2019学年高中物理第四章电磁波与电信息技术1电磁波2电磁波谱学案教科版选修1_1word版本

14.4-14.5 电磁波与信息化社会电磁波谱【学习目标】1、了解光信号和电信号的转换过程，2、了解电视信号的录制、发射和接收过程，3、了解雷达的定位原理4、了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。

5、知道电磁波具有能量，是一种物质。

6、了解太阳辐射【重点难点】1、电磁波谱的构成，各波段的电磁波的主要作用及应用。

2、电磁波具有能量.【学习内容】课前自学一、知识点一、电磁波与信息化社会1.电磁波与信息的传递:电磁波可以通过电缆、____________进行____________、也可以实现无线传输。

2.电视(1)摄像管：摄像管的作用是摄取警务的____________并将其转换为____________。

(2)显像管：显像管的作用是电子枪发射电子束的强弱受___________的控制，当电子束射到显像管的荧光屏上时，在屏上出现了与摄像管屏上相同的____________。

(3)数字电视：数字电视能够提供更清晰的____________。

更丰富的____________。

还能让用户点播自己的节目，实现用户与____________的互动。

(4)应用：监视生产线的工作情况，进行间接___________等。

3.雷达(1)雷达：是利用无线电波来测定物体___________的无线电设备。

(2)工作原理：雷达利用转动的天线，向一定方向发射无线电脉冲，每次发射的时间短于____________，两次发射的时间间隔大约是___________发射出去的无线电波越到障碍物反射回来的电磁波背无线电接收，根据发射无线电波到接收反射波的____________，可以确定障碍物的位置(3)应用：探测___________，舰艇、导弹等，为飞机、船只___________，可以用来研究卫星，行星，可以探测云层、雷雨等。

4.移动电话它将用户的声音转变为___________发射到空中,同时它又相当于一台收音机,捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话对方发送的信息.5．因特网人们利用互联网进行（至少写出两项）___________、___________。

第2讲电磁波谱[目标定位] 1.掌握波长、频率和波速的关系.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成，能够知道各自的特点与重要应用.3.了解电磁波具有能量.了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围.4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲.一、波长、频率和波速1.概念(1)在一列水波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.(2)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少.(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λf.3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×108__m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速.二、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，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. 我们看不见红外线.③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.3.可见光可见光的波长在700～400 nm之间.4.紫外线波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光.根据这个特点可以设计防伪措施.5.X射线和γ射线波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线.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.X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷.想一想除了课本上提到的各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官.三、电磁波的能量1.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波.食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高.2.电磁波具有能量，电磁波是一种物质.四、太阳辐射1.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波.2.太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.波长在黄绿光附近，辐射的能量最强.我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速的关系1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×108 m/s.2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.(1)c ＝λf .(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短. 3.由周期和频率的关系f ＝1T 可知c ＝λT.4.影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的速度只与介质有关.例1 电磁波在空中的传播速度为v .北方交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长为( ) A.v f B.1vfC.f vD.vf答案 A解析 由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f，选项A 正确.针对训练 1 英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s ，频率为1.0×108Hz 的电磁波，在真空中的波长为________m. 答案 能 赫兹 3.0解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式v ＝λf ，可得波长λ＝v f ＝3.0×1081.0×108m ＝3.0 m.二、电磁波谱及其应用例2如图4－2－1所示，医院常用X光机检查人的身体.X光机利用了X射线的( )图4－2－1A.荧光效应B.灭菌消毒作用C.强穿透能力D.显著热效应答案 C解析X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确.针对训练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A.把电场和磁场组合在一起就是电磁场B.无线电波、可见光、X射线都是电磁波C.电磁波频率越高，传播速度越大D.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在答案 B解析电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A错误；根据电磁波谱可知选项B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误.波长、频率和波速的关系1.一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是( )A.频率B.波长C.振幅D.波速答案 A解析频率由波本身决定，与介质、波速无关，选项A正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式v＝λf，可得波长λ＝vf变小，选项B、D错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C错误.2.家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m，它的频率是多少？答案0.122 m 6×105 Hz解析微波炉的微波频率是2 450 MHz，即f＝2 450×106 Hz，由c＝λf得λ＝cf＝3×1082 450×106m≈0.122 m.f′＝cλ′＝3×108500Hz＝6×105 Hz.电磁波谱及其应用3.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.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线答案AB解析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，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，故选项C、D错误.4.如图4－2－2所示，是医生用计算辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )图4－2－2A.红外线B.可见光C.紫外线D.X射线答案 D解析X射线能穿透物质，可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点.题组一、电磁波谱及其应用1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线答案 B解析在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B正确.2.在电磁波谱中，下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.3.关于红外线，下列说法正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光的波长长C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线；红外线比可见光的波长长；一切物体，包括高温物体和低温物体都辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.4.关于紫外线，下列说法中正确的是( )A.紫外线能够灭菌消毒B.紫外线是紫色的C.紫外线能够用来透视人体器官D.紫外线的波长比可见光长答案 A解析紫外线具有灭菌消毒作用，A对；紫外线是不可见光，它的波长比可见光短，穿透能力比X射线弱，不能用于人体器官透视，故B、C、D错.5.间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于( )A.可见光波段B.红外波段C.紫外波段D.X射线波段答案 B解析一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.6.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同答案 B解析无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误.7.关于电磁波，下列说法中正确的是( )A.电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B.电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C.微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量D.微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量答案 B解析电磁波能在真空中传播，传播过程中也伴随着电磁能的传播，A错，B对；微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身具有能量，能产生热量，故C、D错误.题组二、波长、频率和波速的关系8.关于光波和无线电波，下列说法不正确的是( )A.都是电磁波B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108 m/sD.二者的波长、频率均相同答案 D解析光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108 m/s，所以A、B、C对；光波和无线电波波长、频率不同，所以D错.9.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是( )A.频率不变，波速变大，波长变大B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大D.波速不变，频率变大，波长变小答案 B解析电磁波的波长λ、波速v和频率f与机械波一样满足v＝λf，传播过程中，频率不变，C、D两项错误；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小，A错，B对.10. 波长为50 m～100 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？答案3×106 Hz～6×106 Hz 5×10－3 s解析由c＝λf得，f1＝cλ1＝3×10850Hz＝6×106 Hz，f2＝cλ2＝3×108100Hz＝3×106 Hz，所以频率范围为3×106 Hz～6×106 Hz由x＝ct可得t＝xc＝1 500×1033×108s＝5×10－3s。

