4.4电磁波谱练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 4.4 电磁波谱
一、单选题
1．下列各组电磁波中，按波长由小到大排列的是（　　）
A．射线、紫外线、红外线、可见光
B．射线、紫外线、可见光、红外线
C．红外线、可见光、紫外线、射线
D．紫外线、可见光、红外线、射线
2．许多先进的军事作战单位安装了有源相控阵雷达，如图所示。有源相控阵雷达是相控阵雷达的一种。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每一个组件都能自己产生、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。下列说法正确的是（　　）
A．雷达使用的电磁波是长波，它利用了长波容易发生衍射，可以绕开障碍物远距离传播的特点
B．雷达使用的电磁波是微波，它利用了微波直线性好，反射性强的特点
C．雷达发射的电磁波会经过调制、调幅或调频、调谐、解调几个过程
D．雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
3．在电磁波中，波长按从长到短排列的是（ ）
A．无线电波、可见光、红外线
B．无线电波、γ射线、可见光
C．红光、黄光、绿光
D．X射线、γ射线、紫外线
4．天文学中，一天体在单位时间内辐射出的总能量称为“光度”，符号“”。通常将太阳的光度作为天体光度的单位，符号。将已测天体的光度和其表面温度绘制在图上即可得到赫罗图。以下赫罗图（含天体颜色）可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．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
6．下列图中，哪一种是非接触式测量温度的仪器（　　）
A．利用测定物体红外线作的电子体温计
B．根据液体热胀冷缩原理制作的体温计
C．根据热电偶原理制作的热电偶温度计
D．利用热敏电阻制辐射制作的“测温枪”
7．在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（X射线）三个波段的频率高低关系是（　　）
A．红外线的频率最高，可见光的频率最低 B．伦琴射线的频率最高，红外线的频率最低
C．可见光的频率最高，红外线的频率最低 D．伦琴射线的频率最高，可见光的频率最低
8．如图，用来治疗脑部肿瘤的射线是（　　）
A．射线 B．射线 C．射线 D．红外线
9．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
10．关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说法正确的是（　　）
A．图甲中行李安检仪采用α射线来透视安检物品
B．图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的衍射造成的
C．图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度
D．图丁中紫外线验钞机是利用紫外线的化学作用
11．对下列电器或设备的工作原理的描述，正确的是（　　）
A．微波炉是利用电磁感应原理使食物温度升高的
B．手机无线充电的过程利用了电磁感应原理
C．雷达是利用超声波的多普勒效应进行测距和定位的
D．红外体温计是通过接收人体发射的X射线来测体温的
12．以下说法正确的是（　　）
A．B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应
B．惠更斯原理解释了波的衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系
C．电磁波按照频率由大到小可以分为无线电波、光波、X射线、γ射线
D．只有横波，叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉
13．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射线都有很强的穿透本领，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．电磁波频率最大的是γ射线，医学上常用它进行人体透视检查
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
14．关于声波和光波，下列说法正确的是（　　）
A．光波能产生干涉、衍射现象，但是声波不能
B．声波和光波从空气射入水中时，声波的速度变大，光波的速度变小
C．声波与光波的波速都由波源决定，与介质无关
D．它们都能在真空中传播
15．太赫兹辐射通常指频率在0.1-10THz（1THz=1012Hz），太赫兹波对人体无危害，多用于国家安全、信息技术领域，被誉为“改变未来世界十大技术”之一、通过和电磁波谱对比，下列关于太赫兹波说法正确的是（　　）
A．太赫兹波光子能量比红外线光子能量更大
B．太赫兹波比紫外线更难使金属发生光电效应
C．太赫兹波比微波更容易发生衍射
D．太赫兹波比X射线穿透能力更强
二、填空题
16．电磁波谱是按________连续排列的图谱，从电磁波谱图中可看出光其实是________
17．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。( )
18．寻找马航失联飞机是全球关注的热点新闻，也是国人悲痛之点，更是各国高科技综合实力的体现和展示。搜寻失联飞机的黑匣子主要依靠电磁波技术和超声定位（即声呐）技术。电磁波是指在空间传播的交变电磁场，在真空中的传播速度为3.0×108m/s，无线电波是其中的一种电磁波。无线电波、红外线、可见光（即人眼能看到的光）、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，它们的产生方式不尽相同，波长也不同，把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱，如图所示。请根据上述信息及所学知识，结合电磁波谱图回答：
(1)最早发现白光（即可见光）可以发生色散，分解成七种颜色光的物理学家是______；其中，三原色光中波长最短的是______光。
(2)广播和电视利用电磁波谱中的______来传递声音和图像；飞机黑匣子发出的电磁波信号，在海水中迅速衰减，无法传播，所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作，以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出初步结论：______；请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出结论：______。
19．某一电磁波在真空中的传播频率为 2450MHz，它的波长为________m
三、解答题
20．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？
21．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）
22．某广播电台两档节目发射的电磁波频率分别为300kHz和500kHz，则该广播电台两档节目发射的电磁波波长分别为多少？（电磁波传播速度c=3.0×108m/s）
23．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
依照波长由长到短，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，射线伽马射线
故选B。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．因为波长越短的电磁波衍射现象不明显，传播的直线性好，反射性强的特点，因此雷达使用的电磁波波长最短的微波，A错误，B正确；
C．雷达发射的电磁波的发射需要调制过程，调制的方法有调幅和调频，C错误；
