物理选择性必修 第二册4 电磁波谱精品练习题
展开一、电磁波谱
1.电磁波谱:按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱,叫作电磁波谱.
2.按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.不同的电磁波由于具有不同的波长(频率),具有不同的特性.
二、电磁波的特性及应用
1.无线电波:波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波,主要用于通信、广播及其他信号传输.
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射,以此来测定物体位置的无线电设备,其利用的是波长较短的微波.
2.红外线
(1)红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长.
(2)所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.
(3)红外线的应用主要有红外遥感和红外体温计.
3.可见光:可见光的波长在400~760 nm之间.
4.紫外线
(1)波长范围在5~370_nm之间,不能引起人的视觉.
(2)具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应,用来激发荧光物质发光.
5.X射线和γ射线
(1)X射线波长比紫外线短,有很强的穿透本领,用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔,医学上用于检查人体的内部器官.
(2)γ射线波长比X射线更短,具有很高的能量,穿透力更强,医学上用来治疗某些癌症,工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷.
技巧点拨
一、电磁波谱
1.电磁波谱及介绍
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来便构成了范围非常广阔的电磁波谱.如图所示是按波长由长到短(频率由低到高)的顺序排列的.
2.各种电磁波的共性
(1)在本质上都是电磁波,遵循相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义.
(2)都遵循公式v=λf,在真空中的传播速度都是c=3×108 m/s.
(3)传播都不需要介质.
(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.
二、不同电磁波的特性及应用
例题精练
1.(2021春•和平区期末)据报道:截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个,已建成全球最大5G网络,中国将进入全面5G时代,开启了万物互联时代:车联网、物联网,智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一元变为现实。5G,即第五代移动通信技术,采用3300﹣5000MHz频段,相比于现有的4G(即第四代移动通信技术,1880﹣2635MHz频段)技术而言,具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。关于5G信号与4G信号下列说法正确的是( )
A.5G信号和4G信号都具有偏振现象
B.5G信号和4G信号有可能是纵波
C.5G信号相比4G信号光子能量更小
D.5G信号相比4G信号在真空中的传播速度更小
2.(2021春•湖北月考)在5G技术领域,华为绝对是领跑者。与4G相比,5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是( )
A.5G使用的电磁波是横波
B.4G使用的电磁波是纵波
C.5G使用的电磁波在真空中传播速度比4G的快
D.5G使用的电磁波比4G的更容易绕过障碍物
随堂练习
1.(2021•义乌市模拟)近日,由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年,义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高,每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号,下列判断正确的是( )
A.5G信号的光子能量更大B.5G信号的衍射更明显
C.5G信号的传播速度更大D.5G信号的波长更长
2.(2021春•诸暨市校级期中)许多先进的军事作战单位安装了有源相控阵雷达,如图所示。有源相控阵雷达是相控阵雷达的一种。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。下列说法正确的是( )
A.雷达使用的电磁波是长波,它利用了长波容易发生衍射,可以绕开障碍物远距离传播的特点
B.雷达使用的电磁波是微波,它利用了微波直线性好,反射性强的特点
C.雷达发射的电磁波会经过调制、调幅或调频、调谐、解调几个过程
