4.4电磁波谱 课时提升练(解析版)
一、选择题
1.在新冠肺炎疫情防控期间,红外线体温计被广泛使用。红外线体温计采用非接触的方式感应人体的体温,安全、方便、快捷。其原理是采用红外传感器吸收人体辐射的红外线,由人体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系得出人体表面的温度。已知热力学温度与摄氏温度之间的关系为。下列说法正确的是( )
A.人体在某一温度下只辐射某一固定波长的红外线
B.体温升高,人体辐射的红外线的波长和强度都增加
C.温度升高,人体辐射强度的最大值对应的频率减小
D.某人最强辐射的波长为,其体温约为
2.电磁波与声波比较,下列说法中正确的是( )
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,电磁波速度变大,声波速度变大
C.由空气进入水中时,电磁波波长不变,声波波长变小
D.电磁波和声波在介质中的传播速度都等于光速
3.如图所示,2020年11月13日,我国万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号,实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是( )
A.无线电波、激光都是横波
B.无线电波的波长比红外线的波长短
C.在真空中电磁波的传播速度小于光速
D.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波不适用
4.下列图中,哪一种是非接触式测量温度的仪器( )
A.利用测定物体红外线作的电子体温计
B.根据液体热胀冷缩原理制作的体温计
C.根据热电偶原理制作的热电偶温度计
D.利用热敏电阻制辐射制作的“测温枪”
5.下列说法正确的是( )
A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场
B.紫外线有显著的热效应
C.一切物体都在不停地发射红外线
D.X射线的穿透本领比射线更强
6.以下关于振动和波的说法中不正确的是( )
A.简谐运动中回复力总指向平衡位置 B.太阳光是偏振光
C.电磁波是横波,它的传播不需要介质 D.家电的遥控器是利用红外线的遥感
7.在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率高低关系是( )
A.红外线的频率最高,可见光的频率最低
B.伦琴射线的频率最高,红外线的频率最低
C.可见光的频率最高,红外线的频率最低
D.伦琴射线的频率最高,可见光的频率最低
8.关于电磁波及电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.雷达是用X光来测定物体位置的设备
B.医学检查中的拍片实际上是让患者接受一定剂量的γ射线照射
C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D.变化的电场可以产生磁场
9.红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是( )
A.红外线也属于电磁波,其波长比红光短
B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线
C.红外测温枪能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关
D.红外线比可见光频率大
10.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )
A.5G信号比4G信号的波长长
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.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D.夕阳呈红色是因为红外线发生明显衍射
11.下列说法中正确的是( )
A.电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
B.照相机镜头涂有增透膜,各种颜色的可见光几乎能全部透过镜头
C.车站行李安检机采用X射线,X射线穿透能力比紫外线强
D.观看3D电影时,观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
12.下列有关电磁波的特性和应用,说法正确的是( )
A.各种频率的电磁波在真空的传播速度各不相同
B.X射线和射线都有很强的穿透本领,常用于医学上透视人体
C.在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒,是利用紫外线显著的热效应
D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线按频率从小到大排列
13.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B.电磁波的传播不需要借助任何介质
C.电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
D.均匀变化的电场一定能形成电磁波
14.如图所示,“额温枪”能远距离测量出人体体温,主要是因为接收了人体辐射的红外线。下列说法中正确的是( )
A.红外线是红色的
B.红外线是横波,通常是由LC振荡电路发射的
C.红外线的光子能量不高,但是具有的热效应显著
D.红外线能发生反射、折射、衍射和干涉等波现象
15.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.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在
C.电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播
D.可见光与微波炉中的微波一样都属于电磁波
二、解答题
16.我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手机接收的是电磁波。请你小结一下:声波和电磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在着差异?
17.如图所示,线圈的自感系数L=0.5 mH , 电容器的电容C=0.2 μF.电源电动势E=4 V , 电阻的阻值R=10 Ω , 不计线圈和电源的内阻,闭合开关S , 待电路中电流稳定后 断开S , 求
(1)LC回路的振荡频率.
(2)LC回路振荡电流的有效值.
(3)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间.
