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第4节　电磁波谱
【知识梳理】
1.概念：
按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱。
2.电磁波谱的排列：
按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
3.不同电磁波的特点及应用：
特点 用途
无线电波 波动性强 广播和通讯，天体卫星研究
红外线 热作用强 红外线摄影；红外线遥感
可见光 感光性强 复色光波长（红）（紫）（频率） 没有大气；天空蓝色原因短波散射；傍晚阳光红色原因短波吸收
紫外线 化学作用；荧光效应 灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪
X射线 穿透力强 检查、探测、透视、治疗
γ射线 穿透力最强 治疗疾病、探测金属部件内部缺陷
4.电磁波的能量：
各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，说明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
5.太阳辐射的特点：
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强。
【方法突破】
【例】电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．移动电话使用可见光进行Wi—Fi联网
B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强
C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质
D．X射线的频率比γ射线的频率高
【答案】C
【详解】A．移动电话经常使用Wi-Fi联网，也会用蓝牙传输数据，两种方式均是利用电磁波来传输信息的，均利用了电磁波中的微波，故A错误；
B．根据辐射的特点可知，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，故B错误；
C．紫外线频率较高，所以具有较高的能量，可破坏细胞中的物质，通常用于杀菌，故C正确；
D．在电磁波谱中，常见电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，它们的波长是依次变短，频率依次变长，故D错误；
故选C。
【针对训练】在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
C．红外线是一种电磁波，它的传播不需要空气作为媒介
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
【答案】CD
【详解】ABD．无论人体温度高低都会辐射红外线，且体温较低时辐射的红外线较弱，红外体温计就是依据上述规律通过感知人体发射的红外线的强度来测人的体温的，体温较高时辐射的红外线较强；故AB错误，D正确；
C．红外线是一种电磁波。C正确。
故选CD。
【巩固提升】
1．关于电磁波谱，下列说法中错误的是（　　）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．射线波长比X射线波长短
【答案】B
【详解】A．由于红外线波长较长，容易发生衍射，所以电视遥控器利用了红外线，A正确；
B．紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，所以医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，X射线用来进行透视，B错误；
C．在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光，根据这个特点可以设计防伪措施，C正确；
D．根据电磁波谱的性质，射线波长比X射线波长短，D正确。
本题选择错误的，故选B。
2．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞
B．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用
C．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点
D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强
【答案】C
【详解】A.在人体内杀死病变细胞是利用了射线的放射作用，射线可用来检查人体器官，A错误；
B钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光，B错误；
C. 红外线波长较长，能够发生明显衍射，红外遥感是利用了红外线波长较长的特点，C正确；
D.一切物质都在辐射红外线，辐射本领和物体温度有关，D错误。
故选C。
3．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（ ）
A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐
B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短
C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
【答案】A
【详解】A．电磁波传播不需要介质，在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐，A正确；
BD．电磁波在真空中传播速度为光速，速度与可见光一致，由可知，蓝牙通讯的电磁波波长比可见光的波长长，BD错误；
C．由可知蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子小，C错误。
故选A。
4．我国成功研发的反隐身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 1~10 m 范围内，对米波下列判断正确的是（　　）
A．米波必须靠介质传播
B．米波同声波一样会发生反射现象
C．真空中，米波的传播速度比微波速度快
D．米波只有波动性不具有粒子性
【答案】B
【详解】A．米波是无线电波，传波无需介质，故A错误；
B．米波也是一种波，会发生反射现象，故B正确；
C．真空中，米波的传播速度也是光速，故C错误；
D．无线电波也有粒子性，只是粒子性比较不明显，故D错误。
故选B。
5．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度都与传播方向垂直
B．麦克斯韦首先证实了电磁波的存在
C．射线也是一种电磁波，在电磁波谱中，是波长最长的电磁波
D．通过调谐电路接收到无线电波后，还需要把声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程叫做调制
【答案】A
【详解】A．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故A正确；
B．电磁波是麦克斯韦预言，而赫兹证实了电磁波，故B错误；
C．射线也是一种电磁波，在电磁波谱中，是波长最短的电磁波，故C错误；
D．在电磁波接收的过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故D错误。
故选A。
6．电磁波应用极其广泛，家用微波炉的微波频率为，医院对人体透视的X射线的频率为，广播电台的短波频率为，它们的大小关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】微波炉的频率范围一般是f1=2×105MHz~3×105MHz；X射线的频率范围f2=1010MHz~1014MHz；广播电台的短波频率是f3=6~30MHz，因此有，ABD错误，C正确。
故选C
7．人类通讯已进入5G网络时代，5G网络使用的无线电波通信频段为3300～5000MHz，比通信频段为1880～2635MHz的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。则相比4G网络使用的无线电波，5G网络使用的无线电波（　　）
A．其能量子的能量更大 B．能透视人体
C．在真空中传播的速度更大 D．在真空中的波长更长
【答案】A
【详解】A．5G网络使用的无线电波比4G网络使用的无线电波频率高，根据
5G网络使用的无线电波其能量子的能量更大，故A正确；
B．5G网络使用的无线电波不能透视人体，故B错误；
C．4G和5G网络使用的无线电波都属于电磁波，在真空中的传播速度均为光速，故C错误；
D．由题中信息知，5G网络使用的无线电波比4G网络使用的无线电波频率高，由
可知在真空中4G网络使用的无线电波的波长更长，故D错误。
故选A。
8．红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是（　　）
A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关
