学年人教版物理选修34浙江新高考专用版讲义第十四章 电磁波 5 含答案.docx

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学年人教版物理选修34浙江新高考专用版讲义第十四章电磁波5含答案

教学资料范本

2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：

第十四章电磁波5含答案

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　电磁波谱

知识内容

选考要求

课时要求

电磁波谱

a

1.知道电磁波在真空中的速度．

2．知道可见光的颜色由频率决定．

3．知道电磁波具有能量．

4．知道各种电磁波在电磁波谱中的排列顺序、特点及应用．

5．了解太阳辐射，体会自然的奥妙.

一、电磁波谱

1．电磁波谱：

按电磁波的波长或频率大小的顺序把电磁波排列成谱，叫做电磁波谱．

2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长（频率），才具有不同的特性．

二、电磁波的特性及应用

1．无线电波：

波长大于1mm（频率小于300GHz）的电磁波是无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．

2．红外线

（1）红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉．

（2）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．

（3）红外线主要用于红外遥感和红外高速摄影．

3．可见光：

可见光的波长在760nm到400nm之间．

4．紫外线

（1）波长范围在5_nm到370_nm之间，不能引起人的视觉．

（2）具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．

5．X射线和γ射线

（1）X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视．

（2）γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷．

三、电磁波传递能量

电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多的电磁波，表明电磁波可以传递能量．

四、太阳辐射

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．

判断下列说法的正误．

（1）各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线．（　×　）

（2）红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用．（　√　）

（3）X射线的穿透本领比γ射线更强．（　×　）

（4）低温物体不能辐射红外线．（　×　）

一、电磁波谱

各种电磁波的共性

（1）在本质上都是电磁波，遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义．

（2）都遵循公式v＝λf，在真空中的传播速度都是c＝3×108m/s.

（3）传播都不需要介质．

（4）都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．

例1　（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　）

A．波长不同的电磁波在本质上完全相同

B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象

C．电磁波谱的频带很宽

D．电磁波的波长很短，所以电磁波的频带很窄

答案　AC

解析　电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已．其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差1020倍，电磁波谱的频带很宽．

例2　（20xx·湖州模拟）电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（　　）

A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线

B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线

C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波

D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线

答案　A

解析　题中所述电磁波的频率由低到高的排列顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和γ射线，这也是波长由长到短的排列顺序，故选项A正确．

二、电磁波的特性及应用

电磁波在我们日常生活中应用相当广泛，请你列举出下列电磁波的应用实例：

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．

答案　无线电波：

收音机；红外线：

电烤箱；可见光：

人看到的五彩缤纷的世界；紫外线：

紫外线消毒灯；X射线：

X光透视机；γ射线：

γ射线探伤．

不同电磁波的特性及应用

电磁波谱

无线电波

红外线

可见光

紫外线

X射线

γ射线

频率

由左向右，频率变化为由小到大

真空中

的波长

由左向右，波长变化为由长到短

特性

波动性强

热效应强

感光性强

化学作用、

荧光效应强

穿透

力强

穿透力最强

用途

通信、

广播、

天体物

理研究

遥控、遥测、加热、红外摄像、

红外制导

照明、

照相等

日光灯、

杀菌、

防伪、

治疗皮

肤病等

检查、

探测、

透视、

治疗

探测、

治疗

例3　下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．

（1）X光机，________.

（2）紫外线灯，________.

（3）理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．

A．光的全反射

B．紫外线具有很强的荧光作用

C．紫外线具有杀菌消毒作用

D．X射线有很强的贯穿力

E．红外线具有显著的热效应

F．红外线波长较长，易发生衍射

答案　

（1）D　

（2）C　（3）E

解析　

（1）X光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线，故选择D.

（2）紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选择C.

（3）“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故选择E.