参考答案
1.D
【详解】
A.由黑体辐射强度随波长变化的关系知热辐射不是仅仅辐射一种波长的电磁波,故A错误;
B.随着体温升高,人体辐射的红外线的频率和强度都增加,而波长变短,故B错误;
C.温度升高,人体辐射强度的最大值对应的波长变小,频率增大,故C错误;
D.由
,
可得体温约为,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】
A.电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播,声波属于机械波,只能在介质中传播,A正确;
B.由
可知,由空气进入水中时,电磁波的波速变小,而声波的波速变大,B错误;
C.频率由波源决定,均不变,由
可知,由空气进入水中时,电磁波的波长变小、声波的波长均变大,C错误;
D.电磁波只有在真空中传播的速度等于光速,在介质中传播的速度小于光速,声波在介质中的传播速度远小于光速,D错误。
故选A。
3.A
【详解】
A.无线电波、激光都是横波,故A正确;
B.由于无线电波的频率比红外线的频率小,由可知,无线电波的波长比红外线的波长长,故B错误;
C.在真空中电磁波的传播速度等于光速,故C错误;
D.对于电磁波频率、波长和波速三者的关系为,故D错误。
故选A。
4.A
【详解】
A.自然界中的一切物体都会向外辐射红外线,温度越高辐射的红外线越强,利用红外测量不需要直接接触,故A正确;
BCD.图中温度计都需要直接接触才能进行准确测量,故BCD错误。
故选A。
5.C
【详解】
A.在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场,A错误;
B.红外线有显著的热效应,B错误;
C.红外线辐射即热辐射,一切物体都在不停地发射红外线, C正确;
D.X射线的穿透本领比射线弱,D错误。
故选C。
6.C
【详解】
A.简谐运动中,振动物体受到指向平衡位置的,与位移方向相反的力叫做回复力,故回复力总指向平衡位置,故A正确,不符合题意;
B.太阳发光出的光中包含所有振动方向的成分,故为自然光,不是偏振光,故B错误,符合题意;
C.电磁波是横波,能在真空中传播,它的传播不需要介质,故C正确,不符合题意;
D.家电的遥控器是利用红外线的遥感,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.B
【详解】
在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从高到低的排列顺序是:伦琴射线(X射线)、可见光、红外线,故B正确;ACD错误;
故选B。
8.D
【详解】
A.雷达是用微波测定物体的位置的设备,故A错误;
B.拍片实际上是让患者接受一定剂量的X射线照射,故B错误;
C.使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线,故C错误;
D.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场可以产生磁场,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】
A.红外线也属于电磁波,其波长比红光长,故A错误;
B.所有物体都辐射红外线,只是不同温度的物体辐射的红外线强度不同,故B错误;
C.温度越高的物体,辐射的红外线越强,传感器接收到不同强度的红外线即能测出不同人体的温度,故C正确;
D.红外线比可见光的波长长,频率较小,故D错误;
故选C。
10.B
【详解】
A.5G信号比4G信号的频率高,波长短,A错误;
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,B正确;
C.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,而波长越长,越容易发生干涉、衍射现象,因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象,C错误;
D.夕阳呈红色是因为红光发生明显衍射,D错误。
故选B。
11.C
【详解】
A.电视机遥控器的信号是用红外线的,A错误;
B.照相机镜头上的增透膜只允许特定波长的光全部透过镜头,B错误;
C.安检仪使用X射线,是因为X射线的穿透能力强,C正确;
D.观看3D电影用的偏振镜片的透振方向相互垂直,D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.各种频率的电磁波在真空中的传播速度相同,都是光速,故A错误;
B.X射线有很强的穿透本领,常用于医学上透视人体;而射线的穿透本领最强,对人体损伤最大,所以不能用于医学上透视人体,故B错误;
C.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒,是利用了紫外线的消毒作用,而红外线才有显著的热效应,故C错误;
D.根据电磁波谱,可知,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线按频率从小到大排列,故D正确。
故选D。
13.BC
【详解】
A.麦克斯韦理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验成功地证明了电磁波的存在,故A错误;
B.电磁波的传播不需要借助任何介质,故B正确;
C.电磁波按波长由长到短排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,故C正确;
D.均匀变化的电场产生恒定的磁场,一定不能形成电磁波,故D错误。
故选BC。
14.CD
【详解】
A.红外线是不可见光,它的频率低于红光,A错误;
B.红外线属于电磁波,是横波,任何物体都能发射红外线,B错误;
C.红外线的光子频率低于红光,能量不高,但是具有的热效应显著,C正确;
D.红外线属于电磁波,能发生反射、折射、衍射和干涉等波现象,D正确。
故选CD。
15.BCD
【详解】
AD.电磁波谱包括长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 射线,A错误D正确;
B.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,从理论上预言了电磁波的存在,B正确;
C.电磁波传播时不需要介质可以在真空中传播,C正确。
故选BCD。
16.相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
【详解】
相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
17.(1)1.6×104Hz (2)0.28 A (3)4.7×10-5S
【详解】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz.
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流,
(3)由,得T=6.25×10-5s.当S断开时,电容器上的带电量为零,然后电容器开始充电,且下极板带正电,
故当电容器上极板带正电荷量最大,经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式,理解充电与放电过程,电量,电场强度,电压,电流的大小如何变化.