Bài tập Xác định loại bức xạ dựa vào tần số hoặc bước sóng lớp 11 (có lời giải)
30 câu hỏi
PHẦN I. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM NHIỀU ĐÁP ÁN LỰA CHỌN
Theo thứ tự bước sóng tăng dần thì sắp xếp nào dưới đây là đúng?
Vi sóng, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia \(X\).
Tia \(X\), tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng.
Tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng, tia \(X\).
Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, vi sóng, tia \(X\).
Đáp án đúng là B
Bước sóng tăng dần: Tia \(X\), tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng.
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?
Tất cả các sóng điện từ đều truyền trong chân không với tốc độ như nhau.
Sóng điện từ đều là sóng ngang.
Chúng đều tuân theo các quy luật phản xạ, khúc xạ.
Khi truyền từ không khí vào nước thì tần số, bước sóng và tốc độ của các sóng điện từ đều giảm.
Đáp án đúng là D
Khi truyền từ môi trường này sang môi trường kia tần số không đổi.
Nội dung nào sau đây tóm tắt đúng đặc điểm của sóng điện từ, tính từ sóng vô tuyến đến tia \(\gamma \) trong thang của sóng điện từ? Theo thứ tự: Tần số - Bước sóng - Tốc độ trong chân không
tăng dần - giảm dần - giảm dần
giảm dần - tăng dần - tăng dần
tăng dần - giảm dần - không đổi
giảm dần - tăng dần - không đổi
Đáp án đúng là C
Tính từ sóng vô tuyến đến tia \(\gamma \) thì bước sóng giảm dần, tần số tăng dần, tốc độ trong chân không là như nhau.
Sóng điện từ có bước sóng nào dưới đây thuộc về tia hồng ngoại?
\({7.10^{ - 2}}{\rm{\;m}}{\rm{.}}\)
\({7.10^{ - 6}}{\rm{\;m}}{\rm{.}}\)
\({7.10^{ - 9}}{\rm{\;m}}{\rm{.}}\)
\(7 \cdot {10^{ - 12}}{\rm{\;m}}{\rm{.}}\)
Đáp án đúng là B
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ.
Một sóng vô tuyến có tần số \({10^8}{\rm{\;Hz}}\) được truyền trong không trung với tốc độ \({3.10^8}{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\). Bước sóng của sóng đó là
1,5 m.
3 m.
0,33 m.
0,16 m.
Đáp án đúng là B
Bước sóng \[\lambda = \frac{{{{3.10}^8}}}{{{{10}^8}}} = 3\,m\]
Sóng vô tuyến truyền trong không trung với tốc độ \(3 \cdot {10^8}{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\). Một đài phát sóng radio có tần số \({10^6}{\rm{\;Hz}}\). Bước sóng của sóng radio này là
300 m.
150 m.
0,3 m.
0,15 m.
Đáp án đúng là A
Bước sóng \[\lambda = \frac{{{{3.10}^8}}}{{{{10}^6}}} = 300\,m\]
Khi nói về tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ.
Tần số của tia Rơn-ghen nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại.
Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại.
Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang một số chất.
Đáp án đúng là B
\[f = \frac{c}{\lambda }\, \Rightarrow \,\] tia Rơn-ghen có bước sóng nhỏ hơn thì tần số của nó phải lớn hơn tần số của tia tử ngoại.
Một bức xạ truyền trong không khí với chu kì 8,25.10-18 s. Bức xạ này thuộc vùng bức xạ
hồng ngoại.
ánh sáng nhìn thấy.
Rơn-ghen.
tử ngoại
Đáp án đúng là C
Vì \[\lambda = cT = {3.10^8}.8,{25.10^{ - 18}} = 2,{475.10^{ - 9}}m\] thuộc vùng bức xạ tia X.
Một đèn phát ra bức xạ có tần số f = 1014Hz. Bức xạ này thuộc vùng bức xạ
hồng ngoại.
ánh sáng nhìn thấy.
Rơn-ghen.
tử ngoại
Đáp án đúng là A
Vì \[\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{{{3.10}^8}}}{{{{10}^{14}}}} = {3.10^{ - 6}}\,\,m\] thuộc vùng bức xạ hồng ngoại.
Tia Rơn-ghen (tia X) có
cùng bản chất với tia tử ngoại.
tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại.
điện tích âm nên nó bị lệch trong điện trường và từ trường.
cùng bản chất với sóng âm.
Đáp án đúng là A
- Tia Rơn-ghen (tia X) và tia tử ngoại cùng có bản chất là sóng điện từ.
PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (Mỗi câu hỏi gồm 4 ý a, b, c, d. Thí sinh chọn Đúng hoặc Sai cho từng ý)
Xét các đặc điểm bản chất của sóng điện từ:
Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian.
