人教版物理选修1-1第四章第二节电磁谱同步训练

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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2016-05-25 11:09:05

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人教版物理选修1-1第四章
第二节电磁谱同步训练
一.选择题(共15小题)
1.下列说法正确的是(  )
A.光的偏振现象说明光是纵波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光导纤维传播光信号利用了光的折射原理
D.光的双缝干涉实验中,若仅将入射光从红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变大
答案:B
解析:
解答:解:A、光的偏振现象说明光是横波,不是纵波,故A错误;
B、全息照相利用了激光相干性好的特性,即为光的干涉现象,故B正确;
C、光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理,故C正确;
D、光的双缝干涉实验中,光的双缝干涉条纹间距△x=λ,若仅将入射光从红光改为紫光,由于红光波长大于紫光,则相邻亮条纹间距变小,故D错误.
故选:B.
分析:偏振是横波特有的现象;
全息照相利用了光的干涉;
光导纤维传播光信号利用了光的全反射;
干涉实验中,若仅将入射光波长越短,则相邻亮条纹间距变小.
2.下列电磁波中,衍射能力最强的是(  )
A.无线电波 B.红外线 C.紫外线 D.γ射线
答案:A
解析:
解答:解:已知的几种电磁波中无线电波的波长最长,故无线电波的衍射能力最强;
故选:A.
分析:波长越长,则波的衍射能力越强,分析电磁波谱得出波长最长的电磁波即可.
3.关于电磁波的性质和用途,下列说法正确的是(  )
A.微波宜用地波传播
B.无线电选台的过程就是调制
C.在广播电视中,声音和图象信号可以利用电磁波传递
D.真空中电磁波的传播速度对不同惯性参考系是不同的
答案:C
解析:
解答:解:A、微波波长短,直线传播好,不容易衍射,故适合做天波,故A错误;
B、无线电选台的过程就是调谐的过程,故B错误;
C、在广播电视中,声音和图象信号都可以利用电磁波传递,故C正确;
D、根据狭义相对论,真空中电磁波的传播速度对不同惯性参考系是相同的,故D错误;
故选:C.
分析:电磁波可以传递信息;把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程,称为调制;分为调频与调幅,由于频率不会衰减,故调频信号抗干扰能力强.
4.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是(  )
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小
B.可见光的频率最大,红外线的频率最小
C.X射线频率最大,红外线的频率最小
D.X射线频率最大,可见光的频率最小
答案:C
解析:
解答:解:红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的波长是从长到短,所以其频率是从低到高.
则频率最高的是伦琴射线(X射线),频率最小的红外线,故C正确、ABD错误.
故选:C
分析:电磁波是由变化电磁场产生的,电磁波有:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线.它们的波长越来越短,频率越来越高
5.下列说法正确的是(  )
A.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在靠近我们远
B.为了从高频电流中取出所携带的声音信号就要进行调制
C.用光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理
D.根据麦充斯韦的电磁场理论,变化的电场一定可以产生电磁波
答案:C
解析:
解答:解:A、在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,根据c=λf,光速不变,则频率变小,由多普勒效应可知,当频率变小时,则两者间距增大,因此该星球正在距离我们远去,故A正确;
B、从高频电流中取出所携带的声音信号就要进行解调,而加载信号过程是调制,故B错误;
C、光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理;故C正确;
D、根据麦克斯韦电磁场理论可知,变化的电场周围一定产磁场,不一定产生变化的磁场,若电场均匀变化,将产生稳定的磁场,故D错误;
故选:C.
分析:根据多普勒效应,由接收的频率的大小,从而可得波长的长短,从而可确定间距的远近;
将信号取下来,是解调;而加载信号是调制;
光导纤维是运用光的全反射原理;
根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产磁场;
当波长越长,越容易发生衍射现象,从而即可各项求解.
6. 2015年1月10日广元航模协会在广元中学运动场举行了盛大的航模表演,像“空中芭蕾”、“8字穿越”、“直升飞机倒飞悬停”、“彩虹”等节目令同学们大开眼界.则(  )
A.航模飞机在竖直平面内做圆周运动时,在最低点机舱内的零件处于超重状态
B.航模飞机的遥控装置与电视机遥控板一样,都是利用了红外线的特性
C.航模飞机释放的彩色烟雾形成的彩虹与雨后的彩虹原理不同,雨后的彩虹是光的反射形成的
D.直升机悬停时,螺旋桨对空气的力向下,直升机倒飞悬停时,螺旋桨对空气的力向上
答案:A
解析:
解答:解:A、由于飞机在最低点具有向上的加速度,故处于超重状态;故A正确;
B、航模飞机的遥控距离较远,不能用红外线进行遥控;故B错误;
C、彩色烟雾是带颜色的物体,不是因为光的反射形成的;故C错误;
D、不论是倒飞还是正飞悬停,飞机受力均向上,故螺旋桨对空气的力向下;故D错误;
故选:A.
