高中物理 第3章 電磁場與電磁波 3_3 無線電通信 3_4 電磁波家族學業(yè)分層測評 滬科版選修3-4

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第3章 3.3 無線電通信 3.4 電磁波家族 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1.下列說法中正確的是(　　) A.無線電技術中使用的電磁波叫作無線電波 B.無線電波在真空中的波長范圍可從幾毫米到幾十千米 C.無線電波的頻率越高越容易發(fā)射 D.發(fā)射無線電波是為了向遠處傳遞電能 E.我國收音機調幅波段是采用天波傳播方式進行傳播的 【解析】　無線電波在電磁波中波長最長，其波長范圍可從幾毫米到幾十千米，所以A、B正確；發(fā)射無線電波的條件是頻率足夠高且電路開放，C正確；發(fā)射無線電波的目的是向遠處傳遞信號，D項錯誤；我國收音機調幅波段是采用地波傳播方式進行傳播的，E錯誤. 【答案】　ABC 2.下列說法正確的是(　　) A.電磁波信號需要經過“調制”，加到高頻的等幅電磁波(載波)上才能有效的發(fā)射出去 B.一部手機既是電磁波發(fā)射裝置，同時又是電磁波接收裝置 C.調頻是使高頻振蕩信號的振幅隨低頻信號變化 D.電視的圖像信號和聲音信號是通過電視臺的發(fā)射天線同時發(fā)射的 E.電視臺的聲音和圖像信號可以直接通過天線向外發(fā)射 【解析】　電磁波信號需要經過“調制”過程加到高頻的等幅電磁波(載波)上才能有效的發(fā)射出去，A正確，E錯誤；手機要接收信號，也要發(fā)射信號，所以它既是電磁波發(fā)射裝置，同時又是電磁波接收裝置，B正確；調頻是高頻振蕩信號的頻率隨低頻信號變化，C錯誤；圖像信號和聲音信號都加載在電磁波上由發(fā)射天線同時發(fā)射，D正確. 【答案】　ABD 3.關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是(　　) A.電磁波頻率越高，越容易沿地面?zhèn)鞑? B.電磁波頻率越高，越容易沿直線傳播 C.電磁波在各種介質中傳播的波長恒定 D.只要有三顆同步衛(wèi)星在赤道上空傳遞微波，就可把信號傳遍全世界 E.超短波和微波主要以空間波形式傳播 【解析】　由c＝λf可判定：電磁波頻率越高，波長越短，衍射性越差，不易沿地面?zhèn)鞑?，而跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項B正確，A錯誤；電磁波在介質中傳播時，頻率不變，而傳播速度改變，由v＝λf可知波長改變，故選項C錯誤；由于同步衛(wèi)星相對地面靜止在赤道上空36000 km高的地方，用它作微波中繼站，只要有三顆互成120的同步衛(wèi)星，就幾乎可覆蓋全球.故選項D正確；超短波和微波適合空間波傳播，E正確. 【答案】　BDE 4.關于無線電波的傳播，下列說法正確的是(　　) A.發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠處 B.無線電波遇到導體，就可以在導體中激起同頻率的振蕩電流 C.波長越短的電磁波，越接近直線傳播 D.移動電話是利用無線電波進行通信的 E.北斗導航系統的電磁波主要以地波形式傳播 【解析】　 無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就被吸收一部分，遇到導體，會在導體內產生渦流(同頻率的振蕩電流)，故A錯誤、B正確；波長越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段，故C、D正確；北斗導航系統的電磁波以空間波形式傳播，E錯誤. 【答案】　BCD 5.下列說法正確的是(　　) A.當處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產生感應電流 B.當處于電諧振時，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產生感應電流 C.由調諧電路接收的感應電流，再經過耳機就可以聽到聲音了 D.由調諧電路接收的感應電流，再經過檢波、放大，通過耳機才可以聽到聲音 E.