[学科素养]　例3考查了不同电磁波的特征及应用，体现了“物理观念”的学科素养．又通过这些例子，让学生了解物理现象在一些医疗器械中的应用，体现了“科学态度与责任”的学科素养．

针对训练　关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是（　　）

A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体

B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康

C．电磁波频率最大的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象

D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光

答案　D

解析　X射线有很强的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的是γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，C错误．

1．（电磁波谱）（多选）在电磁波中，波长按从长到短排列的是（　　）

A．无线电波、可见光、红外线

B．无线电波、可见光、γ射线

C．红光、黄光、绿光

D．紫外线、X射线、γ射线

答案　BCD

解析　电磁波谱按波长从长到短的排列顺序依次是无线电波→红外线→可见光（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）→紫外线→X射线→γ射线，由此可知B、C、D选项正确．

2．（电磁波谱）下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱的正确排列是（　　）

A．γ射线、红外线、紫外线、可见光

B．红外线、可见光、紫外线、γ射线

C．可见光、红外线、紫外线、γ射线

D．紫外线、可见光、红外线、γ射线

答案　B

3．（电磁波的特性及应用）电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是（　　）

A．雷达——无线电波

B．手机——X射线

C．紫外消毒柜——紫外线

D．遥控器——红外线

答案　B

解析　雷达是利用了无线电波中微波来测距的，故A正确；手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C正确；红外线可以用于遥控器，故D正确．

4.（电磁波的特性及应用）如图1所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可判定（　　）

图1

A．含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的

B．含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的

C．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的

D．含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的

答案　C

解析　紫外线具有荧光效应，红外线热效应明显，可见光有视觉感应，地面呈现的是圆形黑影，说明含碘的二硫化碳溶液对于可见光是不透明的；温度计显示的温度明显上升，红外线热效应明显，故说明含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的．故选C.

考点一　电磁波谱

1．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的（　　）

A．可见光B．γ射线

C．无线电波D．紫外线

答案　C

2．在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（X射线）三个波段的频率大小关系是（　　）

A．红外线的频率最大，可见光的频率最小

B．伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小

C．可见光的频率最大，红外线的频率最小

D．伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小

答案　B

解析　在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线（X射线）按照频率从大到小的排列顺序是：

伦琴射线（X射线）、可见光、红外线．

考点二　电磁波的特性及应用

3．关于紫外线的以下说法中正确的是（　　）

A．照射紫外线可增进人体对钙质的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射

B．紫外线是一种可见光

C．紫外线有很强的荧光效应，可用于防伪

D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应

答案　C

解析　适量照射紫外线，能合成维生素D，促使人体对钙的吸收，过度的照射可能对皮肤产生伤害，故A错误；紫外线是不可见光，故B错误；利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C正确；紫外线化学效应强，所以能杀菌，故D错误．

4．（多选）电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图1所示，由电磁波谱可知（　　）

图1

A．微波是不可见光

B．红外线可以灭菌消毒

C．紫外线的波长比红外线长

D．X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构

答案　AD

解析　微波是不可见光，选项A正确；红外线有热效应，紫外线可以灭菌消毒，选项B错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构，选项D正确．

5．（多选）20xx年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破——可见光通信的实时通信速率已经提高至50Gbps，相当于0.2s即可下载一部高清电影．关于可见光，下列说法正确的是（　　）

A．可见光中的红光比紫光的频率低

B．可见光不能在真空中传播

C．可见光波长越长，越容易发生衍射现象

D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波

答案　AC

解析　可见光中的红光比紫光的频率低，选项A正确；可见光能在真空中传播，选项B错误；可见光波长越长，越容易发生衍射现象，选项C正确；可见光能发生偏振现象，说明光是横波，选项D错误．

6.（20xx·诸暨中学期中）20xx年9月27日，我国神舟七号航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动（如图2所示），神舟七号载人航天飞行取得了圆满成功，这是我国航天发展史上的又一里程碑．舱外的航天员与舱内的航天员近在咫尺，但要进行对话，一般需要利用（　　）

图2

A．直接对话B．紫外线

C．红外线D．无线电波

答案　D

解析　现代的移动通信都是利用无线电波来传递信息的，故A、B、C错误，D正确．

7．（多选）（20xx·温州十校高二下学期期中）关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　）

A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波

B．紫外线能促使体内维生素D的合成

C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红外线

D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线

答