4.3电磁波谱同步训练（Word版含答案）

4.3电磁波谱
一、选择题（共14题）
1．关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场不能产生电场
B．电视机接收的既有声音信号，还有图像信号
C．可见光不是电磁波
D．电磁波没有能量
2．下列说法正确的有（　　）
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象
B．第5代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最高点处开始计时，以减小实验误差
3．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
4．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是
A．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率小于波源发出波的频率
B．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
C．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
D．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
5．下列射线中不属于电磁波的是　　
A．红外线 B．X射线 C．射线 D．射线
6．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，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1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是（　　）
A．必须依靠介质传播 B．频率比厘米波的频率低
C．与可见光相比更不容易产生衍射现象 D．遇到厘米波有可能产生干涉现象
7．太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，对这七种色光的认识正确的是（　　）
A．紫光的波长最长 B．红光的能量子最强
C．七种色光的能量均相同 D．紫光的能量子最强
8．对于声波、无线电波和红外线，下列说法中正确的是（　　）
A．都能在真空中传播
B．本质上都是电磁波
C．都能发生反射
D．在真空中，无线电波的传播速度大于红外线的传播速度
9．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦首先预言并证明了电磁波的存在
B．电磁波是纵波
C．使用电磁波来传播信息时主要是应用无线电波波长大、衍射现象明显，可以绕过地面上的障碍物
D．频率为的电磁波在真空中传播时，其波长为400m
10．许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，不正确的是（　　）
A．X光透视利用的是光的衍射现象
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用
11．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（ ）
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线
12．对紫外线的理解正确的是（　　）
A．紫外线有显著的化学作用
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C．通过棱镜色散的七色光中，紫色的为紫外线
D．验钞机发出的红外线能使钞票上的荧光物质发光
13．下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
B．真空中无线电波的波速小于光波的波速
C．常用的电视遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机
D．雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的原理工作的
14．下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场
B．电磁波和机械波都能传递能量和信息
C．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度
D．若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去
二、填空题
15．微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的______分子时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。
16．某一电磁波在真空中的传播频率为 2450MHz，它的波长为________m
17．现代通信主要有卫星通讯、网络通信、________通信和________通信四种方式 ，用________颗同步卫星可以实现全球通信．发射频率为AM1000kHz的电磁波长为________m
三、综合题
18．猫头鹰在夜间能看到东西是因为它对红外线产生视觉，根据辐射理论，物体发出的最大波长与物体的绝对温度间的关系满足λmT = 2.90 × 10 - 3m·K，若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为t = 27℃，则它发出的光的最大波长为多少？属于哪个波段？（其中T = t + 273K）
19．已知某广播电视台的频率是20000 kHz，求此电台发出的电磁波的波长是多少？是属于中波还是短波？（国际规定：中波波长为3000m～200m，短波波长为200m～10m）
20．生活中很多地方杀毒都用到紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm﹣400nm ． 100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少？
21．（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。
（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．B
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场。故A错误；
B．电视机接收的既有声音信号，还有图象信号，故B正确；
C．电磁波按照波长逐渐减小的顺序分别为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线。故可见光是电磁波，故C错误；
D．电磁波本身就是物质、本身具有能量，比如微波炉就是利用电磁波的能量工作的，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了衍射现象，故A错误；
B．第5代移动通信(5G)采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号和低频段的电磁波信号传播速度相等，故B错误；
C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率，故C正确；
D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时，以减小实验误差，故D错误。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
根据多普勒效应可以知道,当波源靠近接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率高,故A错误；用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象,屏上出现中间宽,两侧窄,间距越来越大的衍射条纹;故B错误; 增透膜是利用了薄膜干涉的原理，而信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理，故C错误；声音由空气进入水中传播时,频率不变,波速变大,由公式,所以声音在水中的波长变成，而电磁波在水中传播速度变小，根据公式可知波长变短，故D正确；故选D
5．C
【详解】
红外线、X射线和射线是电磁波，射线是电子流，不是电磁波，C正确．
6．B
【详解】
A．无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，选项A错误；
B．由知，波长越长频率越低，所以米波频率比厘米波的频率低，选项B正确；
C．波长越长越容易产生衍射现象，该无线电波的波长远大于可见光的波长，所以与可见光相比该无线电波更容易产生衍射现象，选项C错误；
D．产生干涉现象的条件是两列波频率相同，米波和厘米波的波长不同，频率也不同，所以不能产生干涉现象，选项D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．由电磁波谱可知，紫光的波长最短，A错误；
BCD．由ε=hν可知，光的频率越大光子的能量越强，因七种色光中，紫光的频率最大，则紫光的能量子最强，BC错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
AB．声波属于机械波，传递需要介质；无线电波和红外线属于电磁波，传递不需要介质。A错误，B错误；
C．声波、无线电波和红外线都属于波，而反射是波特有的现象，所以都能发生反射，C正确；
D．在真空中，无线电波的传播速度等于红外线的传播速度，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，故A错误；
B．电磁波是横波，故B错误；
C．空间波是沿直线传播的无线电波。微波多利用这种直线方式传播，其特点是波长短，频率高，故C错误。
D．根据公式可得
故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．X光透视利用的是X光的穿透能力强的特点，A错误，符合题意；
B．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点，B正确，不符合题意；
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，C正确，不符合题意；
D．紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用，D正确，不符合题意。
故选A。
11．B
【详解】
一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动。
故选B。
12．AB
【详解】
A．紫外线具有显著的化学作用，故A正确；
B．紫外线具有杀菌、消毒的作用，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故B正确；
C．紫外线不能被人类眼睛直接看见，故C错误；
D．验钞机发出的是紫外线，故D错误。
故选AB。
13．CD
【详解】
A．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，A错误；
B．在真空中无线电波的波速等于光波的波速，B错误；
C．常用的电视遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C正确；
D．雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的原理工作的，D正确。
故选CD。
14．ABD
【详解】
A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，故A正确；
B．电磁波和机械波都能传递能量和信息，故B正确；
C．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度等于紫光的传播速度，都等于光速，故C错误；
D．根据多普勒效应，若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去，故D正确。
故选ABD。
15．水分子（极性分子）
【详解】
微波炉的加热原理是：微波遇到食物中的水分子（极性分子）时，会产生微波效应，将电磁能转化为电能。
16．0.12
【详解】
试题分析：电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；当f=2450MHz时，波长
17． 微波 光纤 三 300
【详解】
现在的通信方式很多，主要有微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通讯等，这些通信方式组成了现代的通信网络．
在卫星通讯中，用三颗同步卫星可以实现全球通信．
因为波速=波长×频率（c=λf），波速c=3×108m/s．则波长：.
18．9.7 × 10 - 6m；红外线
【详解】
由t = 27℃，知
T = （27 + 273）K = 300K
由公式
λmT = 2.90 × 10 - 3m·K
得
λm = m ≈ 9.7 × 10 - 6m
故属于红外线。
19．，属于短波
【详解】
根据公式，故该电磁波的波长
属于短波．
20．100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J
【详解】
由，100nm电磁波辐射的能量子ε的值：E1＝6.626×10 34×≈19.9×10 17J；400nm电磁波辐射的能量子ε的值：E2＝6.626×10 34×≈4.98×10 17J．
21．（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，望远镜接收到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