2024-2025學(xué)年高中物理第4章電磁波第3節(jié)電磁波譜作業(yè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE5-電磁波譜(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20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.太陽光通過棱鏡時(shí)，在豎直放置的屏幕上形成如圖所示的光帶。若將靈敏溫度計(jì)的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ區(qū)域時(shí)，在哪個(gè)區(qū)域上升的示數(shù)最大()A.MN B.NPC.PQ D.無法確定【解析】選C。紅外線頻率低，折射時(shí)的偏角最小，因此射到PQ區(qū)域，由于紅外線熱作用強(qiáng)，所以選項(xiàng)C正確。3.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?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】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。4.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?nèi)萜鞯碾娙荩稍龃罄走_(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?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】雷達(dá)是用來對目標(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。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。二、計(jì)算題(10分)5.太陽風(fēng)暴攻擊地球時(shí)，不僅會(huì)影響通信，威逼衛(wèi)星，而且會(huì)破壞臭氧層，臭氧層作為地球的愛護(hù)傘，是因?yàn)槌粞跄芗橙√栞椛渲胁ㄩL較短的紫外線，若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz。(1)該紫外線的波長是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會(huì)產(chǎn)生什么后果？【解析】(1)λ==m=2×10-7m(2)熒光作用，滅菌消毒作用(3)不接受紫外線照耀時(shí)，不能殺死人體內(nèi)的一些細(xì)菌，人的抗病實(shí)力也較弱，也不利于鈣和磷的汲??；紫外線照耀過量，則會(huì)損害皮膚，使體內(nèi)的遺傳物質(zhì)受損，會(huì)把正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞。答案：(1)200nm(2)、(3)見解析【補(bǔ)償訓(xùn)練】長波的波長范圍為3000～30000m，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=3.0×108m/s。由c=λf可知f1=Hz=1×105Hz=100kHz。f2=Hz=1×104Hz=10kHz答案：10kHz～100kHz(10分鐘20分)6.(6分)紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況。地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能劇烈汲取某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。如圖為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的汲取狀況。由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為()A.2.5～3.5μm B.4～4.5μmC.5～7μm D.8～13μm【解析】選D。由題圖可知8～13μm波段的紅外線，水和CO2幾乎均不汲取，故D正確，A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】各地接收衛(wèi)星電視訊號的拋物面天線如圖所示，天線頂點(diǎn)和焦點(diǎn)連線(OO′)與水平面間的夾角為仰角α，OO′在水平面上的射影與當(dāng)?shù)卣戏较虻膴A角為偏角β，接收定位于東經(jīng)105.5°的衛(wèi)星電視訊號(如CCTV-5)時(shí)，OO′連接應(yīng)指向衛(wèi)星，我國各地接收天線的取向狀況是()A.有β=0°，α=90°的B.與衛(wèi)星經(jīng)度相同的各地，α隨緯度的增高而減小C.經(jīng)度大于105.5°的各地，天線是朝南偏東的D.在幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)，天線取向幾乎是相同的(我國自西向東的經(jīng)度約為73°～135°)【解析】選B。我國領(lǐng)土的最南端在北緯4°旁邊，所以不會(huì)出現(xiàn)α=90°的狀況，A錯(cuò)；天線所在位置處的緯度越高，距衛(wèi)星越遠(yuǎn)，所以α越小，B正確；經(jīng)度大于105.5°的各地，天線應(yīng)是朝南偏西方向，故C錯(cuò)；位置不同，天線的取向不同，故D錯(cuò)。7.(14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10-6s，相鄰兩次放射時(shí)間間隔為t。當(dāng)雷達(dá)向汽車放射無線電波時(shí)，在顯示屏上呈現(xiàn)一個(gè)尖形波；在收到反射回來的無線電波時(shí)，在