高中物理 第3章 电磁振荡 电磁波 3 电磁波谱 电磁波的应用 4 无线电波的发射、传播和接收学业分层测评 教科版选修3-4

电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收(建议用时：45分钟)学业达标1古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是()A声音是机械波B声音是电磁波C光是电磁波D光是机械波E声音和光都能发生干涉和衍射现象【解析】声音必须在介质中传播，是机械波；光可以在真空中传播，是电磁波【答案】ACE2关于雷达的特点，下列说法正确的是()A雷达所用无线电波的波长比短波还短B雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标C雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离D雷达在能见度低的黑夜将无法使用E雷达的使用与黑夜和白天无关【解析】雷达一般采用直线性好、反射性强的微波，不是连续发射无线电波，每次发射的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求，障碍物的距离等情况都由显示屏显示出来【答案】ACE3关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是()A一切物体都在不停地辐射红外线B红外线具有很强的热作用C红外线具有很强的荧光作用D红外线的显著作用是化学作用E红外线容易穿透云雾【解析】荧光作用和化学作用都是紫外线的重要特性，红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾【答案】ABE4.如图332所示为收音机接收电磁波的电路，由线圈L1与可变电容器C1组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时，仅可接收该台广播节目若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目，可采取的措施是()图332A增加电容器电容CB减小电容器电容CC减少磁棒上线圈匝数D将磁棒从线圈中抽出部分E增加磁棒上线圈匝数【解析】当收音机调谐电路的频率等于要接收的电磁波的频率时才发生电谐振，即接收到该台要使接收的电台电磁波频率升高，由f知，当L和C减小时，频率f增大，故B、C、D正确【答案】BCD5关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是()A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程E电视信号可以直接通过天线向外发射【解析】有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流和电视信号的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示故A、E错误，B、C、D正确【答案】BCD6要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应采取的措施是()A增大电容器极板间距B使振荡电容器的正对面积足够大C尽可能使电场和磁场分散开D增加回路中的电容和电感E使振荡电路形成开放电路【解析】要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以C正确；由f可知，当增大电容器极板间的距离时，C变小，f增大，A正确；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D也错误；使振荡电路形成开放电路有利于电磁波的发射，E正确【答案】ACE7下列说法正确的是() 【导学号：18640025】A当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音E无线电广播的步骤是调制调谐解调【解析】当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，无线电广播步骤是调制调谐解调，E正确【答案】ADE8一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_【解析】波能发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小如图所示，电磁波中的无线电波波长范围是104103 m，红外线波长范围是103107 m，可见光、紫外线、射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件【答案】无线电波能力提升9关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的CX射线和射线是原子的内层电子受激发后产生的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E在电磁波谱中，无线电波的波长最长【解析】波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、衍射现象易发生；红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发产生的；从电磁波产生的机理可知射线是原子核受激发后产生的；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强；电磁波谱中无线电波的波长最长，E正确【答案】ABE10雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，已知真空中光速c3108 m/s，下列说法中正确的是() 【导学号：18640026】A电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生C雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间D雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定E雷达工作时在连续不断地发射电磁波【解析】恒定的电场不能产生磁场，A错误；周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场，这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁场，B正确；雷达发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内因此，它在真空中的波长可由c/f求得，则其波长范围为0.3 m至1 m，C正确；雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定，等于ct/2，D正确雷达工作时是按一定的时间间隔向外发射无线电脉冲，E错误【答案】BCD11有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？【解析】(1)根据公式f，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3，则有f1 Hz1034 kHzf2 Hz756 kHzf3 Hz530 kHz所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强(2)要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些【答案】见解析12.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5104 s某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图333甲所示，t173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图333乙所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为104 s，电磁波的传播速度为c3108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？甲乙图333【解析】由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0104 s，甲图发射波和接收波的时间间隔t14104 s，乙图时间间隔t21104 s，所以第一次飞机位置距雷达的距离为s1c6.0104 m，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度hc1.5104 m，所以173 s内飞机飞行的水平距离为s5.8104 m，所以v335 m/s.【答案】335 m/s