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．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．麦克斯韦预言电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
2．下列有关电磁波的说法，正确的是（　　）
A．夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的
D．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
3．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
4．电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系，Wi-Fi、非接触式公交卡、导航、雷达、微波加热、射电天文学、遥感遥测也都与电磁波有关。频率是电磁波的一个重要参量，不同频率的电磁波在空中互不干扰，保证了各项无线电应用的顺利开展。例如，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约为2450MHs。家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率约为572SMHz。对于家用5GWi-Fi的信号，下列说法中正确的是（　　）
A．一定不会产生偏振现象
B．从一个房间穿越墙壁进入另一个房问后，频率保持不变
C．与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显衍的射现象
5．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
6．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
7．根据防控疫情需要学校要密切监测师生员工的健康状态， 落实晨午检制度， 每日两次监测体温，如图所示的体温枪可以探测并转化下列哪种电磁波（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．X射线
8．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（　　）
A．5G信号比4G信号的波长长
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．夕阳呈红色是因为红外线发生明显衍射
9．2021年7月4日，我们在电视中看到湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　）
A．生活中用微波炉来加热食物，可见电磁波具有能量
B．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约
C．1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路
D．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此基础上，他最终建立了经典电磁场理论
10．关于电磁波及电磁波谱，下列说法正确的是（　　）
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．医学检查中的拍片实际上是让患者接受一定剂量的γ射线照射
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
11．下列关于电磁波的说法，不正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s
B．电磁波不能传播能量
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
12．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（　　）
A．红外线的光子能量比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线和紫外线都能用来加热理疗
13．物理来源于生活又服务于生活，下列生活和科技现象中涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）
A．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小
B．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
C．篮球运动员伸出双手迎接传来的篮球，然后两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以减小篮球对手的冲量
D．电磁波在生活中有着广泛的应用，例如紫外线的波长比可见光的波长长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
14．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
15．下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是（　　）
A．γ射线、红外线、紫外线、可见光
B．红外线、可见光、紫外线、γ射线
C．可见光、红外线、紫外线、γ射线
D．紫外线、可见光、红外线、γ射线
二、填空题
16．红外线
（1）红外线是一种光波，波长比无线电波_____，比可见光_____。
（2）所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射_____。
（3）红外线的应用主要有________和红外体温计。
17．电磁波谱
（1）电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱。
（2）按照波长从长到短依次排列为无线电波、_____、可见光、_____、X射线、γ射线。不同的电磁波由于具有不同的_____，具有不同的特性。
18．奥斯特实验表明电流能产生磁场，这个现象称为电流的_______； _________预言电磁波的存在（选填“牛顿”、“法拉第”、“麦克斯韦”、“赫兹”）；电磁波是个大家族，它包含无线电波、 红外线、可见光、紫外线、___________和γ射线．
19．电磁波的特性及应用
（1）无线电波：把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，主要用于_____、广播及其他信号传输。
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生_____，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长_____的微波。
（2）红外线
①红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光_____。
②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射_____。
③红外线的应用主要有_____和红外体温计。
（3）可见光
可见光的波长在400～760 nm之间。
（4）紫外线
①波长范围在_____之间，不能引起人的视觉。
②具有_____的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的_____效应，用来激发荧光物质发光。
（5）X射线和γ射线
①X射线波长比紫外线短，有很强的_____本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官。
②γ射线波长比X射线更短，具有_____的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷。
三、解答题
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，故称为热辐射。热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；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；在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7~1×10-5m。求出相应的频率范围。
21．某电台发射频率为500 kHz的无线电波，某发射功率为10 kW ， 在距电台20 km的地方接收到该电波，求：该电波的波长？在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量？
22．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？