分析:由超重和失重的现象明确飞机的状态;根据红外线及飞机遥控的性质明确飞机遥控的装置;根据彩色烟雾的形成原理明确C项;根据受力分析明确受力关系.
7.以下说法正确的是(  )
A.红外线具有显著的热效应
B.光导纤维是应用了光的全反射现象,无影灯主要是应用了光的衍射
C.白光经光密三棱镜折射发生色散时,红光的偏折角最大
D.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的快
答案:A
解析:
解答:解:A、红外线具有显著的热效应;故A正确;
B、无影灯应用的是光的直射,发光面较大,导致本影区域小,故B错误;
C、红光的折射率最小,紫光的折射率最大,则知白光经光密三棱镜折射发生色散时,红光的偏折角最小,紫光的偏折角最大.故C错误.
D、在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上慢.故D错误;
故选:A.
分析:本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式、相对论质量公式,明确相对论的等效原理.明确光的色散现象及电磁波谱的相关内容.
8.如图,是一种小型验钞器,能显示纸币上的防伪标志.它能发射(  )
A.X射线 B.紫外线 C.可见光 D.红外线
答案:B
解析:
解答:解:给出的几种射线中,只有紫外线有荧光效应,使荧光物质发出荧光,可以做成验钞机,检验钱的真伪;
故选:B.
分析:紫外线具有化学作用强、生理作用强、荧光效应强的特点,根据这样的特点在生活中的应用来判断此题
9.下列说法中正确的是(  )
A.卡文迪许用扭秤实验测出了静电力常量
B.电场是人们为了了解电荷间相互作用而引入的一种并不真实存在的物质
C.用紫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.狭义相对论认为高速运动的物体质量会变小,运动方向的长度会变短
答案:C
解析:
解答:解:A、卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G,故A错误.
B、电荷周围存在电场,电荷间的相互作用力是通过电场发生的,电场是一种真实存在的物质,故B错误.
C、用紫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,这是紫外线的荧光效应;故C正确;
D、狭义相对论认为高速运动的物体质量会变大,沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小,故D错误;
故选:C
分析:卡文迪许测出了引力常量;电场是客观存在的物质;紫外线具有荧光效应;狭义相对论具有两个基本假设:
①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.这叫做相对性原理. 
②在所有的惯性系中,光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理.
10.下列射线中,来自于原子核内部,且穿透能力最强的射线是(  )
A.γ射线 B.α射线 C.阴极射线 D.X射线
答案:A
解析:
解答:解:题目要求射线来自原子核内部,所以只有AB选项符合,α射线的电离作用最强,γ射线的穿透能力最强,故A正确,BCD错误.
故选:A.
分析:首先知道常见的射线,利用常见射线的本质和特点分析即可,还常考查射线的用途.
11.下列粒子流中贯穿本领最强的是(  )
A.α射线 B.阴极射线 C.质子流 D.中子流
答案:D
解析:
解答:解:α射线射线的穿透能力最弱,一张纸即可把它挡住,但是其电离能力最强,阴极射线是电子流,能穿透0.5mm的铝板;质子流比电子流的穿透能力要强一些,中子不带电,相同的情况下中子的穿透能力最强.
故选:D.
分析:本题比较简单,明确α射线、阴极射线、质子流与中子流的穿透能力、电离能力等性质即可正确解答.
12.1932年,英国物理学家查德威克用α射线轰击铍核()时,产生了碳核()和一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线,经过进一步证实,这种射线是(  )
A.光子流 B.中子流 C.电子流 D.质子流
答案:B
解析:
解答:解:1932年,英国物理学家查德威克用仪射线轰击铍核()时,产生了碳核()和一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线,
经过进一步证实,这种射线是中子流.
故选:B.
分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.