D．雷达使用的电磁波是微波，红外遥感使用的电磁波是红外线，红外线的频率比微波的大，D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）→紫外线→X射线→γ射线，由此可知C选项正确，ABD错误。
故选C。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
纵轴表示恒星的光度，横轴表示恒星的表面温度，且太阳的光度为1表面温度600K左右。故A正确。
故选A。
5．D
【解析】
【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。
6．A
【解析】
【详解】
A．自然界中的一切物体都会向外辐射红外线，温度越高辐射的红外线越强，利用红外测量不需要直接接触，故A正确；
BCD．图中温度计都需要直接接触才能进行准确测量，故BCD错误。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（X射线）按照频率从高到低的排列顺序是：伦琴射线（X射线）、可见光、红外线，故B正确；ACD错误；
故选B。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
γ射线，可以化疗，可以用来治疗某些肿瘤，而β射线、α射线、红外线均不能用来治疗肿瘤，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．A
【解析】
【分析】
【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。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 图甲中行李安检仪采用X射线来透视安检物品，A错误；
B. 图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的干涉造成的，B错误；
C. 图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度，C正确；
D. 图丁中紫外线验钞机是利用紫外线的荧光作用，D错误。
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．微波炉是一种利用微波加热食物的家电，通过加热食物中的水，从而实现加热目的，故A错误；
B．手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的只能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实线充电，故B正确；
C．雷达是利用电磁波的多普勒效应进行测距和定位的，故C错误；
D．红外体温计是通过接收人体发射的红射线来测体温的，故D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应，通过测量自身和目标之间有相对运动产生的频率即为多普勒效应；故A正确；
B．惠更斯原理只能解释波的传播方向，无法说明衍射现象与狭缝或障物大小的关系，故B错误；
C．根据电磁波谱可知，电磁波按照波长的由大到小分为无线电波、光波、X射线、γ射线；故C错误；
D．根据干涉条件可知，不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉。故D错误。
故选A。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线没有很强的穿透本领，故A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，故B错误；
C．电磁波中频率最大的是γ射线，但其频率太高，辐射太强，不适于进行人体透视检查，故C错误；
D．紫外线和X射线都具有明显的化学效应，可以使感光底片感光。故D正确。
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．干涉和衍射是波的特有现象，故声波和光波都能产生干涉和衍射，则A错误；
B．声波和光波从空气射入水中时，声波的速度变大，光波的速度变小，故B正确；
C．声波与光波的波速都由介质决定，与波源无关，故C错误；
D．声波的传播依赖于介质，它在真空中不能传播，光波在真空中和介质中都能传播，故D错误；
故选B。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．微波的频率为
红外线光子的频率
则太赫兹波的频率高于微波，低于红外线，根据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量比红外线光子的能量更小，A错误；
B．由于它的频率比紫外线更小，所以它的能量小于紫外线，故它更难使金属发生光电效应，B正确；
C．它的频率大于微波，但波长小于微波，而发生衍射现象的条件是尺度或者孔径小于波长，但是它的波长比微波还小，所以，很难有物体的尺度能达到这么小，故比微波不容易发生衍射现象，C错误；
D．由于频率越高，其穿透力越强，故其比X射线穿透能力更弱，D错误。
故选B。
16． 电磁波波长或频率 电磁波
【解析】
【详解】
电磁波谱是按电磁波的波长或频率将电磁波连续排列起来的图谱，从电磁波谱中可以看出光位于电磁波之中，故光也是种电磁波；
【点睛】
为了更好的研究电磁波，科学家将电磁波按波长或频率进行连续排列而成的图谱就组成了电磁波谱；此题关键是记住电磁波谱并理解；
17． 错误 错误 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 牛顿 蓝 无线电波 波的频率越高，波长越短 各种波的频率与波长成反比（或各种波的频率与波长乘积相等，且等于光速）
【解析】
【详解】
(1)[1][2]最早发现白光（即可见光）可以发生色散现象的物理学家是牛顿；色光的三原色是红、绿、蓝，三原色光中波长最短的是蓝光。
(2)[3]广播和电视利用电磁波谱中的无线电波来传递声音和图像；声呐浮标的探测装置接收黑匣子发出的脉冲信号，这种信号属于超声波；飞机黑匣子发出的电磁波信号，在海水中迅速衰减，无法传播，所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作，以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)[4][5]根据电磁波谱中的各种波的波长与频率的关系，可以得出：波的频率越高，波长越短；由fλ＝c可得：各种波的频率与波长成反比（或各种波的频率与波长乘积相等，且等于光速）。
19．0.12
【解析】
【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
考点：电磁波
【名师点睛】
本题考查了电磁波的频率与波长的关系的知识，是一道基础题，熟练应用基础知识即可正确解题．
20．（1）正在充电；（2）1200m
【解析】
【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
21．9.7 × 10 - 6m；红外线
【解析】
【分析】
【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。
22．1000m，600m
【解析】
【详解】
频率为300kHz电磁波对应的波长为
频率为500kHz电磁波对应的波长为
23．① 530 kHz　② 566 m
【解析】
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530 kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566 m.
24．，37.68m
【解析】
【分析】
【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
答案第1页，共2页
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