4.4、电磁波谱
一、选择题(共16题)
1.下列说法正确的是( )
A.电磁波按照频率由大到小可以分为无线电波、可见光、X射线、γ射线
B.均匀变化的电场周围产生的磁场一定也是均匀变化的
C.发生多普勒效应,主要是因为波源的频率变化了
D.拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
2.我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内,该无线电波与可见光相比,有( )
A.更长的波长 B.更高的频率 C.更大的速度 D.更多的能量
3.广播电台发射的中波无线电信号、家用微波炉中的微波、可见光、人体透视用的X光都是电磁波,设它们的频率分别是、、、,则( )
A. B. C. D.
4.下列关于电磁波的正确认识有( )
A.在真空中电磁波的传播速度跟光速相等
B.赫兹预言了电磁波的存在,20多年后麦克斯韦用实验证实
C.电磁波和机械波都依靠介质来传播
D.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
5.下列关于电磁波及其应用的说法正确的是( )
A.麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波
B.电磁波的传播需要介质,它的传播速度等于光速
C.电磁波谱中频率最大的是无线电波
D.红外线可以用来加热理疗,紫外线可以用来消毒
6.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
7.关于紫外线的以下说法中正确的是
A.照射紫外线可增进人体对钙质的吸收,因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射
B.紫外线是一种可见光
C.紫外线有很强的荧光效应,可用来防伪
D.紫外线有杀菌消毒的作用,是因为其有热效应
8.比较机械波和电磁波,下面结论正确的是
A.它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C.机械波的传播速度取决于介质,电磁波的传播速度取决于频率
D.机械波和电磁波的传播都需要介质
9.下列是一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波( )
A.频率变大,波长变大 B.频率变大,波长变小
C.频率变大,波长不变 D.频率变小,波长变大
10.X射线
A.不是电磁波 B.具有反射和折射的特性
C.只能在介质中传播 D.不能发生干涉和衍射
11.以下说法不正确的是( )
A.光纤通信是利用了全反射的原理
B.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉
C.X射线可深入人的骨骼,杀死病变细胞
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
12.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为
A.ab B.be C.ec D.cd
13.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.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C.电磁波是横波,它的传播可以不需要介质
D.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波,能够灭菌消毒
14.电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱.如图所示,由电磁波谱可知( )
A.微波是不可见光
B.红外线可以灭菌消毒
C.紫外线的波长比红外线长
D.X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构
15.如图是按电磁波的波长顺序排列起来的电磁波谱。某电磁波的能量值为J,可见光的能量范围是.普朗克常量为.则该电磁波( )
A.波长为m B.频率为Hz
C.是可见光 D.是紫外线
16.以下说法正确的是( )
A.光纤通信是利用了全反射的原理
B.X射线可深入人的骨骼,杀死病变细胞
C.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了干涉现象
D.照相机镜头涂有增透膜,是利用了光的衍射现象
二、填空题
17.20世纪80年代初,科学家发明了硅太阳能电池.如果在太空设立太阳能卫星电站,可24h发电,且不受昼夜气候的影响.利用微波——电能转换装置,将电能转换成微波向地面发送,太阳能卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空,此时微波定向性最好.飞机通过微波区不会发生意外,但微波对飞鸟是致命的.可在地面站附近装上保护网或驱逐音响,不让飞鸟通过.(地球半径R=6400km)
(1)太阳能电池将实现哪种转换________.
A.光能—微波 B.光能—热能 C.光能—电能 D.电能—微波
(2)微波是________.
A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.机械波
(3)飞机外壳对微波的哪种作用,使飞机安全无恙________.
A.反射 B.吸收 C.干涉 D.衍射
(4)微波对飞鸟是致命的,这是因为微波的________.
A.电离作用 B.穿透作用 C.生物电作用 D.热效应
18.电磁波谱中频率最高的是______ ,光纤通信中,光导纤维传递光信号是利用光的______ 现象,光从真空进入光导纤维后传播速度将______ 填“增大”“减小”或“不变”.