《电磁波谱》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 了解电磁波的基本观点和分类。

2. 掌握电磁波的传播方式和特点。

3. 理解电磁波在生活和科技中的应用。

二、教学重难点1. 教学重点：电磁波的分类和传播特点。

2. 教学难点：理解电磁波在生活和科技中的应用，以及其与人类生活的干系。

三、教学准备1. 准备PPT课件，包括电磁波谱的图片和相关视频。

2. 准备实验器械，如激光笔、无线电发射器等，用于演示电磁波的传播。

3. 准备相关案例和故事，用于诠释电磁波在生活和科技中的应用。

4. 安排学生进行小组讨论，思考电磁波与人类生活的干系。

四、教学过程：本节课为《电磁波谱》的第一课时，教学过程主要包括预习指导、教室讲解和实验探究三个环节。

1. 预习指导：在课前，教师将为学生提供预习资料，包括电磁波的基本观点、波长和频率的干系、电磁波的分类及特点等基础知识。

学生需认真阅读资料，了解本节课的主要内容。

2. 教室讲解：(1)引入：教师通过一些生活中的电磁波应用实例，如无线电波用于通信、红外线用于遥控、紫外线用于医疗等，引出电磁波的观点。

(2)电磁波的基本观点讲解：教师详细介绍电磁波的产生、传播方式和基本性质，包括各种电磁波的波长和频率范围、波速、反射、折射、衍射等基本现象。

(3)电磁波谱的讲解：教师介绍电磁波谱的基本观点和分类，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

同时，通过展示电磁波谱图，帮助学生理解各种电磁波的特点和差别。

(4)教室互动：教师鼓励学生提出疑问和见解，与学生进行互动交流，增强学生对电磁波知识的理解和掌握。

(5)小结：教师对本节课的主要内容进行总结，强调电磁波的重要性和应用价值，并鼓励学生课后继续探索和学习。

3. 实验探究：为了让学生更直观地了解电磁波的性质和特点，教师将在教室上进行实验探究。

具体包括：(1)应用激光器发射可见光，观察光的反射、折射和衍射等现象；(2)应用示波器观察不同频率的电磁波波形，帮助学生理解电磁波的波动性；(3)让学生动手操作，观察不同频率的电磁波在空气中的传播情况，了解电磁波的传播特性。

电磁波谱高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1．如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔 M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器。

闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。

则下列说法中正确的有( )A．若仅将A板上移，带电小球将能运动至N处B．若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球仍将恰好运动至小孔N处2．从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是（g取10m/s2，不计空气阻力）（）A．两球落地的时间差是1sB．a球接触地面瞬间，b球离地高度为35mC．在a球接触地面之前，两球的速度差越来越大D．在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定3．类比是一种常用的研究方法。

