鲁科版 (2019)选择性必修第二册 4.3 电磁波谱
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是使白光变成单色光
B.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度
C.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
D.只要入射角足够大,就能发生全反射
2.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
3.下列说法中正确的是( )
A.只有物体温度较高时,才能向外辐射红外线
B.紫外线杀菌能力较强
C.可见光比红外线容易发生衍射现象
D.射线可以在磁场中偏转
4.关于电磁波的特性,下列说法正确的是( )
A.X射线可深入骨骼,杀死病变细胞
B.红外遥感是利用了红外线波长较长的特点
C.验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用
D.一切物体都在不停地辐射紫外线,温度越高,辐射越强
5.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
6.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链,在维持生态平衡方面发挥重要作用,蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的,假设老鼠的体温约37℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm,根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm=2.90×10-3m·K,老鼠发出的最强的热辐射属于( )
A.可见光波段 B.紫外波段
C.红外波段 D.射线波段
7.如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜,其主要工作波长在分米到米的范围,则天眼接收的电磁波的频率区间为( )
A.106Hz~107Hz B.108Hz~109Hz
C.1010Hz~1011Hz D.1012Hz~1013Hz
8.关于汽车中的物理知识,下述说法正确的是( )
A.打雷时,呆在汽车里要比呆在木屋里危险
B.后挡风玻璃上有一根根电热丝,通电后可快速清除霜雾
C.某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的
D.汽车上坡要换高速挡,其目的是增大速度,得到较小的牵引力
9.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.紫外线的频率比红外线的频率小
B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C.电磁波可以由电磁振荡产生,若电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
D.电磁波在真空中传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
10.汽车的自适应巡航功能能够帮助驾驶员减轻疲劳,毫米波雷达是其中一个重要部件。毫米波的波长比短波波长短,比红外线波长长,则( )
A.这三种电磁波,红外线最容易发生明显的衍射绕过粉尘
B.这三种电磁波在真空中传播,短波的传播速度最小
C.这三种电磁波中毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘
D.这三种电磁波,短波频率最高
11.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.
12.通讯设备的电磁辐射量越小,对人们健康的影响越小通讯基站辐射的测量标准是——测量位置距离基站辐射区域中心10m,手机辐射的测量标准是测量位置距离手机30cm。美国4G基站要求接收到的辐射量小于等于600μW/cm2。某款苹果手机距离人体30cm时,人体接收到的待机辐射约为17μW/cm2,通话辐射约为93μW/cm2。我国5G通讯基站正常工作时的辐射功率是40W,若此类电磁辐射可视为球面波,下列说法正确的是( )
A.在距离我国某5G通讯基站辐射区域中心10m位置处,辐射量大约是318μW/cm2
B.在距离我国某5G通讯基站辐射区域中心10m位置处,辐射量大约是3.18μW/cm2
C.我国5G通讯基站的辐射量大于美国4G通讯基站的安全标准
D.长时间使用苹果手机对人体的电磁辐射远低于我国5G通讯基站对人体的正常电磁辐射
13.下列有关电磁波的特性和应用,说法正确的是( )
A.红外线和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为射线,最容易发生衍射现象
D.紫外线和射线都可以使感光底片感光
14.关于电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.波长不同的电磁波在本质上不完全相同
B.电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C.电磁波谱的频带很宽
D.电磁波的波长很短,所以电磁波的频带很窄
15.关于微波炉使用下列说法正确的是( )
A.微波炉可以加热鸡蛋,罐头等物品
B.利用微波炉加热食物的原理和烤箱相同
C.微波炉加热食物,内外同时快速加热
D.微波炉可以空转
二、填空题
16.1971年,屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶,研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结果,X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法,用于分析的X射线波长在0.05nm~0.25nm范围之间,因为X射线的波长_________(选填“远大于”、“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离,所以衍射现象明显.分析在照相底片上得到的衍射图样,便可确定晶体结构.X射线是_________(选填“纵波”或“横波”).
