4.4 電磁波譜（解析版）

4.4電磁波譜模塊一學問把握學問點一電磁波譜【學問梳理】1．電磁波譜：按電磁波的波長大小或頻率凹凸的挨次排列成的譜，叫作電磁波譜．2．依據波長從長到短依次排列為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．不同的電磁波由于具有不同的波長(頻率)，具有不同的特性．【重難詮釋】1．電磁波譜及介紹無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線合起來便構成了范圍格外寬敞的電磁波譜．如圖所示是按波長由長到短(頻率由低到高)的挨次排列的．2．各種電磁波的共性(1)在本質上都是電磁波，遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)分并沒有確定的意義．(2)都遵循公式v＝λf，在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s.(3)傳播都不需要介質．(4)都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．（2023?海口三模）使用藍牙耳機可以接聽手機來電，藍牙通信的電磁波波段為（2.4～2.48）×109Hz。已知可見光的波段為（3.9～7.5）×1014Hz，則藍牙通信的電磁波（）A．是藍光 B．波長比可見光短 C．比可見光更簡潔發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．在真空中的傳播速度比可見光小【解答】解：ABC、依據題意，可知藍牙通信的電磁波頻率小于可見光的波段頻率，所以藍牙通信的電磁波屬于無線電波，依據公式c＝λf，可得其波長比觀察光的波長要長，依據明顯衍射的條件，可知藍牙通信的電磁波比比可見光更簡潔發(fā)生衍射現(xiàn)象，故AB錯誤，C正確；D、全部電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，故D錯誤。故選：C。（2023春?江寧區(qū)期末）太赫茲（THz）波是指頻率在0.1～10THz（波長為3000μm～30μm）范圍內的電磁波，利用該頻段可以加深和拓展人類對物理學、化學、天文學、信息學和生命科學中一些基本科學問題的生疏，通過和電磁波譜對比，下列說法正確的是（）A．太赫茲波比紅光更簡潔發(fā)生明顯衍射 B．太赫茲波比紫外線的能量更大 C．太赫茲波比短波頻率更小 D．太赫茲波可以用于工業(yè)探傷【解答】解：A、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺度或者孔徑小于波長或與波長差不多，太赫茲波長比紅光大，更簡潔發(fā)生明顯衍射，故A正確；B、由c＝λf可知，波長越大，頻率越小，太赫茲波長比紫外線大，頻率低于紫外線，依據愛因斯坦的光子說，可知它的光子的能量比紫外線光子的能量更小，故B錯誤；C、太赫茲波長比短波小，頻率比短波大，故C錯誤；D、由于頻率越高，其穿透力越強，太赫茲波頻率遠低于X射線，其比X射線穿透力量更弱，不行以用于工業(yè)探傷，故D錯誤。故選：A。（2022秋?津南區(qū)校級期末）關于電磁場和電磁波，下列說法不正確的是（）A．變化的電場能夠產生磁場，變化的磁場能夠產生電場 B．麥克斯韋預言電磁波的存在 C．無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波 D．紫外線是一種波長比紫光更長的電磁波，能夠滅菌消毒【解答】解：A、依據麥克斯韋電磁場理論，可知周期性變化的電場能產生周期性變化磁場，周期性變化的磁場能產生周期性變化的電場；均勻變化的電場產生恒定的磁場，均勻變化的產生恒定的電場磁場，故A正確；B、麥克斯韋預言了電磁波的存在，故B錯誤；C、依據電磁波譜的基本內容可知，無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，故C正確；D、紫外線是一種波長比紫光波長更短的、頻率比紫光更高的電磁波，主要應用滅菌消毒和鈔票防偽上，故D錯誤。本題選擇不正確的，故選：D。學問點二電磁波的特性及應用【情境導入】電磁波在我們日常生活中應用相當廣泛，請你列舉出下列電磁波的應用實例：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線．【答案】無線電波：收音機；紅外線：紅外線理療儀；可見光：人看到的五彩繽紛的世界；紫外線：紫外線消毒燈；X射線：X光透視機；γ射線：γ射線探傷．【學問梳理】1．無線電波：把波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波，主要用于通信、廣播及其他信號傳輸．雷達是利用電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射，以此來測定物體位置的無線電設備，其利用的是波長較短的微波．2．紅外線(1)紅外線是一種光波，波長比無線電波短，比可見光長．(2)全部物體都放射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強．