如图所示，O为椭圆ABCD的左焦点，在O点固定一个正电荷，某一电子P正好沿椭圆ABCD运动，A、C为长轴端点，B、D为短轴端点，这种运动与太阳系内行星的运动规律类似。

下列说法中正确的是（）A．电子在A点的线速度小于在C点的线速度B．电子在A点的加速度小于在C点的加速度C．电子由A运动到C的过程中电场力做正功，电势能减小D．电子由A运动到C的过程中电场力做负功，电势能增加4．如图甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第四章电磁波及其应用第2讲电磁波谱学案新人教版选修1_1撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________[目标定位] 1.掌握波长、频率和波速的关系.知道电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c＝3.00×108 m/s.2.知道电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成，能够知道各自的特点与重要应用.3.了解电磁波具有能量.了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围.4.了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学生探索地外未知生命的热情，增加求知欲.一、波长、频率和波速1.概念(1)在一列水波中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.(2)在1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少.(3)用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.2.波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率，电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λ f.3.电磁波在真空中的速度c＝3.0×108__m/s.想一想电磁波在任何介质中的传播速度都等于光速吗？答案不是.电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，我们认为电磁波在空气中的传播速度近似等于光速.二、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，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. 我们看不见红外线.③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.3.可见光可见光的波长在700～400 nm之间.4.紫外线波长范围在5 ～400 nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光.根据这个特点可以设计防伪措施.5.X射线和γ射线波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线.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.X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷.想一想除了课本上提到的各种电磁波的应用，你还知道电磁波的哪些应用？答案在现代战争中，很多武器的自动瞄准系统都有红外线探测装置，即使是人隐蔽在半边开放的掩体中，也能够被红外线探测装置发现；一些控制导弹飞行的系统中，也常常利用红外线进行制导；许多动物具有发达的红外线感受器官.三、电磁波的能量1.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波.食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高.2.电磁波具有能量，电磁波是一种物质.四、太阳辐射1.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、γ射线、无线电波.2.太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.波长在黄绿光附近，辐射的能量最强.我们的眼睛正好能感受这个区域的电磁辐射.一、波长、频率和波速的关系1.电磁波在真空中的速度为光速，c＝3×108 m/s.2.电磁波的波长(λ)、波速(c)及频率(f)的关系.(1)c＝λf.(2)真空中，电磁波的频率越大，波长越短.3.由周期和频率的关系f＝可知c＝.4.影响波速的因素电磁波与机械波不同，它的传播速度与介质和频率有关，而机械波的速度只与介质有关.例1 电磁波在空中的传播速度为v.北方交通广播电台的频率为f，该电台所发射电磁波的波长为( )A. B.1vfC. D.vf答案A解析由公式v＝λf，可得波长λ＝，选项A正确.针对训练1 英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s，频率为1.0×108 Hz的电磁波，在真空中的波长为________m.答案能赫兹 3.0解析根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验证实了电磁波的存在；由公式v＝λf，可得波长λ＝＝ m＝3.0 m.二、电磁波谱及其应用图4－2－1A.荧光效应B.灭菌消毒作用C.强穿透能力D.显著热效应答案C解析X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，选项C正确.针对训练2 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A.把电场和磁场组合在一起就是电磁场B.无线电波、可见光、X射线都是电磁波C.电磁波频率越高，传播速度越大D.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在答案B解析电磁场是变化的电场和变化的磁场相互联系着的，形成的不可分割的统一体，不是简单的组合在一起，选项A错误；根据电磁波谱可知选项B正确；电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，选项C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误.波长、频率和波速的关系1.一列电磁波从水进入空气的过程中，一定保持不变的物理量是( )A.频率B.波长C.振幅D.波速答案A解析频率由波本身决定，与介质、波速无关，选项A正确；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，由公式v＝λf，可得波长λ＝变小，选项B、D错误；电磁波在传播过程中，随着距离的增加，能量逐渐减弱，所以振幅逐渐减小，选项C错误.2.家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz，它的波长是多少？某广播电台发射的电磁波的波长是500 m，它的频率是多少？答案0.122 m 6×105 Hz解析微波炉的微波频率是2 450 MHz，即f＝2 450×106 Hz，由c＝λf得λ＝＝m≈0.122 m.f′＝＝ Hz＝6×105 Hz.电磁波谱及其应用3.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.紫外线比紫光的频率低D.在电磁波谱中，穿透能力最强的是X射线答案AB解析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，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，紫外线的频率应比紫光高，在电磁波谱中γ射线的穿透能力最强，故选项C、D错误.4.如图4－2－2所示，是医生用计算辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景，这种能穿透身体的射线是( )图4－2－2A.红外线B.可见光C.紫外线D.X射线答案D解析X射线能穿透物质，可以用来检查人体内部器官.“CT”就是利用X射线的穿透能力强的特点.题组一、电磁波谱及其应用1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是( )A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线答案B解析在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B 正确.2.在电磁波谱中，下列说法正确的是( )A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限B.γ射线的频率一定大于X射线的频率C.X射线的波长有可能等于紫外线波长D.可见光波长一定比无线电波的短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.3.关于红外线，下列说法正确的是( )A.红外烤箱中的红光就是红外线B.红外线比可见光的波长长C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振答案BD解析红外线是看不见的，所以烤箱中的红光不是红外线；红外线比可见光的波长长；一切物体，包括高温物体和低温物体都辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.4.关于紫外线，下列说法中正确的是( )A.紫外线能够灭菌消毒B.紫外线是紫色的C.紫外线能够用来透视人体器官D.紫外线的波长比可见光长答案A解析紫外线具有灭菌消毒作用，A对；紫外线是不可见光，它的波长比可见光短，穿透能力比X射线弱，不能用于人体器官透视，故B、C、D错.5.间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于( )A.可见光波段B.红外波段C.紫外波段D.X射线波段答案B解析一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.6.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同答案B解析无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X 射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误.7.关于电磁波，下列说法中正确的是( )A.电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B.电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C.微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量D.微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量答案B解析电磁波能在真空中传播，传播过程中也伴随着电磁能的传播，A 错，B对；微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身具有能量，能产生热量，故C、D错误.题组二、波长、频率和波速的关系8.关于光波和无线电波，下列说法不正确的是( )A.都是电磁波B.都可以在真空中传播C.在真空中的传播速度都是3×108 m/sD.二者的波长、频率均相同答案D解析光波和无线电波本质上都是电磁波，都可以在真空中传播，在真空中传播的速度都是3×108 m/s，所以A、B、C对；光波和无线电波波长、频率不同，所以D错.9.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是( )A.频率不变，波速变大，波长变大B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大D.波速不变，频率变大，波长变小答案B解析电磁波的波长λ、波速v和频率f与机械波一样满足v＝λf，传播过程中，频率不变，C、D两项错误；但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小，A错，B对.10. 波长为50 m～100 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km的远处至少需要多长时间？答案3×106 Hz～6×106 Hz5×10－3 s解析由c＝λf得，f1＝＝ Hz＝6×106 Hz，f2＝＝ Hz＝3×106 Hz，所以频率范围为3×106 Hz～6×106 Hz由x＝ct可得t＝＝s＝5×10－3s。

