新教材2024-2025學(xué)年高中物理第4章電磁波第3節(jié)電磁波譜分層作業(yè)魯科版選擇性必修第二冊(cè)

第3節(jié)電磁波譜A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波中最簡(jiǎn)單表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波B.紅外線、紫外線、可見(jiàn)光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的C.X射線和γ射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的D.紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較低的物體不能輻射紅外線2.(多選)下列說(shuō)法符合實(shí)際的是()A.在醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒B.醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒C.在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的辨別實(shí)力D.在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的實(shí)力3.關(guān)于生活中遇到的各種波,下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波可以傳遞信息,聲波不能傳遞信息B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同4.(2024湖北武漢育才中學(xué)月考)關(guān)于電磁波譜,下列說(shuō)法正確的是()A.紅外體溫計(jì)的工作原理是人的體溫越高,放射的紅外線越強(qiáng),有時(shí)物體溫度較低,不放射紅外線,導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)用B.紫外線的頻率比可見(jiàn)光低,醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒,長(zhǎng)時(shí)間照耀人體可能損害健康C.鐵路、民航等安檢口運(yùn)用紅外線對(duì)行李內(nèi)物品進(jìn)行檢測(cè)D.手機(jī)通信運(yùn)用的是無(wú)線電波,其波長(zhǎng)較長(zhǎng)5.某廣播電臺(tái)放射“中波”段某套節(jié)目的信號(hào)、家用微波爐中的微波、VCD機(jī)中的激光(可見(jiàn)光)、人體透視用的X光,都是電磁波,它們的頻率分別為f1,f2,f3,f4,則()A.f1>f2>f3>f4 B.f1<f2<f3<f4C.f1<f3<f2<f4 D.f1>f3>f2>f46.在自然界生態(tài)系統(tǒng)中,蛇與老鼠和其他生物通過(guò)養(yǎng)分關(guān)系構(gòu)成食物鏈,在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用。蛇是老鼠的天敵,它是通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)覺(jué)老鼠的,假設(shè)老鼠的體溫約37℃,它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為λm,依據(jù)熱輻射理論,λm與輻射源的肯定溫度的關(guān)系近似為Tλm=2.90×10-3m·K,則老鼠發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為m。它屬于電磁波譜的區(qū)波段。

7.過(guò)量的電磁輻射對(duì)人體是有害的,依據(jù)規(guī)定,工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間垂直單位面積的電磁輻射能量)不得超過(guò)某一臨界值W0。已知某一種手機(jī)的電磁輻射功率為P,若手機(jī)的電磁輻射在各個(gè)方向上是勻稱的,則符合規(guī)定的平安區(qū)域到手機(jī)的距離至少為多大?B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練8.紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)體溫超過(guò)37.3℃時(shí)人體才輻射紅外線B.當(dāng)體溫超過(guò)四周空氣溫度時(shí)人體才輻射紅外線C.紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)放射紅外線來(lái)測(cè)體溫的D.紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高,輻射的紅外線強(qiáng)度越大來(lái)測(cè)體溫的9.關(guān)于電磁波的特性理解正確的是()A.可見(jiàn)光的波長(zhǎng)肯定比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短B.各種電磁波有明顯的頻率和波長(zhǎng)區(qū)域界限C.相同條件下,電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是X射線D.可見(jiàn)光的實(shí)質(zhì)也是一種電磁波,紅光波長(zhǎng)最短10.搜尋失聯(lián)飛機(jī)的黑匣子主要依靠電磁波技術(shù)和超聲定位(即聲吶)技術(shù)。電磁波是指在空間傳播的交變電磁場(chǎng),在真空中的傳播速度為3.0×108m/s,無(wú)線電波是其中的一種電磁波。無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波,它們的產(chǎn)生方式不盡相同,波的長(zhǎng)度也不同,把它們按波長(zhǎng)依次排列就構(gòu)成了電磁波譜,如圖所示。請(qǐng)依據(jù)上述信息及所學(xué)學(xué)問(wèn),結(jié)合電磁波譜圖回答:(1)白光(即可見(jiàn)光)可以發(fā)生色散,分解成七種色光,其中,三原色光中波長(zhǎng)最短的是光。

(2)廣播和電視利用電磁波譜中來(lái)傳遞聲音和圖像;飛機(jī)黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào),在海水中快速衰減,無(wú)法傳播,所以黑匣子必需裝有能發(fā)出波信號(hào)的裝置與其同時(shí)工作,以便利用聲吶系統(tǒng)找尋海水中的黑匣子位置。

(3)視察電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系,可以得出初步結(jié)論:。進(jìn)一步視察和計(jì)算電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系,可以得出結(jié)論:。

11.家用微波爐是利用微波的電磁能加熱食物的新型灶具,主要由磁控管、波導(dǎo)管、微波加熱器、爐門、直流電源、冷卻系統(tǒng)、限制系統(tǒng)、外殼等組成。接通電源后,220V的溝通電經(jīng)變壓器,一方面在次級(jí)產(chǎn)生3.4V溝通電加在磁控管燈絲兩端,另一方面在次級(jí)產(chǎn)生2000V高壓,經(jīng)整流加到磁控管的陰、陽(yáng)兩極之間,使磁控管產(chǎn)生頻率為2450MHz的微波,微波輸送至金屬制成的加熱器(爐腔),被來(lái)回反射,微波的電磁作用使食物內(nèi)分子高頻地振動(dòng),同時(shí)內(nèi)外快速變熱,并能最大限度地保存食物中的維生素。(1)導(dǎo)體可反射微波,絕緣體可使微波透射,而食物通常含有的成分是蛋白質(zhì)、淀粉、水,較易汲取微波能且轉(zhuǎn)換成熱,故在運(yùn)用微波爐時(shí)應(yīng)留意。