(3)紅外線的應用主要有紅外遙感技術和紅外體溫計．3．可見光可見光的波長在400～760nm之間．4．紫外線(1)波長范圍在5～370nm之間，不能引起人的視覺．(2)具有較高的能量，應用于滅菌消毒，具有較強的熒光效應，用來激發(fā)熒光物質發(fā)光．5．X射線和γ射線(1)X射線波長比紫外線短，有很強的穿透本事，用來檢查金屬構件內部有無裂紋或氣孔，醫(yī)學上用于檢查人體的內部器官．(2)γ射線波長比X射線更短，具有很高的能量，穿透力更強，醫(yī)學上用來治療某些癌癥，工業(yè)上也可用于探測金屬構件內部是否有缺陷．【重難詮釋】不同電磁波的特性及應用電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線頻率由左向右，頻率變化為由低到高真空中的波長由左向右，波長變化為由長到短特性波動性強熱效應強感光性強化學作用、熒光效應強穿透力強穿透力最強（2023春?西城區(qū)校級期末）關于電磁波及其應用，下列說法正確的是（）A．雷達測距和測速利用的是無線電波衍射的原理 B．“中國天眼”（FAST）射電望遠鏡探測的是宇宙中的無線電波 C．晶體中原子間距與γ射線波長接近，通過γ射線衍射試驗可以推想晶體結構 D．非接觸式體溫計通過探測人體輻射的紫外線來測量體溫【解答】解：A、雷達測距和測速利用的是無線電波的多普勒效應，故A錯誤；B、“中國天眼”（FAST）射電望遠鏡探測的是宇宙中的無線電波，故B正確；C、晶體中原子間距與X射線波長接近，通過X射線衍射試驗可以推想晶體結構，故C錯誤；D、非接觸式體溫計通過探測人體輻射的紅外線來測量體溫，故D錯誤。故選：B。（2023春?天寧區(qū)校級月考）關于各種電磁波的性質比較，下列說法中正確的有（）A．由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更易發(fā)生衍射 B．由于γ射線的波長太短了，所以根本無法發(fā)生干涉、衍射 C．頻率越高的電磁波在真空中傳播的速度越快 D．γ射線的穿透力量最強，所以最適于用來透視人體，檢查骨骼和其他病變狀況【解答】解：A、波長越長衍射越明顯，由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A正確；B、只要是波都可發(fā)生干涉和衍射，故B錯誤；C、無論哪一種電磁波在真空中的傳播速度都相同，故C錯誤；D、X射線的穿透力較強，最適合用來透視人體，γ射線的穿透力量太強，能量值太大，不適合用來透射人體，故D錯誤。故選：A。（2023春?濱海新區(qū)期末）關于電磁波下列說法正確的是（）A．麥克斯韋通過試驗驗證了“變化的電場產生磁場”和“變化的磁場產生電場”，并證明白電磁波的存在 B．醫(yī)院里常用X射線照射病房和手術室進行消毒 C．一切物體都輻射紅外線、這種輻射與物體的溫度有關 D．電磁波的傳播需要介質，其在介質中的傳播速度等于光速【解答】解：A、麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲通過試驗驗證了“變化的電場產生磁場”和“變化的磁場產生電場”，并證明白電磁波的存在，故A錯誤；B、醫(yī)院里常用紫外線照射病房和手術室進行消毒，故B錯誤；C、一切物體都在輻射紅外線，紅外線屬于電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，故C正確；D、電磁波的傳播不需要介質，電磁波在真空也能傳播，其在介質中的傳播速度小于光速，故D錯誤。故選：C。模塊三鞏固提高（2023?荔灣區(qū)開學）“神舟五號”飛船飛行過程中，由多個地面測控站和四艘“遠望號”遠洋航天測量船組成了測控網，通過放射和接收某種波，對飛船進行跟蹤、測量與把握。這種波是（）A．紅外線 B．X射線 C．電磁波 D．超聲波【解答】解：在用于通信的電磁波中，不同用途的設備使用的電磁波的頻率范圍不同，用于電視、雷達、無線電導航及測控等的是微波（電磁波的一種），故C正確，ABD錯誤；故選：C。（2022秋?淄博期末）隨著通信技術的更新?lián)Q代，第5代移動通信技術（簡稱5G）比4G具有更高的頻率和更大的網絡容載力量。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量更小 B．衍射現(xiàn)象更明顯 C．傳播速度更大 D．波長更短【解答】解：A．由于5G使用的電磁波頻率比4G高，依據E＝hν可知，5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故A錯誤；B．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小；因5G使用的電磁波頻率更高，即波長更短，故5G越不簡潔發(fā)生明顯衍射，故B錯誤；C．光在真空中的傳播速度都是相同的，故C錯誤；D．因5G使用的電磁波頻率更高，依據v＝λf可知，波長更短，故D正確。故選：D。（多選）（2023春?紅橋區(qū)校級期中）關于電磁波譜，下列說法中正確的是（）A．電視遙控器利用的是紅外線 B．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術室進行消毒 C．