《电磁波谱》学历案（第一课时）一、学习主题本学习主题为“高中物理课程《电磁波谱》”，作为物理学科的核心内容之一，电磁波谱的学习对于学生理解电磁波的性质、应用及其在现代科技发展中的重要性具有重要意义。

本节课是第一课时，主要围绕电磁波谱的基本概念、分类及特点进行学习。

二、学习目标1. 知识与技能目标：（1）掌握电磁波谱的基本概念及分类；（2）了解不同类型电磁波的特点及典型应用；（3）能够通过实验观察和描述电磁波的传播现象。

2. 过程与方法目标：（1）通过阅读教材、观看视频等途径，自主获取电磁波谱的相关知识；（2）通过小组讨论、交流，加深对电磁波谱的理解。

3. 情感态度与价值观目标：（1）激发学生对物理学科的兴趣和热爱；（2）培养学生科学探究的精神和团队合作的能力。

三、评价任务1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、互动交流及实验操作能力；2. 知识点掌握评价：通过课后小测验，检验学生对电磁波谱基本概念及分类的掌握情况；3. 作业完成情况评价：评价学生完成课后作业的质量和准确性，以及是否能够运用所学知识解决实际问题。

四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的电场与磁场相关知识，引导学生思考电磁波的存在及其重要性，为学习新课做铺垫。

2. 新课学习：（1）讲解电磁波谱的概念及分类，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等；（2）分别介绍各种电磁波的特点及应用，通过实例加深学生的理解；（3）通过实验演示或视频展示，让学生观察电磁波的传播现象。

