2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章電磁振蕩與電磁波4電磁波譜課時(shí)練習(xí)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE6-電磁波譜(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.下列說法正確的是 ()A.只有物體溫度較高時(shí)才能向外輻射紅外線B.紫外線的主要作用是熱作用C.可見光比紅外線簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象D.X射線穿透力強(qiáng),可用來進(jìn)行人體透視【解析】選D。任何物體在任何溫度下均會(huì)向外輻射紅外線,A錯(cuò)誤;紫外線的主要作用是化學(xué)作用和熒光作用,B錯(cuò)誤;可見光的波長小于紅外線的波長,故可見光相對(duì)紅外線不簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;X射線穿透力強(qiáng),醫(yī)學(xué)上常用于透視人體,D正確。2.下列關(guān)于紫外線的說法正確的是 ()A.照耀紫外線可增進(jìn)人體對(duì)鈣的汲取。因此,人們應(yīng)盡可能多地接受紫外線的照耀B.一切高溫物體發(fā)出的光都含有紫外線C.紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng),常被用來防偽D.紫外線有殺菌消毒的作用,是因?yàn)槠溆袩嵝?yīng)【解析】選C。由于紫外線具有較高的能量,故殺菌實(shí)力較強(qiáng),在醫(yī)療上有其應(yīng)用,但是過多地接受紫外線的照耀,對(duì)人體來說也是有害的,所以A、D不正確;并不是全部的高溫物體發(fā)出的光都含有紫外線,所以B不正確;紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng),可用來防偽,故C正確。3.依據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波,其中頻率相互交織重疊,且波長依次由短到長排列的是 ()A.微波、紅外線、紫外線B.γ射線、X射線、紫外線C.紫外線、可見光、紅外線 D.紫外線、X射線、γ射線【解析】選B。紅外線與紫外線在電磁波譜中不相鄰,更不會(huì)頻率重疊,A錯(cuò)誤。紫外線、可見光、紅外線雖相鄰,但它們?nèi)唛g有明確的界線,頻率也不相重疊,C錯(cuò)誤。在電磁波譜中紫外線、X射線、γ射線有重疊,γ射線波長最短,紫外線波長最長,故B正確,D錯(cuò)誤。4.太陽表面溫度約為6000K,主要發(fā)出可見光;人體溫度約為310K,主要發(fā)出紅外線;宇宙星際間的溫度約為5K,所發(fā)出的輻射稱為“5K背景輻射”,它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱,若要進(jìn)行“5K背景輻射”的觀測,應(yīng)當(dāng)選擇下列哪一個(gè)波段 ()A.無線電波B.紫外線C.X射線 D.γ射線【解析】選A。電磁波譜按波長由長到短的依次排列為:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,由題意知:物體溫度越高,其發(fā)出的電磁波波長越短,宇宙星際間的溫度約為5K,則其發(fā)出的電磁波的波長應(yīng)在無線電波波段,故A正確。5.如圖中國運(yùn)9偵察機(jī)上裝備有多功能全方位多普勒脈沖雷達(dá),可進(jìn)行全向探測,主要用于發(fā)覺和跟蹤空中與水面目標(biāo),工作頻率為1.2×109～1.4×109Hz。對(duì)空中目標(biāo)的最遠(yuǎn)探測距離為470km,該機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)可同時(shí)跟蹤60～100個(gè)空中目標(biāo),并對(duì)戰(zhàn)術(shù)空軍的10架飛機(jī)實(shí)施引導(dǎo)。下列關(guān)于該脈沖雷達(dá)的說法正確的是 ()A.脈沖雷達(dá)采納的是X射線B.脈沖雷達(dá)采納的是微波C.偵察機(jī)高速飛行時(shí),放射的脈沖信號(hào)傳播速率可能大于光在真空中的速率D.增大它的振蕩電路可變電容器的電容,可增大雷達(dá)的工作頻率【解析】選B。脈沖雷達(dá)是利用微波測速、測距的,其傳播速率等于光速,故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確;由T=2π可知,增大振蕩電路的電容,其周期變大,工作頻率減小,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】雷達(dá)是用來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位的現(xiàn)代化定位系統(tǒng),海豚也具有完善的聲吶系統(tǒng),它能在黑暗中精確而快速地捕獲食物,避開敵害,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代化的無線電系統(tǒng)。海豚的定位、雷達(dá)的定位分別利用了自身放射的 ()A.電磁波次聲波 B.紅外線光線C.次聲波紅外線 D.超聲波電磁波【解析】選D。海豚能放射超聲波,它是一種頻率高于2×104Hz的聲波,它的波長特別短,因而能定向放射,而且在水中傳播時(shí)因能量損失小,要比無線電波和廣播傳播得遠(yuǎn)。海豚就是靠自身發(fā)出的超聲波的回聲,在混濁的水里精確確定遠(yuǎn)處小魚的位置而猛沖過去吞食的,同理也能避開敵害。雷達(dá)是一個(gè)電磁波的放射和接收系統(tǒng),因而是靠放射電磁波來定位的。6.等離子顯示屏是一種以等離子管作為發(fā)光元件,并由大量的等離子管排列在一起構(gòu)成的屏幕。每個(gè)等離子管的透亮玻璃管內(nèi)都充有低壓的氖氙氣體,管的兩端各有一個(gè)電極,在兩個(gè)電極間加上高電壓后,封在管內(nèi)的氣體便產(chǎn)生某種肉眼看不見的射線,它激發(fā)顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素,由這些像素的明暗和顏色改變的組合,便形成了各種灰度和色調(diào)的圖像,則 ()A.這種射線是X射線B.這種射線是紅外線C.該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了該射線的熒光效應(yīng)D.該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了該射線的化學(xué)作用【解析】選C?？床灰姷纳渚€使熒光粉發(fā)光,這是紫外線的熒光效應(yīng),所以正確的選項(xiàng)是C。二、非選擇題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)下面列出了一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象。請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這些現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。(1)X光機(jī):______________。