C．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
D．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大
【答案】C
【详解】AB．根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了，故A、B错误；
CD．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C正确，D错误。
故选C。
9．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出的电脉冲的回波。测速雷达主要是利用多普勒效应，可由回波的频率的变化量，计算出目标与雷达的相对速度，以下说法正确的是（　　）
A．雷达发射的是连续的电磁波
B．雷达发射的是微波波段的无线电波
C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率
D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将低于发射信号频率
【答案】B
【详解】A．雷达发射的是电脉冲信号，是不连续的电磁波，故A错误；
B．雷达发射的是微波波段的无线电波，故B正确；
CD．根据多普勒效应，目标离雷达天线而去时，反射信号频率将低于发射信号频率；目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率，故CD错误。
故选B。
10．是“第五代移动通信技术”的简称，信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达，是网络的倍。则（　　）
A．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快
B．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站
C．空间中的信号和信号会产生稳定的干涉现象
D．信号是横波，信号是纵波
【答案】B
【详解】A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，可知5G信号和4G信号所用的无线电波在真空中传播的快慢相同，故A错误；
B．5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号更不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；
C．5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不会产生干涉现象，故C错误；
D．5G信号和4G信号都属于电磁波，都是横波，故D错误；
故选B。第4节　电磁波谱
【知识梳理】
1.概念：
按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱。
2.电磁波谱的排列：
按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
3.不同电磁波的特点及应用：
特点 用途
无线电波 波动性强 广播和通讯，天体卫星研究
红外线 热作用强 红外线摄影；红外线遥感
可见光 感光性强 复色光波长（红）（紫）（频率） 没有大气；天空蓝色原因短波散射；傍晚阳光红色原因短波吸收
紫外线 化学作用；荧光效应 灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪
X射线 穿透力强 检查、探测、透视、治疗
γ射线 穿透力最强 治疗疾病、探测金属部件内部缺陷
4.电磁波的能量：
各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，说明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
5.太阳辐射的特点：
太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强。
【方法突破】
【例】电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．移动电话使用可见光进行Wi—Fi联网
B．冷物体的红外辐射比热物体的红外辐射强
C．紫外线具有的能量足以破坏细胞核中的物质
D．X射线的频率比γ射线的频率高
【针对训练】在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
C．红外线是一种电磁波，它的传播不需要空气作为媒介
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的
【巩固提升】
1．关于电磁波谱，下列说法中错误的是（　　）
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．射线波长比X射线波长短
2．关于电磁波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．X射线可深入骨骼，杀死病变细胞
B．验钞机检验钞票真伪体现了紫光的荧光作用
C．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点
D．一切物体都在不停地辐射紫外线，温度越高，辐射越强
3．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，已知蓝牙通信的电磁波波段为，可见光的波段为，下列说法正确的是（ ）
A．在中国空间站可以使用蓝牙耳机收听音乐
B．蓝牙通信的电磁波波长比可见光的波长短
C．蓝牙通信的电磁波的能量子比可见光的能量子大
D．蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
4．我国成功研发的反隐身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 1~10 m 范围内，对米波下列判断正确的是（　　）
A．米波必须靠介质传播
B．米波同声波一样会发生反射现象
C．真空中，米波的传播速度比微波速度快
D．米波只有波动性不具有粒子性
5．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度都与传播方向垂直
B．麦克斯韦首先证实了电磁波的存在
C．射线也是一种电磁波，在电磁波谱中，是波长最长的电磁波
D．通过调谐电路接收到无线电波后，还需要把声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程叫做调制
6．电磁波应用极其广泛，家用微波炉的微波频率为，医院对人体透视的X射线的频率为，广播电台的短波频率为，它们的大小关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．人类通讯已进入5G网络时代，5G网络使用的无线电波通信频段为3300～5000MHz，比通信频段为1880～2635MHz的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。则相比4G网络使用的无线电波，5G网络使用的无线电波（　　）
A．其能量子的能量更大 B．能透视人体
C．在真空中传播的速度更大 D．在真空中的波长更长
8．红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是（　　）
A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关
C．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
D．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大
9．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出的电脉冲的回波。测速雷达主要是利用多普勒效应，可由回波的频率的变化量，计算出目标与雷达的相对速度，以下说法正确的是（　　）
A．雷达发射的是连续的电磁波
B．雷达发射的是微波波段的无线电波
C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率
D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将低于发射信号频率
10．是“第五代移动通信技术”的简称，信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达，是网络的倍。则（　　）
A．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快
B．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站
C．空间中的信号和信号会产生稳定的干涉现象
D．信号是横波，信号是纵波

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