湖南省醴陵市青云学校高中物理 第四章 第二节 电磁波谱同步检测 新人教版选修1-1（通用） 9页

第二节 电磁波谱 ‎ 建议用时 实际用时 满分 实际得分 ‎90分钟 ‎100分 一、 选择题（本题包括13小题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选 项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2‎ 分，有选错或不选的得0分，共52分）‎ ‎1.所有电磁波在真空中传播时具有的相同的物理量是（ ）‎ A.频率 B.波长 C.能量 D.波速 ‎2.北京广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光、人体透视用的X光都是电磁波，它们的频率分别为、（ ）‎ ‎3.下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是（ ）‎ A.机械波与电磁波本质上是一致的 B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关 C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D.它们都可以发生干涉、衍射现象 ‎4.关于电磁波谱的下列说法中正确的是（ ）‎ A.伦琴射线是原子的内层电子受到激发而产生的 B.射线是原子的内层电子受到激发后产生的 C.在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线 D.紫外线比紫光更容易发生衍射现象 ‎5.关于红外线，下列说法正确的是（ ）‎ A.红外烤箱中的红光就是红外线 B.红外线比可见光更容易发生衍射 C.高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线 D.红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振 ‎6.下列说法中符合实际的是（ ）‎ A.在医院里常用X射线对病房和手术室消毒 B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒 C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力 D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 ‎7.下列对红外线的作用和来源叙述正确的是（ ）‎ 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.红外线容易穿透云雾烟尘 ‎8.根据电磁波谱，选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（ ）‎ A.微波、红外线、紫外线 B.射线、X射线、紫外线 C.紫外线、红外线、无线电波 D.紫外线、X射线、射线 ‎9.下列说法中正确的是（ ）‎ ‎①夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的 ‎②医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的 ‎③科学家关注南极臭氧层空洞是因为它将使气候恶化 ‎④在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射 A.①② B.①③‎ C.②④ D.③④‎ ‎10.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的，假设老鼠的体温约‎37 ℃‎，它发出的最强的热辐射的波长为(m)，根据热辐射理论，(m)与辐射源的绝对温度的关系近似为 2.90× m·K.‎ 老鼠发出最强的热辐射的波长为（ ）‎ A.7.9‎‎× m B.9.4× m C.1.16× m D.9.7× m ‎11.近年来高速发展的PDP（Plasma Display Panel）等离子显示屏，可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有‎8 cm左右，等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕.每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光，每个等离子管作为一个像素，这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，下列说法正确的是（ ）‎ A.等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光 B.等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光 C.该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应 D.该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用 ‎12.北京时间2020年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴.当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光，美国北部一些电网出现了电流急冲现象.太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层.臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中（ ）‎ A.波长较短的可见光 B.波长较长的可见光 C.波长较短的紫外线 D.波长较长的红外线 ‎13. 2020年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化.他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是（ ）‎ A.微波是指波长在m到‎10 m之间的电磁波 B.微波和声波一样都只能在介质中传播 C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 二、填空题（本题共8分.请将正确的答案填到横线上）‎ ‎14.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.‎ ‎（1）X光机， ；‎ ‎（2）紫外线灯， ；‎ ‎（3）理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用 .‎ A.光的全反射 B.紫外线具有很强的荧光作用 C.紫外线具有杀菌消毒作用 D.X射线有很强的贯穿力 E.红外线具有显著的热作用 F.红外线波长较长易发生衍射 三、计算题（本题共3小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.(10分)试阐述电磁场的物质性.‎ ‎16. (15分)波长为0.6 μm的红光，从‎10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？这个距离中有多少个波长？‎ ‎17. (15分)地球向月球发射电磁波，经过多长时间在地球上接收到反射回来的电磁波？已知地球到月球的距离是3.84× km.‎ 第二节 电磁波谱 得分：‎ 一、 选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ 答案 二、填空题 ‎14．‎ 三、计算题 ‎15．‎ ‎16.‎ ‎17.‎ 第二节 电磁波谱 参考答案 一、 选择题 ‎1.D ‎2.C ‎3.BCD 解析：机械波与电磁波产生的根源不同，是由不同的运动形成的，产生的本质也不同，A错误.B、C、D正确.‎ ‎4.A 解析：在电磁波谱中，无线电波是振荡电路产生的，红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的，而伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的，射线是原子核受到激发后产生的.从无线电波到射线其频率逐渐增大，波长逐渐减小.而波长越大越容易发生明显的衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生明显的衍射现象，无线电波最容易发生明显的衍射现象.所以答案为A.‎ 点评：必须熟记电磁波谱中不同电磁波的产生机理和不同特性，这是解答本题的关键.‎ ‎5.BD 解析：红外线是看不见的，红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射；一切物体，包括高温物体和低温物体都在辐射红外线，只是物体温度越高，它辐射的红外线就越强；红外线的频率比可见光更接近固体物质分子振动的频率，也就更容易使分子发生共振，因而红外线热作用显著.‎ 点评：红外线在现代科技和生活中应用广泛，教材只作了大概的介绍.像这种介绍性的知识教材还有很多，我们应该尽可能地把它们与我们学过的有关内容联系起来.‎ ‎6.BD 解析：紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线的衍射能力较强，容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为B、D.‎ ‎7.ACD ‎8.B ‎9.D ‎10. B 解析：（1）由题目信息2.9× m·K，且老鼠体温 =（273+37） K=310 K，得 ≈9.4× m.‎ ‎11.AC 解析：根据紫外线的产生机理、特点及应用可知某种看不见的射线使荧光粉发光，看不见的射线是紫外线，使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应，紫外线作为电磁波家族中的一员，它的产生机理与可见光和红外线的产生机理是相同的，都是原子的外层电子受到激发后产生的，所以正确的选项是A、C两项.‎ ‎12.C 解析：臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地对地球上的动植物起保护作用.作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己.故正确的选项是C.‎ ‎13.ACD 解析：微波是电磁波，其波长范围为 m到‎10 m，微波能在真空中传播，故A对，B错；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C、D正确.‎ 一、 填空题 ‎14.(1)D (2)C (3)E 解析：（1）X光机是用来透视人体器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择D.‎ ‎（2）紫外线灯主要是用于杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C.‎ ‎（3）“神灯”又称红外线灯，主要是用于 促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E.‎ 点评：电磁波在生产、生活、医疗和国防科技等方面应用广泛，联系实际的题目较多，要提高自己运用知识的能力，除了联系实际别无他法.应该留心自然界中、生活中、现代技术中应用了什么物理现象和规律，是如何应用的.这是解决此题的关键.‎ 一、 计算题 ‎15.能量以及与其他物质相互作用的属性，都是物质的性质.电磁场可以使电荷移动，也就是可以对外做功，说明电磁场具有能量，电磁场与其他物质相互作用后，能够发生反射、折射等现象，表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性.光具有光能，列别捷夫证明了光压的存在，赫兹验证了光是电磁波，更进一步证明了电磁场的物质性.电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播.‎ ‎16.‎ ‎17. 2.56‎‎ s ‎