17.衰变的实质是____________________无线电波的实质是________________。
18.可见光:可见光的波长在________nm之间。
19.验钞机发出的光能使得钞票上的荧光物质发光;电视机、空调等家用电器的遥控器用它的光束来控制电视机、空调等家电。对于它们发出的光可判定:验钞机发出的光是_______,遥控器发出的光是________。
三、解答题
20.早期电视机接收的频道为频道,全频道电视机所接收的频道除频道外,还包括频道,试求早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围.
21.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。
22.我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手机接收的是电磁波。请你小结一下:声波和电磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在着差异?
23.某同学转载了一则“手机电磁波煮鸡蛋”的消息:两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置一部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2cm左右。用其中一部手机拨通另一部手机,并保持通话状态。在实验进行到65min时,实验人员取出鸡蛋,发现鸡蛋已经完全熟了。请设计一个方案,判别这则消息的真伪。
24.不同频率或波长的电磁波具有不同的功能,如某台电视机接收的微波频率f=3×109Hz,某广播电台发射的无线电波的波长λ=500m。各种电磁波在真空中传播的速度是相同的。问:
(1)电磁波在真空中传播的速度c是多少?
(2)频率为3×109Hz的微波的波长是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源,故A错误;
B.增透膜是利用光的干涉原理制成的,当光程差为光在膜中波长的一半时,出现反射光减弱,减少光的反射损失,从而增加透射光的强度,故B正确;
C.红外线的显著作用是热作用,任何物体都能辐射红外线,故C错误;
D.光只有从光密介质向光疏介质入射,并且入射角大于等于临界角,就能发生全反射,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【分析】
【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。
3.B
【解析】
【详解】
A.任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线,故A错误;
B.紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用,其中化学作用主要用于杀菌消毒,故B正确;
C.可见光的波长小于红外线的波长,故可见光相对红外线不容易发生衍射现象;故C错误;
D.X射线是电磁波,不带电,不能在磁场中偏转,故D错误。
故选B。
4.B
【解析】
【详解】
A.在人体内杀死病变细胞是利用了射线的放射作用,射线可用来检查人体器官,A错误。
B.红外线波长较长,能够发生明显衍射,红外遥感是利用了红外线波长较长的特点,B正确;
C.钞票上有荧光物质,验钞机发出的紫外线具有荧光作用,可以使荧光物质发光,C错误;
D.一切物质都在辐射红外线,辐射本领和物体温度有关,D错误。
故选B。
5.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。
6.C
【解析】
【详解】
由Tλm=2.90×10-3m·K得
该波属于红外波段;故选C。
7.B
【解析】
【详解】
根据
因工作波长在分米到米的范围,即0.1m~1m范围,而c=3×108m/s,则接收电磁波的频率区间为108Hz~109Hz。
故选B。
8.B
【解析】
【详解】
A.由于汽车金属外壳的静电屏蔽作用,打雷时呆在汽车里要比呆在木屋里安全。故A错误;
B.后挡风玻璃上有一根根电热丝,通电后快速发热,用于清除霜雾。故B正确;
C.某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的。故C错误;
D.汽车上坡要换低速挡,其目的是减小速度,得到较大的牵引力。故D错误。
故选B。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.紫外线的频率比红外线的频率大。A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关,所有电磁波传播的速度均一样。B错误;
C.电磁波可以由电磁振荡产生,若电磁振荡停止,空间的电磁波继续向前传播。C错误;
D.电磁波是横波,电磁波在真空中传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直。D正确。