19.判断下列说法的正误。
(1)变化的磁场可以产生电场,但变化的电场不能产生磁场。( )
(2)电磁波在空气中可以传播,在真空中不能传播。( )
(3)光在真空中的速度与电磁波在真空中的速度相同,光是一种电磁波。( )
(4)无线电波、红外线、可见光、紫外线都属于电磁波。( )
20.(1)太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线,同时还有X射线、γ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_______________
(2)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”)
(3)下面是关于电磁波的描述,你认为正确的在横线上画“√”,错误的在横线上画“×”。
A.微波炉是利用电磁波加热食物的__________________
B.电磁波是纵波_____________________
C.手机是利用电磁波传递信息的___________________
三、综合题
21.波长为50~100m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播,这些无线电波的频率范围是多大?若传到相隔1500km的远处至少需要多长时间?
22.一台收音机在中波波段接收电磁波的波长范围大约在 600m 到 200m 间。 已知电磁波的传播速度v=3×108m/s,求收音机接收此波段电磁波的频率的范围。
23.除了可见光外,红外线、紫外线、无线电波(中波、短波、微波)、X射线、射线,都是电磁波大家族的成员。请在这些看不见的电磁波中,每种选一个与你关系最密切的,或者令你印象最深的实例,按照波长由长至短的顺序列举出来。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.电磁波按照频率由小到大可以分为无线电波、光波(包括红外线、紫外线、可见光)、X射线、γ射线,故A错误;
B.均匀变化的电场周围产生的磁场一定是恒定的,故B错误;
C.发生多普勒效应,主要是因为观察者相对波源靠近或远离,故C错误;
D.拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片,让它的透振方向与水面的反射光的偏振方向垂直,从而减弱水面反射光的影响,使水下的景物影像更加清晰,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】
A.可见光的波长在760nm到400nm之间,所以该无线电波与可见光相比,有更长的波长,故A正确;
B.根据可知,该无线电波的频率比可见光的频率低,故B错误;
C.该无线电波和可见光在空气中的传播速度相同,故C错误;
D.该无线电波的能量比可见光的能量低,故D错误。
故选A。
3.B
【详解】
电磁波按频率从小到大的顺序为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、伽马射线(γ射线),则
故选B。
4.A
【详解】
A.在真空中电磁波的传播速度跟光速相等,故A正确;
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,20多年后赫兹用实验证实,故B错误;
C.机械波需要依靠介质传播,而电磁波不依靠介质也能够传播,故C错误;
D.常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,故D错误。
故选A。
5.D
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,在真空中也可以传播,在真空中它的传播速度等于光速,B错误;
C.电磁波谱中波长最大的是无线电波,C错误;
D.红外线可以用来加热理疗,紫外线可以用来消毒,D正确。
故选D。
6.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。
7.C
【详解】
适量照射紫外线,能合成维生素D,促使人体对钙的吸收,过度的照射可能对皮肤产生伤害,故A错误; 紫外线是不可见光,故B错误;利用紫外线的荧光效应来做防伪标识,故C正确;紫外线化学效应强,所以能杀菌,故D错误.所以C正确,ABD错误.
8.A
【详解】
A.机械波和电磁波都属于波,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,故A正确;
B.机械波和电磁波在本质上是不同的,机械波不能在真空中传播,而电磁波自身就是一种物质,能在真空中传播,故B错误;
C.机械波的传播速度取决于介质,电磁波在真空中的传播速度与频率无关,电磁波在介质中的传播速度与频率、介质种类均有关,故C错误;
D.机械波的传播需要介质,电磁波传播不需要介质,故D错误。
故选A。
9.B
【详解】
收音机屏板上的单位为MHz和KHz,是频率的单位,所以向右调指针时所接收的电磁波的频率变大;由公式可得,电磁波的波速一定,电磁波的波长和频率互成反比例关系,所以,频率变大,波长变小,故B正确,A、C、D错误;
故选B。
10.B
【详解】
X射线是波长极短的电磁波,故A错误;X射线是波长极短的电磁波,电磁波具有反射与折射的特性,B正确;X射线可以在真空中传播,故C错误;X射线是波长极短的电磁波,能发生干涉和衍射作用,故D错误.
