4.4电磁波谱 综合训练 （word版含答案）

4.4电磁波谱
一、选择题（共15题）
1．为抗击新冠肺炎，进出小区需用额温枪测量体温，其测温利用的是（　　）
A．X射线 B．紫外线 C．可见光 D．红外线
2．如图所示，为了预防甲型H1N1流感，学校常用手持式测温仪对学生进行体温测量，这种测温仪工作时利用的电磁波是：
A．红外线 B．紫外线 C．X射线 D．γ射线
3．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态．对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
4．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
5．根据图的电磁波谱，可以判断下列波中不属于电磁波的是（ ）
A．消毒用的紫外线
B．透视用的X射线
C．教室里的读书声
D．遥控器发出的红外线
6．关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）
A．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
B．电视机的遥控器发射紫外线
C．电磁波中频率最大的为γ射线，用它最容易观察到衍射现象
D．雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播
7．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
8．微波炉、红外烤箱、电磁炉这三种电器已经进入多数家庭的厨房，下面关于这三者的分析正确的是（　　）
A．微波炉加热食物的方式与煤气灶相同都是用明火加热
B．微波炉可以直接对放在陶瓷碗里面的食物加热
C．电磁炉可以直接对放在陶瓷碗里面的食物加热
D．这三者加热食物时都是通过电磁波直接作用食物进行加热
9．下列说法正确的是________．
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．光的干涉和衍射说明光是横波
C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样
10．下列说法中正确的是（ ）
A．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的 X 射线波长相同
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
D．红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应
11．电磁波的频率范围很广，无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线都是电磁波。下列电磁波按频率由大到小的排列顺序正确的是（　　）
A．无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．γ射线、紫外线、红外线、X射线、可见光、无线电波
12．在2005年2月1日中央电视台王小丫主持的节目中，有一个选择题：微波炉中放一个鸡蛋，先被加热的是(　　)
A．炉内空气 B．蛋壳 C．蛋黄 D．同时被加热
13．下列说法正确的是（　　）
A．北斗导航系统利用电磁波进行定位和导航
B．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．红外线探测通过接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
14．下列过程中，利用电磁波的是(　　)
A．电视机接收卫星电视信号
B．移动电话通话
C．雷达发现飞机
D．电风扇通电后正常运转
15．关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是（ ）
A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强
二、综合题
16．家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的厨具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，磁控管会产生频率为2450MHz的微波，它在金属炉腔内来回反射，微波的电磁作用使食物分子高频率地振动而内外同时迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素。
(1)磁控管的输出功率约700W，食物吸收微波电磁能量的效率为90%，若将该食品加热3min，则吸收了多少能量__________？
(2)导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物通常较易吸收微波能量而转换成热量，故使用微波炉时应( )
A．用金属容器盛放食物放入炉内加热
B．用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热
C．将微波炉置于磁性材料周围
D．将微波炉远离磁性材料
(3)过量的微波照射对人体有害，因此微波炉的外壳，炉门的玻璃上的屏蔽网应用____________制成。
(4)两位同学讨论微波炉，一位说微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；另一位说微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。说说你对这两位同学的结论的看法___________。
17．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？
18．一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。
19．电视机的遥控器发出频率为2.5×1013Hz的红外线，传到3m远的电视遥控接收装置，需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？（已知红外线在空气中的速度为3×108m/s）
20．自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射具有如下特点：
（1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波；
（2）物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；
（3）在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其它物体辐射的电磁能量．如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体热力学温度的4次方成正比，即40 P T ，其中δ是常量．在下面问题中，把研究对象都简单看作黑体．有关数据及数学公式如下：太阳半径 ，太阳表面温度T,火星半径r；球面积 ，其中R为球半径．已知光速为c．求
（1）太阳辐射能量的极大多数集中在波长为 范围内，求相应的频率范围．
（2）t 时间内从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星接收到来自太阳的辐射可以看做在相同的距离下太阳光垂直射到表面积为πr2的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的n倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度T0．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
测温枪的原理是根据接收到的红外线强弱来测定温度的，而不同温度的物体辐射红外线的强弱不同，温度越高辐射红外线就越强，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
试题分析：红外线最显著的特性是热效应，测量仪工作时利用的电磁波是红外线，而不是紫外线、X射线和γ射线．故选A
3．D
【详解】
紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线被长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器．
A. 它们发出的都是红外线不符合题意
B. 它们发出的都是紫外线不符合题意
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线不符合题意
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线符合题意
4．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。
5．C
【详解】
教室里的读书声是声波，根据电磁波谱可知，声波是机械波，不属于电磁波，故选C.