A.用金屬容器將食物放入爐內(nèi)加熱B.用陶瓷容器將食物放入爐內(nèi)加熱C.將微波爐置于磁性材料四周D.將微波爐遠(yuǎn)離磁性材料四周(2)試計(jì)算變壓器的升壓變壓比。第3節(jié)電磁波譜1.AB電磁波中無(wú)線電波的波長(zhǎng)最長(zhǎng),干涉、衍射現(xiàn)象最易發(fā)生;從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的;不論物體溫度凹凸如何都能輻射紅外線,物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強(qiáng),故選A、B。2.BD紫外線具有殺菌、消毒的作用,X射線穿透實(shí)力較強(qiáng),因此醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒,用X射線透視人體;在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用射線的衍射實(shí)力較強(qiáng),簡(jiǎn)單透過(guò)云霧煙塵,因而用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線。所以選項(xiàng)B、D正確。3.B聲波也能傳遞信息,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;手機(jī)通話過(guò)程中,手機(jī)之間通過(guò)電磁波傳遞信息,人和手機(jī)之間通過(guò)聲波傳遞信息,選項(xiàng)B正確;太陽(yáng)中的可見(jiàn)光傳播速度為光速,即為3×108m/s,而超聲波的傳播速度等于聲音在空氣中的傳播速度,即為340m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;紅外線的頻率小于X射線的頻率,故紅外線的波長(zhǎng)大于X射線的波長(zhǎng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.D紅外體溫計(jì)的工作原理是利用紅外線的熱效應(yīng),人的體溫越高,放射的紅外線越強(qiáng),物體溫度較低時(shí),仍放射紅外線,A錯(cuò)誤;由電磁波譜可知,紫外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)小,由波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系式可知,紫外線的頻率比可見(jiàn)光的頻率高,醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒,長(zhǎng)時(shí)間照耀人體可能損害健康,B錯(cuò)誤;鐵路、民航等安檢口運(yùn)用X射線對(duì)行李內(nèi)物品進(jìn)行檢測(cè),C錯(cuò)誤;手機(jī)通信運(yùn)用的是無(wú)線電波中的微波,由電磁波譜可知,無(wú)線電波的波長(zhǎng)較長(zhǎng),D正確。5.B廣播電臺(tái)放射“中波”、微波爐中的微波、可見(jiàn)光光波、X射線,它們的波長(zhǎng)關(guān)系λ1>λ2>λ3>λ4,頻率關(guān)系f1<f2<f3<f4,選項(xiàng)B正確。6.解析由題目信息知Tλm=2.90×10-3m·K,而且老鼠體溫37℃時(shí)發(fā)出最強(qiáng)熱輻射。即當(dāng)T=(273+37)K時(shí)λm=2.90×10-3310m=答案9.4×10-6紅外線7.解析設(shè)規(guī)定的平安區(qū)域距離為R,則對(duì)應(yīng)球的面積為S=4πR2。在t時(shí)間內(nèi)球面獲得的能量為E=Pt,球面上單位面積t時(shí)間內(nèi)獲得的電磁輻射能量E0=ES,由于工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直單位面積的電磁輻射能量)不得超過(guò)W0,則W0=E0t,所以答案P8.D本題屬于基礎(chǔ)性和應(yīng)用性問(wèn)題,以紅外體溫計(jì)為素材,考查紅外線特點(diǎn)。人體時(shí)刻向外輻射紅外線,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;紅外體溫計(jì)依據(jù)人體輻射紅外線的強(qiáng)度大小測(cè)溫,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤。9.A由電磁波譜可知可見(jiàn)光的波長(zhǎng)肯定比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短,A正確;由電磁波譜可知電磁波的波長(zhǎng)和頻率是連續(xù)的,沒(méi)有明顯的區(qū)域界限,B錯(cuò)誤;電磁波譜中比X射線波長(zhǎng)短的還有γ射線,C錯(cuò)誤;在可見(jiàn)光中,紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng),D錯(cuò)誤。10.解析(1)色光的三原色是紅、綠、藍(lán),三原色光中波長(zhǎng)最短的是藍(lán)光。(2)廣播和電視利用電磁波譜中無(wú)線電波來(lái)傳遞聲音和圖像;飛機(jī)黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào),在海水中快速衰減,無(wú)法傳播,所以黑匣子必需裝有能發(fā)出聲波信號(hào)的裝置與其同時(shí)工作,以便利用聲吶系統(tǒng)找尋海水中的黑匣子位置。(3)依據(jù)電磁波譜中各種波的波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系,可以得出:波的頻率越高,波長(zhǎng)越短。由c=fλ可得,各種波的頻率與波長(zhǎng)成反比(或各種波的頻率與波長(zhǎng)乘積相等,且等于光速)。答案(1)藍(lán)(2)無(wú)線電波聲(3)波的頻率越高,波長(zhǎng)越短各種波的