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21.2 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的
1．第一次用实验证实了电磁波存在的科学家是（ ）
A．麦克斯韦 B．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特
【答案】C
【详解】电磁波是由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，但通过实验证实的第一人是赫兹，
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2. 2021年5月15日，我国天问一号任务着陆巡视器成功着陆火星。如图是“祝融号”火星车拍
摄传回地球的首批图片之一。这些图片信息传回地球主要依靠（ ）
A．电磁波 B．激光 C．声波 D．电流
【答案】A
【详解】火星车和地面的联系靠电磁波，将图片等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射
回地面，所以它传递信息利用的是电磁波。故选A。
3．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船完成既定任务，顺利返回地球。在空间站执行任务过
程中，烟台籍宇航员王亚平为全国的同学们进行了两次精彩的太空授课，授课过程中信息的传递主要
依靠（ ）
A．空气 B．超声波 C．次声波 D．电磁波
【答案】D【详解】A．神舟十三号系统是在太空，是真空环境，没有空气，所以不是利用空气传播信息的，
故A不符合题意；
BC．超声波和次声波属于声音，声音的传播需要介质，真空不能传声，所以神舟十三号系统传递
信息不依靠超声波和次声波，故BC不符合题意；
D．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，所以神舟十三号系统在传递信息过程中主要依靠
电磁波传递信息的，故D符合题意。
故选D。
4. 打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导
线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接
触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声。
（1）这一现象验证了 的存在；
（2）现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机
发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 ；
（3）谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ；
（4）请设计一个实验验证你的判断： 。
【答案】（1）电磁波；（2）声音不能在真空中传播；（3）电梯对电磁波有屏蔽作用；（4）见
解析。
【详解】（1）迅速变化的电流会在空间激起电磁波，听到收音机发出“咔咔”声验证了电磁波的
存在。
（2）声音的传播需要介质，将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，发现听不到收音
机发出的“咔咔”声，原因是声音不能在真空中传播。
（3）电梯相当于密闭的金属罩，乘坐电梯时，发现手机接收不到信号，原因是电梯对电磁波有屏
蔽作用。
（4）首先将完好的手机设置到响铃状态后放入密闭的金属盒内，再用另一完好的手机呼叫盒内的
手机，若听不到盒内的手机声响，就说明金属体对电磁波有屏蔽作用。
二、电磁波是怎样传播的
5. NFC的中文全称为近场通信技术，是一种短距高频的无线电技术，广泛应用于移动支付、门禁、公交卡等，该技术利用 波传递信息，该波在真空中的传播速度约为 m/s。
【答案】电磁，3×108m/s
【详解】电磁波可以传递信息，近场通信技术利用电磁波传递信息；电磁波的传播不需要介质，
可以在真空中传播，在真空中的传播速度约为3×108m/s。
6．1965年，美国发射通信卫星les-1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系。18年后，
科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les-1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（ ）
A．属超声波，周期为4×10-8s B．属超声波，周期为4×10-9s
C．属电磁波，周期为4×10-8s D．属电磁波，周期为4×10-9s
【答案】D
【详解】真空不能传声，信号应为电磁波，周期为
1 1
T= = =4×10-9s
f 2.5×108Hz
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．电磁波家族有无线电波、红外线、可见光等，在空气传播时它们的 （选填“速度”或
“波长”）相同；验钞机能检验人民币的真伪，它的原理是利用 使荧光物质发光；人们 （选
填“能”或“不能”）直接用眼睛观察到红外线。
【答案】速度，紫外线，不能。
【详解】电磁波家族有无线电波、红外线、可见光等，在空气传播时它们的速度相同；各种电磁
波在空气中的传播速度均为3×108m/s。
光谱中紫光以外的看不见的光称为紫外线，紫外线能够使荧光物质发光。验钞机能检验人民币的
真伪，它的原理是利用紫外线使荧光物质发光。
红外线和紫外线都是不可见光，人们不能直接用眼睛观察到红外线。
8．如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比紫外线的短
B．无线电波在真空中传播速度比X射线快
C．紫外线的频率比无线电波的高
D．电磁波不能在真空中传播【答案】C
【详解】A．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故A错误。
B．电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故B错误；
C．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故C正确；
D．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故D错误。
故选C。
9．如图是电磁波及其应用事例，下列说法正确的是（ ）
A．电视机遥控器用γ射线遥控
B．体检胸透用的X射线频率比无线电波低