故选D。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.这三种电磁波中,短波的波长最长,最容易发生明显的衍射绕过粉尘,故A错误;
B.这三种电磁波在真空中传播时速度相同,都为光速,故B错误;
C.毫米波波长比红外线波长长,则毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘,故C正确;
D.由公式可知,波长越小,频率越高,则红外线波的频率最高,故D错误。
故选C。
11.B
【解析】
【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。
12.B
【解析】
【详解】
ABC.建立模型如图,单位时间辐射源辐射的能量以球状辐射出去。所以球面上接收到的电磁辐射功率等于基站辐射的功率,故辐射区域中心10m位置处,辐射量大约是
远小于美国4G通讯基站的安全标准
故AC错误B正确。
D.因,所以长时间使用苹果手机对人体的电磁辐射远高于我国5G通讯基站对人体的正常电磁辐射,故D错误。
故选B。
13.D
【解析】
【详解】
A.射线都有很高的穿透本领,常用来在医学上做透视人体,故A错误;
B.过强的紫外线照射不利于人的皮肤健康,故B错误;
C.电磁波中频率最大的是射线,最不容易用来观察衍射现象,故C错误;
D.紫外线和射线都可以使感光底片感光,故D正确。
故选D。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的,只是波长或频率不同而已,其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍,又由波速公式
知,电磁波谱的频带也是很宽的,故选项C正确,ABD错误。
故选C。
15.C
【解析】
【详解】
A.微波炉加热金属罐头会发生爆炸,故A错误;
B.微波炉加热食物的原理是利用微波能量加热食物,而烤箱是利用电流的热效应加热食物,两者原理不同,故B错误;
C.微波炉加热食物,食物的内外部能同时快速加热,故C正确;
D.微波炉不可以空转,故D错误。
故选C。
16. 接近
横波
【解析】
【详解】
能发生明显的衍射现象的条件是:孔或障碍物的尺寸比波长小或者相差不多.当X射线透过晶体内部原子间隙时,发生了明显的衍射现象,用于分析的X射线波长应接近晶体内部原子间的距离;因为X射线是由交替变化的电场和磁场组成的,所以X射线是一种横波.
【点睛】
由X射线穿过晶体内部原子间隙能发生明显的衍射现象来判断;X射线是由交替变化的电场和磁场组成的,X射线是横波.
17. 原子核内的中子转化为质子时放出负电子 电磁波
【解析】
【详解】
[1][2]β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出负电子;无线电波的实质是电磁波。
18.400~760
【解析】
【分析】
【详解】
略
19. 紫外线 红外线
【解析】
【详解】
[1][2]验钞机发出的光是紫外线,遥控器发出的光是红外线。
20.早期电视机的波长范围为: m;全频道电视机接收的无线电波的波长范围为 m, m
【解析】
【详解】
不同频率的电磁波的传播速度都相同根据电磁波的波长、波速和频率的关系式c和电磁波在真空中的传播速度,可得对应频道中最低频率和最高频率的波长分别是:
;
同理可得:;;;
则早期电视机的波长范围为: m;全频道电视机接收的无线电波的波长范围为 m, m
【点睛】
明确电磁波的波长,根据波长、频率和波速的关系即可求得各边缘频率处的对应波度.
本题考查波长、频率和波速之间的关系,要注意电磁波在真空中的传播速度.
21.见解析
【解析】
【详解】
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。
22.相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
【解析】
【详解】
相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
23.见详解
【解析】
【详解】
这则消息叙述的事实是不能实现的。以一个鸡蛋的质量为50g计算,因为鸡蛋的主要成分是水,所以比热和水差不多,设煮熟鸡蛋的温度升高最大约为80°C即煮熟一个鸡蛋相当于把50g水加热温度升高80°C需要吸收的热量
Q吸=cm(t2-t1)=1.68×104J
两个手机通话,其发射微波的平均功率可取0.55W,那么通话65 min,提供的能且大约是4290J即使按最大功率2W计算,手机也只能提供大约是1.56×104J的能量,考虑到手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的.鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分(小于1/6)。因此手机不可能把鸡蛋煮熟,消息是虚假的。
24.(1)3×108 m/s;(2)0.1 m
【解析】
【详解】
(1)电磁波在真空中传播速度为
(2)计算波长
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页