4.4电磁波谱 课后练习（word版含答案）

4.4电磁波谱
一、选择题（共14题）
1．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（　　）
A．红外线 B．紫外线
C．X射线 D．γ射线
2．测温是防控新冠肺炎的重要环节，在公共场所常用额温枪为出入人员测温。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将测温口靠近皮肤表面，修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温，下列关于红外线说法正确的是（　　）
A．红外遥感是利用红外线的穿透能力强
B．红外线也可以用来杀菌消毒
C．体温越高人体发射的红外线越强
D．微波炉是利用红外线给物体加热
3．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线（射线）三个波段的波长大小关系是（　　）
A．可见光的波长最长，红外线的波长最短
B．红外线的波长最长，X射线的波长最短
C．红外线的波长最长，可见光的波长最短
D．可见光的波长最长，X射线波长最短
4．下列说法中正确的是（　　）
A．机械波的传播需要振源和介质，所以一旦波源停止振动波就立刻消失
B．机械波的频率取决于波源，而频率不同的机械波在同种介质中传播速度也不相同，比如在空气中超声波的传播速度比次声波更快
C．变化的磁场可以产生变化的电场
D．用红外线进行遥控是因为红外线的频率很大，能量很高，所以穿透力很强
5．关于红外线、紫外线和伦琴射线的说法，正确的是（ ）
A．红外线最容易使金属产生光电效应 B．红外线的粒子性最强
C．红外线的波动性最强 D．伦琴射线的波长最长
6．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标．这种照相机能拍到晚上行驶的汽车，即使汽车不开灯行驶，也瞒不过它．这种遥感照相机敏感的电磁波属于（ ）
A．可见光波段
B．红外波段
C．紫外波段
D．射线波段
7．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（　　）
A．卫星通信利用人造地球卫星作为中继站进行通信
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点
C．电磁波可以在真空中传播
D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
8．下列电磁波中，频率最高的是（　　）
A．黄光 B．红光 C．紫外线 D．无线电波
9．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的是X射线
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
10．下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息
B．物质波属于机械波
C．全息照相是利用光的偏振
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
11．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（ ）
A．红外线的光子能量比紫外线的大
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
12．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦预言电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
13．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．红外线是不可见光，它的波长是分米级
B．红外线靠电场和磁场的相互激发传播
C．一束红外线的能量值可以通过技术实现从0到20J间的任意数值
D．任何物质都可以产生红外线
14．关于无线电波的传播，下列说法正确的是(　　 )
A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处
B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C．波长越短的电磁波，越接近直线传播
D．移动电话是利用无线电波进行通信的
二、填空题
15．无线电波：波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，主要用于_____、广播及其他信号传输。
16．可见光：可见光的波长在________nm之间。
17．在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是___（选填“红外线”或“X射线”）。1831年，英国物理学家___（选填“牛顿”或“法拉第”）发现了电磁感应现象。放在磁场中某点的小磁针静止时，其___极（选填“N”或“S”）所指的方向为该点的磁场方向。
18．判断下列说法的正误。
（1）红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线。( )
（2）黑体一定是黑色的。( )
（3）热辐射只能产生于高温物体。( )
（4）当原子从能量较高的能态跃迁到能量较低的能态时，会放出任意能量的光子。( )
三、综合题
19．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站。该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3.0×108m/s，则：
（1）该中波和微波的波长各是多少？
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的？
（3）哪种波接收效果好？
20．如果中央人民广播电台向外发射500 kHz的电磁波，若距该台6×103 km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
21．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW ， 在距电台20 km的地方接收到该电波，求：该电波的波长？在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量？
22．(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述，电场线的疏密反映了电场强度的大小．
(a)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
(b)点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2．请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2．
(2)宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图所示．假设A、B两个天体辐射功率相同，且都在均匀持续地辐射．天体A距地球1万光年，天体B距地球5万光年．(忽略电磁波传播过程中的损耗)
(a)用一架射电望远镜接收到A发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自天体B的电磁波功率P2是多大