23．在长长的电磁波谱中，能够引起视觉的只是波长为400～760这样很窄的一部分。有趣的是，太阳辐射的各种波长的电磁波中，也是这部分最强。你怎样解释这种“巧合”？
24．请按照波长从大到小的顺序列出电磁波谱．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，提出电磁场理论，故B正确；
C．电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D错误。
故选D。
2．C
【详解】
A．在各种电磁波中热效应最强的是红外线，A错误；
B．通信中的无线电波是电磁波谱中波长较长的波，B错误；
C．声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故手机使用过程中发射的无线电波都是经过调制的，C正确；。
D．电磁波谱中比X射线波长短的γ射线，更难发生衍射，D错误。
故选C。
3．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。
4．B
【详解】
A．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故A错误；
B．电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故B正确；
C．只有频率相同的两列光才能发生干涉，Wi-Fi信号不会在北斗导航信号叠加时，产生明显的干涉现象，故C错误；
D．家用5GWi-Fi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
由Tλm＝2.90×10－3m·K得
该波属于红外波段；故选C。
6．B
【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。
7．B
【详解】
体温枪利用的是红外线，又称为红外测温仪，其测温原理是黑体辐射定律，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。
故选B。
8．B
【详解】
A．5G信号比4G信号的频率高，波长短，A错误；
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，B正确；
C．在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，C错误；
D．夕阳呈红色是因为红光发生明显衍射，D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．生活中用微波炉来加热食物，可见电磁波具有能量，故A正确，不符合题意；
B．电磁波在真空中或空气中传播的速度，空间站到地球表面的距离，电磁波从空间站传播到地面的时间
故B错误，符合题意；
C．1886年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路，故C正确，不符合题意；
D．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，在此基础上，他最终建立了经典电磁场理论，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．D
【详解】
A．雷达是用微波测定物体的位置的设备，故A错误；
B．拍片实际上是让患者接受一定剂量的X射线照射，故B错误；
C．使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度为c= 3.00×108m/s，选项A正确；
B．电磁波能传播能量，选项B错误；
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波，选项C正确；
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选B。
12．B
【详解】
A．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的小，故A错误；
B．根据
可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；
D．红外线可以用来理疗，紫外线不能，故D错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．由多普勒效应可知，波在波源移向观察者时接收频率变高，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比变高，A错误；
B．光只有从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时才有可能发生全反射，为保证信息的高效传播，光导纤维其内芯的折射率大于外套的折射率，B正确；
C．根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，接球过程中动量变化量一定，冲量不变，两手随球迅速收缩至胸前增加的作用时间，减小篮球对手的冲击力，C错误；
D．紫外线的波长比可见光的波长短、频率高，具有较高的能量，D错误。
故选B。
14．B
【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。
15．B
【详解】
在电磁波谱中，电磁波的波长由长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
故选B。
16． 短 长 强 红外遥感
【详解】
略
17． 红外线 紫外线 波长（频率）
【详解】
[1][2][3]按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、γ射线。不同的电磁波由于具有不同的波长（频率），具有不同的特性。
18． 磁效应 麦克斯韦 X射线
【详解】
[1]奥斯特实验表明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应；
[2]麦克斯韦预言电磁波的存在；
[3]电磁波是个大家族，它包含无线电波、 红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
19． 通信 反射 短 长 强 红外探测器 5～370 nm 较高 荧光 穿透 很高
【详解】
(1)[1] 把波长大于1 mm（频率低于300 GHz）的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输。
[2][3] 雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长短的微波。
(2) ①[4] 红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长。
②[5] 所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
③[6] 红外线的应用主要有红外探测器和红外体温计。
(4) ①[7] 波长范围在5～370 nm 之间，不能引起人的视觉。
②[8][9] 具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光。
(5) ①[10] X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领。
②[11] γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强。
20．3×1013~1.5×1015Hz
【详解】
光速
根据，结合题中波长可解得
所以f的范围为
3.0×1013～1.5×1015Hz
21．，2×10－6 J
电磁波传播过程中的频率是不变的，根据c=λf求解波长；根据能量守恒定律列式求解每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量．
【详解】
电磁波传播过程中的频率和波长没有改变，故电波的波长不变，故：
每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为：.
22．（1）正在充电；（2）1200m
【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
23．根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来
【详解】
根据适者生存的原则，只有适应这种环境，只能对这部分电磁波敏感，能引起视觉效果的动物才能生存下来。
24．无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，γ射线
【详解】
波长从大到小的顺序列出电磁波谱：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页