6．D
【详解】
A．发射无线电波时，需要对电磁波进行调制，故A错误；
B．电视机的遥控器发射红外线，故B错误；
C．γ射线波长最小，所以不容易观察到衍射现象，故C错误；
D．雷达使用微波是因为微波波长较短能沿直线传播，D正确。
故选D。
7．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。
8．B
【详解】
A．微波炉加热食物的方式是利用微波的能量特征加热与煤气灶用明火加热不同，所以A错误；
B．微波炉是利用微波的能量特征加热，可以直接对放在陶瓷碗里面的食物加热，所以B正确；
C．电磁炉不可以直接对放在陶瓷碗里面的食物加热，因为电磁炉的工作原理是利用电磁感应，所以C错误；
D．这三者加热食物的方式都不相同，所以D错误；
故选B。
9．D
【详解】
A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，故A错误．
B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，故B错误．
C.安检用的穿透力较强的射线，红外线不能用于内部物品的检测，故C错误．
D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，故D正确．
10．C
【详解】
A．红外线波长一定大于X射线波长，故A不符合题意；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故B不符合题意；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C符合题意；
D．红外线最显著的作用是热效应，紫外线最显著的作用是荧光效应，故D不符合题意。
故选C.
11．C
【详解】
电磁波按频率由大到小的排列顺序是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
故选C。
12．C
【详解】
微波炉就是用电子元件激发出频率相当高的交替电磁场，相当于微波，处于电磁场中的导体(蛋黄)产生涡流，电磁能转化成内能，所以蛋黄先热．故选C.
13．AD
【详解】
A．北斗导航系统利用电磁波进行定位和导航，故A正确；
B．微波炉是利用微波带动食物中水分子剧烈振动而产生热量的，故微波炉是了利用微波来加热食物的，故B错误；
C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；
D．红外线探测通过接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，故D正确。
故选AD。
14．ABC
【详解】
A、电视机用电磁波传递图象信号和声音信号，故A正确；B、移动电话是利用电磁波传递信息的，故B正确．C、雷达是利用电磁波进行工作的，故C正确；D、电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作，所以没有利电磁波，故D错误；故选ABC．
15．BCD
【详解】
A．一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，故A错误；
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，故B正确；
C．射线可以放疗，可以用来治疗某些癌症，故C正确；
D．给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，故D正确。
故选BCD。
16． BD 金属网 使用微波炉省电，是从微波炉加热时间短，热效率高的角度来说的。使用微波炉费电是从微波炉的电功率大的角度来说的，两位同学的说法都是有一定道理的，只是看问题的角度不同
【详解】
(1)根据效率公式，对微波炉有
其中电流产生的热量等于电流通过微波炉3min做的功，即
故食品加热吸收的热量
(2)微波能够穿透玻璃、陶瓷和塑料，因此可使用这些材料制成容器盛放食物，微波能使金属感应出很强的电流，会损坏微波炉，磁场会对微波产生相互作用，所以微波炉应远离磁性材料，本题的正确选项为BD。
(3)微波不能穿透金属，为防止微波泄漏对人体造成的伤害，炉门玻璃上的屏蔽网应使用金属网制成。
(4)用微波炉省电，是从微波炉加热时间短、热效率高的角度来说的。使用微波炉费电是从微波炉的电功率大的角度来说的，因此两位同学的说法都是有一定道理的，只是看问题的角度不同。
17．（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。
18．
【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
19．①1×10-8s；②2.5×105个
【详解】
①红外线在空气中传播可认为匀速传播，所以有S="v" t (1分)
∴红外线传到3m远的电视遥控接收装置，需要时间
t=s/v=3/3×108s=1×10-8s (1分)
②根据c=λf,红外线的波长
λ=c/f=3×108/(2.5×1013)m=1.2×10-5m (1分)
在这个距离中有n个波长,n=s/λ=3/(1.2×10-5)= 2.5×105个 (1分)
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由
可得λ1对应的频率为
λ2对应的频率为
所以相应的频率范围是
（2）太阳的辐射功率为
则t时间内太阳辐射的能量为
（3）太阳的能量辐射到半径为nRs的球上时，球上单位面积辐射密度为
照射在火星上的能量与火星辐射能量相等，即
解得
答案第1页，共2页