利用紫外線的熒光效應可設計防偽措施 D．γ射線波長比X射線波長短【解答】解：A.人們利用紅外線可以遙把握成電視、空調遙控器等，故A正確；B.醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室進行消毒；X射線用來進行透視；故B錯誤；C.紫外線具有熒光效應；故利用紫外線的熒光效應可做防偽標識；故C正確；D.依據光譜的性質可知，γ射線波長比X射線波長短；故D正確；故選：ACD。（2022?景東縣校級開學）關于電磁波的特性和應用，下列說法正確的是（）A．紅外線和X射線都有很高的穿透本事，常用于醫(yī)學上透視人體 B．過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康 C．電磁波中頻率最大的是X射線 D．紫外線和X射線都可以使感光底片感光【解答】解：A、紅外線具有明顯的熱效應，常用于加熱物體，X射線有很高的穿透本事，常用于醫(yī)學上透視人體，故A錯誤；B、適量的紫外線照射會促進人體對鈣的吸取，過強的紫外線照射對人的皮膚健康有害，故B錯誤；C、電磁波中頻率最大為γ射線，有極強的穿透力量和很高的能量，可以摧毀病變的細胞，故C錯誤；D．紫外線和X射線都具有明顯的化學效應，可以使感光底片感光，故D正確。故選：D。（2023?浙江模擬）圖甲呈現(xiàn)了在醫(yī)院用某頻段電磁波進行醫(yī)學成像診斷的場景，圖乙是技術所成的相片。關于該成像技術，下列說法中正確的是（）A．該頻段的電磁波屬于γ射線 B．可以利用該頻段的電磁波進行滅菌消毒 C．可以利用該頻段的電磁波制成不需要與身體接觸的溫度計 D．可以利用該頻段的電磁波在車站、機場等地探測箱內的物品【解答】解：A．醫(yī)院利用X光線能穿透物質，來檢查人體的內部器官，故可推斷該頻段的電磁波為X射線；醫(yī)學上利用γ射線摧毀病變的細胞，故A錯誤；B．紫外線可以進行滅菌消毒，故B錯誤；C．利用紅外線的熱輻射可以制成不需要與身體接觸的溫度計，故C錯誤；D．由于X光線能穿透物質，故可利用X射線在車站、機場等地探測箱內的物品，故D正確。故選：D。（2023春?徐州期中）關于生活中遇到的各種電磁波，下列說法正確的是（）A．醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是γ射線，它具有較強的穿透力量 B．紫外線常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，它還可用于消毒 C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，它具有顯著的熱效應 D．X射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥【解答】解：A．γ射線的穿透力很強，X射線的穿透力足夠穿透人體器官；而且，X射線的激發(fā)需要高電壓，關掉電壓之后，X射線沒有輻射，比較平安；γ射線隨時隨地都在輻射，擔憂全；故醫(yī)院里“CT”機使用的電磁波是X射線，利用X射線能夠穿透物質，來檢查人體的內部器官，故A錯誤；B．微波常用于衛(wèi)星通信、電視等信號的傳輸，紫外線用于消毒，故B錯誤；C．“浴霸”的取暖燈泡能發(fā)出較強的紅外線，利用紅外線的熱效應進行取暖，故C正確；D．γ射線的穿透力很強，故在醫(yī)學上，使用γ射線摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥，故D錯誤。故選：C。（2023春?徐匯區(qū)校級期中）“中國天眼”位于貴州的大山深處，是500m口徑球面射電望遠鏡（FAST）。它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探究宇宙，下列關于電磁波的說法正確的是（）A．紫外線的波長比紅外線短 B．麥克斯韋認為均勻變化的電場能激發(fā)出變化的磁場，空間將產生電磁波 C．電磁波在任何介質中傳播速度均為3×108m/s D．普朗克通過試驗捕獲到電磁波，證明白麥克斯韋的電磁理論【解答】解：A.因電磁波在真空中速度相同，均為光速，則由c＝λf可得，頻率越大的電磁波，波長越短，紫外線的頻率比紅外線頻率大，故紫外線的波長比紅外線波長短，故A正確；B.均勻變化的電場激發(fā)恒定的磁場，恒定的磁場無法再形成電場，故無法在空間中產生電磁波，故B錯誤；C.真空中的電磁波的速度為3×108m/s，而在其他介質中電磁波的速度不再是3×108m/s，故C錯誤；D.赫茲通過試驗捕獲到電磁波，證明白麥克斯韋的電磁理論，故D錯誤。故選：A。（2022秋?蘆溪縣校級期末）在新冠肺炎疫情防控期間。測量體溫成為重要的防疫措施之一，醫(yī)學上常用的水銀體溫計可以在家庭中使用，紅外測溫槍在學校、居民區(qū)、辦公樓、商場等公共場所廣泛應用，如圖是紅外測溫槍，下列說法中正確的是（）A．水銀體溫計可以用來測量佛水的溫度 B．紅外測溫槍和電熨斗中的溫度敏感元件相同 C．紅外測溫槍向人體放射紅外線，從而測量人體溫度 D．紅外測溫檢測量人體溫度時，離人體越遠，顯示溫度越低【解答】解：A、水銀體溫計的測