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第一节 初识电磁波
课前预习
提升素养能力 无线上网是当今使用最广泛的一种无线网络传输技术，结合该技术谈谈你对智能家居的认识。
课前预习
提升素养能力 无线上网是当今使用最广泛的一种无线网络传输技术，结合该技术谈谈你对智能家居的认识。
答案
解：
电磁波的种类对应空缺依次填写：可见光；无线电波
电磁波的特征对应空缺依次填写：波速；波长；频率
对智能家居的认识：智能家居利用电磁波能够传递信息的特点，依托无线网络技术将家中的智能家电、安防设备、照明系统等各类家居终端互联，用户可以通过手机等移动终端远程操控家居设备，例如提前开启家中空调、远程查看家居监控、自动联动调节室内照明等，打破了传统家居操控的空间限制，大幅提升了家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
电磁波的种类对应空缺依次填写：可见光；无线电波
电磁波的特征对应空缺依次填写：波速；波长；频率
对智能家居的认识：智能家居利用电磁波能够传递信息的特点，依托无线网络技术将家中的智能家电、安防设备、照明系统等各类家居终端互联，用户可以通过手机等移动终端远程操控家居设备，例如提前开启家中空调、远程查看家居监控、自动联动调节室内照明等，打破了传统家居操控的空间限制，大幅提升了家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
解析
【分析】
本题分为三部分：一是电磁波种类的填空，需回忆常见的电磁波类型；二是电磁波特征的填空，要掌握电磁波的核心特征（波速、波长、频率）；三是结合无线上网技术谈智能家居的认识，需联系电磁波传递信息的特点，结合实际应用分析。
【解析】
1. 电磁波种类：常见的电磁波包含γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等，因此对应空缺依次填可见光、无线电波；
2. 电磁波特征：电磁波传播的快慢用波速描述；相邻两个波峰（或波谷）间的距离是波长；频率是波周期性变化的次数与时间之比，对应空缺依次填波速、波长、频率；
3. 智能家居的认识：无线上网利用电磁波传递信息，智能家居依托无线网络，通过电磁波实现各类家居设备的互联，用户可通过移动终端远程操控家居设备，如远程开启空调、查看家居监控等，打破传统操控的空间限制，提升家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
【答案】
电磁波种类空缺依次为可见光、无线电波；电磁波特征空缺依次为波速、波长、频率；对智能家居的认识：智能家居利用电磁波传递信息的特点，依托无线网络技术将各类家居终端互联，用户可通过移动终端远程操控家居设备，如远程开启空调、查看家居监控等，打破空间限制，提升家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
【知识点】
电磁波的种类、电磁波的特征、电磁波的应用
【点评】
本题考查电磁波的基础知识及实际应用，既需要学生牢记电磁波的种类和特征，又要求能结合生活实例分析电磁波的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题分为三部分：一是电磁波种类的填空，需回忆常见的电磁波类型；二是电磁波特征的填空，要掌握电磁波的核心特征（波速、波长、频率）；三是结合无线上网技术谈智能家居的认识，需联系电磁波传递信息的特点，结合实际应用分析。
【解析】
1. 电磁波种类：常见的电磁波包含γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等，因此对应空缺依次填可见光、无线电波；
2. 电磁波特征：电磁波传播的快慢用波速描述；相邻两个波峰（或波谷）间的距离是波长；频率是波周期性变化的次数与时间之比，对应空缺依次填波速、波长、频率；
3. 智能家居的认识：无线上网利用电磁波传递信息，智能家居依托无线网络，通过电磁波实现各类家居设备的互联，用户可通过移动终端远程操控家居设备，如远程开启空调、查看家居监控等，打破传统操控的空间限制，提升家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
【答案】
电磁波种类空缺依次为可见光、无线电波；电磁波特征空缺依次为波速、波长、频率；对智能家居的认识：智能家居利用电磁波传递信息的特点，依托无线网络技术将各类家居终端互联，用户可通过移动终端远程操控家居设备，如远程开启空调、查看家居监控等，打破空间限制，提升家居使用的便利性与舒适度，是电磁波服务日常生活的典型应用。
【知识点】
电磁波的种类、电磁波的特征、电磁波的应用
【点评】
本题考查电磁波的基础知识及实际应用，既需要学生牢记电磁波的种类和特征，又要求能结合生活实例分析电磁波的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
例 图20-1是某电磁波的振动图像,根据图像可知:
(1) 周期是
(2) 由波速公式$c=λ\nu$可知,该电磁波的波长为
解题分析 (1) 一个周期性变化的时间为周期,周期与频率互为倒数;(2) 由波速$c=λ\nu$计算波长。
解 (1) 根据图中从$O$到$D$是一个周期性变化,因而周期为$0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}$;
则$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}}=1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}$。
(2) 由波速公式$c=λ\nu$知,波长$λ=\frac{c}{\nu}=\frac{3×10^{8}\ \mathrm{m/s}}{1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}}=240\ \mathrm{m}$。
答案 (1) $0.8×10^{-6}$ $1.25×10^{6}$ (2) $240$
