高中物理 第十四章 电磁波 5 电磁波谱自主练习 新人教版选修3-4(2021年最新整理)

高中物理第十四章电磁波5 电磁波谱自主练习新人教版选修3-4 编辑整理：
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电磁波谱
我夯基我达标
1。

红外线可以穿透云雾，是因为它的波长____________,所以它____________的现象比较显著,可以绕过障碍物继续传播；γ射线可以穿透金属,是因为它的频率____________，穿透能力较强。

答案：长衍射大
2。

(1）各种电磁波在真空中传播时,都具有相同的____________.
（2）波从一种介质进入另一种介质，一定不发生改变的是____________。

（3）对于红外线、紫外线、X射线和γ射线来说，最易发生明显衍射的是____________。

（4)红光、橙光、黄光和绿光在同一种均匀介质中传播时波速最大的是____________，最小的是____________。

答案：（1)波速（2）频率（3）红外线（4）红光绿光
3.电磁波的不同成分具有不同的特性，其中红外线的最显著作用是____________效应，紫外线的最显著作用是____________效应，伦琴射线的特点是具有很强的____________.
答案:热荧光穿透能力
4.科学家发现地球大气层中的臭氧分子不断受到破坏.下列各项电磁波，哪一项会因臭氧层受损而对人类的健康构成最大危害（）
A。

可见光 B.紫外线 C.伽玛辐射 D.微波
思路解析：由于太阳光中存有大量紫外线，而过多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,故因臭氧层受损而对人类构成最大伤害的是紫外线。

答案：B
5。

下列说法中正确的是（ )
A。

红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均一样，为3×108 m/s
B.红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性
C。

紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D。

日光灯是紫外线的荧光效应的应用
思路解析：不同波长的电磁波在真空中的传播速度均为c；红外线在遥感技术中用到了它的热效应；紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度；紫外线的荧光效应可以制成日光灯.由此可知A、C、D正确。

答案：ACD
6。

各种电磁波产生的机理不同,下面给出的几组电磁波中，都由原子外层电子受到激发后产生的是( )
A.红光、紫光、伦琴射线 B。

微波、红外线、紫光、紫外线
C.无线电波、微波、红外线
D.黄光、绿光、紫光
思路解析：红外线、可见光、紫外线是由于原子的外层电子受到激发后产生的，伦琴射线是由于原子内层电子受到激发而产生的，γ射线是原子核受到激发产生的，故只有D正确.
答案:D
7。

下列各组电磁波，其衍射能力由弱到强的排列顺序正确的是（ )
A.红外线、可见光、紫外线、γ射线
B。

γ射线、可见光、红外线、无线电波
C.可见光、红外线、伦琴射线、γ射线
D.伦琴射线、紫外线、可见光、红外线
思路解析:所谓衍射能力的强弱也就是发生明显衍射的难易程度,根据波发生明显衍射现象的条件可知:波长越长，衍射能力越强；波长越短，衍射能力越弱.在电磁波谱中，按波长由大到小的排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.
答案：BD
8.一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱的区域是（）
A。

γ射线 B.可见光
C。

无线电波 D.紫外线
思路解析：波发生明显衍射现象的条件是，障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或者比波长小，电磁波中无线电波的波长范围大约在10-2 m以上，而红外线的波长范围在10—2—10-6 m，可见光、紫外线的波长更短，故只有无线电波才能发生明显的衍射，故正确选项应为C.
答案：C
我综合我发展
9.阅读如下资料并回答问题：
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：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高,单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；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波能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处于平衡状态，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热力学温度的四次方成正比。

即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10—8 W/（m2·K4）.
在下面的问题中,把研究对象都简单地看作黑体，有关数据及数学公式：太阳半径R S=696 000 km，太阳表面温度T=5 770 K，火星半径r=3 395 km，球面面积S=4πR2,其中R为半径.（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10—7—1×102 m范围，求相应的频率范围。

（2)每小时从太阳表面辐射的总能量是多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr 2
(r 为火星半径)的圆盘上,已知太阳到火星的距离为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度. 思路解析：（1）v=c /λ得: v 1=（3。

00×108)/(2×10—7） Hz=1。

5×10 15 Hz,v 2=(3.00×108)/（2×10-5） Hz=3×1013 Hz
所以辐射频率范围是3×1013-1。

5×1015 Hz 。

（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为：
E=4πδR S 2T 4t ，代入数据得E=1。

38×1030 J 。

（3）设火星表面温度为T′,太阳到火星的距离为d ，火星单位时间内吸收来的太阳辐射能量为P 入=4πδR S 2T 4
,422d r ππd=400R S ，所以P 入=πδT 4r 2/（400)2 火星单位时间内向外辐射的电磁波能量为P
出=4πδr 2T′4,火星处于平衡状态P 入=P 出,即πδT 4r 2/（400）2=4πδr 2T′4得T′=
800T =204 K. 答案:（1）3×1013—1。

5×1015 Hz （2）1.38×1030 J(3）204 K
10。

若某种紫外线频率为1.5×1015
Hz,试回答下列问题：
(1）该紫外线的波长为_______________________m 。

（2）紫外线的主要作用是_____________________.
（3)请简要说明若人们不接受紫外线照射、少量照射和大量照射会产生什么后果。

思路解析:（1)由c=λf 得:λ=158105.1100.3⨯⨯=f c m=2×10—7 m (2）化学效应和杀菌作用
（3）少量频率为0。

75×1015
Hz 的紫外线能杀菌，增强人体抗病能力，并通过皮肤产生维生素,有益人体健康.不照射红外线,皮肤内胆固醇不易转化为维生素D ，从而影响钙和磷的吸收,而频率为1.5×1015 Hz 的紫外线，光子能量大,会透入皮肤深处伤害皮肤，使人体遗传物质脱
氧核糖核酸受到损害,破坏其基因，使正常细胞蜕变为癌细胞，过量的紫外线还会引起角膜炎、白内障等疾病.
答案:见解析
11.图14—5—1为X射线管的结构示意图,E为灯丝电源.要使射线管发出X射线,须在K、A两极间加上几万伏的直流高压，则（）
图14—5—1
A.高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出
B.高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出
C.高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出
D.高压电源正极应接在Q点,X射线从A极发出
思路解析：题中指出E为灯丝电源,对灯丝加热，灯丝放出电子，电子速度是很小的，要使电子到达对阴极A，并高速撞击A，使原子的内层电子受到激发才能发出X射线，所以K、A之间应有电子加速的电场，即Q应接高压电源正极,故应选D。

答案：D。