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4.4电磁波谱
一、单选题
1．根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率范围互相交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、无线电波 D．紫外线，X射线、射线
2．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．过强的紫外线照射能促进维生素D的合成，从而有利于人体皮肤健康
C．电磁波中频率最大的是射线，常用它来观察衍射现象
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
3．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（ ）
A．红外线 B．紫外线
C．X射线 D．γ射线
4．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
5．雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波脉冲，当电磁波遇到障碍物时会发生反射．雷达在发射和接收到反射回来的电磁波脉冲时，在监视屏上将对应呈现出一个尖形波．某防空雷达发射的电磁波频率f=3×109Hz，如果雷达监视屏上显示某次发射和接收的尖形波如图所示（相邻刻线间表示的时间间隔为1.0×10-5s），则被监视的目标到雷达的距离以及该雷达发出的电磁波的波长分别为
A．15km，0.10m B．15km，10m
C．30km，1.0m D．30km，0.10m
6．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
7．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水气（H2O）、二氧化碳（CO2）能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为
A．2.5～3.5um B．4～4.5um C．5～7um D．8～13um
8．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是( )
A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B．工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C．刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短、分辨率高
D．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
9．下列说法正确的是（ ）
A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是射线
B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应
C．X射线的穿透本领比射线更强
D．在电磁波谱中，X射线与射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的
10．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．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
11．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
12．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
二、多选题
13．下列说法正确的是（ ）
A．热的物体辐射红外线，冷的物体不辐射红外线
B．所有物体都辐射红外线，但热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强
C．设计防伪措施时可利用紫外线的荧光效应
D．太阳辐射的能量只有很小一部分集中在可见光及附近区域
14．关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．电磁波频率越高，越宜用地波传播 B．电磁波频率越高，越易沿直线传播
C．短波适宜以天波形式传播 D．电磁波在各种介质中传播时波长恒定
15．雷达采用微波的原因是（ ）
A．微波具有很高的频率
B．微波具有直线传播的特性
C．微波的反射性强
D．微波比其它无线电波（长波、中波、短波等）传播的距离更远
16．关于紫外线，下列说法中正确的是
A．一切物体都会发出紫外线
B．紫外线可用于无线电通讯
C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质
D．紫外线的能量高于红外线
17．电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（ ）
A．图甲中利用雷达天线发射的无线电波可以测定物体位置
B．图乙中天文学家利用射电望远镜发射无线电波，进行天体物理研究
C．图丙中病房内应用紫外线进行杀菌消毒
D．图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
三、填空题
18．下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理知识(用A、B、C……表示)，请将相应的字母填在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．
(1)X光机：________；
(2)紫外线灯：________；
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．
A．光的全反射
B．紫外线有很强的荧光效应
C．紫外线有杀菌消毒作用
D．X射线有很强的贯穿能力
E．红外线有显著的热作用
F．红外线波长较长易发生衍射
四、解答题
19．某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示。P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz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为3×108m/s。
（1）求该中波和微波的波长。
（2）发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能到达居住地A，它是如何到达居住地A的？
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4.4电磁波谱
一、单选题
1．根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率范围互相交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、无线电波 D．紫外线，X射线、射线
【答案】B
【解析】AC．AC中红外线和紫外线中间还有可见光部分，AC错误；
BD．射线、X射线、紫外线符合题意，紫外线，X射线、射线是按波长从长到短排列，B正确，D错误。
故选B。
2．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．过强的紫外线照射能促进维生素D的合成，从而有利于人体皮肤健康
C．电磁波中频率最大的是射线，常用它来观察衍射现象
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
【答案】D
【解析】A．X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，但红外线穿透能力很弱，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．电磁波中射线的频率最大，波长最短，最不容易发生衍射现象，故C错误；
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，故D正确。
故选D。
3．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（ ）
A．红外线 B．紫外线
C．X射线 D．γ射线
【答案】A
【解析】体温探检器是利用了红外线的辐射原理，故A正确BCD错误。
故选A。
4．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
【答案】A
【解析】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。
5．雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波脉冲，当电磁波遇到障碍物时会发生反射．雷达在发射和接收到反射回来的电磁波脉冲时，在监视屏上将对应呈现出一个尖形波．某防空雷达发射的电磁波频率f=3×109Hz，如果雷达监视屏上显示某次发射和接收的尖形波如图所示（相邻刻线间表示的时间间隔为1.0×10-5s），则被监视的目标到雷达的距离以及该雷达发出的电磁波的波长分别为
A．15km，0.10m B．15km，10m
C．30km，1.0m D．30km，0.10m
【答案】A
【解析】读图可知电磁波从发射到接收，走的距离是雷达到目标距离的双倍，从图中可以看出，两个尖形波间隔为个小格，即全程的时间就是,单程的时间为,由得：，该雷达发出的电磁波的波长，故A正确，BCD错误；
故选A．
6．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
