人教版物理选修1-1练习：第4章 电磁波及其应用 4.2 电磁波谱Word版含解析

二、电磁波谱
课时过关·能力提升
基础巩固
1关于电磁波传播过程中的速度公式v=λf,下列说法正确的是(　　)
A.公式表明波长越大,电磁波的传播速度越大
B.公式表明频率越高,电磁波的传播速度越大
C.电磁波的能量越大,传播速度越大
D.电磁波的传播速度与波长和频率及能量无关,仅决定于介质
解析:波速是由介质决定的,与波长和频率及能量无关,所以选项A、B、C错。
答案:D
2电磁波在传播过程中,保持不变的物理量是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.频率 B.波长 C.振幅 D.波速
答案:A
3一种电磁波的波长约为1 m,它属于电磁波的区域是(　　)
A.无线电波 B.可见光
C.X射线 D.γ射线
解析:无线电波的区域为波长大于1 mm的区域,所以是无线电波,A对。
答案:A
4下列关于电磁波的叙述中,不正确的是(　　)
A.电磁波可以在真空中传播
B.电磁波的传播速度总是等于3.00×108 m/s
C.电磁波由真空进入水中传播时,波长变长
D.电磁波的频率与介质无关
解析:电磁波在真空中的传播速度等于c,进入其他介质后传播速度将小于c。电磁波由真空进入水中时,频率不变,波速会变小,根据v水=λ水f和c=λ0f,知λ水<λ0,即电磁波在水中的波长不会变长而是变短。
答案:BC
5关于红外线,下列说法正确的是(　　)
A.红外烤箱中的红光就是红外线
B.红外线的波长比可见光的长
C.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线
D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
解析:红外线是看不见的,所以烤箱中的红光不是红外线;红外线的波长比可见光的长,更容易发生衍射;一切物体,包括高温物体和低温物体都在辐射红外线,只是物体温度越高,它辐射的红外线就越强;红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率,也就更容易使分子发生共振,因而红外线热作用显著。
答案:BD
6有关太阳辐射的叙述中,错误的是(　　)
A.太阳辐射就是指太阳以电磁波的形式向四周放射能量
B.太阳辐射的能量来源于氢气的燃烧
C.太阳辐射的能量是由核聚变反应过程中亏损的质量转化而来的
D.太阳辐射是维持地表温度,促进地球上水、大气、生物活动的主要动力
解析:命题的目的是考查对太阳辐射的定义、能量来源及其对环境影响的正确认识。太阳辐射能量来源于太阳高温、高压条件下的氢原子核聚变反应,而不是氢气的燃烧,同时,该题要求学生一定要认真审题。
答案:B
7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信
C.紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的物质
D.在紫外线照射下,所有物质都会发出荧光
解析:不是所有物体都会发出紫外线,选项A错误。紫外线波长较短,不利于无线电通信,故选项B错误。在紫外线照射下,许多物质会发出荧光,但不是所有物质都会,选项D错误。
答案:C
8可见光也是一种电磁波,某种可见光的波长为0.6 μm,则它的频率为多少?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时波长变为0.5 μm,那么此光在水中的传播速度将变为多少?
解析:根据波长、波速和频率的关系可知c=λf,所以f=cλ=3.00×1080.6×10-6 Hz=5×1014 Hz
频率不变,波长变成0.5 μm,则波速v=λ'f=0.5×10-6 m×5×1014 Hz=2.5×108 m/s。
答案:5×1014 Hz　2.5×108 m/s
能力提升
1下列关于光和无线电波的说法中,正确的是(　　)
A.光和无线电波在真空中的传播速度相同
B.光和无线电波的传播都不需要介质
C.光和无线电波遇到障碍物都可以发生反射
D.光可以反射,无线电波不会反射
解析:光和无线电波都属于电磁波,而电磁波传播不需要介质,在真空中的速度都是c=3.00×108 m/s,所以选项A、B正确。电磁波也具有波的特点,即能反射、干涉、衍射,所以选项C正确,选项D错误。
答案:ABC
2关于波长为0.6 μm的红光,下列说法中正确的是(　　)
A.其在真空中的传播速度为3.00×108 m/s
B.其频率是5×1014 Hz
C.传播10 m的距离需要的时间是1.0×10-5 s
D.在10 m的距离中有1.7×107个波长
解析:各种电磁波在真空中的传播速度都为光速,关于波长、频率,应借助c=λf求解。各种电磁波在真空中的传播速度等于光速,故选项A正确;由题意知λ=0.6 μm=0.6×10-6 m,根据公式,选项B正确;传播10 m的时间 t=sv=3.3×10?8 s,选项C错误;10 m中的波长个数为n=sλ=1.7×107个,选项D正确。
答案:ABD
3北京广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光,都是电磁波,它们的频率分别为f1、f2、f3、f4,由小到大排序正确的是(　　)
A.f1>f2>f3>f4 B.f1f4
C.f1f2解析:无线电波的频率最低,然后是微波、可见光、X光,所以选项C正确。
答案:C
4下列说法正确的是(　　)
A.因为γ射线的能量最大,太阳辐射中能量最集中的是γ射线
B.太阳辐射中能量最强的部分集中在黄光、绿光附近
C.微波炉是利用微波作用于食物中的水分子,使其热运动加剧,内能增加,温度升高,使食物变热
D.科学家用电磁波寻找地外文明,但时至今日人们还没有找到地外文明
解析:γ射线能量最大,但太阳辐射中能量最集中的部分是可见光,所以选项A错误。
答案:BCD
5下列说法中正确的是(　　)
A.频率越高的电磁波,传播速度越大
B.波长越短的电磁波,传播速度越大
C.频率越高的电磁波,波长越短
D.波长不同的电磁波,频率不同,因而速度亦不同
解析:电磁波的传播速度与波长和频率无关,仅由传播的介质决定,电磁波在同一物质中的传播速度是不变的,在真空中的传播速度等于光速,在空气中的速度近似等于光速,但电磁波的波长、频率及传播速度三者满足c=λf,因此电磁波的频率与波长成反比关系。
答案:C
★6电磁波在空气中的传播速度为3.00×108 m/s,某广播电台能够发射波长为50 m的无线电波,那么收音机接收这个电台时,接收频率应为(　　)
A.150 MHz B.500 MHz
C.6.00 MHz D.3.00 MHz
解析:因为电磁波的波速、波长、频率的关系是c=λf,所以f=cλ=3.00×10850 Hz=6.00×106 Hz=6.00 MHz。
答案:C
★7(1)家用微波炉中使用的微波频率为2 450 MHz,它的波长是多少?
(2)某广播电台发射的电磁波的波长为500 m,它的频率是多少?
解析:(1)由c=λf得λ=cf=3.00×1082 450×106 m≈0.12 m。　
(2)由c=λf得f=cλ=3.00×108500 Hz=6×105 Hz。
答案:(1)0.12 m
(2)6×105 Hz