四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.3电磁波谱 电磁波的应用 达标作业（含解析）

3.3电磁波谱电磁波的应用
1．下列不属于电磁波的是(　　)
A．水波
B．无线电波
C．X射线
D．γ射线
2．关于电磁波谱，下列说法中不正确的是(　　)
A．红外线比红光波长长，它的热作用很强
B．X射线就是伦琴射线
C．光波是横波，无线电波既有横波，又有纵波
D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用
3．关于电磁场和电磁波，下列说法错误的是
(
)
A．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波
D．频率为750kHz的电磁波在真空中传播时，其波长为
4．某电磁波在真空中传播，该电磁波的波长为，波速为v,该电磁的频率为（
）
A．v
B．
C．
D．
5．关于电磁波，下列说法不正确的是（
）
A．电磁波可以脱离“波源”而独立存在，
B．要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是均匀变化的
C．电磁波是物质波，
D．电磁波可以使电荷移动
6．关于电磁场，下列说法不正确的是（
）
A．电磁场也是物质
B．电磁场具有能量
C．电磁场看不见摸不着，是假想的
D．电磁场是物质存在的基本形态之一
7．电磁波与声波比较不正确的是(　　)
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
D．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
8．下列说法中正确的是
A．两列波相遇一定出现干涉现象
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．红外线波长比可见光长，主要特点是具有热效应
D．当驱动力的频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大
9．关于红外线的以下说法正确的是（
）
A．不同的物体辐射红外线的波长和强度不同，可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
B．利用红外线的热效应对物体进行烘干
C．利用红外线波长较长，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影
D．利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测
10．下列说法不正确的是（
）
A．发射电磁波时，振荡频率越低越好
B．电磁波是一种信息运载工具
C．电磁波是假想的，实际上并不存在
D．我们从来没有看到过电磁波，所以生活的空间几乎没有电磁波
11．波长为4×10-7m的红光，从相距15m处的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？该红光的频率为多少？（电磁波在空气中的传播速度c取3.0×108m/s）
12．电磁波在真空中传播的速度v是3×108m/s，有一个广播电台的频率f为30×106HZ，这个台发射的电磁波的波长λ约为多少？
13．如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极(阳极)，当A、K间加直流电压U＝30
kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：
(1)电子到达对阴极的速度是多大？
(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？
(3)若AK间的电流为10
mA，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？
(电子电量e＝－1.6×10－19
C，质量m＝0.91×10－30
kg，普朗克常量h＝6.63×10－34
J·s)
参考答案
1．A
【解析】
根据电磁波谱可知：无线电波、X射线、γ射线等都是电磁波；水波不属于电磁波．故选A．
2．C
【解析】
A．红外线比红光波长长，它的热作用很强，选项A正确，A项不合题意；
B．X射线就是伦琴射线，选项B正确，B项不合题意；
C．光波与无线电波都是电磁波，都是横波，选项C错误，C项符合题意；
D．紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光作用，选项D正确，D项不合题意。
此题选择不正确的选项，故选C。
3．B
【解析】
麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹证实电磁波存在，A说法正确，不符合题意；只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，均匀变化的电场不能产生变化的磁场，均匀变化的磁场不能产生变化的电场，B说法错误，符合题意；电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，C说法正确，不符合题意；电磁波在真空中的传播速度总是3×108m/s，根据，故D说法正确，但不符合题意；本题选择错误的，故选B．
4．C
【解析】
根据公式：，在根据周期与频率关系：可知：，故选项C正确，ABD错误．
点睛：本题考查波长、波速和周期之间的关系，注意掌握公式．
5．B
【解析】
A、电磁波是变化磁场产生电场、变化电场产生磁场不断交替变化产生的，所以电磁波可以短暂脱离“波源”而独立存在，当电磁场能量耗尽之后，电磁波才会消失，故选项A正确；
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，而电磁波是变化磁场产生变化电场、变化电场产生变化磁场不断交替变化产生的，所以要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)都不是均匀变化的，同时电磁波是物质波，同时产生电磁波的变化的电场或磁场可以使电荷移动，故B错误，CD正确．
点睛：注意麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础，要加强理解与应用．
6．C
【解析】
A、电磁场是一种特殊的物质，是物质存在的基本形态之一，故AD正确，C错误；
B、电磁场具有能量，例如电磁波的发射即为将能量和信息由近向远传播，故B正确；
点睛：考查电磁场的概念，知道电磁场是一种特殊物质，注意电磁场是实际存在的，而电场线或磁场线是假想的．
7．D
【解析】
电磁波表示是一种物质，其传播不需要介质；机械振动在介质中的传播是机械波，机械波的传播离不开介质，A正确；真空中电磁波传播最快，故由空气进入水中传播时，电磁波的速度变小；声波在固体中传播最快，气体中传播最慢，故由空气进入水中传播时，声波的传播速度变大，根据波速与波长关系公式，由空气进入水中传播时，电磁波的波长变小，声波的波长变大，BC正确；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，D错误．
8．CD
【解析】只有频率相同的两列机械横波相遇，才会出现干涉现象，A错误；均匀变化的电场产生稳定的电场，B错误；红外线波长比可见光长，主要特点是具有热效应，C正确；当驱动力的频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，D正确．
9．ABCD
【解析】
A项：由于红外线是一种光波，一切物体都在不停地对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射性强一些，故A正确；
B项：由于红外线的热效应，可用业烘干，故B正确；
C、D项：由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线，其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征，故C、D正确．
10．ACD
【解析】
A、理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比．频率越高，发射电磁波的本领越大，即发射电磁波时，振荡频率越高越好，故A错误；
B、电磁波能传递信息，是一种信息运载工具，故选项B正确；
C、电磁波是真实存在的，在我们生活的空间里充满着各种频率的电磁波，我们的生活已经离不开电磁波，故CD错误．
点睛：本题需要明确电磁波的相关知识．
11．t=5╳10-8s
，
f=7.5╳1014Hz
【解析】红光在真空中的速度为c=3×108
m/s
从30m外的传来需要时间
由可知
【点睛】考查光有真空的速度大小，及掌握公式及的应用，注意建立正确的物理模型．
12．10m
【解析】电磁波的传播速度是光速，频率波长速度的关系是，所以，
13．(1)1.0×108
m/s
(2)4.1×10－11
m
(3)6.25×1016个
【解析】(1)由动能定理得mv2＝eU，
所以v＝
代入数据得：v＝1.0×108
m/s.
(2)因为mv2＝eU＝hν＝h
所以λ＝＝4.1×10－11
m.
(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则
＝6.25×1016个．