电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性变化
传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播不需要介质，在真空中波速总是c，波速与介质及频率都有关系
联系 ①都可以发生反射、折射、干涉和衍射现象 ②波长λ、波速v和周期T、频率f的关系满足λ＝vT
10．电磁波和机械波相比较，下列说法正确的有（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何物质中传播速度相同，机械波波速大小决定于介质
C．电磁波、机械波都不会产生衍射
D．电磁波和机械波都不会产生干涉
【答案】A
【解答】解：A、电磁波的是电磁场在空间中的传播，传播不需要介质，机械波的传播需要介质。故A正确。
B、电磁波在不同的物质中传播速度不相同，机械波 波速大小决定于介质。故B错误。
C、机械波和电磁波都可以发生干涉和衍射现象。干涉与衍射是波的特有现象。故C错误，D错误。
故选：A。
11．关于声波和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．它们都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象
B．它们都要在弹性介质中才能传播
C．由一种介质进入另一种介质时，它们的频率改变
D．由空气进入另一种介质时，它们的波速和波长都变小
【答案】A
【解答】A、反射、折射、干涉、衍射都是波能发生的现象，只要是波，不论什么波都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。故A选项正确。
B、声波是机械波，声波的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质，真空不能传声，而电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播。故B选项错误。
C、无论什么波，波的频率都由波源决定，与介质无关，所以波由一种介质进入另一种介质时，频率不会改变。故C选项错误。
D、由公式v＝λf可知，声波是机械波，声波由空气进入另一种介质时，f不变、v变大、λ变大，电磁波由空气进入另一种介质时，f不变、v变小、λ变小。故D选项错误。
故选：A。
（多选）12．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场
B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直
C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
D．可见光、红外线、X射线都是电磁波
【答案】BD
【解答】解：A、均匀变化的电场产生稳定的磁场，而周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，故A错误；
B、电磁波是横波，电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直，故B正确；
C、电磁波本身就是一种物质，传播不需要介质，故C错误；
D、可见光、红外线、X射线都是电磁波，故D正确；
故选：BD。
▉题型3 电磁波的波长、频率和波速的关系
【知识点的认识】
电磁波
（1）形成：电磁场由近及远地传播形成电磁波．
（2）特点
①电磁波是横波，在空间传播不需要介质．
②真空中电磁波的速度为3.0×108m/s．
③电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v＝λf．
④不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．
13．真空中传播的电磁波（ ）
A．频率越大，波速越大 B．频率越大，波速越小
C．频率越大，波长越长 D．频率越大，波长越短
【答案】D
【解答】解：AB、电磁波在真空中传播速度是c＝3×108m/s确定不变的，与频率无关，故AB错误；
CD、电磁波在真空中传播速度是c＝3×108m/s确定不变的，由于c＝fλ，因此频率越大，其波长越短；故C错误，D正确。
故选：D。
14．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（ ）
A．频率越大，传播的速度越大
B．频率越大，其波长越大
C．频率不同，传播的速度相同
D．频率不同，传播速度也不同
【答案】C
【解答】解：ACD、电磁波在真空中传播速度是c＝3×108m/s确定不变的，与频率无关，故AD错误，C正确。
B、电磁波在真空中传播速度是c＝3×108m/s确定不变的，由于c＝fλ，因此频率越高，其波长越短，故B错误。
故选：C。
15．在真空中，所有电磁波都具有相同的（ ）
A．频率 B．波长 C．波速 D．能量
【答案】C
【解答】解：所有的电磁波在真空中都具有相同的波速，而γ射线的频率和能量最大，无线电波的频率与能量最小，对于不同电磁波的波长，无线电波最长，γ射线最小，故C正确，ABD错误。
故选：C。
16．在真空中，电磁波传播的速度（ ）
A．大于光速 B．等于光速 C．小于光速 D．不能确定
【答案】B
【解答】解：电磁波在真空中传播中的速度等于光速，在介质中传播的速度小于光速。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
17．真空中有两种频率不同的电磁波，它们的（ ）
A．波速相同，周期相同 B．波速不同，周期相同
C．波速相同，周期不同 D．波速不同，周期不同
【答案】C
【解答】解：任何电磁波在真空中的传播速度是相同的，等于光在真空中的速度c＝3×108m/s。
因T，所以频率不同时，两种电磁波的周期也不同。故C正确。
故选：C。
18．传统电脑产生电磁辐射，对人体会造成伤害．现在有的生产厂商推出绿色电脑，这里“绿色电脑”指的是（ ）
A．绿颜色的电脑
B．价格低的电脑
C．木壳的电脑
D．低辐射、低噪声的环保电脑
【答案】D
【解答】解：“绿色电脑”指的是低辐射、低噪声的环保电脑，D正确，
故选：D。
19．在真空中电磁波的传播速度是 3×108 m/s，当电磁波的频率变大时，它的波长 变小 （选填“变长”、“变短”或“不变”）．
【答案】3×108；变小
【解答】解：在真空中电磁波的传播速度等于光速，为3×108m/s，根据c＝λf知，电磁波的频率变大时，波长变小．
故答案为：3×108，变小．
20．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，目前雷达发射的电磁波的频率多在200MHz至1000MHz的范围内．
（1）下列关于雷达的说法中正确的是 ACD
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
（2）设雷达向远处发射无线电波．每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs．显示器上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）A、根据λ，在200MHz至1000MHz的频率范围内电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，故A正确．
B、根据电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，故B错误．
C、测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离为：x，故C正确；
D、雷达是利用电磁波的反射原理，电磁波波长越短，越不易发生衍射，反射性能越好，故D正确．
故选ACD．
（2）由ab等于bc可知，电磁波从发射到返回所用时间为50 μs．设雷达与障碍物之间的距离为x，电磁波往返的时间为t＝50 μs
由2x＝ct得
xct3.0×108×50×10﹣6×m＝7.5×103 m．
答：障碍物与雷达之间的距离是7.5×103m．