【答案】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。
7．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水气（H2O）、二氧化碳（CO2）能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为
A．2.5～3.5um B．4～4.5um C．5～7um D．8～13um
【答案】D
【解析】由图可知：水对电磁波吸收的波长范围为0-8，二氧化碳对电磁波吸收的波长范围为3-5和大于13的，所以能够通过大气层被遥感卫星接收的波长范围为8-13
8．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是( )
A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B．工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C．刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短、分辨率高
D．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
【答案】A
【解析】医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，A不正确；射线具有较强的穿透性；故工业上利用射线检查金属内部有无沙眼，B正确；刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，衍射条纹间距小，分辨率高，C正确；红外线的波长，衍射能力较强，D正确．
9．下列说法正确的是（ ）
A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是射线
B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应
C．X射线的穿透本领比射线更强
D．在电磁波谱中，X射线与射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的
【答案】B
【解析】A．在电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波波长越长，波动性越明显，故A不符合题意；
B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应，故B符合题意；
C．X射线波长比射线长，穿透力不及射线，故C不符合题意；
D．在电磁波谱中，X射线与射线有很大部分重叠区域，但二者产生机理不同，故D不符合题意。
故选B。
10．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．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
【答案】B
【解析】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低，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．光都具有偏振现象，故D错误。
故选B。
11．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
【答案】C
【解析】A．4G信号和5G信号都是电磁波，而电磁波是横波，故这些4G和5G信号都是横波，选项A错误；
B．由于干涉的条件是频率相等，而4G信号和5G信号的频率不相等，故它们相遇不能产生干涉现象，选项B错误；
C．波长越长越容易发生衍射现象。而4G信号的频率小，故它的波长大，所以4G信号更容易发生衍射现象，选项C正确；
D．4G信号和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度都是光速，都是相等的，选项D错误。
故选C。
12．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
【答案】B
【解析】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。
二、多选题
13．下列说法正确的是（ ）
A．热的物体辐射红外线，冷的物体不辐射红外线
B．所有物体都辐射红外线，但热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强
C．设计防伪措施时可利用紫外线的荧光效应
D．太阳辐射的能量只有很小一部分集中在可见光及附近区域
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．任何物体都能辐射红外线，且热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，A错误，B正确；
C．可以利用紫外线的荧光效应设计防伪措施，C正确；
D．太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，D错误。
故选BC。
14．关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．电磁波频率越高，越宜用地波传播 B．电磁波频率越高，越易沿直线传播
C．短波适宜以天波形式传播 D．电磁波在各种介质中传播时波长恒定
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射能力越差，不宜用地波传播，频率高的电磁波的传播跟光的传播相似，沿直线传播，A错误，B正确；
C．电离层对短波吸收少反射多，故短波适宜以天波形式传播，C正确；
D．电磁波在不同介质中传播时，速度改变，频率不变，由，可判断出波长改变，D错误。
故选BC。
15．雷达采用微波的原因是（ ）
A．微波具有很高的频率
B．微波具有直线传播的特性
C．微波的反射性强
D．微波比其它无线电波（长波、中波、短波等）传播的距离更远
【答案】ABC
【解析】由于微波的频率极高，波长很短，其在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，故雷达使用微波工作．故ABC正确，D错误；
故选ABC．
16．关于紫外线，下列说法中正确的是
A．一切物体都会发出紫外线
B．紫外线可用于无线电通讯
C．紫外线有较高的能量，足以破坏细胞中的物质
D．紫外线的能量高于红外线
【答案】CD
【解析】A、一切光源发出的光中都有红外线，故A错误．
B、紫外线波长较短，不利用无线电通讯，故B错误．
C、紫外线可以用来杀菌、消毒；故C正确，
D、紫外线的频率高于红外线，其能量也高于红外线；故D正确．
故选CD．
17．电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（ ）
A．图甲中利用雷达天线发射的无线电波可以测定物体位置
B．图乙中天文学家利用射电望远镜发射无线电波，进行天体物理研究
C．图丙中病房内应用紫外线进行杀菌消毒
D．图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
【答案】AC
【解析】A．雷达天线是通过发射的无线电波来测定物体位置，故A正确；
B．天文学家利用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究，故B错误；
C．紫外线主要是通过对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的，故病房内应用紫外线进行杀菌消毒，故C正确；
D．CT机通过X射线拍摄人体组织，故D错误。故选AC。
三、填空题
18．下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理知识(用A、B、C……表示)，请将相应的字母填在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．
(1)X光机：________；
(2)紫外线灯：________；
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．
A．光的全反射
B．紫外线有很强的荧光效应
C．紫外线有杀菌消毒作用
D．X射线有很强的贯穿能力
E．红外线有显著的热作用
F．红外线波长较长易发生衍射
【答案】 (1)D (2)C (3)E
【解析】 (1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择选项D.
(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择选项C.
(3)“神灯”又称红外线灯，主要用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择选项E.
四、解答题
19．某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示。P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz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为3×108m/s。
（1）求该中波和微波的波长。
（2）发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能到达居住地A，它是如何到达居住地A的？
【答案】（1），；（2）见解析
【解析】（1）根据公式可知，中波的波长
微波的波长
（2）中波可到达，无线电波发射站发出的中波到达A地，它是通过衍射现象，绕过山脉到达居住地A处的。
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