高中物理第四章 电磁振荡与电磁波4 电磁波谱巩固练习

4.4电磁波谱专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．关于电磁波和机械波的说法中不正确的是（　　）

A．电磁波和机械波在真空中都能进行传播

B．电磁波和机械波在传播中：速度=波长x频率

C．电磁波和机械波都能发生干涉和衍射现象

D．电磁波和机械波都能够传递能量和信息

2．关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场不能产生电场

B．电视机接收的既有声音信号，还有图像信号

C．可见光不是电磁波

D．电磁波没有能量

3．由于新冠肺炎疫情，需要用额温枪检查出入人员是否发烧，根据所学物理知识，你认为额温枪用到了（　　）

A．超声波 B．红外线 C．X射线 D．射线

4．①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线，它们都是电磁波，按频率从高到低的排列顺序是（     ）

A．①②③ B．③②① C．②③① D．③①②

5．下列说法正确的是（   ）

A．多普勒效应是声波特有的现象

B．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些

C．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪

D．从本质上说，红外线、紫外线、X射线、β射线、γ射线都是电磁波

6．下列说法正确的是

A．光波的传播需要介质

B．在真空中电磁波的传播速度小于光速

C．X射线、γ射线都是电磁波

D．发声体振动时在空气中产生的声波是横波

7．如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波—红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波—红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（　　）

A．该实验中应用了波的干涉规律

B．该实验中应用了波的反射规律

C．该实验中应用了波的直线传播规律

D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波

8．下列关于不同波段的电磁波的说法正确的是：（       ）

A．X 射线有很强的荧光作用，所以可以用来消毒

B．微波炉利用微波是因为微波的穿透能力强，甚至能穿透金属

C．雷达导航用的微波的波长比X 射线波长要长

D．红外遥感用的是无线电波

9．下列关于红外线的作用和来源的叙述中，错误的是（       ）

A．一切物体都在不停地辐射红外线 B．红外线有很强的荧光效应

C．红外线最显著的作用是热作用 D．红外线容易穿过云雾烟尘

10．下列说法正确的是(　　)

A．雨后天空中的彩虹是由光的干涉产生的

B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应

C．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大

D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同

11．下列说法正确的有（　　）

A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象

B．第5代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大

C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率

D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最高点处开始计时，以减小实验误差

12．下列关于机械波和电磁波的说法中正确的是（　　）

A．电磁波与机械波都可以发生干涉和衍射

B．雷达是用X光来测定物体位置的设备

C．将声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫做调制

D．机械波在介质中传播一个周期的时间内，波上的质点沿波的传播方向平移一个波长

13．电磁波无论在通信通讯领域，还是医疗健康领域以及食品卫生中的应用都是极其广泛，而这几个领域仅仅是电磁波在日常生活中的一小部分，可见电磁波的应用范围之广．日常生活中电磁波的广泛应用给人们生活带来极大的便利，提高人们的生活质量．因此，掌握了电磁波就可以我们的生活造福．下列关于电磁波的描述，错误的是　　

A．电磁波的传播速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动

B．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场

C．一束红光从空气传入水中，光的频率发生变化

D．电磁波具有能量

14．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　）

A．    B．    C．    D．   

15．安全生活离不开安检， 近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。针对行李的安检机工作原理与医院里面用的 CT 成像原理很相似。当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金   属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置   和大小， 且不会对身体健康造成影响。现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门   更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐   射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种   金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。

根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）

A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的

B．安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的

C．人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像

D．人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的

二、填空题（共4题）

16．英国物理学家______预言了电磁波的存在，建立了完善的电磁场理论。德国物理学家______用实验证明了电磁波的存在。红外线得波长比X射线要______（选填“长”或“短”）。

17．1971年，屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶，研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结果，X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法，用于分析的X射线波长在0．05nm～0．25nm范围之间，因为X射线的波长_________（选填“远大于”、“接近”或“远小于”）晶体内部原子间的距离，所以衍射现象明显．分析在照相底片上得到的衍射图样，便可确定晶体结构．X射线是_________（选填“纵波”或“横波”）．

18．红外线、紫外线、X射线都有着广泛的应用，如图所示。下面的判断中正确的打"√"，错误的打“×”。

A．     B．   C．     D．

A．医院透视用到的是X射线___

B．电视遥控器用到的是紫外线___

C．非接触式体温计用到的是红外线___

D．夜间作战使用的夜视仪用到的是红外线___

19．英国物理学家______预言了电磁波的存在，德国物理学家______通过实验证实了电磁波的存在；医院利用______灭菌消毒（选填“紫外线”或“红外线”）。

三、综合题（共4题）

20．红外线在现代生产生活中有着广泛的应用。请举说明。

21．可见光也是一种电磁波，某种可见光的波长为，则它的频率为是多少？已知光从真空中进入水中频率不变，但波长变短，若这种可见光进入水的波长变为，那么此光在水中的传播速度将变为多少？

22．自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射具有如下特点：

（1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波；

（2）物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；

（3）在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其它物体辐射的电磁能量．如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体热力学温度的4次方成正比，即40 P T ，其中δ是常量．在下面问题中，把研究对象都简单看作黑体．有关数据及数学公式如下：太阳半径 ，太阳表面温度T,火星半径r；球面积 ，其中R为球半径．已知光速为c．求

（1）太阳辐射能量的极大多数集中在波长为 范围内，求相应的频率范围．

（2）t 时间内从太阳表面辐射的总能量为多少？

（3）火星接收到来自太阳的辐射可以看做在相同的距离下太阳光垂直射到表面积为πr2的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的n倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度T0．

23．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？

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．D

5．C

6．C

7．C

8．C

9．B

10．C

11．C

12．A

13．C

14．B

15．C

16．     麦克斯韦     赫兹     长

17．     接近   横波

18．     √     ×     √     √

19．     麦克斯韦     赫兹     紫外线

20．

根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等；根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等。

21．；；

22．（1）；（2）；（3）

23．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。