(b)为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一一种常用方法．为使接受到天体B的信号功率和天体A一样强，可将望远镜口径增大为原来的多少倍
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
体温探检器是利用了红外线的辐射原理，故A正确BCD错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．人们利用红外线来实行遥感，是因为红外线波长长，更容易发生衍射，并不是因为红外线的穿透能力强，故A错误；
B．紫外线有化学效应，可以用来杀菌消毒，红外线不能杀菌消毒，故B错误；
C．物体温度越高，辐射的红外线越强，故C正确；
D．微波炉是用微波来加热食品的，微波属于电磁波，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
电磁波谱中，按波长逐渐降低的顺序依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等，故红外线、可见光和X射线中红外线的波长最长，X射线的波长最短，故ACD错误，B正确．
故本题选B．
4．C
【详解】
A．根据机械波的特点可知，机械波的传播需要振源和介质，当波源停止振动时，不会影响机械波的传播，故A错误；
B．机械波的频率取决于波源，机械波的频率与波源振动的频率相同；机械波的传播速度由介质性质决定，在同种介质中不同频率的机械波传播速度相同，在同种介质中超声波传播速度和次声波是相同的，故B错误；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场，故C正确；
D．利用红外线进行遥感、遥控，主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射现象，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．红外线、紫外线和伦琴射线中，红外线的波长最长，频率最小，所以红外线不容易产生光电效应，故A错误；
BCD．红外线、紫外线和伦琴射线中，红外线的波长最长，所以波动性最强，故B错误，C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
所有的物体都能发出红外线，热的物体的红外辐射比冷的物体的强，间谍卫星上装的遥感照相机，实际上是红外探测器，它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是红外摄影的基础．再者，红外线波长比其他波（如可见光、紫外线、X射线）的长，有较好地穿透云雾的能力．
A. 可见光波段不具备以上特点，故A不符合题意；
B. 红外波段具备以上特点，故B符合题意；
C. 紫外波段不具备以上特点，故C不符合题意；
D. 射线波段不具备以上特点，故D不符合题意．
7．D
【详解】
A．信号从地球表面发出经卫星中转然后再传送到接收者，故A正确，不符合题意；
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点，故B正确，不符合题意；
C．电磁波的传播可以在真空中进行，故C正确，不符合题意；
D．无论电磁波的频率多高，在真空中的传播速度都为光速大小，故D错误，符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
在电磁波中，按频率由小到大排列，应是无线电波、红光、黄光、紫外线，因此在这些电磁波中，频率最高是紫外线，ABD错误，C正确。
故选C。
9．D
【详解】
A.X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，A错误；
B.过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；
C.电磁波中频率最大的是γ射线，C错误；
D.紫外线和X射线都具有明显的化学反应，可以使感光底片感光，故D正确。
故选D
10．A
【详解】
A．电磁波和声波都可以传播信息，A正确；
B．物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，B错误；
C．全息照相是利用光的干涉现象，C错误；
D．红外线的波长大，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视，而X射线的波长短，D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A错误；
B．根据
可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；
D．光都具有偏振现象，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，提出电磁场理论，故B正确；
C．电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D错误。
故选D。
13．BD
【详解】
A．红外线是不可见光，它的波长是微米级，故A错误；
B．红外线是电磁波的一部分，所以它靠电场和磁场的相互激发传播，故B正确；
C．根据爱因斯坦光子说，可知其能量是量子化的，故一束红外线的能量值只可能是从0到20J间的某些特定数值，故C错误；
D．根据红外线的产生原理可知，一切物体都可以产生红外线，故D正确。
故选BD。
14．BCD
【详解】
AB．无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)，故A错，B正确；
CD．波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故CD正确；
故选BCD。
15．通信
16．400～760
17． X射线 法拉第 N
【详解】
在电磁波谱中，医院用于“透视”检查身体的是X射线；
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象；
放在磁场中某点的小磁针静止时，其N极所指的方向为该点的磁场方向。
18． 错误 错误 错误 错误
19．（1）750m；0.75m；（2）衍射；（3）中波
【详解】
(1)由λ＝知
λ1＝750m，λ2＝0.75m
(2)无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象。
(3)频率为400kHz的中波接收效果更好，因为它的波长较长，衍射现象更明显。
20．（1）600m；（2）0.02s
【详解】
（1）根据波速公式
c=λf
又电磁波在真空中的传播速度为
c=3×108 m/s
代入数据，解得
λ==600 m
（2）根据公式，可得从电台发出的信号到达收音机处经过的时间为
t= s=0.02 s
21．，2×10－6 J
【详解】
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为：.
22．(1)(a) (b) (2)(a) (b)
【详解】
（1）（A）场源电荷的电荷量为Q，在距离Q为r的位置放置电荷量为q的检验电荷，根据库仑定律和场强的定义：有：
，
联立解得：
（B）穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比为：
（2）（A）令望远镜能接收到射电信号的有效面积为S，A、B两个天体的辐射功率为P，天体A距离地球1万光年，则望远镜接收到A发出的电磁波功率为：
同理，望远镜B接受到B发出的电磁波功率为：
联立可得：
（B）直径为D的望远镜能够接受到的射电信号的有效面积为：
则有：
，
根据题意得：，可得：
答案第1页，共2页