D.雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
3.(2021春•启东市校级月考)为了消杀新冠病毒,防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外线感应开关,人来灯灭,人走灯亮,为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是( )
A.红外线的衍射能力比紫外线的强
B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量
C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断
综合练习
一.选择题(共20小题)
1.(2021春•江宁区校级月考)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
2.(2021•闵行区二模)下列不属于电磁波的是( )
A.阴极射线B.红外线C.X射线D.γ射线
3.(2021•青浦区二模)电磁波广泛应用在现代医疗中,下列不属于电磁波应用的医用器械有( )
A.杀菌用的紫外灯
B.拍胸片的X光机
C.测量体温的红外线测温枪
D.检查血流情况的超声波“彩超”机
4.(2021春•浙江月考)下列关于电磁波、原子物理方面的知识,正确的是( )
A.电磁波信号在被发射前要被图象信号调制,调制后的电磁波频率高于原图象信号频率
B.红外线的频率高于伦琴射线的频率,γ射线的波长小于紫光的波长
C.卢瑟福提出了原子的核式结构模型并发现了质子和中子
D.人类目前已经大量和平利用裂变及聚变产生的能量
5.(2020秋•西城区期末)下列关于电磁波和能量量子化的说法正确的是( )
A.量子的频率越高,其能量越大
B.法拉第最先预言了电磁波的存在
C.微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长顺序由短到长
D.从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站,至少需要103s
6.(2020秋•天津期末)关于电磁波下列说法正确的是( )
A.可见光不是电磁波
B.微波炉用来加热的微波不是电磁波
C.黑体既会吸收电磁波也会反射电磁波
D.电磁波传播是一份一份的,每一份称为一个光子
7.(2020秋•抚顺期末)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.只要有电场就能形成电磁波
B.电磁波是一种物质,不能在真空中传播
C.红外线的波长比X射线的波长长
D.电磁波能传播信息,但不能传播能量
8.(2021•北京模拟)真空中的可见光与无线电波( )
A.波长相等B.频率相等
C.传播速度相等D.传播能量相等
9.(2020春•枣庄期末)测温是防控新冠肺炎的重要环节。额温枪是通过传感器接收人体辐射的红外线,对人体测温的。下列说法正确的是( )
A.红外线是波长比紫外线短的电磁波
B.红外线可以用来杀菌消毒
C.体温越高,人体辐射的红外线越强
D.红外线在真空中的传播速度比紫外线的大
10.(2020春•西城区校级期末)关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )
A.雷达是利用微波容易发生衍射的特性工作的
B.小型验钞器能显示纸币上的防伪标志,是因为它能发出红外线
C.额温枪是利用紫外线具有较高的能量的特性来对人体进行测温的
D.波长最短的电磁波是γ射线,它的穿透能力很强,可用来探测金属部件内部的缺陷
11.(2020•嘉兴模拟)我们的生活已经离不开电磁波,如:GPS定位系统使用频率为10.23MHz(1MHz=106Hz)的电磁波,手机工作时使用频率为800~1900MHz的电磁波,家用5GWi﹣Fi使用频率约为5725MHz的电磁波,地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是( )
A.家用5GWi﹣Fi电磁波的衍射现象最明显
B.GPS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
12.(2020•普陀区二模)可见光属于( )
A.电磁波B.次声波C.超声波D.机械波
13.(2020•杨浦区二模)按频率由小到大,电磁波谱的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B.无线电波、可见光、红外线、紫外线、伦琴射线、γ射线
C.γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D.红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、伦琴射线
14.(2020春•浦东新区校级月考)关于电磁波的应用,下列说法错误的是( )
A.无线电波广泛用于通讯
B.紫外线可用于杀菌消毒
C.验钞机利用了红外线的荧光作用
D.金属探伤利用了 γ 射线的穿透性强
15.(2020•上海模拟)关于电磁波,以下说法中不正确的是( )
A.微波炉利用了微波的热效应