11.C
【详解】
A.光纤通信是利用了全反射的原理,故A正确;
B.肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色,是由于泡的内外表面反射光,进行相互叠加而成的,属于薄膜干涉,故B正确;
C.X射线有较强的穿透能力,但不可穿透骨骼,故C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
12.A
【详解】
太阳光是复色光,七种颜色的光的波长不同,红光的波长最长,折射率最小,紫光的波长最短,折射率最大,所以红光通过三棱镜偏折最小,紫光偏折最大,屏上从上到下,分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.而在红光的外侧区域ab有红外线,其热效应显著,红外线照射的区域温度上升最快,A正确.
13.B
【详解】
A.根据麦克斯韦电磁场理论,可知变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,而变化有均匀变化与非均匀变化,A正确;
B.麦克斯韦提出了完整的电磁场理论的假说,而赫兹通过实验证实了电磁波的存在, B错误;
C.电磁波是横波,它的传播可以不需要介质,C正确;
D.紫外线的波长比紫光的短,它可以进行灭菌消毒,D正确。
故选B。
14.AD
【详解】
A.微波是不可见光,选项A正确;
B.红外线有热作用,紫外线可以灭菌消毒,选项B错误;
C.紫外线的波长比红外线短,选项C错误;
D.X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构,选项D正确;
故选AD。
15.AD
【详解】
根据公式
代入数据,解得
又
代入数据,解得
由电磁光谱可知,该电磁波为紫外线,BC错误,AD正确。
故选AD。
16.AC
【详解】
A.光纤通信是利用了全反射的原理,选项A正确;
B.X射有较强的穿透能力,但不可穿透骨骼,故B错误。
C.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了干涉现象,选项C正确;
D.照相机镜头涂有增透膜,是利用了光的干涉现象,选项D错误。
故选AC。
17. C C A D
【详解】
(1)太阳能电池实现光能与电能的转换,C正确,ABD错误。
故选C;
(2)微波是某一频率的电磁波,C正确,ABD错误。
故选C;
(3)飞机外壳可以反射微波,使飞机安全,A正确,BCD错误。
故选A;
(4)微波是频率很高的电磁波,在生物体内可引起热效应,由于太阳能卫星电站的功率很大,产生的热量足以将鸟热死,D正确,ABC错误。
故选D。
18. γ射线; 全反射; 减小
【详解】
电磁波谱中频率最高的是γ射线,光纤通信中,光导纤维传递光信号是利用光的全反射现象,光从真空进入光导纤维后传播速度将减小.
19. 错 错 对 对
【解析】
略
20. 紫外线 红外线 红外线 √ × √
【详解】
(1)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:紫外线、可见光和红外线;
(2)生命探测仪主要是接收人体发出电磁波中的红外线.
(3)A.微波炉是利用电磁波加热食物的,此说法正确;
B.电磁波是横波,则此题错误;
C.手机是利用电磁波传递信息的,此题正确。
21.3×106~6×106Hz,5×10-3s
【详解】
由c=λf得
所以频率范围为3×106~6×106Hz
由x=ct可得
22.
【详解】
由电磁波的波长和频率的关系得
可得收音机接收此波段电磁波的频率的范围
代入数据得
23.见解析
【解析】
收音机或者手机接收无线电波,空调、电视机遥控器发射红外线,学校食堂用紫外线灯杀菌消毒,地铁站利用X射线进行安检,医院用射线杀死肿瘤细胞等。
答案第1页,共2页