4.4电磁波谱 课时练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
4.4电磁波谱 课时练习（解析版）
1．北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴，当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光，美国北部一些电网出现了电流急冲现象，太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层，臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中（　　）
A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光
C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线
2．如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是 （ ）
A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B．机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波一定是横波
C．机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象
D．当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率都不变，波长和波速都变小
3．高原上的人皮肤黝黑的原因是 （　　）
A．与高原上人的生活习惯有关
B．与高原上的风力过大有关
C．与高原上紫外线辐射过强有关
D．由遗传基因本身决定的
4．美国罗切斯大学的科学家说，他们利用量子力学与激光技术制造的一种“简单”计算机比目前用的电脑运算速度快10亿倍．该大学的研究人员指出，新型计算机是基于光的干涉原理，运算处理用的是光子而不是电子．那么就现代生产技术而言，下列哪些技术也利用了光的干涉原理（　　）
A．光导纤维通信技术
B．立体电影拍摄技术
C．检测工件表面平整度
D．对金属元件进行探伤
5．下列说法正确的是（　　）
A．把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制
B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
C．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
D．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时减小振荡频率
6．下列选项正确的是（　　）
A．电磁炉的工作原理是利用了电磁感应现象
B．液晶显示、3D电影、光学镜头上的增透膜都是光的偏振现象的应用
C．在LC振荡电路中，将铁芯插入电感线圈，向外辐射电磁波的本领会增强
D．一定波段的红外线能促进人体对钙的吸收和维生素D的合成，提高人体免疫力
7．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．无线电波广泛应用于通信和广播
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射
C．适量的紫外线照射，对人体健康有益
D．因为射线穿透能力不强，可用来检查金属内部伤痕
8．在真空中波长最短的可见光为（ ）
A．红光 B．黄光 C．紫光 D．绿光
9．下列现象能说明电磁波具有能量的是
①电磁波能在真空中传播
②微波炉能利用电磁波加热食物
③太阳能热水器能将太阳能转化为内能
④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
10．以下说法中正确的是( )
A．加热食物时可通过微波炉的玻璃窗仔细观察食物的生熟
B．使用微波炉时不能使用金属容器盛放食物放入炉内加热
C．电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波
D．由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器．
11．二维运动传感器设计原理如图所示，计算机可以记录各个时刻运动物体A的位置坐标。计算机可以根据位置坐标，描绘出做平抛运动物体的轨迹，也可以分别绘出物体A的水平分速度大小和竖直分速度，随时间变化的图像。关于传感器设计原理下列叙述正确的是（　　）
A．B1、和B2一个负责发射超声波脉冲，一个负责接收超声波脉冲
B．B1和B2都是接收器，一个接收超声波脉冲，一个接收红外脉冲
C．物体A在做平抛运动过程能够在竖直面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，B1、和B2都是接收器，各自测出收到的超声波脉冲和红外脉冲的时间差，由此算出它们各自与物体A的距离
D．B1和B2都是发射器，二者同时发射超声波脉冲和红外脉冲，A是接收器，A根据接收到的超声波脉冲和红外脉冲的时间差来计算出物体A的位置
12．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波可能是纵波，也可能是横波
B．在日常生活中所说的热辐射就是指红外线辐射
C．均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
D．紫外线的主要作用是穿透作用和荧光作用
13．下列对红外线的叙述正确的是（　　）
A．红外线具有很强的热效应和荧光效应
B．红外烤箱中的红光就是红外线
C．红外线容易穿透云雾
D．红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
14．新冠肺炎疫情期间，红外线探测人体体温得到了更加广泛的应用，如火车站启用红外线热成像测量体温，旅客从探头前走过即可立即测温，如体温超过37.4度，仪器就会发出警报。可见物理常识在生活中无处不在，以下物理学知识的相关叙述中，正确的是（　　）
A．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
B．探测仪发出的红外线波长大于医院CT中使用的X射线波长
C．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性
15．电磁波和声波比较，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波的速度变小，声波的速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大
D．由空气进入水中时，电磁波的频率变小，声波的频率变大
16．某雷达工作时，发射电磁波的波长为λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数为n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，求电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？
17．科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样，它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染，频率超过的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定，人体所受的电磁辐射强度（即单位时间内垂直通过单位面积的电磁波的能量）不得超过某一规定值。已知某无线通信设备发射电磁波的功率为P，设该通信设备向四面八方均匀地发射电磁波，且电磁波在传播过程中无能量损失。由数学知识可知，球面的面积（式中r为球半径），球半径与球面总是垂直的。根据上述资料，可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为多少时，人体所受的电磁辐射强度才不会超过规定值？