3. 课堂练习：学生完成相关练习题，巩固所学知识。

4. 小组讨论：学生分组讨论电磁波在日常生活中的应用，并分享讨论成果。

5. 总结反馈：教师总结本节课的重点内容，并回答学生的疑问。

五、检测与作业1. 课堂小测验：检测学生对电磁波谱基本概念及分类的掌握情况。

2. 课后作业：布置相关习题，巩固所学知识；要求学生撰写一篇关于电磁波在日常生活中的应用的短文。

1 电磁波2 电磁波谱[知识梳理]一、电磁波1．麦克斯韦的大胆假设(1)变化的磁场能产生电场．(2)变化的电场也能产生磁场．2．电磁波(1)变化的电场和磁场相互激发不断向外传播，这就是电磁波．(2)赫兹用实验的方法验证了电磁波的存在．3．电磁波的基本性质(1)电磁波具有能量与质量，是物质运动的一种形式．(2)电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，即v＝c＝3×108 m/s.(3)单位时间内电磁波所发送的能量与振荡频率有关；频率愈大，发送的能量愈多．二、电磁波谱1．电磁波的波长、频率和波速的关系式为c＝λf，频率越高的电磁波，波长越短．2．通常把电磁波分为七个波段：无线电波、微波、红外辐射(红外线)、可见光、紫外辐射(紫外线)、X射线(伦琴射线)、γ射线．[基础自测]1．思考判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．( )(2)电磁波的传播不需要介质．( )(3)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．( )(4)波在传播过程中，频率不变( )(5)电磁波在真空中的速度最大，其值为3.0×108m/s.( ) (6)红外线的波长大于紫外线的波长．( )【提示】 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√2．电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．法拉第B ．麦克斯韦C ．奥斯特D ．爱因斯坦B [麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家．]3．电磁波在空中的传播速度为v ，北京交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长λ为( )A ．v fB ．1vfC ．f vD ．vfA [根据光速、频率、波长之间关系有：v ＝λf ，所以波长为：λ＝v f，故A 正确，BCD 错误．]4．在电磁波中，频率不同的电磁波具有不同的特性、真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是( )A ．X 射线、紫外线、红外线B ．X 射线、红外线、紫外线C ．红外线、紫外线、X 射线D ．紫外线、红外线、X 射线C [真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是：红外线、紫外线、X 射线．故C 正确．][合 作 探 究·攻 重 难]1(1)对变化的磁场产生电场的探究图4­1­1探究实验1：装置如图4­1­1所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．①线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向移动，产生感应电流．②如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？(没有)③想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)实验结论：如图4­1­2(甲)所示，麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在，如图4­1­2(乙)所示线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路线圈是否存在无关．线圈的作用只是用来显示电流的存在．图4­1­2④静电场其电场线的特点是起于正电荷止于负电荷，不会闭合，而变化的磁场产生的电场其电场线是闭合的．(2)对变化的电场产生磁场的探究探究实验2：①静止电荷周围的小磁针不偏转，运动电荷周围的小磁针发生偏转．②在电容器充放电时，周围的小磁针发生摆动．实验分析：静止电荷的周围是稳定的电场，不产生磁场，电荷运动时，周围产生的是变化的电场，产生磁场使小磁针摆动，在给电容器充、放电时，两极板上的电荷量发生变化，引起两板间的电场发生变化，从而在周围产生磁场使小磁针摆动．在给电容器充、放电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场．实验结论：在变化的电场周围空间中产生磁场．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上任一点电场E和磁场B随时间按正弦规律变化，E的方向和B的方向彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直．(2)电磁波的传播速度v＝λf，在真空中的传播速度等于光速．(3)电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了电磁波在真空中传播速度等于光速，验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象．(多选)下列说法正确的是( )A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B ．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C ．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D ．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远的电磁场AC [根据奥斯特实验可以验证电流的磁效应，当电流恒定时产生的磁场是稳定的，故A 正确．稳定的电场不能产生磁场，故B 错误．电场变化时产生磁场，且均匀变化时产生稳定磁场，故C 正确．均匀变化的电场产生稳定磁场，而稳定的磁场不能再次激发电场，故不能形成由近及远的电磁场，D 错误．]在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，稳定的磁场也不产生电场.[针对训练]1．电磁波在真空中的传播速度为________m/s ，某电台发射 的电磁波的频率为300 kHz ，它的波长为________m.【解析】 电磁波在真空中的传播速度为c ＝3×108m/s 根据c ＝λf ，有λ＝c /f ＝3×108300×103m ＝1 000 m【答案】 3×108 1 0001无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线合起来，构成了范围非常广泛的电磁波谱．可见光只是其中很窄的一个波段．由于它们都是本质相同的电磁波，所以它们的行为都遵循共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又呈现出不同的特性．例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射现象，但对波长越来越短的可见光、紫外线、X 射线、γ射线，要观察到它们的干涉、衍射现象越来越困难了．2．电磁波谱中各种波段的特征用途比较A ．红外线的波长比紫外线的波长短B ．可见光不属于电磁波C ．无线电波的波长比γ射线波长要长D ．无线电波的波长大于1 mmCD [按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波，而波长大于1 mm 的电磁波属于无线电波．所以C 、D 正确．]从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长或频率不同又表现出不同的特点.要熟记各部分的波长、频率范围及其关系，知道同一电磁波的波长与频率成反比.[针对训练]2．(多选)电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图4­1­3所示，由电磁波谱可知( )图4­1­3A ．微波是不可见光B ．红外线可以杀菌消毒C ．紫外线的波长比红外线长D．X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构AD[微波是不可见光，选项A正确；红外线有热作用，紫外线可以杀菌消毒，选项B 错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构，选项D正确；故选AD.][当堂达标·固双基]1．电磁场理论预言了什么( )A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B．预言了变化的电场能够在周围产生磁场C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电C[麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的传播速度等于光速．]2．对红外线的作用及来源不正确的叙述有( )A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘B[一切物体都在不停地辐射红外线，且热的物体比冷的物体的红外线辐射本领大，A 正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线的最显著作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．故选B.]3．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中正确的是( )A．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场D[根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场．故选D.]4．①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线，它们都是电磁波，按频率从高到低的排列顺序是( )A．①②③B．③②①C．②③①D．③①②D[CT机的X射线的频率高于验钞机的紫外线的频率；验钞机的紫外线的频率高于电视机遥控器的红外线的频率．故D项正确．]。

