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4.2电磁波谱 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．蓝牙能在包括移动电话、无线耳机、笔记本电脑等设备之间进行短距离无线信息交换，其使用的是2.400GHz~2.485GHz频段的无线电波。则（　　）
A．这个频段的电磁波比红外线的波长更长
B．这个频段的电磁波比紫外线的波长更短
C．这个频段的电磁波不能在水中传播
D．蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率大于
2．如图所示是利用位移传感器测速度的装置，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。从B接收到红外线脉冲开始计时，到接收到超声波脉冲时停止计时，根据两者时间差确定A与B间距离。则正确的说法是（　　）
A．B接收的超声波与A发出的超声波频率相等
B．时间差不断增大时说明A在加速远离B
C．红外线与超声波均能发生偏振现象
D．一切物体均在辐射红外线
3．2023年8月10日，浙江民营企业的第一颗卫星智能体“地卫智能应急一号”成功发射并进入预定轨道。卫星从离地面500公里处利用星上智能处理技术提供地面热点地区遥感观测服务。取地球半径为。下列说法正确的是（　　）
A．该卫星处的重力加速度约为
B．该卫星圆周运动的周期约为60min
C．该卫星圆周运动的速度大于第一宇宙速度
D．遥感技术使用的电磁波是紫外线
4．“神舟十六号”载人飞船于2023年5月30日成功发射，于2023年10月31日返回地球。在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　）
A．无线电波 B．可见光 C．紫外线 D．X射线
5．许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是（　　）
A．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
B．看3D电影（立体电影）时要带特制的眼镜是光的干涉的应用
C．利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生衍射
D．X射线广泛用于电视、雷达
6．手机是当下使用最广泛的通讯工具。人们在使用手机时，经常通过Wi-Fi联网，有时也会通过蓝牙传输数据。Wi-Fi技术与蓝牙技术同属于短距离无线电技术，所使用的无线电波频率一般在附近。下列说法正确的是（　　）
A．Wi-Fi使用的无线电波会发生多普勒效应
B．Wi-Fi使用的无线电波在水中传播比在空气中更快
C．紫外线比蓝牙使用的无线电波更易发生衍射
D．蓝牙使用的无线电波有横波也有纵波
7．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中也能传播
B．电磁波能传播信息，不能传播能量
C．射线的波长比红外线的波长更长
D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
8．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是（ ）
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．遇到厘米波，有可能产生干涉现象
D．与可见光相比，更容易产生衍射现象
二、多选题
9．如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图摘自课本，下列说法正确的是（　　）
A．图甲酱油的色素分子进入到蛋清内是扩散现象
B．图乙灯焰在肥皂膜上形成条纹是光的干涉现象
C．图丙电焊作业时发出耀眼的电焊弧光是紫外线
D．图丁所示雪花形状规则，说明雪花具有各向同性
10．一些重要的公共场所通常会使用一种人体感应紫外线灯消杀病毒。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭，人走灯亮。下列说法正确的是（ ）
A．真空中红外线的波长比紫外线的长
B．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
C．紫外线光子的频率比红外线的大
D．红外线和紫外线均属于可见光
11．下列说法中正确的是（　　）
A．周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
B．要有效发射电磁波，需要用高频振荡，频率越高发射电磁波的本领越大
C．夜视仪是利用紫外线的荧光效应来帮助人们在夜间看见物体的
D．肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
12．关于光的叙述，下列说法正确的是 （　　）
A．对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测，利用了光的全反射的原理
B．纤维式内窥镜检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，利用了光的干涉的原理
C．科学家应用X 射线衍射技术发现了DNA双螺旋结构
D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
三、填空题
13．很多学校都安装了智慧校园系统，在学校入口处设置了人脸识别测温终端，如图所示，它具有“人脸比对+体温检测”两种功能。在进行人脸识别时，利用凸透镜能成倒立、 的实像；其中，测温原理是利用了 （选填“红外线”“紫外线”或“可见光”）具有热效应。
