【文档说明】4.4电磁波谱-2022-2023学年高二物理备课必备讲义（人教2019选择性必修第二册 ）（解析版）.docx，共(11)页，2.839 MB，由envi的店铺上传

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第四章电磁振荡与电磁波第4节电磁波谱【核心素养目标】物理观念知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序科学思维了解不同波长电磁波的特征及主要用途．科学探究知道无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特点及作用。科学态度与责任通过电磁波谱知识应用的实例，感受物理中科学技术与社

会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。知识点一电磁波谱【知识梳理】1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不

同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．【重难诠释】1．电磁波谱及介绍无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱．如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的．2．各种电磁波的共性(1)在本质上

都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.(3)传播都不需要介质．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．【典

例精析】例1．各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是()A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从低到高的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光

、紫外线、X射线、γ射线，所以选项A正确．知识点二电磁波的特性及应用【情境导入】电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．【答案】无线

电波：收音机；红外线：红外线理疗仪；可见光：人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：紫外线消毒灯；X射线：X光透视机；γ射线：γ射线探伤．【知识梳理】1．无线电波：把波长大于1mm(频率低于300GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．雷达

是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波．2．红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，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．(3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外

体温计．3．可见光可见光的波长在400～760nm之间．4．紫外线(1)波长范围在5～370nm之间，不能引起人的视觉．(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．5．X射线和γ射线(1)X射

线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．【重难诠释

】不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率由左向右，频率变化为由低到高真空中的波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信、广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、

红外制导照明、照相等杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视探测、治疗【典例精析】例2．(多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz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0.3m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【答案】ACD【解

析】由公式v＝λf可得，λmin＝vfmax＝3×1081000×106m＝0.3m，λmax＝vfmin＝3×108200×106m＝1.5m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反

射性能越强，D正确．针对训练一、单选题1．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为()924~24810Hz．．，可见光的波段为()14397510Hz．．，下列说法正确的是（）A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐B．蓝牙通信的电磁波波长比可

见光的波长短C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小【答案】A【解析】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A正确；BD

．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由cf=可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD错误；C．由εhν=可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C错误。故选A。2．在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，关

于红外线下列说法正确的是（）A．红外线属于电磁波，其波长小于可见光的波长B．利用红外遥感技术可以勘测地热、寻找水源、预报风暴和寒潮C．当人的体温超过37.3℃时才辐射红外线D．红外线是人眼看不到的光，不会对人眼产生伤

害【答案】B【解析】A．红外线属于电磁波，其波长大于可见关的波长，故A错误；B．红外线具有显著的热效应，一切物体都在不停的辐射红外线，因此利用红外线遥感技术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，故B正确；C．物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，

辐射红外线的能力越强，所以人体在任何时候都会辐射红外线，故C错误；D．红外线是人眼看不到的光，但是对人眼也会产生伤害，故D错误。故选B。3．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（）A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞B．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用C．红外遥感是利用了红外线波长较长的特

点D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强【答案】C【解析】A.在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官，A错误；B钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用

，可以使荧光物质发光，B错误；C.红外线波长较长，能够发生明显衍射，红外遥感是利用了红外线波长较长的特点，C正确；D.一切物质都在辐射红外线，辐射本领和物体温度有关，D错误。故选C。4．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均

匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波【答案】D【解析】A．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。故A错误；B．均匀变化的电场产

生恒定的磁场。故B错误；C．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒。故C错误；D．在电磁波谱中，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。故D正确。故选D。5．下列说法中正确的是（）A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低B

．相同频率的机械波和电磁波叠加时也能发生干涉现象C．雷电时发出的声光从空气传入水中波长均减小D．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线【答案】A【解析】A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低，

A正确；B．相同频率的机械波和电磁波叠加时不能发生干涉现象，因为不是相干波，B错误；C．雷电时发出的声光从空气传入水中，声音属于机械波，声波长变长，速度变大，光波长变短，速度变小，C错误；D．由于波长越长，越容易发生明显衍射，电磁波中最容易表现

衍射现象的是无线电波，而对于干涉，即要频率相同，才能发生，D错误。故选A。6．下列有关说法正确的是（）A．电磁炉使用时应接直流电源B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做解调C．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无

线电波，进行天体物理研究【答案】D【解析】A．电磁炉只能在交变电流下才能正常工作，如果给电磁炉使用直流电源，电磁炉不可以正常工作，故A项错误；B．在无线电技术中，使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐，而不是解调，故B项错误；C．X射线都有很高的穿透本领，常用

