人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电磁波谱学案及答案

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1．下列各组电磁波，按波长由长到短的顺序排列正确的是( )
A．γ射线、红外线、紫外线、可见光
B．红外线、紫外线、可见光、γ射线
C．可见光、红外线、紫外线、γ射线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
D [依照波长的长短不同，由长到短电磁波谱顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线(伽马射线)。]
2．关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有( )
A．由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更难发生干涉、衍射
B．由于γ射线的波长太短了，所以根本无法发生干涉、衍射
C．无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同
D．γ射线的穿透能力最强，所以用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况
C [由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更容易衍射，故A错误；干涉、衍射是波的特有属性，γ射线是电磁波，尽管γ射线的波长太短了，但仍能发生干涉、衍射，故B错误；根据麦克斯韦电磁理论，无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同，故C正确；γ射线对人体有较大的伤害，所以一般不用来做透视，故D错误。]
3．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是( )
A．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线
B．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线
C．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线
D．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线
B [紫外线可以使钞票上的荧光物质发光，所以可以做成验钞机，红外线可以用在遥控器上，遥控器发出红外线，实现了无线控制家中的用电器，方便人们的生活。]
4．(多选)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
AB [波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、衍射现象越易发生；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；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强。]
5．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
B [电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，A错误；手机在通话时，涉及的波既有电磁波又有声波，B正确；太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度，C错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，故D错误。]
6．(多选)许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是( )
A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用
B．X光透视利用的是光的衍射现象
C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强穿透能力
D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的现象
CD [紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，A项错误；X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，B项错误；γ射线具有极强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用这个原理，C项正确；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，D项正确。]
7．电磁波已广泛应用于很多领域。光波也是一种电磁波，下列说法正确的是( )
A． 手机发射和接收信号都是利用波长50～10米的短波传送的
B． 手机上网和Wifi上网都是利用光线传输信息的
C． 常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机
D． 微波、红外线、紫外线、X射线的频率依次减小
A [手机发射和接收的信号都是利用无线电波中的微波；其波长约为50～10 m的，故A正确；手机上网和Wifi上网都是利用电磁波来传输信息的，故B错误；常用的遥控器通过发射红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；微波、红外线、紫外线、X射线的频率依次增大；波长依次减小，故D错误。]
8．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
C [红外线、可见光、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X射线(伦琴射线)，频率最小的红外线，故C正确，A、B、D错误。]
9. (多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A．波长不同的电磁波在本质上完全相同
B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C．电磁波谱的频带很宽
D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄
AC [电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长、频率不同而已。其中波长最长的波跟波长最短的波之间频率相差1 020倍。]
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10．下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短
A [电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能再产生电场，故不能激发电磁波，故B错误；微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误； 红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长长，故D错误。]
11．(多选)物理学的发展推动了医学影像诊断技术的进步。一般来说，医生会根据病人的病情，通常可先做B超检查，如果发现某处有问题，再做CT；B超成像的基本原理是探头向人体发射超声波，CT在工作时发出X射线束对人体的某一部分进行扫描。关于超声波和X射线，下列说法中正确的是( )
A．超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象
B．超声波和X射线都是电磁波
C．可见光和X射线在真空中传播速度相同
D．超声波和X射线都可以在真空中传播
AC [干涉和衍射是一切波特有的现象，则超声波和X射线都能发生干涉和衍射现象，选项A正确； X射线是电磁波，超声波是机械波，选项B错误；可见光和X射线在真空中传播速度相同，选项C正确； X射线可以在真空中传播，但是超声波传播需要介质，选项D错误。]
12．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图所示)，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3G～3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10G bps(bps为bits per secnd的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是( )
A．在真空中的传播速度更快
B．在真空中的波长更长
C．衍射的本领更强
D．频率更高，相同时间传递的信息量更大
D [无线电波(电磁波)在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；由公式c＝λf可知：λ＝eq \f(c,f)，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故B、C错误；无线电波(电磁波)频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确。]
13．关于电磁波，下列说法中正确的是( )
A．X射线可用于医院里的消毒杀菌和地铁站的安检
B．γ射线是原子内层电子受激发而产生的，医学上用它治疗癌症
C．一切物体都可以产生红外线，红外线可用于加热、遥控和遥感
D．电磁波谱按粒子性从强到弱依次为γ射线、X射线、β射线、可见光、红外线和无线电波
C [紫外线有显著的化学作用，利用紫外线可用于医院里的消毒杀菌和地铁站的安检，故A错误；X射线是原子内层电子受激发产生的，而γ射线是原子核受激发，故B错误；一切物体都可以产生红外线，因红外线波长较长，则可用于加热、遥控和遥感，故C正确；β射线不属于电磁波，按粒子性从强到弱依次为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波，故D错误。]