4.4电磁波谱基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、选择题(共15题)
1.科学家发现地球大气层中的臭氧分子不断受到破坏。以下四种电磁波中,会因臭氧层受损而对人类的健康构成最大危害的是( )
A.可见光 B.紫外线 C.γ射线 D.微波
2.按频率由小到大,电磁波谱的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B.无线电波、可见光、红外线、紫外线、伦琴射线、γ射线
C.γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D.红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、伦琴射线
3.电磁波在空气中传播的速度是,某广播电台发射的电磁波频率为1161kHz,其波长最接近于
A. B. C. D.
4.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下面正确的是( )
A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领
B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
D.手机通话使用的微波,波长比可见光短
5.下列关于电磁波谱的说法正确的是( )
A.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B.利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达与目标的距离
C.验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应
D.相同条件下,电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
6.关于电磁波的应用,下列说法不正确的是( )
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短、分辨率高
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片,因为红外线衍射能力较强
7.下列所举的电磁波中,电磁波的波长最长的是( )
A.收音机接收的短波 B.医院透视用的X射线
C.微波炉使用的微波 D.人体发出的红外线
8.关于电磁波的特性和应用,下列说法不正确的是( )
A.无线电波主要用于通信、广播和电视等方面
B.人体会向外发出红外线,额温枪通过传感器接收红外线,得出感应温度数据
C.紫外线能杀死多种细菌,常用于医院和食品消毒
D.γ射线是波长最长的电磁波,它比X射线的频率还要低
9.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.无线电波没有能量,不属于物质 B.红外体温计不与人体接触也可以测量
C.红外线的波长比红光的波长短 D.无线电波的波速小于光波的波速
10.关于电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.电磁波中最容易发生衍射现象的是射线
B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可改善身体健康
C.德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波都不会产生多普勒效应
11.太阳表面的温度约为6000K,所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段;人体的温度约为310K,所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段;宇宙空间内的电磁辐射相当于温度为3K的物体发出的,这种辐射称为“3K背景辐射”。若要对“3K背景辐射”进行观测研究,则应选择的观测波段为( )
A.无线电波 B.紫外线 C.x射线 D.γ射线
12.2019年12月出现的新型冠状病毒疫情期间,口罩脱销了,消毒酒精脱销了,其实医用的额温枪也脱销了,一枪难求,因为其快速测温(1秒测温),无接触测温的特点而成了名副其实的防疫物资,其核心部件为一个传感器,外部还有几个按键,小型液晶屏,电池等构成。额温枪的核心部件是什么传感器?( )
A.光传感器
B.声音传感器
C.力传感器
D.红外温度传感器
13.电焊作业时,会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000℃时,辐射出大量频率为的电磁波,电焊工人作业时,必须佩戴专业的防护头盔,如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电磁波的波长为30nm
B.该电磁波具有显著的热效应
C.适量的该电磁波能促进人体对钙的吸收
D.防护头盔的作用仅仅只是为了防止火星溅到头上
14.电磁波由真空进入介质后,发生变化的物理量有( )
A.波长和频率 B.波速和频率 C.波长和波速 D.频率和振幅
15.近年来,我国科技飞速发展,在国防科技方面,科学家们研发的反隐身米波雷达堪称隐身战斗机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑,米波雷达发射无线电波的波长在范围内,则对该无线电波的判断正确的是( )
A.米波的频率比厘米波频率高 B.米波和机械波一样须靠介质传播
C.米波是原子核能级跃迁得到的 D.米波比红外线更容易发生衍射现象
二、填空题(共4题)
16.电磁波按其波长从小到大依次排列,其顺序为_________、____________、__________、___________、_______________由于它们的性质不同,因而也有许多不同的用途。
17.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线,同时还有X射线、射线、无线电波太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为______、可见光和______.
有一种生命探测仪可以探测生命的存在我国四川汶川特大地震发生后,为了尽快营救废墟中的伤员,救援人员就广泛应用了这种仪器,该仪器主要是接收人体发出电磁波中的______选填“可见光”、“红外线”或“紫外线”.
18.在α射线、β射线、X射线、γ射线四种射线中,穿透能力最强的是___________射线;其中不属于电磁波的是___________射线。
19.绿光、红光、紫光三种可见光波长从小到大是 ___________
三、综合题(共4题)
20.在一遥控发射机的LC振荡电路中,L = 1 × 10 - 6H,C = 4 × 10 - 10F。求它发射的电磁波的频率和波长。
21.振荡电路中电容器电容为C,振荡电流i=Imsin ωt.
求:①此电路中线圈的自感系数L;
②设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ,求电磁波在此介质中的传播速度v.
22.在如图(a)所示的LC振荡电路中,电容器C极板上的带电量随时间变化的图线如图(b)所示。
(1)在至内,电容器处于充电过程还是放电过程?
(2)该振荡电路激发的电磁波的波长是多少?
23.某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103 MHz,屏幕上尖形波显示,从发射到接收经历时间Δt=0.4 ms,求被监视的目标到雷达的距离和该雷达发出电磁波的波长.
参考答案
1.B
【详解】
由于太阳光中存有大量紫外线,而过多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,故因臭氧层受损而对人类构成最大伤害的是紫外线。
A.描述与分析不符,故A错误.
B.描述与分析相符,故B正确.
C.描述与分析不符,故C错误.
