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4.2电磁波 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，铯133原子基态有两个超精细能级，国际计量大会将铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的9192631770个周期所持续的时间定为1秒。已知可见光波长范围为400nm~700nm，光速为，则（　　）
A．秒在国际单位制中是个导出单位
B．该跃迁辐射出的电磁波波长在可见光波长范围内
C．该跃迁辐射出的电磁波频率比可见光的频率低
D．该跃迁辐射出的电磁波在真空中传播比光速小
2．正在建设中的高能同步辐射光源，是我国第四代同步加速器光源，它是一种提供高性能X射线的大科学装置，发射的同步光基本覆盖红外光、可见光、紫外线、X射线等波段。与可见光相比，下列关于X射线的说法中正确的是（　　）
A．同样能使人的眼睛产生视觉效应
B．在真空中的波长更长
C．光子的能量更高
D．在真空中的传播速度更大
3．500米口径球面射电望远镜（简称FAST）又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是，那么它观测到的电磁波最长波长（　　）
A．约0.1米 B．约4米 C．约40米 D．约1000米
4．电磁波在生活中有广泛应用。关于红外线与X射线，下列说法正确的是（ ）
A．红外线的频率大于X射线的频率
B．红外线的波长大于X射线的波长
C．真空中红外线的传播速度小于X射线的传播速度
D．真空中红外线的传播速度大于X射线的传播速度
5．随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　）
A．甲、乙波的频率都比可见光的频率大 B．真空中甲波的传播速度比乙波慢
C．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物 D．甲波与乙波有可能发生干涉
6．一容器内充满某种透明液体，在容器底部中心有一个复色点光源（a单色光和b单色光两种色光），光源发出的光在液面上形成的光斑俯视图如图所示，外部光环只呈现b光颜色，下列说法正确的是（ ）
A．从液体射向空气时，与b光相比，a光发生全反射的临界角较大
B．a光的频率大于b光的频率
C．在真空中，a光的波长大于b光的波长
D．在真空中，a光的传播速度比b光大
7．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（ ）
A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．乙图中，若在的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在端的电流表也会有偏转
C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
D．丙丁中，带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，验电器顶端带负电
8．电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光，辐射出大量频率为1.0×1015 Hz的电磁波。根据如图所示的电磁波谱，判断它属于哪种电磁波（　　）

A．微波 B．红外线 C．紫外线 D．X射线
二、多选题
9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（　　）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处传播的 B．电磁波在真空中的传播速度为
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长变长 D．电磁波不能产生干涉现象
10．北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，运动会赛事转播涉及电磁波技术的应用，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．电磁波在介质中的传播速度是
B．电磁波不能传播能量
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
11．使用蓝牙耳机接听手机来电，其信号传输的示意图如图所示，已知可见光的频率范围是：，则蓝牙通信的电磁波（　　）
A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为 D．在真空中的传播速度比可见光传播的速度小
12．当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波
B．电磁波在传播过程中，随介质的变化其波速是变化的
C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波
D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波
三、填空题
13．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长 （填“短”、“长”或“相等”），在空气中的传播速度大小约为 m/s。（保留一位有效数字）
14．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内，请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题。
（1）雷达发射电磁波的波长范围是多少 。
（2）能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离 。
四、解答题
15．为了加强电磁环境管理，保障公众健康，我国制定了相当严格的电磁辐射标准，标准规定通信频段每平方厘米电磁辐射功率应控制在及以下，远低于一些发达国家标准。若某小型通信发射基站的功率为，同时假设能量以球面向外辐射，请计算：按照标准规定，距离该基站多远处为安全区域？（球表面积为）
16．在使用微波炉时，很多情况下食物已经热了，但是器皿却不热，试从微波炉的原理出发解释这一现象。有时会发现器皿也比较烫手，为什么会出现这一现象？试从器皿的材质、食物的含水量、微波功率、加热时间等方面考虑进行实验探究。设计一个采用控制变量法的实验方案，在保证安全的前提下开展实验，分析观察，得出结论，并与同学交流。实验前务必仔细阅读微波炉说明书，特别是其中的安全须知。
17．如下图所示为某兴趣小组为测试无线电发射器发出的电磁波频率而设计的装置示意图。将无线电发射器与两个相距为d的天线相连，两个天线同时向外发送相同的信号。信号接收器装在小车上，小车沿着与两天线连线平行、距离为L的直轨道以速度v匀速运动。发现接收器接收到的信号有规律地变化，时强时弱，相邻两次接收到最强信号的时间间隔为，已知光在真空中的传播速度为c，利用上述信息确定无线电发射器发射的无线电波的频率。
18．可见光的频率和波长范围如表所示。
颜色 频率（1T=1012） 波长
红 385～482THz 780～622nm
橙 482～503THz 622～597nm
黄 503～520THz 597～577nm
绿 520～610THz 577～492nm
蓝、靛 610～659THz 492～455nm
紫 659～750THz 455～400nm
物理探究小组利用一套双缝干涉装置研究光的干涉现象，他们首先调节装置，使双缝与光屏的距离为1.00m，双缝之间的距离为0.3mm，然后小组同学选用波长为660nm的红色激光照射双缝，在光屏上形成明暗相间的干涉条纹。
（i）求相邻的两条明条纹间的距离
（ii）若小组同学将双缝间的距离调节为0.2mm，换用另一种颜色的激光照射双缝，测得光屏上第1条到第6条亮条纹中心间的距离为14.0mm，已知激光传播的速度c=3.00×108m/s，则这种激光的频率为多少？是什么颜色？