第一节电磁波的发现第二节电磁波谱1.了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的形成和传播．(重点＋难点)2.知道波长、频率和波速的关系．知道电磁波在真空中的传播速度．(重点)3.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成的，知道它们各自的特点与主要应用．,[学生用书P59])一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场．2．变化的电场产生磁场．二、电磁波1．产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，这种电场和磁场的传播是一种波动过程，这就是电磁波．2．传播速度：电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，光也是一种电磁波．三、赫兹的电火花物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在及麦克斯韦电磁理论的正确性．1．手机发射的是电磁波还是机械波？提示：是电磁波．因为手机信号能在真空中传播．四、波长、频率和波速1．概念(1)在波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰．凹下的最低处叫做波谷．相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫波长．(2)在一秒内所通过波峰或波谷的次数叫波的频率．(3)波的传播快慢用波速来表示．2．波长、频率和波速的关系波长、频率和波速三者的关系式为波速＝波长×频率，即c＝λf.3．电磁波在真空中传播的速度为c＝3.00×108 m/s.五、电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．按波长由大到小的顺序，它们分别是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．六、电磁波的能量1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式．2．微波炉的工作应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高．七、太阳辐射1．太阳光中含有可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线、无线电波．2．辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．眼睛正好接收可见光这个区域的辐射．2．太阳光是包含各种颜色的白光，为什么清晨和傍晚的时候，我们看到太阳发红呢？提示：清晨或傍晚时，太阳光几乎平行于地平面，穿过的大气层最厚，波长较短的蓝光、紫光等侧向散射较多，剩下波长较长的红光、橙光透过大气射入我们的眼睛，所以看起来太阳就是红色的了．当天空中有云块时，云块为阳光所照射，也呈红色，从而形成了朝霞和晚霞．而正午时大气层最薄，散射不多，因此阳光仍然呈白色．对电磁场理论的理解[学生用书P60]1．电磁场的产生(1)变化的磁场产生电场(如图甲所示)，这是电磁场理论的核心之一．在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将会产生感应电流，这是法拉第发现的电磁感应现象．麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场周围产生电场，也正是由于这个电场的产生使得放在它里面的闭合电路出现电流(如图乙所示)．这是一种普遍存在的现象，就算闭合电路不存在，电场也照样产生，而闭合电路的作用只是用来显示电场的存在．(2)变化的电场产生磁场，这是电磁场理论的核心之二．这个假设没有直接的实验做基础，它出于麦克斯韦对自然规律的洞察力，是一个大胆而且富有创造性的假设．自然规律有着和谐美和对称美．根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流会产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场(极板上的电荷量不断改变造成电场变化)周围也会产生磁场．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)恒定的电场不产生磁场；(2)恒定的磁场不产生电场；(3)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；(4)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；(5)如果在空间某处有周期性变化的电场，就在空间产生周期性变化的磁场；这个周期性变化的磁场又会引起新的周期性变化的电场，如此下去，变化的电场和磁场交替产生，从而形成由近至远传播的电磁波．某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是( )[关键提醒] 解答本题应注意以下两点：(1)均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)；(2)非均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)．[解析] 变化的电场可产生磁场，产生磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场．A 中电场不随时间变化，不会产生磁场．B 和C 中电场都随时间做均匀变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．D 中是一振荡电场，它将在周围空间产生振荡的磁场，振荡的磁场又产生振荡的电场，从而形成一个不可分割的统一体，即电磁场，它由近及远的传播即为电磁波．故选项D 正确．[答案] D1．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A ．稳定的电场产生稳定的磁场B ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C ．变化的电场产生的磁场一定是变化的D ．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的解析：选D.麦克斯韦电磁场理论的要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的；稳定的电场不产生磁场，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，变化的电场产生的磁场不一定是变化的，也可能是稳定的．电磁波的特点[学生用书P60]1．电磁波传播时不需要介质，机械波传播必须在介质中传播．2．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射现象，也能发生反射、吸收、折射等现象．它是物质存在的一种形式，也是能量传递的一种方式．3．