13.在以下说法中,正确的是(  )
A.医学上利用γ射线治疗肿瘤主要是利用了γ射线的穿透能力强的特点
B.若用频率更高的单色光照射时,同级牛顿环半径将会变大
C.机械波在传播波源的振动的形式的同时传递了能量
D.麦克耳孙﹣莫雷实验表明:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是不一样的
答案:C
解析:
解答:解:A.医学上利用γ射线治疗肿瘤主要是利用了γ射线的具有高能量的特点,故A错误;
B.若用频率更高的单色光照射时,光的波长变小,同级牛顿环半径将会变小,故B错误;
C.机械波在传播波源的振动的形式的同时传递了能量.故C正确;
D.爱因斯坦的相对论与麦克耳孙﹣莫雷实验表明:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的,与参考系的选取无关.故D不正确.
故选:C
分析:γ射线治疗肿瘤主要是利用了γ射线的具有高能量容易破环肿瘤细胞;牛顿环是等厚干涉,条纹间距与波长成正比;机械波在传播的是振动形式和能量;光速不变原理是爱因斯坦狭义相对论的基本假设之一;
14.下列关于电磁波的说法正确的是(  )
A.麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波,并用实验证实了电磁波的存在
B.电磁波能发生干涉、衍射现象和多普勒效应,但不能发生偏振现象
C.X射线是一种波长比紫外线短的电磁波,医学上可检查人体内病变和骨骼情况
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
答案:C
解析:
解答:解:A、麦克斯韦预言电磁波,而赫兹用实验证实了电磁波的存在,故A错误;
B、电磁波能发生干涉、衍射现象和多普勒效应、偏振等所有波的现象,故B错误;
C、X射线是一种波长比紫外线短的电磁波,具有较强的穿透能力,医学上可检查人体内病变和骨骼情况,故C正确;
D、红外线的显著作用是热作用,任何物体都会产生红外辐射,故D错误;
故选:C.
分析:麦克斯韦预言电磁波,赫兹证实了电磁波的存在;
电磁波能产生波的任何现象;
X射线是一种波长比紫外线短的电磁波,具有较强的穿透能力;
任何物体都会产生红外辐射;
15.下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线(  )
A.B超 B.化疗医治肿瘤 C.X光透视 D.CT断层扫描
答案:B
解析:
解答:解:A、B超采用的是超声波.故A错误;
B、化疗医治肿瘤采用γ射线对杀死肿瘤细胞伤害,γ射线是放射性元素放射出的.故B正确;
C、X光不是放射性元素放射出的,是原子的内层电子受到激发产生的.故C错误;
D、CT断层扫描使用的是x射线,不是放射性元素放射出的,是原子的内层电子受到激发产生的.故D错误.
故选:B
分析:放射性同位素放出的射线包括:α射线、β射线和γ射线;γ射线对人体细胞伤害大.
二.填空题(共5小题)
16.电磁波谱:电磁波按波长或频率大小的顺序排列成谱,就构成了电磁波谱.按波长从大到小的顺序是:无线电波、   、可见光、紫外线、   、γ射线.
答案:红外线;X射线
解析:
解答:解:按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.
故答案为:红外线;X射线
分析:电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线.
17.平常看见的白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光所组成.在这七色可见光中波长最长的色光是    光,频率最低的色光是   光.
答案:红;红
解析:
解答:解:把红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫按顺序排列起来,称为七色光,它们属于可见光,由光谱中的排列顺序可知红光的波长最长,频率最低也是红光.
故答案为:红;红.
分析:不同色光在真空中的传播速度是相同的,但在空气中不一样,不同色光有不同波长.
18.红外线的显著作用是   ,一切物体都发出红外线;紫外线的主要作用是   .
答案:热效应,荧光作用
解析:
解答:解:红外线的热效应显著,紫外线具有荧光作用.
故答案为:热效应,荧光作用
分析:(1)红外线和紫外线都是不可见光,
(2)紫外线的作用和用途:根据紫外线有杀菌作用制成消毒灯;根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机;紫外线能促使人体合成维生素D促进钙的吸收.
(3)红外线的作用和用途:根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等;根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等.
19.放射性元素发射的三种射线是:   射线、   射线和r射线.
答案:α;β
解析:
解答:解:放射性元素发射的三种射线是:α射线、β射线和r射线.
故答案为:α;β.
分析:天然放射性元素衰变时能够放出的三种射线是α、β、γ.
