物理选择性必修 第二册第3节 电磁波谱巩固练习
展开1.是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波,而第四代移动通信技术的频段范围是,则( )
A.信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快
B.信号相比于信号更不容易绕过障碍物,所以通信需要搭建更密集的基站
C.空间中的信号和信号会产生干涉现象
D.信号是横波,信号是纵波
2.新冠肺炎疫情突发,中华儿女风雨同舟、守望相助,筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较( )
A.真空中红外线的波长比紫外线的短
B.真空中红外线的波长比紫外线的长
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能
3.下列说法中正确的是( )
A.黄光比紫光的反射性能更强
B.随着技术的发展,光学显微镜观察不到和黄光波长差不多大小的物体
C.由于射线穿透力强,所以医学上可以用射线做“光刀”
D.摄影师在拍摄池中的小乌龟时,在照相机镜头前加一偏振滤光片,可以使乌龟的影像更清晰
4.电磁波从真空进入水中时,会发生变化的物理量是( )
A.波速和波长B.波速和周期C.波长和周期D.振幅和频率
5.大口径天文望远镜大大提高了人类观测宇宙的范围。目前美国最大口径的射电望远镜位于阿雷西博天文台(阿雷西博射天望远镜),其口径约为300米。而位于我国云南贵州的射电望远镜是目前世界上最大单口径射电望远镜,其口径约为500米。在宇宙大尺度上,天体的空间分布可认为是均匀的,假定两望远镜能分辨的最小功率相同。以下说法正确的是( )
A.两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为
B.两望远镜接收到的同一天体的辐射功率之比约为
C.两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为
D.两望远镜能观测到辐射功率相同的天体数量之比约为
6.电磁波的频率范围很广,无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线都是电磁波。下列电磁波按频率由大到小的排列顺序正确的是( )
A.无线电波、可见光、γ射线、红外线、紫外线、X射线
B.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C.γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D.γ射线、紫外线、红外线、X射线、可见光、无线电波
7.下列说法正确的是( )
A.把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制
B.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场
C.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
D.为了有效向外辐射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时减小振荡频率
8.红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是( )
A.红外线也属于电磁波,其波长比红光短
B.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线
C.红外测温枪能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关
D.红外线比可见光频率大
9.下列关于机械波和电磁波的说法中,正确的是( )
A.电磁波的传播既是能量的传播也是信息的传播,机械波只传递能量
B.机械波分横波和纵波,电磁波一定是纵波
C.机械波和电磁波的传播速度都取决于介质的性质,与波的频率无关
D.机械波和电磁波都可用波长、频率和波速v来描述,且满足
10.下列说法正确的是( )
A.电场随时间变化时一定产生电磁波
B.X射线和射线的波长比较短,穿透力比较弱
C.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光衍射的结果
D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景物清晰
11.下列说法中正确的是( )
A.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B.X射线的穿透本领比γ射线更强
C.红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用
D.低温物体不能辐射红外线
12.红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B.红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线
C.γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D.紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光
13.电磁波在生活得到了广泛应用,关于电磁波的某些特性,下列说法正确的是( )
A.夜视仪是利用了红外线波长较长的特性
B.胸透是利用X射线具有穿透性的特性
C.伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性
D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
14.某电视台发出波长为600m的电磁波,此电磁波的频率是多少?(已知电磁波在空气中的传播速度c取3×108m/s )
15.某微波炉使用波长=12cm的微波,这种微波的频率是多少?
16.一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2。那么波长λ1、λ2之比为多少?电容C1、C2之比为多少?
17.我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手机接收的是电磁波。请你小结一下:声波和电磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在着差异?
18.除了可见光外,红外线、紫外线、无线电波(中波、短波、微波)、X射线、射线,都是电磁波大家族的成员。请在这些看不见的电磁波中,每种选一个与你关系最密切的,或者令你印象最深的实例,按照波长由长至短的顺序列举出来。
19.在长长的电磁波谱中,能够引起视觉的只是波长为400~760这样很窄的一部分。有趣的是,太阳辐射的各种波长的电磁波中,也是这部分最强。你怎样解释这种“巧合”?
20.家用微波炉的微波频率为,它的波长是多少?
21.中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课(如图)。已知天宫一号空间实验室轨道半径为,地球半径为,试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站,最少需要多少时间?
