高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电磁波谱精品课后复习题

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无线电波的分类及传播特点
1．[多选]下列关于无线电波的叙述中，正确的是( )
A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B．无线电波在任何介质中的传播速度均为3．0×108 m/s
C．无线电波不能产生干涉和衍射现象
D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短
【答案】AD
【详解】无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A项正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度3．0×108 m/s，B项错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C项错误；无线电波由真空进入介质传播时，由于传播速度减小，由λ＝eq \f(v,f)可知波长变短，D项正确。
2．[多选]关于电磁波的传播，下列叙述正确的是( )
A．电磁波频率越高，越容易沿地面传播
B．电磁波频率越高，越容易沿直线传播
C．电磁波在各种介质中传播的波长恒定
D．可以利用同步卫星传递微波信号
【答案】BD
【详解】由c＝λf可判定，电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，越容易沿直线传播，B正确，A错误；电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由λ＝eq \f(v,f)可知波长改变，C错误；同步卫星相对地面静止在赤道上空36 000 km高的地方，用它作微波中继站，传递微波信号，D正确。
3．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是多少？
【答案】4．5×105 m
【详解】由题图知两波形相差3×10－3 s，即敌机与雷达站距离为x＝vt＝3×108×eq \f(1,2)×3×10－3 m＝4．5×105 m。
各种电磁波的特性
4．[多选]关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A．X射线对生命物质有较强的穿透作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
【答案】AB
【详解】X射线对生命物质有较强的穿透作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确。γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确。在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错误。
5．2011年3月11日，日本发生里氏9．0级地震，地震和地震引发的海啸造成大量建筑物倒塌。为了将埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出来，我国及时派出了救援队。救援队在救援过程中使用生命探测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员，这种仪器主要是接收人体发出的( )
A．可见光 B．红外线
C．紫外线D．声音
【答案】B
【详解】不同温度的物体会发出不同频率的红外线，生命探测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境辐射的红外线不同来寻找被困者，B正确。
6．[多选]关于真空中波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是( )
A．其在真空中传播速度为3．0×108 m/s
B．其频率是5×1014 Hz
C．在真空中传播10 m的距离需要的时间是1．0×10－5 s
D．在10 m的距离中(真空)约有1．7×107个波长
【答案】ABD
【详解】各种电磁波在真空中的传播速度都等于光速，故A项正确；由题意知λ＝0.6 μm＝0.6×10－6 m，根据公式c＝λf得，f＝eq \f(c,λ)＝5×1014Hz，B项正确；传播10 m所需的时间t＝eq \f(x,v)＝3．3×10－8 s，C项错误；10 m中的波长个数为n＝eq \f(x,λ)≈1．7×107个，D项正确。
7．下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热作用，其波长比紫外线的波长短
【答案】A。
【解析】电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；均匀变化的磁场产生稳定的电场，稳定的电场不能再产生磁场，故不能激发电磁波，故B错误；微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误； 红外线具有显著的热作用，其波长比紫外线的波长长，故D错误。
8.甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处看电视直播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( )
A．甲先听到声音 B．乙先听到声音
C．甲、乙同时听到声音 D．不能确定
【答案】B
【解析】声音传到甲所需时间为t1＝ eq \f(60 m,340 m/s) ＝0.176 s，
传到乙所需时间为t2＝ eq \f(1×106 m,3×108 m/s) ＋ eq \f(5 m,340 m/s) ＝0.018 s11．(多选)(2021·北京东城区高二检测)第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是( )
A．5G和4G使用的电磁波都是横波
B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同
C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象
D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长
【答案】A、B、C。
【解析】5G和4G使用的电磁波都是横波，故A正确；5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同，均为光速3×108 m/s，故B正确；任何波均能发生干涉及衍射现象，故5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象，故C正确；根据公式v＝λf得，当速度一样时，波长与频率成反比，即5G使用的电磁波的波长比4G的短，故D错误。故选A、B、C。
12．(多选)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz到1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法中正确的是( )
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围为0.3 m至1.5 m
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】A、C、D
【解析】由v＝λf可得λ1＝ eq \f(v,f1) ＝ eq \f(3×108,200×106) m＝1.5 m，λ2＝ eq \f(v,f2) ＝ eq \f(3×108,1 000×106) m＝0.3 m，故选项A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，故选项B错误；电磁波测距的原理就是通过发射电磁波和接收反射波的时间间隔来确定的，故选项C正确；波长越短的电磁波，其频率越高，反射性能越强，故选项D正确。
12．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波，由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差f接收－f发出就能计算出车辆的速度，已知发出和接收的频率间关系为f接收＝(1＋ eq \f(2v车,c) )f发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109 Hz，f接收－f发出＝400 Hz，可知被测车辆的速度大小为多少？
【答案】30 m/s
【解析】由题意可得，f接收－f发出＝(1＋ eq \f(2v车,c) )f发出－f发出＝ eq \f(2v车,c) f发出＝ eq \f(2v车,3×108 m/s) ×2×109 Hz＝400 Hz，解得v车＝30 m/s。