14．具有NFC（近距离无线通信技术）功能的两只手机在间距小于10 cm时可以通过 波直接传输信息，其载波频率为2×107 Hz，载波的传播速度为3.0×108 m/s，则该载波的波长为 m。
四、解答题
位于我国贵州省平塘县的500m口径球面射电望远镜（FAST），是目前世界上最大的单口径射电望远镜，有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群，大幅拓展人类的视野，可以验证和探索很多宇宙奥秘，例如，引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源，乃至物质和生命的起源等。
15．“中国天眼”接收系统的工作原理与普通收音机类似，则“中国天眼”接收的信息属于（　　）
A．红外线 B．无线电波 C．超声波 D．紫外线
16．“中国天眼”发现距离地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自传特征。如图，OE连线与其赤道平面的夹角为30°，A位置的重力加速速度为g，D位置的向心加速度为，则E位置的向心加速度为（　　）

A． B． C． D．
17．脉冲星是快速自传的中子星，每自传一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若“中国天眼”观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为T，已知该中子星的半径为R，引力常量为G。根据上述条件可以求出的是（　　）
A．该中子星的密度
B．该中子星的第一宇宙速度
C．该中子星表面的重力加速度
D．该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度
18．如图所示为“中国天眼”维护时的示意图。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢行走时，氦气球对其有大小恒为、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点，此时工作人员对球面的作用力大小为 ，方向为 ；为了维修更高处的镜面，假设工作人员要获得竖直向上的加速度，为尽可能保护镜面，请问工作人员对球面的作用力大小至少为 ，此时工作人员处于 状态。（选填“超重”、“失重”或“平衡”状态）

2019年，以刘慈欣小说改编的《流浪地球》电影正式登上荧幕，拉开了中国科幻电影的新纪元。时隔三年，《流浪地球2》带来了太空电梯、逐月发动机、数字生命等硬核科幻剧情，使千万影迷为之感到震撼，展现了我国在科幻电影工业上的巨大突破。
19．位于地球上方10万千米的领航员空间站，与地球通讯是通过（　　）
A．红外线 B．无线电波 C．声波 D．可见光
20．如图为地球地理北极的俯视图，若以领航员空间站为参照物，则地球作逆时针转动。现有一飞船从地球A点发射，目标是前往空间站对接，为修正飞船路线，则其在刚升空后的一段时间内（未摆脱地球引力）推力方向应为图中的____________才能确保不偏航（　　）
A． B． C． D．
21．电影中的太空电梯被建造在横跨赤道的加蓬共和国。若将地球视为规则均匀的球体，则在加蓬建设太空电梯更有利于摆脱地球引力束缚而上升是因为（　　）
A．地球自转线速度大 B．地球对太空电梯的万有引力小
C．重力加速度较大 D．重力加速度较小
22．太空电梯在上升过程中有三个阶段：
阶段一：加速上升；阶段二：匀速上升；阶段三：减速上升（开启反向推进器制动）。自阶段三开始大气稀薄，可忽略空气阻力。若全程不考虑超级缆绳对太空电梯的摩擦力，则下列说法正确的是（　　）
A．三个阶段太空电梯的机械能都不守恒
B．三个阶段太空电梯和地球整体的机械能都不守恒
C．阶段二：若不考虑空气阻力，则太空电梯机械能守恒
D．阶段三：乘坐太空电梯的人处于失重状态
23．在阶段二中，某时刻地球对太空电梯的万有引力恰好提供向心力，在此刻太空电梯受到地球的向心加速度大小为 （力常量G、地球质量M、太空电梯与地心间距离为r），之后太空电梯的向心加速度 （选填“符合”或“不符合”）第（1）空中你所写的表达式，原因是 。【已知超级缆绳具有高强度、不易弯曲的性质，对太空电梯的运动轨迹具有导向作用】
24．如图，领航员空间站具有一个环形旋转舱室的结构，其绕中轴匀速旋转可以使其中的工作人员像地球上的人一样站在舱板上，感受到“重力”。这种“重力”产生的原因是 。
25．“道路千万条，安全第一条”，电影《流浪地球》的这句活深入人心。然而世界上每天都有车祸发生，使我们痛心。在某条公路上发生一起追尾，甲车在后方由于刹车失灵，以初速度为且无动力向乙车驶去，未碰撞前，乙车以的速度匀速行驶，碰撞后甲车依旧向原方向滑去且速度变为，乙车失去动力且向前滑行了后停止。若甲车质量，乙车质量，两车与地面间的摩擦系数均为，重力加速度，两车始终在一条直线上运动。求甲车刹车失灵瞬间甲乙两车的距离L。
26．如图所示为伦琴射线管示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极（阳极），当A、K之间加直流电压U=30 kV时，电子被加速打在对阴极A上，使之发出X射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线（X射线的）能量。
（1）电子到达对阴极的速度多大？
（2）如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子，则当A、K之间的电流为10 mA时，每秒钟从对阴极最多辐射出多少个X射线光子？（电子质量m=0.91×10－30 kg，电荷量e=1.6×10－19 C）