20.天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领各不相同,图1为这三种射线贯穿物体情况的示意图,①、②、③各代表一种射线,则①为   射线,它的贯穿本领很弱;③为   射线,它的贯穿本领很强.
答案:α、γ
解析:
解答:解:α射线射线的穿透能力最弱,一张纸即可把它挡住,但是其电离能力最强,γ射线的穿透能力最强,但是其电离能力最弱.
故答案为:α、γ.
分析:本题比较简单,明确α、β、γ三种射线的穿透能力、电离能力等性质即可正确解答.
三.解答题(共5小题)
21.手机已成为日常通信工具,手机使用的电磁波波长比伦琴射线的波长   (选填“长”或“短”),某手机发射的电磁波的频率为f,已知光在真空中传播速度为c,则该电磁波在真空中传播时的波长为多少.
答案:长,
解析:
解答:解:根据电磁波谱可知,无线电磁的波长比伦琴射线的波长还长,
由题,电磁波的波速为c,频率f,根据波速公式v=λf得,波长为λ=;
故选:长,.
分析:已知电磁波的波速c,频率f,根据波速公式v=λf,求出电磁波的波长λ.
22.请按照波长从大到小的顺序列出电磁波谱.
答案:无线电波,红外线,可见光,紫外线,x射线,γ射线.
解析:
解答:解:电磁波谱(波长从大到小的顺序):无线电波,红外线,可见光,紫外线,x射线,γ射线.
分析:依照波长的长短的不同,电磁波谱可大致分为:无线电波,红外线,可见光,紫外线,x射线,γ射线.
23.我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波、这种辐射与物体的温度有关,物理学家通过实验研究黑体的辐射,得到了如图所示的辐射强度﹣﹣波长的关系图象,你通过分析该图得到的正确结论是: 温度升高,黑体的辐射增强,波长变短,频率增大 .
答案:温度升高,黑体的辐射增强,波长变短,频率增大
解析:
解答:解:黑体的辐射是指由理想放射物放射出来的辐射,在特定温度及特定波长放射最大量之辐射.同时,黑体是可以吸收所有入射辐射的物体,不会反射任何辐射,故黑体是绝对黑色的由图象可知,当波长变短,频率增大,而温度升高时,黑体的辐射增强.
故答案为:温度升高,黑体的辐射增强,波长变短,频率增大.
分析:黑体的辐射不仅与温度有关,还与波长及频率有关.
24.有以下说法:
A.X射线有较强的穿透本领,在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查
B.太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
C.全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
D.潜水员在水底看岸边的树是变矮了
E.泊松亮斑说明了光具有波动性
F.机械波和电磁波一样从空气进入水中波长变短
其中正确的有那些??
答案:A、B、E
解析:
解答:解:A、在车站和机场的安检入口,要用X射线对旅客行李进行安全检查,X射线有较强的穿透本领.故A正确
B、太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域.故B正确
C、全息照片的拍摄利用了光的干涉原理.故C错误
D、树反射的光斜射到水面上,会发生折射现象,当光进入水中后靠近法线,射入潜水员眼睛,而潜水员由于错觉,认为光始终沿直线传播,逆着光的方向看上去而形成的虚像,所以比实际位置高,所以潜水员在水中看见岸上的树,实际是变高了的树虚像.故D错误
E、泊松亮斑是光的圆板衍射现象.说明了光具有波动性,故E正确
F、机械波从空气进入水中波速变大,波长变长,而电磁波从空气进入水中波长变短,故F错误
故答案为:A、B、E
分析:在车站和机场的安检入口,要用X射线对旅客行李进行安全检查,X射线有较强的穿透本领.
太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域.全息照片的拍摄利用了光的干涉原理.
光的折射光路是可逆的,一条光线从一种介质斜射入另一种介质时,发生折射后,逆着折射光线方向射入一条光线,会逆着原来入射光线反向射出
25.生活中很多地方杀毒都用到紫外线,紫外线的波长范围大致是100nm﹣400nm. 100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少?
答案:100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是 19.9×10﹣17J和4.98×10﹣17J
解析:
解答:解:由能量子=普朗克常量×频率=普朗克常量×光速÷波长,
100nm电磁波辐射的能量子ε的值:E1=6.626X10-34X19.9X10-17J
400nm电磁波辐射的能量子ε的值:E2=6.626X10-34X4.98X10-17J
答:100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J.
分析:能量子=普朗克常量×频率=普朗克常量×光速÷波长,代入数据即可.
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