关键提示 认识电磁波,掌握波速、波长、频率三者之间的关系。
(1) 周期是
$0.8×10^{-6}$
s,频率是$1.25×10^{6}$
Hz。(2) 由波速公式$c=λ\nu$可知,该电磁波的波长为
240
m。解题分析 (1) 一个周期性变化的时间为周期,周期与频率互为倒数;(2) 由波速$c=λ\nu$计算波长。
解 (1) 根据图中从$O$到$D$是一个周期性变化,因而周期为$0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}$;
则$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}}=1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}$。
(2) 由波速公式$c=λ\nu$知,波长$λ=\frac{c}{\nu}=\frac{3×10^{8}\ \mathrm{m/s}}{1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}}=240\ \mathrm{m}$。
答案 (1) $0.8×10^{-6}$ $1.25×10^{6}$ (2) $240$
关键提示 认识电磁波,掌握波速、波长、频率三者之间的关系。
答案
1. 0.8×10^{-6} 1.25×10^{6}
2. 240
解题分析 (1) 一个周期性变化的时间为周期,周期与频率互为倒数;(2) 由波速$c=λ\nu$计算波长。
解 (1) 根据图中从$O$到$D$是一个周期性变化,因而周期为$0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}$;
则$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}}=1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}$。
(2) 由波速公式$c=λ\nu$知,波长$λ=\frac{c}{\nu}=\frac{3×10^{8}\ \mathrm{m/s}}{1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}}=240\ \mathrm{m}$。
关键提示 认识电磁波,掌握波速、波长、频率三者之间的关系。
2. 240
解题分析 (1) 一个周期性变化的时间为周期,周期与频率互为倒数;(2) 由波速$c=λ\nu$计算波长。
解 (1) 根据图中从$O$到$D$是一个周期性变化,因而周期为$0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}$;
则$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ \mathrm{s}}=1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}$。
(2) 由波速公式$c=λ\nu$知,波长$λ=\frac{c}{\nu}=\frac{3×10^{8}\ \mathrm{m/s}}{1.25×10^{6}\ \mathrm{Hz}}=240\ \mathrm{m}$。
关键提示 认识电磁波,掌握波速、波长、频率三者之间的关系。
解析
【分析】
要解决本题，需先从振动图像中确定周期，再利用周期与频率的关系计算频率，最后结合电磁波波速公式计算波长。首先，振动图像中相邻两个同相位点（如O和D，均为平衡位置且运动方向相同）的时间间隔为周期；周期与频率互为倒数；电磁波在真空中的波速为光速，利用波速公式$c=λ\nu$变形可求波长。
【解析】
(1) 观察振动图像，O点（$t=0$）和D点（$t=0.8\ μ s$）为相邻的同相位点，因此周期$T=0.8\ μ s=0.8×10^{-6}\ s$。根据频率与周期的关系$\nu=\frac{1}{T}$，代入得：
$\nu=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ s}=1.25×10^6\ Hz$。
(2) 电磁波在真空中的波速$c=3×10^8\ m/s$，由波速公式$c=λ\nu$变形得$λ=\frac{c}{\nu}$，代入数值：
$λ=\frac{3×10^8\ m/s}{1.25×10^6\ Hz}=240\ m$。
【答案】
(1) $0.8×10^{-6}$；$1.25×10^6$ (2) $240$
【知识点】
振动图像、波速波长频率关系、电磁波
【点评】
本题考查振动图像的周期判断及电磁波基本公式的应用，属于基础题型，只要掌握周期的定义和相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需先从振动图像中确定周期，再利用周期与频率的关系计算频率，最后结合电磁波波速公式计算波长。首先，振动图像中相邻两个同相位点（如O和D，均为平衡位置且运动方向相同）的时间间隔为周期；周期与频率互为倒数；电磁波在真空中的波速为光速，利用波速公式$c=λ\nu$变形可求波长。
【解析】
(1) 观察振动图像，O点（$t=0$）和D点（$t=0.8\ μ s$）为相邻的同相位点，因此周期$T=0.8\ μ s=0.8×10^{-6}\ s$。根据频率与周期的关系$\nu=\frac{1}{T}$，代入得：
$\nu=\frac{1}{0.8×10^{-6}\ s}=1.25×10^6\ Hz$。
(2) 电磁波在真空中的波速$c=3×10^8\ m/s$，由波速公式$c=λ\nu$变形得$λ=\frac{c}{\nu}$，代入数值：
$λ=\frac{3×10^8\ m/s}{1.25×10^6\ Hz}=240\ m$。
【答案】
(1) $0.8×10^{-6}$；$1.25×10^6$ (2) $240$
【知识点】
振动图像、波速波长频率关系、电磁波
【点评】
本题考查振动图像的周期判断及电磁波基本公式的应用，属于基础题型，只要掌握周期的定义和相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.3
