4.4 电磁波谱（举一反三）【两大题型】-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）

4.4 电磁波谱【两大题型】 【人教版2019】 【题型1 电磁波谱】 2 【题型2 电磁波的特性及应用】 2 知识点1：电磁波谱 1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱． 2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性． 知识点2：电磁波的特性及应用 1．无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输． 雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波． 2．红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长． (2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强． (3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计． 3．可见光 可见光的波长在400～760 nm之间． 4．紫外线 (1)波长范围在5～370 nm之间，不能引起人的视觉． (2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光． 5．X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官． (2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷． 【题型1 电磁波谱】 【例1】各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是(　　) A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 【变式1-1】在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率高低关系是(　　) A．红外线的频率最高，可见光的频率最低 B．伦琴射线的频率最高，红外线的频率最低 C．可见光的频率最高，红外线的频率最低 D．伦琴射线的频率最高，可见光的频率最低 【变式1-2】下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱的正确排列是(　　) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、可见光、紫外线、γ射线 C．可见光、红外线、紫外线、γ射线 D．紫外线、可见光、红外线、γ射线 【变式1-3】一种电磁波射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，由此可知这种波属于电磁波谱中的(　　) A．γ射线 B．可见光 C．无线电波 D．紫外线 【题型2 电磁波的特性及应用】 【例2】(多)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　) A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 【变式2-1】当前，新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用．红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便防交叉感染(不用接触被测物体)的特点．下列关于红外测温枪的说法中正确的是(　　) A．红外测温枪工作原理和水银体温计测量原理一样都是利用热胀冷缩原理 B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温 C．红外测温枪利用一切物体都在不停地发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大 D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长 【变式2-2】(多)我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50 Gbps，相当于0.2 s即可下载一部高清电影．关于可见光，下列说法正确的是(　　) A．可见光中的红光比紫光的频率低 B．可见光不属于电磁波 C．可见光波长越长，越容易发生明显衍射 D．可见光从空气进入水中后，其频率不变，但是波长变短 【变式2-3】(多)电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是(　　) A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性的特性 C．伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性 D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.4 电磁波谱【两大题型】 【人教版2019】 【题型1 电磁波谱】 2 【题型2 电磁波的特性及应用】 3 知识点1：电磁波谱 1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱． 2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性． 知识点2：电磁波的特性及应用 1．无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输． 雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波． 2．红外线 (1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长． (2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强． (3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计． 3．可见光 可见光的波长在400～760 nm之间． 4．紫外线 (1)波长范围在5～370 nm之间，不能引起人的视觉． (2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光． 5．X射线和γ射线 (1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官． (2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷． 【题型1 电磁波谱】 【例1】各种不同频率范围的电磁波按频率由高到低的排列顺序是(　　) A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 【答案】　A 【详解】　在电磁波谱中，各电磁波按照频率从低到高的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以选项A正确． 【变式1-1】在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率高低关系是(　　) A．红外线的频率最高，可见光的频率最低 B．伦琴射线的频率最高，红外线的频率最低 C．可见光的频率最高，红外线的频率最低 D．伦琴射线的频率最高，可见光的频率最低 【答案】　B 【详解】　在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从高到低的排列顺序是：伦琴射线(X射线)、可见光、红外线，故B正确． 【变式1-2】下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱的正确排列是(　　) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、可见光、紫外线、γ射线 C．可见光、红外线、紫外线、γ射线 D．紫外线、可见光、红外线、γ射线 【答案】　B 【变式1-3】一种电磁波射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，由此可知这种波属于电磁波谱中的(　　) A．γ射线 B．可见光 C．无线电波 D．紫外线 【答案】　C 【详解】　根据发生明显的衍射现象的条件可知，障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或比波长还要小．电磁波谱中只有无线电波的波长大于1 mm，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，故只有无线电波射到半径为1 m的孔上，才能发生明显的衍射现象，故选项C正确． 【题型2 电磁波的特性及应用】 【例2】(多)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　) A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，反射性能越强 【答案】　ACD 【详解】　由公式v＝λf可得，λmin＝＝ m＝0.3 m，λmax＝＝ m＝1.5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确． 【变式2-1】当前，新型冠状病毒在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用．红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便防交叉感染(不用接触被测物体)的特点．下列关于红外测温枪的说法中正确的是(　　) A．红外测温枪工作原理和水银体温计测量原理一样都是利用热胀冷缩原理 B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温 C．红外测温枪利用一切物体都在不停地发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大 D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长 【答案】　C 【详解】　红外就是红外线，自然界所有的物体，无时无刻不在向外发出辐射能量，这些能量以电磁波的形式存在．红外测温枪接收到人体辐射出的红外线，通过波长、强度与温度的关系，就可以得到人体的温度，而水银体温计是利用热胀冷缩的原理工作的，A、B错误，C正确；红外线波长大于紫外线波长，D错误． 【变式2-2】(多)我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50 Gbps，相当于0.2 s即可下载一部高清电影．关于可见光，下列说法正确的是(　　) A．可见光中的红光比紫光的频率低 B．可见光不属于电磁波 C．可见光波长越长，越容易发生明显衍射 D．可见光从空气进入水中后，其频率不变，但是波长变短 【答案】　ACD 【详解】　根据可见光的频率排列顺序可知，可见光中的红光比紫光的频率低，选项A正确；可见光属于电磁波，能在真空中传播，选项B错误；可见光波长越长，越容易发生明显衍射，选项C正确；可见光从空气进入水中后，其频率不变，波速减小，根据λ＝可知，波长变短，选项D正确． 【变式2-3】(多)电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是(　　) A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性、荧光性的特性 C．伽马手术刀治疗癌症是利用γ射线穿透力强、能量高的特性 D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 【答案】　BCD 【详解】　红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；X射线具有穿透性、荧光性的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞治疗癌症，故C正确；医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性，故D正确． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$