高中物理选择性必修-第2册-第4章-4电磁波谱.doc

第四章　4　电磁波谱

A组·基础达标
1．(2020年河北邢台市二中检测)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
【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．故正确的选项是C.
2．(多选)(2021年山东莱州一中月考)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
【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，所以A、B正确．
3．(多选)(2021年济南市月考)下列说法符合实际的是(　　)
A．在医院里常用X射线对病房和手术室消毒
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力
D．在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
【答案】BD
【解析】紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线的衍射能力较强，容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线．所以B、D正确．
4．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
【答案】B
【解析】声波也能传递信息，A错误；手机通话过程中，手机之间通过电磁波传递信息，人和手机之间通过声波传递信息，B正确；太阳中的可见光传播速度为光速，即为3×108 m/s，而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃下)的传播速度，即为340 m/s，C错误；红外线的频率小于X射线的频率，故红外线的波长大于X射线的波长，D错误．
5．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
【答案】D
【解析】由c＝λf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．由x＝可知，D正确．
6.如图所示的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
【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.
7．(2021年江宁区名校月考)下列不属于利用电磁波的医用器械是(　　)
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．测量体温的红外线体温计
D．检查血流情况的“彩超”机
【答案】D
【解析】检查血流情况的超声波“彩超”机，是利用超声波的多普勒效应，超声波不属于电磁波，而属于机械波，故A、B、C错误，D正确．
8．(2020年嘉兴模拟)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 WiFi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 WiFi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
【答案】C
【解析】家用5G WiFi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 WiFi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为横波，能产生偏振现象，D错误．

B组·能力提升
9.(2020年浙江卷)在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了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
【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错误，B错误；人身体各个部位体温是不同的，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．
10．(2020年天津市和平区二模)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
【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；波长越三；衍射能力越弱电磁波谱中比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．
11．(多选)(2021年苏北四市联考)关于可见光，下列说法正确的是(　　)
A．可见光中的红光比紫光的频率低
B．可见光不能在真空中传播
C．可见光波长越长，越容易发生衍射现象
D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波
【答案】AC
【解析】可见光中的红光比紫光的频率低， A正确；可见光能在真空中传播， B错误；可见光波长越长，越容易发生衍射现象， C正确；可见光能发生偏振现象，说明光是横波， D错误．
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：________________________________________________________________________.

【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．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？
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＝.