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【详解】A．这个频段的电磁波频率低于红外线的频率，所以它的波长比红外线波长更长。故A正确；
B．这个频段的电磁波频率低于紫外线的频率，所以它的波长比紫外线波长更长。故B错误；
C．这个频段的电磁波能在水中传播。故C错误；
D．3×108m/s是电磁波在真空中的传播速度，也是最大的速度，电磁波在介质中的传播速度会变小，所以蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率小于。故D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．根据多普勒效应，发射器A向右运动，远离接收器B测量到的超声波频率比A发出的超声波的低，故A错误；
B．设发射脉冲信号时A与B的距离为x，由公式可得
因为红外线速度远大于超声波速度，上式得
那么超声波速度不变，时间差不断增大时A与B距离不断增大，跟A加速运动没有联系，故B错误；
C．只有横波才能发生偏振现象，红外线是电磁波为横波，可以产生偏振现象，超声波为纵波不可以产生偏振现象，故C错误；
D．自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线的本领越强，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．在地球表面根据万有引力与重力的关系有
设该卫星的质量为，则有
解得
故A正确；
B．根据万有引力提供向心力有
代入数据解得该卫星圆周运动的周期
s93.78min
故B错误；
C．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，该卫星圆周运动的速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．由于红外线衍射能力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的能力比较好，用于遥感技术，故D错误；
故选A。
4．A
【详解】A．在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的无线电波，特别是无线电波里的微波，具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性，可用来在无阻挡的视线自由空间传输高频信号，故A正确；
B．可见光只是电磁波中的一部分，但可见光穿透能力较弱不能用来通讯，故B错误；
C．紫外光的频率比可见光高，但是比X射线低，常用于杀菌、进行透视或鉴定的工作，故C错误；
D．X射线是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波，常应用于医学诊断，在工业上也用得着X射线来做工业探伤，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】A．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故A正确；
B．看3D电影（立体电影）时要带特制的眼镜是光的偏振的应用，故B错误；
C．利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，容易发生衍射，故C错误；
D．微波广泛用于电视、雷达，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】A．多普勒效应是波动过程共有的特征，Wi-Fi使用的无线电波会发生多普勒效应，故A正确；
B．Wi-Fi使用的无线电波在水中传播比在空气中更慢，故B错误；
C．蓝牙使用的无线电波的波长大于紫外线的波长，则蓝牙使用的无线电波比紫外线更易发生衍射，故C错误；
D．蓝牙使用的无线电波为横波，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确；
B．电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误；
C．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误；
D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。
故选A。
8．D
【详解】A．由
知，波长越长频率越低，所以米波频率比厘米波的频率低，故A错误；
B．无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，故B错误；
C．产生干涉现象的条件是两列波频率相同，米波和厘米波的波长不同，频率也不同，所以不能产生干涉现象，故C错误；
D．波长越长越容易产生衍射现象，该无线电波的波长远大于可见光的波长，所以与可见光相比该无线电波更容易产生衍射现象，故D正确；
故选D。
9．AB
【详解】A．图甲酱油的色素分子进入到蛋清内是扩散现象，选项A正确；
B．图乙灯焰在肥皂膜上形成条纹是光的干涉现象，选项B正确；
C．紫外线为不可见光，所以眼睛看到的电焊弧光是可见光，故C错误；
D．图丁所示雪花虽然形状规则，但是不能说明雪花具有各向同性，选项D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】AC．真空中红外线的波长比紫外线的长，紫外线光子的频率比红外线的大，故AC正确；
