PAGE5-電磁波譜(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.下列說法正確的是()A.只有物體溫度較高時才能向外輻射紅外線B.紫外線的主要作用是熱作用C.可見光比紅外線簡單發生衍射現象D.X射線穿透力強，可用來進行人體透視【解析】選D。任何物體在任何溫度下均會向外輻射紅外線，A錯誤；紫外線的主要作用是化學作用和熒光作用，B錯誤；可見光的波長小于紅外線的波長，故可見光相對紅外線不簡單發生衍射現象，C錯誤；X射線穿透力強，醫學上常用于透視人體，D正確。2.太陽光通過棱鏡時，在豎直放置的屏幕上形成如圖所示的光帶。若將靈敏溫度計的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ區域時，在哪個區域上升的示數最大()A.MN B.NPC.PQ D.無法確定【解析】選C。紅外線頻率低，折射時的偏角最小，因此射到PQ區域，由于紅外線熱作用強，所以選項C正確。3.太陽表面溫度約為6000K，主要發出可見光；人體溫度約為310K，主要發出紅外線；宇宙星際間的溫度約為5K，所發出的輻射稱為“5K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進行“5K背景輻射”的觀測，應當選擇下列哪一個波段()A.無線電波 B.紫外線C.X射線 D.γ射線【解析】選A。電磁波譜按波長由長到短的依次排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知：物體溫度越高，其發出的電磁波波長越短，宇宙星際間的溫度約為5K，則其發出的電磁波的波長應在無線電波波段，故A正確。【補償訓練】等離子顯示屏是一種以等離子管作為發光元件，并由大量的等離子管排列在一起構成的屏幕。每個等離子管的透亮玻璃管內都充有低壓的氖氙氣體，管的兩端各有一個電極，在兩個電極間加上高電壓后，封在管內的氣體便產生某種肉眼看不見的射線，它激發顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發出可見光。每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色改變的組合，便形成了各種灰度和色調的圖像，則()A.這種射線是X射線B.這種射線是紅外線C.該射線使熒光粉發出可見光是利用了該射線的熒光效應D.該射線使熒光粉發出可見光是利用了該射線的化學作用【解析】選C。看不見的射線使熒光粉發光，這是紫外線的熒光效應，所以正確的選項是C。4.如圖中國運9偵察機上裝備有多功能全方位多普勒脈沖雷達，可進行全向探測，主要用于發覺和跟蹤空中與水面目標，工作頻率為1.2×109～1.4×109Hz。對空中目標的最遠探測距離為470km，該機的雷達系統可同時跟蹤60～100個空中目標，并對戰術空軍的10架飛機實施引導。下列關于該脈沖雷達的說法正確的是()A.脈沖雷達采納的是X射線B.脈沖雷達采納的是微波C.偵察機高速飛行時，放射的脈沖信號傳播速率可能大于光在真空中的速率D.增大它的振蕩電路可變容器的電容，可增大雷達的工作頻率【解析】選B。脈沖雷達是利用微波測速、測距的，其傳播速率等于光速，故A、C選項錯誤，B選項正確；由T=2π可知，增大振蕩電路的電容，其周期變大，工作頻率減小，故D選項錯誤。【補償訓練】雷達是用來對目標進行定位的現代化定位系統，海豚也具有完善的聲吶系統，它能在黑暗中精確而快速地捕獲食物，避開敵害，遠遠優于現代化的無線電系統。海豚的定位、雷達的定位分別利用了自身放射的()A.電磁波次聲波 B.紅外線光線C.次聲波紅外線 D.超聲波電磁波【解析】選D。海豚能放射超聲波，它是一種頻率高于2×104Hz的聲波，它的波長特別短，因而能定向放射，而且在水中傳播時因能量損失小，要比無線電波和廣播傳播得遠。海豚就是靠自身發出的超聲波的回聲，在混濁的水里精確確定遠處小魚的位置而猛沖過去吞食的。雷達是一個電磁波的放射和接收系統，因而是靠放射電磁波來定位的。二、計算題(10分)5.太陽風暴攻擊地球時，不僅會影響通信，威逼衛星，而且會破壞臭氧層，臭氧層作為地球的愛護傘，是因為臭氧能汲取太陽輻射中波長較短的紫外線，若某種紫外線的頻率為1.5×1015Hz。(1)該紫外線的波長是多少？(2)紫外線的主要作用有哪些？(3)簡要說明人體不接受紫外線輻射和大量輻射分別會產生什么后果？【解析】(1)λ==m=2×10-7m(2)熒光作用，滅菌消毒作用(3)不接受紫外線照耀時，不能殺死人體內的一些細菌，人的抗病實力也較弱，也不利于鈣和磷的汲取；紫外線照耀過量，則會損害皮膚，使體內的遺傳物質受損，會把正常細胞變成癌細胞。答案：(1)200nm(2)、(3)見解析【補償訓練】長波的波長范圍為3000～30000m，則長波的頻率范圍是多少？【解析】已知長波波長范圍為3000～30000m，而波速c=3.0×108m/s。由c=λf可知f1=Hz=1×105Hz=100kHz。f2=Hz=1×104Hz=10kHz答案：10kHz～100kHz(10分鐘20分)6.(6分)紅外遙感衛星通過接收地面物體發出的紅外輻射來探測地面物體的狀況。地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能劇烈汲取某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛星接收。如圖為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的汲取狀況。由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為()A.2.5～3.5μm B.4～4.5μmC.5～7μm D.8～13μm【解析】選D。由題圖可知8～13μm波段的紅外線，水和CO2幾乎均不汲取，故D正確，A、B、C三項錯誤。【補償訓練】各地接收衛星電視訊號的拋物面天線如圖所示，天線頂點和焦點連線(OO′)與水平面間的夾角為仰角α，OO′在水平面上的射影與當地正南方向的夾角為偏角β，接收定位于東經105.5°的衛星電視訊號(如CCTV-5)時，OO′連接應指向衛星，我國各地接收天線的取向狀況是()A.有β=0°，α=90°的B.與衛星經度相同的各地，α隨緯度的增高而減小C.經度大于105.5°的各地，天線是朝南偏東的D.在幾十甚至幾百平方千米的范圍內，天線取向幾乎是相同的(我國自西向東的經度約為73°～135°)【解析】選B。我國領土的最南端在北緯4°旁邊，所以不會出現α=90°的狀況，A錯；天線所在位置處的緯度越高，距衛星越遠，所以α越小，B正確；經度大于105.5°的各地，天線應是朝南偏西方向，故C錯；位置不同，天線的取向不同，故D錯。7.(14分)某高速馬路自動測速儀裝置如圖甲所示，雷達向汽車駛來的方向放射不連續的電磁波，每次放射時間為10-6s，相鄰兩次放射時間間隔為t。當雷達向汽車放射無線電波時，在顯示屏上呈現一個尖形波；在收到反射回來的無線電波時，在