C．验钞机用的紫外线波长比红外线短
D．可见光比无线电波在真空中的传播速度快
【答案】C
【详解】A．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故A错误；
B．体检胸透用的电磁波频率比无线电波高，故B错误；
C．验钞机用的紫外线频率比红外线高，它们在真空中传播速度相同，由c=λf可知，紫外线波长比
红外线短，故C正确；
D．可见光和无线电波在真空中的传播速度相同，故D错误。
故选C。
10. 如图是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段， 波段的波长较长；图中
“1000”字样代表接收电磁波的波长为 m。（电磁波的传播速度与光速相同）FM 88 94 99 105 108MHz
AM 530 610 750 1000 1300 1600KHz
【答案】AM，300。
【详解】无线电广播的电台是通过电磁波将信号发射出去的，其信号的接收是靠收音机接收电台
传递的信号收听广播的。从图表上看，AM的单位是千赫，FM的单位是兆赫。由于电磁波的传播速度
是不变的，由公式c＝λf知道，波速一定时，波长与频率成反比，即频率越小则波长会越大。
图中1000指1000kHz＝1×106Hz
则波长
c 3×108m/s
λ= = =300m
f 1×106Hz
11. 红移现象指物体的电磁辐射由于某种原因发生变化的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线
朝红光端移动了一段距离。图是电磁波家族的一部分，已知电磁波的波长越长，频率越低。由此可以
推断，当电磁波发生红移时（ ）
A．波长变长 B．频率变高
C．在真空中的波速变小 D．在真空中的波速为340m/s
【答案】A
【详解】由题可知：科学家们发现了红移现象，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，根据多
普勒效应的理论可知，波的频率减小，光波的波长增大，但是波速不变，约为3×108m/s，故A符合题
意，BCD不符合题意。
故选A。
12．如图，紫外线按照波段划分有UV-A、UV-B、UV-C、UV-D四类。以下说法正确的是
（ ）A．UV-A紫外线的传播速度为340m/s
B．UV-C紫外线无法在真空中传播
C．UV-B紫外线的频率大于UV-D紫外线
D．在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来灭菌
【答案】D
【详解】A．UV-A紫外线的传播速度等于光速，大约是3×108m/s，故A错误；
B．UV-C紫外线属于不可见光，能在真空中传播，故B错误；
C．由公式c=λf可得，电磁波的波速一定，电磁波的波长和频率成反比，UV-B紫外线的波长大于
UV-D紫外线的波长，则UV-B紫外线的频率小于UV-D紫外线的频率，故C错误；
D．紫外线有杀菌作用，在医院的手术室、病房里常用紫外线灯来杀菌，故D正确。
故选D。
13. 5G通信技术是指第五代移动通信系统，我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络
比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度，它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。
关于5G与4G，下列说法错误的是（ ）
A．5G和4G都是利用电磁波进行无线通信的
B．5G比4G传播电磁波的速度更快
C．5G比4G处理数据的速度更快
D．5G和4G信号的频率不同
【答案】B
【详解】A．5G和4G都是属于电磁波进行无线通信，故A正确，不符合题意；
B．5G和4G在真空中传播的速度都是3×108m/s，故B错误，符合题意；
C．5G网络最大的优势在于提供的移动宽带服务速率更快，延时更低（可以做到1毫秒），传输
更大容量数据时稳定性更好，且网络更安全，故C正确，不符合题意；
D．5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高，故D正确，不符合题意。
故选B。
14. 图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1 MHz=106赫兹），若受到频率相同或
相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz ~300000 MHz，可以穿过玻
璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。
（1）该微波炉正常工作0.1小时，耗电 度；
（2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ；
（3）若要加热牛奶到60℃左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热；
A．耐高温的玻璃杯
B．耐高温的不锈钢杯
C．耐热温度 50℃ 的一次性纸杯
【答案】（1）0.08；（2）见解析；（3）A.
W
【详解】（1）由图（b）知道，该微波炉的额定功率是800W，由P= 知道，该微波炉正常工作
t
0.1小时，消耗电能
W=Pt=0.8kW×0.1h=0.08kW⋅h=0.08度
（2）根据题意知道，微波炉加热食物的原理是：食物中含有水分子，微波炉的微波频率与水分子
固有频率相同，水分子受到频率相同微波激发，水分子热运动加剧，内能增加，温度升高。
（3）根据题意知道“微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射”，
所以，要加热牛奶时，需要把牛奶倒入耐高温的玻璃杯中，再放入微波炉加热，故A符合题意。
故选A。
15．电磁波是一个大家族，图1是它们的家族谱以及对应的各种电磁波的主要应用。图2反映部分
电磁波的穿透性能。
（1）红外线的波长比紫外线的波长 （填“长”或“短”）；
（2）无线电波和可见光的频率用f表示，由图可知f f ；它们在真空中的传播速度
无线电波 可见光
v v （两空均填“>”、“<”或“=”）；
无线电波 可见光
（3）“铱-192”发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤，结合图
2所示推知：“铱-192”发出的最有可能用于金属内部探伤的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”中的一项）。
A．可见光 B．α射线 C．β射线 D．γ
射线
【答案】（1）长；（2）＜， =；（3）D.