19．某居住地A位于某山脉的一侧，山脉的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示，该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为。
（1）求该中波和微波的波长。
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的？请说明理由。
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好、为什么？
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参考答案：
1．C
【详解】A．秒在国际单位中是基本单位，故A错误；
BC．铯133原子基态超精细能级间跃迁对应辐射电磁波的频率约为，根据
可得其波长约为
=
波长大于可见光波长，频率低于可见光的频率，故B错误，C正确；
D．电磁波在真空中传播速度等于光速，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．X射线的波长比可见光的波长短，不能使人的眼睛产生视觉效应，故A错误；
BC．X射线在真空中的波长更短，频率较大，光子的能量更高，故B错误，C正确；
D．X射线属于波长较短的电磁波，在真空中的传播速度等于光速，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】频率最小的电磁波的波长最长，则最长波长为
故选B。
4．B
【详解】AB．红外线的频率小于X射线的频率，根据
可知，频率越小则波长越长，因此红外线的波长大于X射线的波长，故A错误，B正确；
CD．不管是红外线还是X射线，都属于电磁波，而电磁波在真空中的传播速度等于光速，故CD错误。
故选B。
5．C
【详解】A. 由图可知甲、乙波的波长都比可见光的波长大，根据波长、波速和频率关系式
可知甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A错误；
B. 电磁波在真空中传播速度相同，则真空中甲、乙波速度相同，故B错误；
C. 由图可知甲波长大于乙波长，则甲的波动性更明显，更容易发生衍射，故C正确；
D. 两列波发生干涉的条件是：频率相同、振动方向相同、相位差恒定，甲、乙波的频率不同，不能发生干涉现象，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】液面形成光斑的原因是光在液体内部射向液面时发生了全反射，由于外部光环只呈现b光颜色，可知从液体射向空气时，与b光相比，a光发生全反射的临界角较小；根据全反射临界角公式
可知液体对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，在真空中，a光的传播速度与b光的传播速度相等，均为，根据
可知在真空中，a光的波长小于b光的波长。
故选B。
7．B
【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，故A错误；
B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，稳定后接在端的电流表也会有偏转，故B正确；
C．微波是一种电磁波，丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，提供内能，说明微波具有能量，但并不能说明微波具有可持续变化的能量，故C错误；
D．丙丁中，带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，由于静电屏蔽，验电器顶端不带电，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】根据波长与频率之间的关系
可得
根据电磁波谱可知，电焊弧光辐射出的是紫外线。
故选C。
9．AB
【详解】A．电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确；
B．电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故B正确；
C．电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，速度变小，根据，则波长变短，故C错误；
D．干涉、衍射现象是波特有的，故D错误。
故选AB。
10．CD
【详解】A．电磁波真空中的传播速度是，在介质中的传播速度不是，故A错误；
B．电磁波可以传播能量，故B错误；
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，故C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选CD。
11．BC
【详解】A．由题意可得，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，故不可能是蓝光，故A错误；
B．由图可知，蓝牙通信的电磁波比手机通信的电磁波频率大，由可知，频率越大，波长越短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正确；
CD．在真空中电磁波（包括可见光）的传播速度大小均为，故C正确，D错误。
故选BC。
12．BC
【详解】A．周期性变化的磁场、电场才能产生电磁波，故A错误；
B．电磁波的传播速度与介质有关，介质的变化波速变化，故B正确；
C．电磁波能够携带信号，用于通讯、广播等，所以电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波，故C正确；
D．微波炉内的微波是波长较短的电磁波，故D错误。
故选BC。
13． 短
【详解】[1]由图知蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波高，所以蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短。
[2]电磁波在空气中的传播速度大小约为。
14． 0.3~1.5m 能
【详解】[1]由可得
所以雷达发射电磁波的波长范围是0.3m~1.5m。
[2]电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔t来确定距离，所以可根据
确定和目标间的距离。
15．
【详解】设离基站最小距离为安全区域，则
解得
16．见解析
【详解】微波炉的加热原理是通过磁控管产生微波，微波在穿透食物时，使食物中的水分子之间，以及和蛋白质分子之间相互摩擦震荡产生热量。所有它只针对水分子和蛋白质加热，对器皿不加热。我们有时候发现器皿也热了，那是因为热传导；
利用控制变量法设计实验，要求：保证器皿的材质、食物的含水量、微波功率、加热时间等方面改变其中一个条件，保持其他条件不变进行实验，最后得出结论。
17．
【详解】将两天线类比于杨氏双缝干涉的双缝，则信号最强位置类似于明条纹，根据条纹间距的规律，水平地面上相邻两次接收到最强信号的间距为
由于小车匀速运动，则有
根据光速与波长的关系有
解得
18．（i）2.20mm；（ii）5.36×1014Hz或536THz，绿光
【详解】（i）由双缝干涉条纹间的距离公式可得
（ii）两个亮条纹之间的距离
由双缝干涉条纹间的距离公式可得
由光的波度、波长和频率的关系可得
该光是绿光。
19．(1)，0.75m；(2)见详解；(3)见详解
【详解】(1)由
则中波的波长为
微波的波长
(2)发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处，若是干涉则必须频率相同，明显不可能是干涉现象，所以电磁波是经过波的衍射后绕过高山，到达居住地A处。
(3)要发生明显的波衍射现象，则波长必须与阻碍物尺寸差不多，所以两种波的接收效果明显不同，波长越长的波接收效果更好，因此中波接收效果更好。
答案第1页，共2页
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