B.家用电器的遥控器大多采用红外线遥控的原理,它有一个有效使用的角度范围
C.电磁波从空气中进入水中,频率不发生变化
D.我们看到的电视直播节目,声音和画面基本同步,表明声波和光波传播速度十分接近
16.(2020春•西城区校级期末)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.阴极射线是一种频率极高的电磁波
D.紫外线的波长比伦琴射线长,它的显著作用是荧光作用
17.(2020•上海模拟)目前,很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS(全球卫星定位系统)接收器的装置,GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号,实现对车辆的精确定位并导航,卫星向GPS接收器发送的是( )
A.无线电波B.红外线C.紫外线D.X射线
18.(2020春•西城区校级期末)下列各组电磁波,按衍射能力由强到弱正确排列的是( )
A.γ射线、红外线、紫外线、可见光
B.可见光、红外线、紫外线、γ射线
C.红外线、可见光、紫外线、γ射线
D.紫外线、可见光、红外线、γ射线
19.(2019秋•祁东县校级期末)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.X射线频率最大,红外线的频率最小
C.可见光的频率最大,红外线的频率最小
D.X射线频率最大,可见光的频率最小
20.(2019春•东城区期末)下列电磁波中频率最高的是( )
A.红外线B.γ射线C.紫外线D.无线电波
二.多选题(共4小题)
21.(2020春•和平区校级期末)不同频率的电磁波产生机理不同、特性不同、用途也不同,红外测温枪在这次疫情防控过程中发挥了重要作用,射电望远镜通过接收天体辐射的无线电波来进行天体研究,人体透视、机场安检和CT是通过X射线来研究相关问题,γ射线在医学上有很重要的应用。下列关于红外线、无线电波、X射线和γ射线的说法正确的是( )
A.红外线波动性最明显而γ射线粒子性最明显
B.它们和机械波本质相同,都是横波且都可以发生多普勒现象
C.红外线、X射线和γ射线都是原子由高能级向低能级跃迁产生的
D.一切物体都在不停的发射红外线,而且温度越高发射红外线强度就越大
22.(2020春•亭湖区校级期中)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )
A.X射线穿透性强,机场安检用来检查旅客是否携带违禁品
B.高温物体才能向外辐射红外线
C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光
D.无线电波可广泛用于通信和广播
23.(2019春•和平区校级期末)以下说法中正确的是( )
A.卢瑟福用α粒子轰击铍原子核发现了质子,并预言了中子的存在
B.强相互作用是引起原子核β衰变的原因,核力是强相互作用的一种表现
C.核电站使用镉棒作为控制棒,因为镉吸收中子的能力很强
D.使用X射线照射食品可以杀死细菌,延长保存期
24.(2018•西城区学业考试)骑自行车有很多益处,可缓解交通压力,可节能减排,可锻炼身体。近来多个城市推出摩拜单车,车锁内主要集成了芯片、GPS定位模块和SIM卡等,便于掌控自行车的具体位置和状态,其工作原理如图所示。使用摩拜单车APP,用户可以查看并找到单车位置,扫描车身上的二维码,中心控制单元通过无线移动通信模块与后台管理系统进行连接,把从GPS定位模块获取的位置信息发送给后台管理系统,根据开锁指令控制机电锁车装置开锁。用户便可开始骑行。单车自身配置有太阳能发电以及蓄电装置。根据上述材料,对于共享单车下列说法正确的是( )
A.摩拜单车车锁工作过程中需要用电,车内有供电系统
B.摩拜单车车锁直接接收了手机的电磁辐射信号后自动开锁,无需用电
C.单车在骑行时,前后车轮所受地面的摩擦力均与自行车运动方向相反
D.单车在滑行时,前后车轮所受地面的摩擦力均与自行车运动方向相反
三.计算题(共1小题)
25.(2019秋•阳泉期末)如图为2019年4月10日21时公布的,人类首次成功捕获的M87星系中心的黑洞图象。我们无法用肉眼看到“真身”,因为黑洞的引力很大,强到连光都无法逃脱黑洞的强大引力。作为一种电磁波,光可以在真空和大气中以接近30万千米每秒的速度前进,如果有一频率为6×1014Hz的光射入眼中,结合表格分析,我们会感觉到什么颜色?
电磁波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
频率
由左向右,频率变化为由低到高
真空中的波长
由左向右,波长变化为由长到短
特性
波动性强
热效应强
感光性强
化学作用、荧光效应强
穿透力强
穿透力最强
用途
通信、广播、天体物理研究
遥控、遥测、遥测、加热、红外摄像、红外制导
照明、照相等
杀菌、防伪、治疗皮肤病等
检查、探测、透视
探测、治疗
光的颜色
红
橙
黄
绿
蓝﹣靛
紫
真空中的波长
λ/nm
700~620
620~600
600~580
580~490
490~450
450~400
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