参考答案
1．C
【详解】
臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用。作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己。
故选C。
2．D
【详解】
试题分析：机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．故A正确．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．故B正确．干涉和衍射现象是所有的波都具有的特性．故C正确；当机械波和电磁波从空气中进入水中时，机械波速度变大，电磁波速度变小，频率不变，根据v=λf，电磁波的波长变小，机械波的波长变大，故D错误．本题选择错误的，故选D．
考点：机械波；电磁波
【名师点睛】将机械波和电磁波进行类比，抓住共同点：波速公式v=λf适用于一切波；波都能产生干涉和衍射现象．不同点：机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播；机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．
3．C
【详解】
高原上的紫外线辐射比平原高很多,而紫外线对皮肤有生理作用,可使皮肤变黑且粗糙，故C正确，BCD错误。
故选C。
4．C
【详解】
A.光纤通信是利用了光的全反射原理，A错误；
B.立体电影是利用了光的偏振原理，B错误；
C.干涉法检查平面的平整度应用了薄膜干涉原理，C正确；
D.对金属元件进行探伤使用射线的穿透性，D错误；
5．A
【详解】
A．把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制，A正确；
B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围不产生电场，B错误；
C．过强的紫外线照射不利于人的皮肤健康，C错误；
D．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A. 电磁炉工作原理是电磁感应现象中的涡流现象，故A正确。
B. 液晶显示、3D电影是光的偏振现象的应用、光学镜头上的增透膜是光的干涉的应用，故B错误；
C. 在LC振荡电路中，将铁芯插入电感线圈，自感系数L变大，根据
可知振荡频率减小，则向外辐射电磁波的本领会减小，故C错误；
D. 一定波段的紫外线能促进人体对钙的吸收和维生素D的合成，提高人体免疫力，故D错误。
故选A。
7．D
【分析】
【详解】
A.无线电波广泛应用于通信和广播，故A正确；
B.红外线探测器能探测出物体的红外辐射，故选项B正确；
C.适当的紫外线能促使人体合成维生素D促进钙的吸收，故C正确；
D. 因为 射线穿透能力强，可以用来检查金属内部伤痕，故选项D错误．故选D
8．C
【详解】
可见中波长从大到小依次为：红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、紫光，所以在真空中波长最短的可见光为紫光，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．C
【详解】
①电磁波能在真空中传播，则说明自身也是一种物质，不能体现能量，故①错误；
②微波炉能利用电磁波加热食物，则说明电磁波具有能量，，故②正确；
③太阳能热水器能将太阳能转化为内能，从而体现电磁波具有能量，故③正确；
④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直，但不能体现能量，故④错误；
故选C。
10．B
【解析】
由于微波炉在开关时辐射很大，所以其视屏窗有金属屏蔽层，不能是玻璃，A错误；微波炉中不能使用金属容器，如果使用金属容器，微波的不能穿透金属容器，能量不能被食品吸收，会越积越多，损害微波炉，B正确；电子设备不使用，不会有变化电磁场，也不会产生电磁波，C错误；电磁辐射会影响人的健康，但人们使用微波炉、电磁炉等家用电器，有屏蔽结构，有很少量的漏出，D错误．
11．C
【详解】
物体A在做平抛运动过程能够在竖直面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，B1、和B2都是超声-红外接收器，并与计算机相连，B盒收到红外线脉冲开始计时，收到超声波脉冲停止计时，各自测出收到的超声波脉冲和红外脉冲的时间差，由此算出它们各自与物体A的距离。
故选C。
12．B
【详解】
A、根据光的偏振规律可证明所有的电磁波包括光波都是横波，故A错误．
B、红外线有很强的热效应，因此在日常生活中所说的热辐射就是指红外线辐射，B正确．
C、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场在周围空间产生的是恒定的磁场，C错误．
D、紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用，D错误．
故选B．
【点睛】
本题考查了麦克斯韦的电磁波理论以及电磁波谱，只要熟读概念就能顺利解答；注意明确周期性变化的电（磁）场才能形成电磁波，变化的磁场可以产生电场；均匀变化的电场产生恒定的磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场．
13．CD
【详解】
A．红外线具有很强的热效应，而荧光效应是紫外线的重要特性，故A错误；
B．红外线不能被人类眼睛直接看见，故B错误；
C．红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾，故C正确；
D．红外线的频率比可见光的频率更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，故D正确。
故选CD。
14．BD
【详解】
A．红外线的显著作用是热效应，任何温度的物体均可以辐射红外线；故A错误；
B．探测仪发出的红外线波长大于医院CT中使用的X射线波长，选项B正确；
C．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，选项C错误；
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，是光的衍射现象，说明光具有波动性，选项D正确。
故选BD。
15．ABC
【详解】
AB．电磁波本身是物质的，传播不需要介质，而声波的传播必须借助介质，声波的波速由介质决定，从空气进入水中时，电磁波的传播速度变小，声波的速度变大，AB正确；
C．由空气进入水中，电磁波的速度变小，声波的速度变大，由公式
可知，电磁波的波长变小，声波的波长变大，C正确。
D．不论是电磁波还是声波，传播过程中频率是不变的，D错误。
故选ABC。
16．1.5×109 Hz；30 km
【详解】
由c＝λf，可得电磁波的振荡频率
f＝＝ Hz＝1.5×109 Hz
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为x，则
2x＝cΔt
而
Δt＝－t
所以
x＝≈30 km.
17．
【详解】
设人到发射电磁波处的距离为r.以发射电磁波处为球心，以r为半径作一球面。若球面上电磁波的辐射强度为，则
所以
即人离波源的距离至少为才是安全区。