第四章　电磁振荡与电磁波 第四节　电磁波谱 课时训练（有解析）高中物理粤教版选择性必修第二册

第四章　电磁振荡与电磁波 第四节　电磁波
基础对点练
1．目前雷达发出的电磁波频率多在200～1 000 MHz的范围内，下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30～150 m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离
2．我们的生活已经离不开电磁波，如卫星定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz＝106 Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5G Wi-Fi使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波．关于这四种电磁波的说法正确的是(　　)
A．家用5G Wi-Fi电磁波的衍射现象最明显
B．卫星定位系统使用的电磁波的能量最强
C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领
D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象
3．臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中(　　)
A．波长较短的可见光
B．波长较长的可见光
C．波长较短的紫外线
D．波长较长的红外线
4．对真空中传播的红外线和紫外线，下列说法正确的是(　　)
A．频率相同，传播的速度不同
B．频率不同，传播的速度相同
C．波长不同，传播的速度不同
D．波长相同，传播的速度相同
5．如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定(　　)
A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的
B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的
C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的
D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的
6．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的
C．X射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的
D．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
7．各种不同频率范围的电磁波按频率由低到高的排列顺序是(　　)
A．γ射线、紫外线、可见光、红外线
B．γ射线、红外线、紫外线、可见光
C．紫外线、可见光、红外线、γ射线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
8．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波．根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波(　　)
A．微波 B．红外线
C．紫外线 D．X射线
9．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　)
A．X射线可用于广播
B．γ射线是波长最短的电磁波
C．紫外线的频率比紫光的高
D．长波可以摧毁病变的细胞
综合提升练
10．红外体温计测量体温如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线
B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
11．关于电磁波的特性理解正确的是(　　)
A．可见光的波长一定比无线电波的波长短
B．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限
C．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
D．可见光的实质也是一种电磁波，红光波长最短
12．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3.0×108 m/s，无线电波是其中的一种电磁波．无线电波、红外线、可见光、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，波的长度也不同，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________________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____________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：__________________________________．
过量的电磁辐射对人体是有害的，按照规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直于单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W0.已知某一种手机的电磁辐射功率为P，若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的，则符合规定的安全区域到手机的距离至少为多大？
答案解析
1、【答案】D　【解析】电磁波频率在200～1 000 MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3～1.5 m之间，故A错误．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故B错误．波长越长的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播，波长越短的电磁波，越容易反射，故C错误．
2、【答案】C　【解析】家用5G Wi-Fi电磁波的频率较高，所以其波长较短，故其衍射现象不明显，A错误；卫星定位系统使用的电磁波比家用5G Wi-Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越大，所以卫星定位系统使用的电磁波的能量不是最强，B错误；地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波，频率非常高，所以利用了电磁波的穿透本领，C正确；手机工作时使用的电磁波均为横波，能产生偏振现象，D错误．
3、【答案】C　【解析】臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用．作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己．故选C．
4、【答案】B　【解析】真空中红外线和紫外线的传播速度是相同的，红外线的频率小于紫外线，根据v＝，可知红外线的波长比紫外线的波长长．故选B．
5、【答案】C　【解析】紫外线具有荧光效应，红外线热效应明显，可见光有视觉感应，地面呈现的是圆形黑影，说明含碘的二硫化碳溶液对于可见光是不透明的；温度计显示的温度明显上升，红外线热效应明显，故说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的．故选C．
6、【答案】AB　【解析】波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、衍射现象易发生；从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受激发后产生的；不论物体温度高低如何都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强．
7、【答案】D　【解析】按频率由低到高的排列顺序是：红外线、可见光、紫外线、γ射线．故选D．
8、【答案】C　【解析】根据波长与频率之间的关系c＝λν，可得λ＝＝ m＝3×10-7 m，根据电磁波谱可知，电焊弧光辐射出的是紫外线．故选C．
9、【答案】BC　【解析】X射线具有较强的穿透能力，所以不能用于广播，A错误；γ射线波长最短，频率最高，B正确；紫外线的波长比紫光短，紫外线的频率比紫光的高，C正确；长波波长较长，频率较低，能量较小，不可摧毁病变的细胞，D错误．
10、【答案】D　【解析】凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射，故人体一直都会辐射红外线，故A、B错误；人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越大，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就会反映出各部位的温度；红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的，故C错误，D正确．
11、【答案】A　【解析】由电磁波谱可知可见光的波长一定比无线电波的波长短，A正确；由电磁波谱可知电磁波的波长和频率是连续的，没有明显的区域界限，B错误；电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线，C错误；在可见光中，红光波长最长，D错误．
12、【答案】(1)牛顿　蓝　(2)无线电波　声
(3)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】(1)物理学家牛顿最早发现白光(即可见光)可以发生色散现象；色光的三原色是红、绿、蓝，三原色光中波长最短的是蓝光．
(2)广播和电视利用电磁波谱中无线电波来传递声音和图像；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)根据电磁波谱中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c＝fλ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).
13、解：设规定的安全区域距离为R，则对应球的面积为S＝4πR2.在t时间内球面获得的能量为E＝Pt，球面上单位面积t时间内获得的电磁辐射能量E0＝，由于工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过W0，则W0＝，所以R＝.