B．真空中红外线的传播速度等于紫外线的传播速度，故B错误；
D．红外线和紫外线均不属于可见光，故D错误。
故选AC。
11．AB
【详解】A．根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场，故A正确；
B．发射电磁波的本领由振荡电路频率决定，振荡电路频率越高，发射电磁波的本领越大，故B正确；
C．不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故C错误；
D．肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力不是最强，射线穿透能力最强，故D错误；
故选AB。
12．CD
【详解】A．对镜面或其他精密的光学平面的平滑度进行检测，即利用了光的干涉现象，故A错误；
B．内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理，故B错误；
C．科学家应用X 射线衍射技术发现了DNA双螺旋结构，故C正确；
D．光具有波粒二象性，而光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故D正确。
故选 CD。
13． 缩小 红外线
【详解】[1]在进行人脸识别时，人站在凸透镜的二倍焦距之外，像成在一倍焦距和二倍焦距之间，则利用凸透镜能成倒立、缩小的实像。
[2]体温检测仪能接受人体辐射的红外线，人体的温度越高，辐射红外线的强度越强，人体的体温越高，因此测温原理是利用了红外线具有热效应。
14． 电磁波 15
【详解】[1]具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过电磁波直接传输信息；
[2]空气中电磁波的传播近似等于光速c，由波速公式
c=λf
得波长
15．B 16．D 17．D 18． 竖直向下 超重
【解析】15．“中国天眼”接收系统的工作原理与普通收音机类似，则“中国天眼”接收的信息属于无线电波。
故选B。
16．根据题意，设地球自转的角速度为，则、位置做圆周运动的角速度均为，由向心加速度公式有
由几何关系可得，位置的半径为
则位置的向心加速度为
故选D。
17．
ABC．如果知道绕中子星做圆周运动的卫星的周期与轨道半径，可以求出中子星的质量，根据题意仅知道中子星的自转周期、中子星的半径与万有引力常量，无法求出中子星的质量，也无法计算其密度，也不能计算中子星表面的重力加速度和第一宇宙速度，故ABC不符合题意；
D．该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度
故D符合题意。
故选D。
18．[1][2]工作人员在望远镜球面上缓慢行走时，处于平衡状态，则有
解得
由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为，方向竖直向下。
[3][4]假设工作人员要获得竖直向上的加速度，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小至少为，由于工作人员具有向上的加速度，则处于超重状态。
19．B 20．C 21．AD 22．ABD 23． 不符合 由于超级缆绳的导向作用，使得太空电梯与地球的自转角速度相同，由知向心加速度增大，与所写表达式不符 24．人感受到重力是因为受到了地面对人的支持力。舱室中的人围绕中轴线作匀速圆周运动，需要有力提供向心力，而向心力由舱板的支持力提供，故感受到了“重力” 25．
【解析】19．无线电波传播距离远且不需要介质，所以位于地球上方10万千米的领航员空间站，与地球通讯是通过无线电波，故选B。
20．根据题意可知发射的飞船在A点有沿切线向上的分速度，而要求飞船沿着发射点与空间站连线的方向飞行，要求所加推力的一个效果是克服地球引力，另一个效果是抵消沿切线向上的分速度，所以推力的方向应该沿F3方向，故选C。
21．在赤道处线速度大，重力加速度小，在该处建造电梯有利于摆脱地球引力束缚而上升，故选AD。
22．AB．阶段一：加速上升时动能和势能都增大，所以机械能增加；阶段二：匀速上升时动能不变而势能增大，所以机械能增加；阶段三：减速上升（开启反向推进器制动）推力做负功，机械能减小，所以三个阶段太空电梯的机械能都不守恒，故AB正确；
C．阶段二：若不考虑空气阻力，动能不变而势能增大，所以机械能增加，故C错误；
D．阶段三：乘坐太空电梯减速上升，加速度向下，所以人处于失重状态，故D正确。
故选ABD。
23．[1]根据万有引力提供向心力
可得加速度为
[2][3]电梯在运动过程中，由于超级缆绳的导向作用，使得太空电梯与地球的自转角速度相同，由向心加速度公式
可知向心加速度增大，与所写表达式不符。
24．人感受到重力是因为受到了地面对人的支持力。舱室中的人围绕中轴线作匀速圆周运动，需要有力提供向心力，而向心力由舱板的支持力提供，故感受到了“重力”。
25．由牛顿第二定律知
得甲车或乙车的加速度大小
碰撞后，乙车作匀减速直线运动知
代入数据可得碰撞后瞬间乙车速度
碰撞瞬间由动量定理知
代入数据，得碰撞前瞬间甲车速度
碰撞前，甲车作匀减速直线运动知
代入数据可得碰撞前甲车位移
碰撞前两车运动时间
甲车碰撞前乙车位移
甲车刹车失灵瞬间甲乙两车的距离
26．（1）1.0×108 m/s；（2）6.25×1016个
【详解】（1）由动能定理，得
mv2＝eU
则
（2）每秒钟从对阴极最多辐射出X射线光子数
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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