(2)紫外線燈:____________。

(3)理療醫(yī)用“神燈”照耀傷口,可使傷口愈合得較好。這里的“神燈”是利用________。

A.光的全反射B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D.X射線有很強(qiáng)的穿透實(shí)力E.紅外線具有顯著的熱作用F.紅外線波長較長,易發(fā)生衍射G.紅外線能穿透云層,進(jìn)行高空攝影【解題指南】解答本題可從以下兩個(gè)方面考慮(1)紫外線有化學(xué)作用和熒光效應(yīng)兩個(gè)特征,使傷口愈合的“神燈”是加速血液循環(huán)的。(2)紅外線和X射線都具有穿透性,紅外線穿透實(shí)力很弱,X射線穿透實(shí)力很強(qiáng)。【解析】(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的,因此須要具有較強(qiáng)穿透實(shí)力的電磁波,但又不能對(duì)人體造成太大的損害,因此采納了X射線。(2)紫外線燈主要是用來殺菌消毒的。因此,它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用,而非熒光作用。(3)“神燈”又稱紅外線燈,主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán),它利用的是紅外線的熱效應(yīng),使人體局部受熱,血液循環(huán)加快。答案:(1)D(2)C(3)E8.(12分)長波的波長范圍為3000～30000m,短波的波長范圍為10～50m,則長波的頻率范圍是多少?【解析】已知長波波長范圍為3000～30000m,而波速c=3.0×108f1=Hz=1×105Hz=100kHz。f2=Hz=1×104Hz=10kHz答案:10kHz～100kHz(15分鐘·40分)9.(7分)(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說法正確的是 ()A.電磁波中最簡單表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波B.紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的C.倫琴射線和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【解析】選A、B。波長越長的無線電波波動(dòng)性越顯著,干涉、衍射現(xiàn)象越易發(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;不論物體溫度凹凸都能輻射紅外線,物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強(qiáng)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)關(guān)于電磁波的下列說法,正確的是 ()A.可見光實(shí)質(zhì)也是一種電磁波,紅光頻率最短B.紅外線易穿透云層,故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域C.X射線可深化人的骨骼,殺死病變細(xì)胞D.陽光可以曬黑皮膚,主要是陽光中紅外線的作用【解析】選A、B。在可見光中,紅光波長最長,頻率最短,A正確;紅外線能穿透云層,故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域,B正確;X射線雖然有肯定的穿透實(shí)力,但不能深化骨骼,C錯(cuò)誤;曬黑皮膚是紫外線的作用,D錯(cuò)誤。10.(7分)過量的電磁輻射對(duì)人體是有害的,依據(jù)規(guī)定,工作場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)不得超過某一臨界值W0。已知某5G基站的電磁輻射功率為P,若該基站的電磁輻射在各個(gè)方向上是勻稱的,則符合規(guī)定的平安區(qū)域到5G基站的距離至少為 ()A. B.C. D.【解析】選A。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=,由于工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過W0,則W0=,所以R=,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。11.(7分)(多選)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。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【解析】選B、D。食物內(nèi)通常含有的成分是蛋白質(zhì)、淀粉、水,易汲取微波而轉(zhuǎn)換成熱;由于導(dǎo)體能反射微波,絕緣體使微波透射,所以應(yīng)用陶瓷容器盛食物,為避開對(duì)磁控管的影響,微波爐應(yīng)遠(yuǎn)離磁性材料。12.(19分)某高速馬路自動(dòng)測速儀裝置如圖甲所示,雷達(dá)向汽車駛來的方向放射不連續(xù)的電磁波,每次放射時(shí)間為10