2022-2023学年高二物理粤教版（2019）选择必修二4.4电磁波谱 课时作业 解析版

4.4电磁波谱
一、单选题
1．5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz，则下列说法正确的是（　　）
A．5G信号的波长比4G信号的波长更短
B．5G信号与4G信号相遇能发生干涉现象
C．在真空中5G信号比4G信号传播的更快
D．赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
2．下列说法正确的是（　　）
A．梳头发时塑料梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波
B．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时长
C．雷达是利用声波的反射来测定物体位置的
D．法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律
3．下列哪些不是紫外线的作用（　　）
A．荧光效应 B．促进人体合成维生素D
C．杀死多种细菌 D．遥控电视机和录像机
4．地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96％．可变气体成分主要有二氧化碳(CO2)、水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况影响却很大。据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，是导致“温室效应”的主要原因。即：使大气的平均温度上升，从而导致一系列生态环境问题。由此可判断：CO2比大气中的氧、氮、氩等基本不变的气体成分( )
A．对可见光的吸收作用强 B．对无线电波的吸收作用强
C．对紫外线的吸收作用强 D．对红外线的吸收作用强
5．雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统。海豚具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统，海豚的定位是利用了自身发射的（　　）
A．电磁波
B．红外线
C．次声波
D．超声波
6．现在不少公共场所设置的自动感应产品方便了广大市民和游客，若一伸手，龙头里自动流出水、给皂器自动流出洗手液等。这类产品通常感应人体辐射出的（ ）
A．红外线 B．紫外线
C．X射线 D．γ射线
7．下列说法正确的是：
A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场
B．红外线遥感技术是利用红外线的化学作用
C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著
D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力
8．下列几幅图的有关说法正确的是（　　）
A．图甲光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．图乙中的液晶显示器是应用了光的全反射
C．图丙医生用听诊器来听病人心脏跳动的声音是利用波的衍射现象
D．图丁所示的WiFi是一种无线传输技术，因为波长太短，只限于短程传输
二、多选题
9．关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．用X光机透视人体是利用光电效应现象
B．门镜可以扩大视野是利用光的折射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
10．以下说法正确的是（　　）
A．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
B．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
C．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强
D．波长越短的电磁波，反射性能越弱
E．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波
11．下列说法正确的是（ ）
A．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
E．当红光和绿光以相同入射角从玻璃射入空气时，若红光刚好能发生全反射，则绿光也一定能发生全反射
12．下列说法正确的是（　　）（填正确答案标号）
A．偏振光可以是横波也可以是纵波
B．光从空气射入水中时，频率保持不变
C．若观察者逐渐远离波源，则所接收到的波的频率小于波源的频率
D．电磁波谱中射线的波长最长
E．光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象
三、解答题
13．国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度d。
14．家用微波炉的微波频率为，它的波长是多少？
15．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为，则它的频率为是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为，那么此光在水中的传播速度将变为多少？
参考答案：
1．A
【详解】A．5G信号的频率大于4G信号的频率，根据可知，5G信号的波长比4G信号的波长更短，故A正确；
B．5G信号与4G信号的频率不同，相遇不能发生干涉现象，故B错误；
C．在真空中，所有电磁波的传播速度都等于光速，故C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】A．带电的梳子周围有电场，来回抖动时就形成了变化的电场，根据麦克斯韦的电磁场理论可知：变化的电场产生磁场，变化的磁场又产生电场，变化的电场与变化的磁场交替产生，由近及远的向外传播，就形成了电磁波，故A正确；
B．根据狭义相对论
地面上的人看到高速运行的列车比静止时短（尺缩钟缓效应），故B错误；
C．雷达是利用无线电波的反射来测定物体位置的，故C错误；
D．1831年8月29日，法拉第发现了电磁感应现象，1834年，楞次总结出了判断感应电流方向的规律——楞次定律，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】紫外线可以使荧光物质发光，所以可以使用紫外线来验钞，故A说法正确；紫外线可以有助于合成维生素D，故B说法正确；紫外线可以杀死微生物，可以用紫外线来灭菌，故C说法正确；红外线可以用来遥控，故D说法错误．所以选D．
4．D
【详解】红外线有显著的热效应，大气中的二氧化碳对红外线的吸收作用很强，CO2吸收了大量的红光外线，使热量不能散失到大气层之外，从而使地球环境温度升高，导致了“温室效应”。
故选D。
5．D
【详解】海豚能发射超声波，它是一种频率高于的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和光波传得远，海豚就是靠自身发出的超声波的回声在浑浊的水里准确确定远处的猎物或敌害，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害。
故选D。
【点睛】本题考查学生对超声波和电磁波的认识，属于基础知识的考查，比较简单。
6．A
【详解】红外线的显著特性是热作用，人体所辐射出的红外线使自动感应器工作。
故选A。
7．D
【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在磁场，不一定是变化的磁场，选项A错误；
B．红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应，选项B错误；
C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线具有杀菌的化学作用，选项C错误；
D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力，选项D正确．
故选D。
8．A
【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象， 故A正确；
B．液晶显示器应用了光的偏振原理，故B错误；
C．病人的心跳声主要是靠管内空气传到医生的耳朵里，医生听到的心跳声很响，其主要原因有两个： 采用了共振和减少了声音的分散，故C错误；
D．WiFi信号的实质是由发射器发出的一种电磁波，WiFi信号限于短程传输，是因为其能量太低，在传输过程中存在能量损失，不能远程传播，故D错误。
故选A。
9．BD
【详解】A．用X光机透视人体是利用X光的穿透性，A错误；
B．门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，B正确；
C．光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，C错误；
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D正确。
故选BD。
10．ACE
【详解】A．振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，即振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的，A正确；
B．声波的传播速度在介质中是由介质决定的，与频率无关；而电磁波的传播速度
而n与光的频率有关；故电磁波在介质中的速度与频率有关；B错误；
C．红外线的波长，衍射能力较强，C正确；
D．波长越短的电磁波，反射性能越强；D错误；
E．在干燥的环境中，用塑料梳子梳理头发后，摩擦起电，来回抖动梳子，形成变化的电流，产生变化的磁场，从而产生电磁波，E正确。
故选ACE。
11．BCE
【详解】A．常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机的，故A错误；
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于单缝衍射，故B正确；
C．在双缝干涉中，条纹间距，入射光波长越长，条纹间距越宽，绿光的波长小于红光，所以条纹间距变窄，故C正确；
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的干涉特性，故D错误；
E．由于红光的折射率小，根据n=可知，红光的全反射角较大，绿光的全反射角小，若红光刚好能发生全反射，则绿光一定能发生全反射，故E正确。
故选BCE。
12．BCE
【详解】A．光的本质是电磁波，都属于横波，也只有横波才能发生偏振现象，故A错误；
B．光的频率由光源的频率决定，与介质无关，故B正确；
C．由多普勒效应原理可知，观察者与波源相对远离时，所接收到的波的频率小于波源的频率，故C正确；
D．电磁波谱中射线的频率最大，故波长最短，故D错误；
E．光学镜头上的增透膜是利用了薄膜干涉原理，故E正确。
故选BCE。
13．
【详解】电磁波的在土壤中传播速度满足
根据题意可知
解得土壤厚度为
14．0.12m
【详解】根据波长公式得
解得
15．；；
【详解】根据波长、波速和频率的关系可知，所以
频率不变，波长变成；则波速：
；
【点睛】本题要求记住真空中电磁波速等于光速．还要知道公式c=λf，同时明确光进入不同介质时频率不变，速度及波长发生变化．