波长、频率、波速的关系：电磁波和机械波的波速、波长、频率关系相同都是v ＝λf ，式中λ表示波长，频率与周期的关系是f ＝1T 或T ＝1f，频率的单位是赫(Hz)，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)作单位.1 kHz ＝103Hz ，1 MHz ＝106Hz.4．在真空中传播时，不同频率的电磁波的传播速度相同，都等于光速，即v ＝c ＝3.00×108 m/s.(1)电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，在一般计算中认为电磁波在空气中的传播速度与真空中的传播速度相等．(2)机械波和电磁波的频率取决于波源，从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变．(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是( )A ．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B ．电磁波传播需要介质C ．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D ．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的[解析] 对电磁波的产生机制及传播途径要搞清，如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，就不能产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波．电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质，故应选C 、D 项．[答案] CD2．关于电磁波，下列说法正确的是( )A ．所有电磁波的频率相同B ．电磁波只能在真空中传播C．电磁波在任何介质中的传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是3.0×108 m/s答案：D电磁波谱及应用[学生用书P61]波长特征用途无线电波大↓小波动性强通信广播、导航等无线电技术红外线热效应强加热、遥测、遥感、红外制导可见光引起视觉照明、摄影等紫外线化学效应日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线贯穿性强检查、探测、医用透视、治疗等γ射线贯穿本领最强工业探伤、探测、治疗等电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是( ) A．雷达——无线电波B．手机——X射线C．紫外消毒柜——紫外线D．遥控器——红外线[关键提醒] 熟记各种电磁波的特点和应用是解题的关键．[解析] 由电磁波的不同特性可知，雷达、手机利用无线电波，消毒柜利用紫外线，遥控器则利用红外遥感技术，由此可知选项B不正确．[答案] B3．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )A．热效应B．相干性C．反射性能好D．波长较长，易衍射解析：选D.红外线的波长较长，衍射现象明显，容易穿透云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故D对．机械波和电磁波的比较[学生用书P61]电磁波和机械波不同：机械波的传播速度与介质有关，电磁波的传播速度与介质和电磁波的频率均有关．1．在同一均匀介质中传播时，机械波的传播速度相同；在同一均匀介质中频率不同的电磁波传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大，当波从一种介质进入另一种介质时频率不变．2．在不同的介质中传播时，频率相同的电磁波和机械波传播速度不同．(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( ) A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C ．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D ．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象[审题指导] 解答本题应注意电磁波和机械波的本质，波长、波速和频率与哪些因素有关，并注意电磁波和机械波的共性．[解析] 机械波由振动产生，机械波传播需要介质，速度由介质决定；电磁波传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项B 、C 、D 正确．[答案] BCD(1)电磁波和机械波都是波，都具有波的共性，能发生干涉、衍射等现象；(2)电磁波和机械波又有自己不同的特点，传播时有的需要介质有的不需要介质，波速的影响因素也不同．[随堂检测] [学生用书P62]1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．赫兹B ．爱因斯坦C ．麦克斯韦D ．法拉第解析：选C.法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹用电火花实验证明了电磁波的存在，爱因斯坦建立了相对论，故选项C 正确．2．(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论，判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )解析：选BC.A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 图中的下图是错误的；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图中的磁场是稳定的，所以B 图正确；C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 图是正确的；D 图中的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D 图错误．3．关于电磁波，下列说法中不正确的是( )A ．频率越高，传播速度越大B ．无线电波的传播不需要介质C ．无线电波在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD．振荡的电场与振荡的磁场相互激发，由近及远传播，形成电磁波解析：选A.在真空中，电磁波的传播速度与频率无关，A错．无线电波可以在真空中传播，传播速度为3.0×108 m/s，电场与磁场相互激发，形成电磁波．B、C、D正确．4．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C．伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线解析：选AB.γ射线是原子核受到激发产生的，选项C错误；一切物体都在发射红外线，选项D错误．5．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机____________；(2)紫外线灯____________；(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用____________．