于医学上透视人体；对人体有辐射，不能用来消毒，故C项错误；D．射电望远镜接收天体辐射的无限电波来工作。所以，天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究，故D项正确。故选D。7．医疗检查使用的CT扫描仪利用的是（）A．红外线B．紫外线C．X射线D．γ射线【答案】C【解析】医疗检

查使用的CT扫描仪利用的是X射线。故选C。8．在以下的电磁波中，波长由长到短排列正确的是（）A．短波、红外线、紫外线、微波B．短波、紫外线、红外线、微波C．短波、微波、红外线、紫外线D．微波、短波、红外线、紫外线【答案】C【解析】按照波长从大到小的顺序依次是

无线电波（长、中、短、微）、红外线、可见光、紫外线、x射线和射线，故C正确，ABD错误。故选C。二、多选题9．下列说法中正确的是（）A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，

往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的D．在同一种介质中，波长越短的光传播速度越小【答案】BD【解析】A．用X光扫描肺部，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，可用于医用透视，而γ射线才是电磁波中穿透能力最强的，故A错误

；B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱玻璃的反射光而使景象清晰，故B正确；C．泊松亮斑是光通过不透光的圆盘发生衍射时形成的，故C错误；D．在同一种介质中，光的波长越短，频率越高，光的折射率越大，根据cv

n=可得波速越小，故D正确。故选BD。10．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（）A．射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高B．可见光的波长比紫外线的短C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施D．医疗上用X射线进行胸透，是因为X射线的穿透能力比射线更强【答案】AC【解析】A．

射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，A正确；B．可见光中紫光的频率最高而波长最短，而紫外线的频率比紫光更高，波长比紫光更短，所以可见光的波长比紫外线的长，B错误；C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施，C正确；D．X射线

的穿透能力比射线弱，D错误。故选AC。11．关于电磁波的应用，下列说法正确的是（）A．微波炉不是利用电磁波来工作的B．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的【答案

】BCD【解析】AB．微波属于电磁波，微波炉利用微波加热食物，故A错误，B正确；C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确；D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确。故选BCD。12

．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是（）A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性的特性C．伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性【答案】BCD【解析

】A．红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；B．X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；C．γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞治疗癌症，故C正确

；D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。故选BCD。13．下列关于电磁波说法正确的是（）A．红外线与紫外线都不属于电磁波B．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播C．赫兹从理论上预言了电磁波的存在D．可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波【答案】BD【解析】

A．红外线与紫外线都属于电磁波，故A错误；B．电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播，在真空中的传播速度为8310m/sc=，故B正确；C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；D．可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波，

故D正确。故选BD。14．关于对电磁波的理解及其应用，下列说法正确的是（）A．可见光不属于电磁波B．紫外线可以用于消毒C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的D．夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的【答案】BCD【解析】A．可见光属于电磁波，故A错误；B．紫外线可以用

于消毒，故B正确；C．雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确；D．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确。故选BCD。15．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（F

AST），它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。截止到去年11月，它已经发现的脉冲星超过240颗，我国也因此成为世上发现脉冲星数量最多的国家。下列关于电磁波的说法正确的是（）A．频率越高的电磁波，波长越短B．电磁波在任何介质中传播速度均为3×108m/sC．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实

了奥斯特的电磁理论D．变化的电场可能激发出变化的磁场，空间将可能产生电磁波【答案】AD【解析】A．根据公式cf=可知，频率越高的电磁波，波长越短，故A正确；B．电磁波在不同介质中的传播速度不一样，电磁波在真空中传播速度为3×108m/s，故B错误；C．赫兹通过

实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，故C错误；D．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，故D正确。故选AD。16．下列有关电磁波的发射、传播和接收的说法正确的是（）A．电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波这个特性工作的B．由调谐电路接收到的感应电流，是

经过调制的高频电流，是我们需要的声音或图像信号C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，有不同的用途，发射、接收所用的设备可以相同D．某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其

他中波电台。为了收到这个电台，他可以减少线圈的匝数来实现【答案】AD【解析】A．电磁波遇到障碍物会发生反射，雷达利用这个原理工作，故A正确；B．由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频电流，还不是我们需要的声音或图像信号，因此还要使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制

的逆过程，叫作解调也叫检波，故B错误；C．不同波段的无线电波的传播特点不一样，发射、接收所用的设备和技术也不相同，因此有不同的用途，故C错误；D．根据12πfLC=，说明增加调频回路固有频率f，需要减小L，可以通过减少线圈的匝数来实现，故D正确。

故选AD。