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 .docx

5电磁波谱知识内容选考要求课时要求电磁波谱a1.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、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1 mm(频率小于300 GHz)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760 nm到400 nm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5X射线和射线(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)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vf，在真空中的传播速度都是c3108 m/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(2018湖州模拟)电磁波包含了射线、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、射线B红外线、无线电波、射线、紫外线C射线、红外线、紫外线、无线电波D紫外线、无线电波、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；射线：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DX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、射线C红光、黄光、绿光D紫外线、X射线、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射线、红外线、紫外线、可见光B红外线、可见光、紫外线、射线C可见光、红外线、紫外线、射线D紫外线、可见光、红外线、射线答案B3(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1A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1 m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射线C无线电波 D紫外线答案C2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1A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DX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)2015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50 Gbps，相当于0.2 s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.(2017诸暨中学期中)2008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2A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)(2017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案AB8下列说法中正确的是()A各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线B红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用CX射线的穿透本领比射线更强D低温物体不能辐射红外线答案B解析干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易产生，而射线波长最短，故A错误；频率越高，穿透本领越强，故C错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误9(2018湖州期末)关于电磁波的应用，下列说法正确的是()A夜视仪利用了红光成像技术B利用紫外线的荧光效应来做防伪标识C可以利用X射线进行通信、广播D医院利用红外线的热效应杀菌消毒答案B解析夜视仪利用了红外线成像技术，故A错误；紫外线具有荧光效应，故可以用来做防伪标识，故B正确；X射线具有较强的辐射性，不能用来通信和广播，故C错误；紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，故D错误10.太阳光通过三棱镜时，在竖直放置的屏幕上形成如图3所示的光带NP(忽略三棱镜对各色光的吸收)若将灵敏温度计的测温端放在屏幕上的MN、NP、PQ区域时，在哪个区域上升的示数最大()图3AMN BNPCPQ D无法确定答案C解析由光的色散可知P、N分别是红光和紫光，所以PQ区域是红外线，红外线有热效应，则该区域温度最高，C正确11红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收如图4所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为()图4A2.53.5 m B44.5 mC57 m D813 m答案D解析由题图可知，813 m波段的电磁波，水和CO2几乎均不吸收，故选项D正确，A、B、C错误