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线具有很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热作用F．红外线波长较长，易发生衍射解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用．(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快．答案：(1)D (2)C (3)E[课时作业] [学生用书P109(单独成册)]一、单项选择题1．第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是( )A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选A.麦克斯韦是第一个提出电磁场理论、预言电磁波存在的物理学家，但用实验作出证明的是赫兹，所以A正确．2．下列设备不是利用电磁波来传递信息的是( )A．电视B．手机C．无线广播D．有线电话解析：选D.有线电话是利用电磁感应的原理，通过电线传递信息，不需要发射电磁波．3．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、红外线解析：选A.在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ射线波长最短．4．对电磁波传播速度表达式c＝λf的理解正确的是( )A．波长越长，传播速度就越快B．频率越高，传播速度就越快C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关解析：选D.电磁波在介质中传播时的速度由介质和电磁波的频率决定，在真空中电磁波的速度都是光速．选项D正确．5．现代军事行动中，士兵都佩戴有“红外夜视仪”，以便在夜间也能清楚地看清目标，这主要是因为( )A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均不停地辐射红外线C．一切高温物体不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出γ射线，放射物体受到激发而发出红外线解析：选B.一切物体都不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同．采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，而不受白天和夜晚的影响．选项B正确．6．如图所示的四种磁场变化情况中，能产生图中电场的是( )解析：选B.变化的磁场产生电场，A选项中的磁场是恒定磁场，不产生电场，A选项错；均匀变化的磁场产生恒定的磁场，选项B正确；选项C、D中的磁场是周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，选项C、D错误．二、多项选择题7．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )A．变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波B．电磁场是一种物质，不能在真空中传播C．电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变D．电磁波的传播过程就是能量传播的过程解析：选ACD.变化的电场和变化的磁场由近及远地向外传播，形成电磁波；电磁波可以在真空中传播，且传播速度大于在介质中的传播速度；电磁波的传播过程同时也是能量的传播过程．8．关于波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是( )A．其在真空中的传播速度为3.0×108 m/sB．其频率是5×1014HzC．传播10 m的距离需要的时间是1.0×10－5sD．在10 m的距离中约有1.7×107个波长解析：选ABD.电磁波在真空中的传播速度是光速，所以A 正确；λ＝0.6 μm ＝0.6×10－6m ，f ＝c λ＝5×1014Hz ，B 正确；t ＝xv ＝3.3×10－8s ，所以C 错误；在10 m 的距离中有波长的个数n ＝x λ＝1.7×107，D 正确．9．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )A ．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m 至1.5 m 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，频率越高解析：选ACD.由v ＝λ·f 和雷达的工作原理可求得选项A 、C 、D 正确，B 错误．10．在下列说法中符合实际的是( )A ．医院里常用X 射线对病房和手术室消毒B ．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C ．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D ．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 解析：选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用，X 射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X 射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为B 、D.三、非选择题11．一位观众在某剧场观看演出，他的座位离扬声器有20 m 远；另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播，他的家离剧场20 km 远，那么，他们两人谁先听到演员的歌声？(声速约为340 m/s)解析：在剧场的观众听到歌声所需的时间： t 1＝s 1v 1＝20340s ＝0.059 s ＝5.9×10－2 s 在电视机旁听到歌声所需的时间：t 2＝s 2c ＝20×1033.0×108 s ＝6.7×10－5 s t 2＜t 1，即在电视机旁的观众首先听到歌声．答案：电视机旁的观众首先听到12．某高速公路自动测速仪的原理如图甲所示，雷达向汽车驶向的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间为10－6 s ，相邻两次发射时间间隔为t ，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现一个尖形波，在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离．根据自动打下的纸带，如图乙所示，请求出车速．解析：第一次测量时汽车距雷达距离s 1＝ct 12，第二次测量时汽车距雷达距离s 2＝ct 22，两次发射时间间隔为t ，则汽车车速 v ＝s t ＝s 1－s 2t ＝c （t 1－t 2）2t. 答案：c （t 1－t 2）2t。