参考答案
1.B
【详解】
A.所有电磁波在真空中的传播速度都是,与频率无关,A错误;
B.根据
由于5G信号频率更高,波长更短,更不容易绕过障碍物,所以通信需要搭建更密集的基站,B正确;
C.由于信号和信号频率不同,因此不会产生干涉现象,C错误;
D.所有的电磁波都是横波,因此信号和信号都是横波,D错误。
故选B。
2.B
【详解】
AB.因为红外线的频率小于紫外线,根据可知红外线的波长比紫外线的波长长,选项A错误;B正确;
C.真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的,选项C错误;
D.光都能发生偏振现象,选项D错误。
故选B。
3.D
【详解】
A.光的波长越短,粒子特性就越强,反射能力就越强。由于紫光的波长比黄光的波长短,所以紫光的反射性能比黄光的强,故A错误。
B.衍射现象虽然限制了光学显微镜的分辨本领,但随着技术的发展,光学显微镜还是能够观察到和黄光波长差不多大小的物体,故B错误;
C.虽然射线穿透力强,但不能作为“光刀”使用,医学上是利用亮度高,能量强的激光作为“光刀”来进行手术的,故C错误;
D.在照相机镜头前加一偏振滤光片,可以减弱反射光,从而使乌龟的影像更清晰,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】
频率由波本身性质决定,与介质无关,所以电磁波从真空中进入介质后,频率不变即周期不变,波速减小,根据
知波长变短;根据
知能量不变,故振幅不变;故A正确。
故选A。
5.B
【详解】
AB.直径为D的望远镜能接受到辐射的有效面积(即垂直射电信号的方向的投影面积)
那么,根据来自同一天体的辐射均匀分布可得:功率和有效面积成正比,故有
故A错误,B正确;
CD.天体空间分布均匀,设望远镜能观测到的最远距离为L,望远镜口径为D,望远镜能观测到此类天体的电磁波总功率最小值为P0,则有
天体的空间分布可认为是均匀的,单位体积中天体数为n,能够观测到的此类天体数目
由于两望远镜能分辨的最小功率相同
所以
则
故CD错误。
故选B。
6.C
【详解】
电磁波按频率由大到小的排列顺序是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
故选C。
7.A
【详解】
A.把传递的信号“加”到载波上的过程叫做调制,A正确;
B.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围不产生电场,B错误;
C.过强的紫外线照射不利于人的皮肤健康,C错误;
D.为了有效向外辐射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率,D错误。
故选A。
8.C
【详解】
A.红外线也属于电磁波,其波长比红光长,故A错误;
B.所有物体都辐射红外线,只是不同温度的物体辐射的红外线强度不同,故B错误;
C.温度越高的物体,辐射的红外线越强,传感器接收到不同强度的红外线即能测出不同人体的温度,故C正确;
D.红外线比可见光的波长长,频率较小,故D错误;
故选C。
9.D
【详解】
A.电磁波的传播既是能量的传播也是信息的传播,机械波也是既是能量的传播也是信息的传播,A错误;
B.机械波分横波和纵波,电磁波一定是横波,B错误;
C.机械波的传播速度只取决于介质,跟频率无关;而电磁波的传播速度与介质有关,还跟频率有关,C错误;
D.机械波和电磁波都可用波长、频率和波速v来描述,且满足
D正确。
故选D。
10.D
【详解】
A.均匀变化的电场产生稳定的磁场,不能再产生电场,从而不能产生电磁波,选项A错误;
B.X射线和射线的波长因其穿透能力强,常用于人体拍片和检查金属零件缺陷,选项B错误;
C.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的色散的结果,选项C错误;
D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,由于偏振片的作用,过滤反射光,可使景像清晰,选项D正确。
故选D。
11.C
【详解】
A.干涉和衍射现象是光的波动性的体现,波长越长,越容易产生,而γ射线的波长最短,所以A错误;
B.γ射线的穿透本领比X射线更强,所以B错误;
C.红外线有显著的热效应,紫外线有显著的化学作用,所以C正确;
D.一切物体都能辐射红外线,所以D错误;
故选C。
12.A
【详解】
按波长由大到小的排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
故选A。
13.BD
【详解】
A.夜视仪又叫红外线夜视仪,因在夜里人和动能也能发出红外线,则夜视仪是利用红外线来工作的,故A错误;
B.胸透是利用X射线具有穿透性的特性,选项B正确;
C.伽马手术刀治疗癌症是除了利用γ射线穿透力强、能量高的特性外,更多的是利用癌细胞对射线的耐受能力弱,在射线照射下,癌细胞比健康细胞破坏得更快,选项C错误;
D.医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性,选项D正确。
故选BD。
14.5×105Hz
【详解】
根据电磁波的速度与波长关系,有,可得频率为
15.
【详解】
该微波炉使用波长为,根据波长与频率的关系可得
16.λ1∶λ2=10∶1;C1∶C2=100∶1
【详解】
由公式
因电磁波在空中的波速相等,由此可得波长与频率成反比,所以
再根据电磁振荡公式
f=
收音机接收电路中的L是固定的,所以频率跟电容器的电容平方根成反比,即
整理可得
=
17.相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
【详解】
相同点:都有波的一切特性,比如都能产生反射、干涉、衍射等现象,波速、波长、频率具有同样的关系;
不同的:产生的机理不一样,声波是由机械振动产生的;电磁波中的无线电波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,光由电子的激发产生,射线由原子核衰变产生;还有电磁波传播不需要介质,声音的传播需要介质。
18.见解析
【详解】
收音机或者手机接收无线电波,空调、电视机遥控器发射红外线,学校食堂用紫外线灯杀菌消毒,地铁站利用X射线进行安检,医院用射线杀死肿瘤细胞等。
19.根据适者生存的原则,只有适应这种环境,只能对这部分电磁波敏感,能引起视觉效果的动物才能生存下来
【详解】
根据适者生存的原则,只有适应这种环境,只能对这部分电磁波敏感,能引起视觉效果的动物才能生存下来。
20.0.12m
【详解】
根据波长公式得
解得
21.
【详解】
根据运动公式得
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