Sóng điện từ là sóng dọc vì phương dao động của điện trường trùng với phương truyền sóng.
Sóng điện từ truyền được trong chân không với tốc độ \(c \approx 3 \cdot {10^8}{\rm{ m/s}}\).
Quá trình lan truyền sóng điện từ là quá trình lan truyền năng lượng điện từ.
a) Đúng - Khái niệm sóng điện từ.
b) Sai - Sóng điện từ là SÓNG NGANG vì \(\vec E\) và \(\vec B\) đều vuông góc với phương truyền sóng.
c) Đúng - Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không là \(c \approx 3 \cdot {10^8}{\rm{ m/s}}\).
d) Đúng - Sự truyền sóng điện từ gắn liền với lan truyền năng lượng.
Xét sự biến thiên của điện trường và từ trường trong sóng điện từ:
Tại mỗi điểm trong không gian có sóng điện từ truyền qua, điện trường \(\vec E\) và từ trường \(\vec B\) biến thiên điều hòa cùng tần số.
Các véctơ \(\vec E\), \(\vec B\) và véc-tơ vận tốc truyền sóng \(\vec v\) tạo thành một tam diện thuận.
Tại một điểm bất kỳ trên phương truyền sóng, điện trường và từ trường luôn dao động ngược pha nhau.
Khi véc-tơ điện trường \(\vec E\) có độ lớn cực đại thì véc-tơ cảm ứng từ \(\vec B\) cũng có độ lớn cực đại.
a) Đúng - Điện trường và từ trường biến thiên điều hòa cùng tần số.
b) Đúng - Ba véc-tơ \(\vec E,\vec B,\vec v\) vuông góc đôi một và tạo thành tam diện thuận.
c) Sai - Tại mỗi điểm, điện trường và từ trường dao động CÙNG PHA (cùng đạt cực đại hoặc bằng 0 cùng lúc).
d) Đúng - Vì \(\vec E\) và \(\vec B\) cùng pha nên khi \(\vec E\) cực đại thì \(\vec B\) cũng cực đại.
Cho các phát biểu về sự truyền sóng điện từ trong các môi trường khác nhau:
Tốc độ truyền sóng điện từ trong môi trường vật chất trong suốt luôn nhỏ hơn tốc độ truyền của nó trong chân không.
Khi sóng điện từ truyền từ không khí vào nước, tần số của sóng điện từ giảm xuống.
Khi sóng điện từ truyền từ môi trường này sang môi trường khác, bước sóng của nó sẽ bị thay đổi.
Trong chân không, sóng điện từ có bước sóng \(\lambda \) được tính theo công thức \(\lambda = c \cdot T = \frac{c}{f}\).
a) Đúng - Tốc độ trong môi trường \(v = \frac{c}{n} < c\).
b) Sai - Tần số \(f\) của sóng điện từ luôn KHÔNG ĐỔI khi truyền qua các môi trường khác nhau.
c) Đúng - Do tốc độ \(v\) thay đổi nên bước sóng \(\lambda ' = \frac{v}{f}\) bị thay đổi.
d) Đúng - Công thức chuẩn xác định bước sóng điện từ trong chân không.
Xét các đặc tính chung của sóng điện từ và sóng cơ:
Cả sóng điện từ và sóng cơ đều truyền được trong chân không.
Cả hai loại sóng đều mang năng lượng và tuân theo các hiện tượng phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ.
Sóng điện từ và sóng cơ đều có thể bị phản xạ tại bề mặt phân cách giữa hai môi trường.
Tốc độ truyền sóng của cả hai loại sóng đều không phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền dẫn.
a) Sai - Sóng cơ không truyền được trong chân không, chỉ sóng điện từ mới truyền được.
b) Đúng - Đều có đầy đủ các tính chất sóng cơ bản.
c) Đúng - Hiện tượng phản xạ xảy ra ở mọi loại sóng عند bề mặt phân cách.
d) Sai - Tốc độ truyền của cả hai loại sóng đều phụ thuộc vào môi trường.
Cấu trúc chung của thang sóng điện từ:
Các bức xạ trong thang sóng điện từ có bản chất vật lý hoàn toàn khác nhau.
Thang sóng điện từ được sắp xếp theo thứ tự tần số giảm dần hoặc bước sóng tăng dần.
Bức xạ có tần số càng lớn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh và năng lượng càng cao.
Ranh giới giữa các vùng bức xạ trong thang sóng điện từ là hoàn toàn rạch ròi, không có sự chồng khít.
a) Sai - Các bức xạ đều có CÙNG BẢN CHẤT là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số/bước sóng.
b) Đúng - Quy tắc sắp xếp chuẩn của thang sóng điện từ.
c) Đúng - Tần số \(f\) càng lớn thì năng lượng sóng \(E = hf\) càng cao, khả năng đâm xuyên càng mạnh.
d) Sai - Ranh giới giữa các dải bức xạ không rõ rệt mà chồng lấn (chồng khít) lên nhau.