【详解】（1）由图1可知，紫外线频率高于红外线的频率，由电磁波的波速、波长、频率之间的
关系可知，电磁波的频率越高，波长越短，故红外线的波长长。
（2）由图1可知，无线电波频率小于可见光的频率；可见光和无线电波都属于电磁波，电磁波在
真空中的传播速度为3×108m/s， 所以两者的传播速度相等。
（3）由图乙可知，γ射线的穿透能量最强，故发出的用于金属内部探伤的物质最有可能的是γ射
线，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
16．（2023·江苏徐州·统考中考真题）消防员戴的5G智能头盔可以把火灾现场的信息及时传回指
挥中心，头盔传递信息是通过（ ）
A．超声波 B．次声波 C．红外线 D．电磁波
【答案】D【详解】5G信号的智能头盔是通过电磁波传递信息的，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
17．（2023·福建·统考中考真题）古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传
递信息是利用（ ）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．空气
【答案】C
【详解】我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用的
电磁波，且真空不能传声，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
18．（2023·广东广州·统考中考真题）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波
长在430m~662nm之间的光。真空中，波长650nm的光（ ）
A．是紫光 B．不是电磁波
C．波长比蓝光的长 D．比波长500nm的光传播速度大
【答案】C
【详解】A．由图可知波长650nm的光是红光，故A不符合题意；
B．红光也属于电磁波，故B不符合题意；
C．该光的波长是650nm，蓝光的波长是430-450nm，故该光的波长比蓝光的波长长，故C符合题
意；
D．该光和波长为500nm的光都是电磁波，在真空中的传播速度一样，故D不符合题意。
故选C。
19. （2022·内蒙古赤峰·统考中考真题）阅读短文，回答问题：
如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波向前传播中，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。在某确定位置，1s 内有多
少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。
水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。跟水波类似，电磁波也有自己
的频率、波长和波速。
电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波
用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相，γ射线用于医疗。
无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高
山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地
绕过障碍物沿着地面传播。
（1）电视机遥控器利用 实现对电视机的控制（填电磁波家族成员名称）；
（2）如图丙所示的波，波长为 cm；
（3）波长为1m的无线电波 （选填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向远方传播。
【答案】（1）红外线；（2）3；（3）不能.
【详解】（1）由材料可知，红外线用于遥控、热成像等，所以电视机遥控器利用红外线实现对电
视的控制，红外线也是电磁波的一种。
（2）由材料可知，邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长，所以图丙所示的波的波长为
3cm。
（3）由材料可知，只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物
沿着地面传播，而地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播，这些障碍物的高度远
远大于1m，所以波长为1m的无线电波不能很好地沿地球表面传播。
20．（2022·广东·统考中考真题）题22图甲为部分电磁波的频率分布示意图。
（1）由图可知，紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为
m/s。
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）。
A．遥控器控制电视 B．体检时拍X光片
C．医院杀菌消毒灯 D．“测温枪”测量体温
（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。
步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置
在 （选填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；
步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；
步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；
步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱
发光。
由此可推断，该防晒霜 （选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。
【答案】（1）是，3.0×108；（2）C；（3）Ⅱ，不能。
【详解】（1）因为光是电磁波的一种，而紫外线又属于看不见的光，所以紫外线属于电磁波。
光在真空中的传播速度是3×108m/s，所以紫外线在真空中的传播速度约为3×108m/s。
（2）A．遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的，故A不符合题意；
B．拍X光片利用的是X射线，不属于紫外线，故B不符合题意；
C．医院杀菌消毒灯，利用的是紫外线具有杀菌作用，故C符合题意；
D．测温枪的工作原理是利用红外线的热效应，故D不符合题意。
故选C。
（3）由题意可知，小明要检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，因为光沿直线传播，所以应该把玻
璃板放在紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板之间，观察荧光物质的发光情况；然后在玻璃板上均匀涂
满防晒霜，观察荧光物质的发光情况，通过对比，得出某防晒霜对紫外线是否有阻挡作用。
由题意可知，在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光，说明仍有
部分紫外线照射在荧光物质上，所以该防晒霜不能阻挡全部紫外线。
