课堂小练(22) 电磁波的发现及应用-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第三册（人教版）

课堂小练(二十二)　电磁波的发现及应用 学业水平练 1.古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是(　　) A.声音和光都是机械波 B.声音和光都是电磁波 C.声音是机械波，光是电磁波 D.声音是电磁波，光是机械波 解析　声音必须在介质中传播，是机械波；光可以在真空中传播，是电磁波，C项正确。 答案　C 2.在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率大小关系是(　　) A.红外线的频率最大，可见光的频率最小 B.伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小 C.可见光的频率最大，红外线的频率最小 D.伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小 解析　在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从大到小的排列顺序是伦琴射线(X射线)、可见光、红外线，B项正确。 答案　B 3.电磁波在生活中有着广泛的应用。不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用。下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是(　　) A.雷达——无线电波 B.手机——X射线 C.消毒柜——紫外线 D.遥控器——红外线 解析　雷达是利用了无线电波中微波来测距的，A项正确；手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，B项错误；紫外线具有很强的消毒作用，C项正确；红外线可以用于遥控器，D项正确。 答案　B 4.关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A.红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视 B.适量的紫外线照射有利于人的健康 C.紫外线热效应显著，制成了紫外线炉 D.γ射线最容易用来观察衍射现象 解析　红外线具有很强的热效应，制成了红外线炉，穿透能力很差，紫外线有很强的消毒作用和荧光作用，热效应不显著，A、C两项错误；适量的紫外线照射有利于人的健康，过量照射有害身体健康，B项正确；γ射线波长很短，不容易用来观察衍射现象，D项错误。 答案　B 5.比较可见光、无线电波以及激光在真空中的传播速度的大小，可知(　　) A.可见光最大 B.无线电波最大 C.激光最大 D.三者相同 解析　三者均属于不同频率的电磁波，它们的速度在真空中均为3×108 m/s，故D项正确。 答案　D 6.关于雷达的特点，下列说法正确的是(　　) A.雷达所用无线电波的波长比短波更长 B.雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C.雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D.雷达在能见度低的黑夜将无法使用 解析　雷达是利用无线电波的反射来工作的，因此它利用的无线电波处于微波段，比短波的波长更短，目的是增加反射，减小衍射。雷达发射的是间断的无线电波，根据屏上显示的发射信号和接收到的反射信号可以直接读出障碍物的距离，雷达在黑夜同样可以使用，C项正确。 答案　C 7.利用雷达测云层与观测点之间的距离时，电磁波从发射到吸收共经历时间10-3 s，则该云层离观测点多远(　　) A.100 km B.200 km C.150 km D.250 km 解析　根据公式s=vt可以得，s=vt=3.0×108××10-3 m=1.5×105 m=150 km，C项正确。 答案　C 8.当电磁波的频率减小时，它在真空中的波长将(　　) A.不变 B.增大 C.减小 D.无法确定 解析　电磁波的波长为λ=，频率减小，波长增大，B项正确。 答案　B 9.共享单车打通了公共交通的“最后一公里”，方便了居民出行。共享单车上的定位技术，可以给单车精准定位。单车在被骑行过程中车内电池自行充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机APP上能实时显示单车的位置，骑行到指定的停车区域时才可以顺利还车；还车关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。根据以上信息，下列说法正确的是(　　) A.单车是利用电磁感应原理实现充电的 B.单车和手机之间是利用声波传递信息的 C.单车某个时刻的位置主要是借助用户手机确定的 D.由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度 解析　单车在被骑行过程中车内电池自行充电，是通过安装在轮轴处的发电机实现的，所以单车是利用电磁感应原理实现充电的，A项正确；单车和手机之间是利用电磁波传递信息的，B项错误；由题意可知单车某个时刻的位置主要是借助单车上的定位系统确定的，C项错误；由手机APP上的显示信息，可知时间和里程(即路程)，而无法得知位移，所以只能求出骑行的平均速率，不能求出平均速度，D项错误。 答案　A 10.麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从1888年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为7 kHz的电磁波，GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz=106 Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800~1 900 MHz的电磁波，无线WiFi使用频率为2.4 GHz(1 GHz=109 Hz)的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是(　　) A.手机工作时使用的电磁波是纵波 B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 解析　电磁波是横波，所以手机工作时使用的电磁波都是横波，A项错误；电磁波可以在空气中传播，也可以在介质中传播，B项错误；地铁行李安检时使用的电磁波利用了电磁波的穿透本领来检查行李，C项正确；由题可知，无线WiFi使用的电磁波比GPS定位系统使用的电磁波频率大，波长短，不容易发生衍射，故D项错误。 答案　C 能力提升练 11.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　) A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 解析　电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，A项错误；手机在通话时，涉及的波既有电磁波又有声波，B项正确；太阳光中的可见光的传播速度远大于医院“B超”中的超声波的传播速度，C项错误；遥控器发出的红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，D项错误。 答案　B 12.雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，海豚也具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统。海豚的定位、雷达的定位分别利用了自身发射的(　　) A.电磁波，次声波 B.红外线，光线 C.次声波，红外线 D.超声波，电磁波 解析　海豚能发射超声波，它是一种频率高于2×104 Hz的声波，它的波长非常短，因而能定向发射，而且在水中传播时因能量损失小，要比无线电波和广播传播得远。海豚就是靠自身发出的超声波的回声来在混浊的水里准确确定远处小鱼的位置而猛冲过去吞食。雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的。D项正确。 答案　D 13.手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，用手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示手机A的号码为12345670002。若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨打手机A，则手机A(　　) A.发出响声，并显示B的号码为12345670008 B.不发出响声，但显示B的号码为12345670008 C.不发出响声，但显示B的号码为12345670002 D.既不发出响声，也不显示号码 解析　电磁波可以在真空中传播，而声波的传播则需要介质，当手机B拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，B项正确。 答案　B 14.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水汽(H2O)，二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(　　) A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm C.5~7 μm D.8~13 μm 解析　由图像可知，8~13 μm波段的红外线，水和CO2几乎均不吸收，故D项正确，A、B、C三项错误。 答案　D 15.某雷达工作时，发射电磁波的波长λ=20 cm，每秒脉冲数n=5 000，每个脉冲持续时间t=0.02 μs，问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少? 解析　电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器，可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半。 由c=λf，可得电磁波的振荡频率 f== Hz=1.5×109 Hz， 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离 s=cΔt=c=3×108×-0.02×10-6 m≈6×104 m， 所以雷达的最大侦察距离 s'==3×104 m=30 km。 答案　1.5×109 Hz　30 km 学科网（北京）股份有限公司 $$