D.描述与分析相符,故D错误.
2.A
【详解】
波长越长、频率越小,按照波长逐渐变小,即频率逐渐变大的顺序,电磁波谱可大致分为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.B
【详解】
根据得:,所以收音机接收这个电台时调谐的频率应工作在的频率,故选B.
4.A
【详解】
A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领,故A正确;
B.遥控器采用的是红外线不是紫外线,故B错误;
C.微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近,从而使水振动而发热的,故C错误;
D.手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】
A.热效应最强的是红外线,故A错误;
B.电磁波测距就是利用发射脉冲和接受脉冲的时间间隔来确定的,故B正确;
C.验钞机是利用了紫外线的荧光作用,故C错误;
D.电磁波谱中比X射线波长短的还有射线,故D错误。
故选B。
6.A
【详解】
医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,A不正确;射线具有较强的穿透性;故工业上利用射线检查金属内部有无沙眼,B正确;刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,衍射条纹间距小,分辨率高,C正确;红外线的波长,衍射能力较强,D正确.
7.A
【详解】
根据电磁波谱可知,电磁波按照波长逐渐减小的顺序为:长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,故选A。
8.D
【详解】
A.无线电波波动性很强,广泛用于通信、广播、电视、导航等领域,故A正确;
B.不同温度下红外线辐射强弱不同,额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同,故B正确;
C.紫外线能杀菌消毒,常用于医院和食品消毒,故C正确;
D.γ射线是波长最短的电磁波,它比X射线的频率还要高,故D错误。
本题选错误的,故选D。
9.B
【详解】
A.无线电波有能量,属于特殊物质,A错误;
B.人体会发出红外线,红外体温计不与人体接触也可以测量,B正确;
C.红外线的频率比红光频率低,频率与波长成反比,红外线的波长比红光的波长长,C错误;
D.无线电波和光波都属于电磁波,无线电波的波速等于光波的波速,D错误。
故选B。
10.C
【详解】
A.电磁波中无线电波的波长最长,则最容易发生衍射现象的是无线电波,选项A错误;
B.紫外线的频率比可见光高,适当照射可以促进钙的吸收,改善身体健,故B错误;
C.德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选项C正确;
D.电磁波也会产生多普勒效应,选项D错误。
故选C。
11.A
【详解】
因为随着温度的降低,发出电磁波的波长变长,则温度为3K时,这种辐射称为“3K背景辐射,若要对“3K背景辐射”进行观测研究,则应选择的观测波段是无线电波,A正确,BCD错误。
故选A。
12.D
【详解】
额温枪是通过测量人体放出的红外线来感知人体体温的,故其核心部件是红外温度传感器。
故选D。
13.C
【详解】
A.电磁波即为光波,则波长为
故A错误;
BCD.波长为300nm的光属于紫外线,具有化学作用如消毒杀菌,生理作用如适量的紫外线照射能促进钙的吸收,但过强会伤害眼睛和皮肤,故防护头盔的作用不仅为了防止火星溅到头上,且保护眼睛不被紫外线伤害,故BD错误,C正确;
故选C。
14.C
【详解】
频率由波本身性质决定,与介质无关,所以电磁波从真空中进入介质后,频率不变,波速减小,根据
可知波长变短,根据
可知,能量不变,振幅不变,故ABD错误,C正确。
故选C。
15.D
【详解】
A.根据
可知,波长越长,频率越低,故米波的频率比厘米频率低,A错误;
B.无线电波不需要介质传播,B错误;
C.米波是电磁振荡电路产生的,C错误;
D.米波的波长比红外线的波长大,更容易发生衍射现象,D正确。
故选D。
16.射线 X射线 紫外线 可见光 无线电波
【详解】
[1][2][3][4][5]电磁波波长越长、频率越小,比可见光频率小,比微波频率大的电磁波是红外线,波长最长的是无线电波,所以电磁波按波长从小到大排列为:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。
17.紫外线 红外线 红外线
【详解】
(1)电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波;太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内;这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为:紫外线、可见光、红外线;
(2)黑体辐射的辐射强度与波长关系与物体的温度有关,人体会发射红外线,而人体的温度与周围环境温度不同,故通过探测红外线来寻找生命;
18.γ α、β
【详解】
[1]在α、β、X、γ四种射线中,穿透能力最强的是γ射线
[2]其中不属于电磁波的为α、β 射线
19.紫光、绿光、红光
【详解】
可见光波长从大到小的顺序为红橙黄绿蓝靛紫
20.,37.68m
【详解】
LC振荡电路的固有频率和固有周期为
T = 2π,f = = 7.96 × 106Hz
根据波长的计算公式有
λ = cT = 3.0 × 108 × 12.57 × 10 - 8m = 37.68m
21.① ②
【解析】
【详解】
①由T==2π 得L= ;
②.
22.(1)正在充电;(2)1200m
【详解】
(1)由图(b)可知,电容器在至内,电量在不断增加,说明正在充电;
(2)由图可知电磁震荡周期为
对应真空中电磁波的波长为
23.60 km 0.1 m
【详解】
被监视的目标到雷达的距离
s=cΔt=3×108×0.4×10-3 m=1.2×105 m=120 km.
这是电磁波往返的路程,所以目标到雷达的距离为60 km.
由c=λf,得
λ==0.1 m.