Cho các phát biểu về tia hồng ngoại và tia tử ngoại:
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ.
Tia tử ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng tím.
Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh chỉ phát ra tia tử ngoại mà không phát ra tia hồng ngoại.
Tia tử ngoại có tác dụng sinh học, bị thủy tinh và nước hấp thụ rất mạnh.
a) Đúng - Tia hồng ngoại có \(\lambda > {\lambda _{{\rm{đỏ}}}} \approx 760{\rm{ nm}}\).
b) Đúng - Tia tử ngoại có tần số lớn hơn ánh sáng tím (\(f > {f_{{\rm{tím}}}}\)).
c) Sai - Vật có nhiệt độ cao phát ra cả tia hồng ngoại và tùy nhiệt độ có thể phát thêm tia tử ngoại.
d) Đúng - Đặc điểm nổi bật của tia tử ngoại.
Xét đặc điểm của ánh sáng nhìn thấy và sóng vô tuyến:
Ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng bước sóng từ khoảng \(380{\rm{ nm}}\) đến \(760{\rm{ nm}}\) trong chân không.
Sóng vô tuyến bao gồm các loại sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài.
Ánh sáng mặt trời không chứa các bức xạ hồng ngoại và tử ngoại.
Ánh sáng đơn sắc có tần số không đổi khi truyền từ không khí vào nước.
a) Đúng - Vùng ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng \(0,38{\rm{ }}\mu {\rm{m}} \to 0,76{\rm{ }}\mu {\rm{m}}\).
b) Đúng - Các phân loại sóng vô tuyến trong đời sống.
c) Sai - Ánh sáng Mặt Trời chứa đầy đủ các bức xạ từ hồng ngoại đến tử ngoại.
d) Đúng - Tần số không thay đổi khi chuyển môi trường.
Cho các phát biểu về tia X (tia Rơn-ghen) và tia Gamma (\(\gamma \)):
Tia X có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại.
Tia Gamma có tần số lớn nhất trong tất cả các vùng bức xạ của thang sóng điện từ.
Tia X và tia Gamma đều mang năng lượng rất lớn và có khả năng đâm xuyên mạnh.
Tia X không làm đen kính ảnh và không có khả năng gây ion hóa không khí.
a) Đúng - Tia X có bước sóng cực ngắn (\({10^{ - 11}}{\rm{ m}} \to {10^{ - 8}}{\rm{ m}}\)), ngắn hơn tia tử ngoại.
b) Đúng - Tia Gamma có tần số lớn nhất (\(f > {10^{20}}{\rm{ Hz}}\)).
c) Đúng - Tần số rất lớn nên năng lượng cao và khả năng đâm xuyên mạnh.
d) Sai - Tia X có tác dụng mạnh lên kính ảnh và khả năng ion hóa không khí rất cao.
Cho các phát biểu về ứng dụng của các loại bức xạ trong thang sóng điện từ:
Tia hồng ngoại thường được ứng dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa (remote) và sấy khô sản phẩm.
Tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng thực phẩm, dụng cụ y tế và chữa bệnh còi xương.
Tia X được ứng dụng rộng rãi trong y học để chụp X-quang chẩn đoán gãy xương.
Sóng vô tuyến chỉ được dùng để đun nấu thực phẩm trong lò vi sóng.
a) Đúng - Tác dụng nhiệt và khả năng truyền tín hiệu của tia hồng ngoại.
b) Đúng - Ứng dụng phổ biến của tia tử ngoại nhờ tác dụng sinh học và diệt khuẩn.
c) Đúng - Tia X xuyên qua phần mềm, bị xương hấp thụ nhiều nên dùng để chụp X-quang.
d) Sai - Sóng vô tuyến dùng chủ yếu trong thông tin liên lạc (truyền thanh, truyền hình, radar...).
Cho các phát biểu liên quan đến công thức bước sóng điện từ \(\lambda = \frac{c}{f}\):
Bức xạ có tần số \(f = {10^{18}}{\rm{ Hz}}\) thuộc vùng tia X hoặc tia Gamma.
Sóng điện từ có bước sóng \(\lambda = 3{\rm{ m}}\) trong chân không là sóng vô tuyến thuộc dải sóng cực ngắn.
Nếu tăng tần số phát sóng lên 2 lần thì bước sóng điện từ trong chân không sẽ giảm đi 2 lần.
Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không \(c\) biến thiên tỉ lệ thuận với tần số \(f\).
a) Đúng - \(f = {10^{18}}{\rm{ Hz}}\) nằm trong dải tần số của tia X/tia Gamma.
b) Đúng - Sóng vô tuyến có bước sóng \(1{\rm{ m}} \to 10{\rm{ m}}\) thuộc dải sóng cực ngắn (VHF/UHF).
c) Đúng - Vì \(\lambda = \frac{c}{f}\), \(f\) tăng 2 lần thì \(\lambda \) giảm 2 lần.
d) Sai - Hằng số \(c = 3 \cdot {10^8}{\rm{ m/s}}\) không phụ thuộc vào \(f\).
PHẦN III. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN
Một đài phát thanh phát sóng điện từ có tần số \(f = 100{\rm{ MHz}}\). Bước sóng của sóng điện từ này trong chân không bằng bao nhiêu mét?
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{100 \cdot {{10}^6}}} = 3{\rm{ m}}\).
Đáp án: 3
Một sóng điện từ lan truyền trong chân không có chu kỳ \(T = 2 \cdot {10^{ - 8}}{\rm{ s}}\). Bước sóng của sóng điện từ này bằng bao nhiêu mét?
\(\lambda = c \cdot T = 3 \cdot {10^8} \cdot 2 \cdot {10^{ - 8}} = 6{\rm{ m}}\).
Đáp án: 6
Sóng vô tuyến mang năng lượng của một kênh truyền hình có bước sóng \(\lambda = 6{\rm{ m}}\) trong chân không. Tần số của sóng vô tuyến này bằng bao nhiêu MHz?
\(f = \frac{c}{\lambda } = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{6} = 50 \cdot {10^6}{\rm{ Hz}} = 50{\rm{ MHz}}\).
Đáp án: 50
Mạng WiFi gia đình phát sóng điện từ ở băng tần \(2,4{\rm{ GHz}}\) (\(1{\rm{ GHz}} = {10^9}{\rm{ Hz}}\)). Bước sóng của sóng WiFi này trong chân không bằng bao nhiêu cm?
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{2,4 \cdot {{10}^9}}} = 0,125{\rm{ m}} = 12,5{\rm{ cm}}\).
Đáp án: 12,5
Một bức xạ màu đỏ thuộc dải ánh sáng nhìn thấy có tần số \(f = 4 \cdot {10^{14}}{\rm{ Hz}}\). Bước sóng của bức xạ này trong chân không bằng bao nhiêu nanômét (\({\rm{nm}}\))?
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{4 \cdot {{10}^{14}}}} = 7,5 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{ m}} = 750{\rm{ nm}}\).
Đáp án: 750
Tia X dùng trong chẩn đoán y khoa có bước sóng \(\lambda = 0,15{\rm{ nm}}\) (\(1{\rm{ nm}} = {10^{ - 9}}{\rm{ m}}\)). Tần số của tia X này bằng bao nhiêu \({10^{18}}{\rm{ Hz}}\)?
\(f = \frac{c}{\lambda } = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{0,15 \cdot {{10}^{ - 9}}}} = 2 \cdot {10^{18}}{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 2
Một thiết bị phát ra tia tử ngoại có bước sóng \(\lambda = 0,3{\rm{ }}\mu {\rm{m}}\) (\(1{\rm{ }}\mu {\rm{m}} = {10^{ - 6}}{\rm{ m}}\)). Tần số của tia tử ngoại này bằng bao nhiêu \({10^{15}}{\rm{ Hz}}\)?
\(f = \frac{c}{\lambda } = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{0,3 \cdot {{10}^{ - 6}}}} = {10^{15}}{\rm{ Hz}} = 1 \cdot {10^{15}}{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 1
Một sóng điện từ truyền trong môi trường chân không có bước sóng \(\lambda = 120{\rm{ m}}\). Chu kỳ dao động của sóng điện từ này bằng bao nhiêu micrôgiây (\(\mu {\rm{s}}\))?
\(T = \frac{\lambda }{c} = \frac{{120}}{{3 \cdot {{10}^8}}} = 4 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{ s}} = 0,4{\rm{ }}\mu {\rm{s}}\).
Đáp án: 0,4
Khi một máy thu thanh thu được sóng điện từ có tần số \(f = 15{\rm{ MHz}}\), bước sóng của sóng điện từ này trong chân không bằng bao nhiêu mét?
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{15 \cdot {{10}^6}}} = 20{\rm{ m}}\).
Đáp án: 20
Một bức xạ hồng ngoại có bước sóng \(\lambda = 15{\rm{ }}\mu {\rm{m}}\) trong chân không. Tần số của bức xạ hồng ngoại này bằng bao nhiêu \({10^{12}}{\rm{ Hz}}\)?
\(f = \frac{c}{\lambda } = \frac{{3 \cdot {{10}^8}}}{{15 \cdot {{10}^{ - 6}}}} = 20 \cdot {10^{12}}{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 20