無線電廣播的步驟是調制——調諧——解調 【解析】　當處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產生感應電流，只不過頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應電流最強.由調諧電路接收的感應電流，要再經過檢波(也就是調制的逆過程)、放大，通過耳機才可以聽到聲音，無線電廣播步驟是調制——調諧——解調，E正確.故正確答案為A、D、E. 【答案】　ADE 6.如圖334所示為收音機接收電磁波的電路，由線圈L1與可變電容器C1組成，它相當于一個LC振蕩電路，當各個無線電臺發(fā)射的電磁波都通過磁棒后，會在L1中不同程度地產生感應電流(振蕩電流)，當可變電容調至某一值(選臺)使其振蕩頻率恰好與武漢人民廣播電臺發(fā)射頻率相同時，僅可接收該臺廣播節(jié)目.若要改為接收中央人民廣播電臺(高于武漢臺頻率)的節(jié)目，可采取的措施是(　　) 圖334 A.增加電容器電容C B.減小電容器電容C C.減少磁棒上線圈匝數 D.將磁棒從線圈中抽出部分 E.增加磁棒上線圈匝數 【解析】　當收音機調諧電路的頻率等于要接收的電磁波的頻率時才發(fā)生電諧振，即接收到該臺.要使接收的電臺電磁波頻率升高，由f＝知，當L和C減小時，頻率f增大，故B、C、D正確. 【答案】　BCD 7.下列說法中正確的是(　　) A.夏天太陽光把地面曬得發(fā)熱是因為可見光的熱效應在各種電磁波中是最弱的 B.醫(yī)院里用X射線進行人體透視，是因為它是各種電磁波中穿透本領最大的 C.科學家關注南極臭氧層空洞是因為它將使氣候惡化 D.在熱學中所說的熱輻射就是指紅外線輻射 E.醫(yī)院里的病房利用紫外線消毒，是因其有殺菌作用 【解析】　熱效應最強的是紅外線，熱輻射即紅外線輻射，A錯誤，D正確；穿透本領最強的是γ射線，B錯誤；臭氧層可吸收、阻擋過強的紫外線，使地球上的動植物免受過強紫外線的傷害，另外臭氧層空洞可引起氣候惡化，C正確；紫外線具有殺菌作用，E正確. 【答案】　CDE 8.LC振蕩電路電容器的電容為310－5 μF，線圈的自感系數為3 mH，它與開放電路耦合后，求： (1)發(fā)射出去的電磁波的頻率是多大？ (2)發(fā)射出去的電磁波的波長是多大？ 【解析】　(1)根據T＝2π得 f＝ 代入數值得，f≈530 kHz. (2)根據λ＝c/f 得λ＝566 m. 【答案】　(1)530 kHz　(2)566 m [能力提升] 9.關于電磁波譜，下列說法正確的是(　　) A.電磁波中最容易表現出干涉、衍射現象的是無線電波 B.紫外線的頻率比可見光低，長時間照射可以促進鈣的吸收，改善身體健康 C.X射線和γ射線的波長比較短，穿透力比較強 D.紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線 E.所有物體都發(fā)射紅外線 【解析】　無線電波的波長長，易發(fā)生衍射現象，A正確.紫外線的頻率比可見光高，B錯誤.X射線和γ射線穿透力比較強，C正確.任何物體都能輻射紅外線，D錯誤，E正確. 【答案】　ACE 10.雷達是應用電磁波來工作的，它發(fā)射的電磁波頻率多在300 MHz至1 000 MHz的范圍內，已知真空中光速c＝3108 m/s，下列說法中正確的是(　　) 【導學號：38910039】 A.電磁波可由恒定不變的電場和磁場產生 B.電磁波可由周期性變化的電場和磁場產生 C.雷達發(fā)射的電磁波在真空中的波長范圍多在0.3 m至1 m之間 D.雷達與目標之間的距離可由電磁波從發(fā)射到接收的時間間隔確定 E.雷達工作時在連續(xù)不斷地發(fā)射電磁波 【解析】　恒定的電場不能產生磁場，A錯誤；周期性變化的電場可以產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場也可以產生周期性變化的電場，這樣的電場和磁場形成的統一體就是電磁場，B正確；雷達發(fā)射的電磁波頻率多在300 MHz至1 000 MHz的范圍內.因此，它在真空中的波長可由λ＝c/f求得，則其波長范圍為0.3 m至1 m，C正確；雷達與目標之間的距離可由電磁波從發(fā)射到接收的時間間隔確定，等于cΔt/2，D正確.雷達工作時是按一定的時間間隔向外發(fā)射無線電脈沖，E錯誤. 【答案】　BCD 11.有波長分別為290 m、397 m、566 m的無線電波同時傳向收音機的接收天線，當把收音機的調諧電路的頻率調到756 kHz時， (1)哪種波長的無線電波在收音機中產生的振蕩電流最強？ (2)如果想接收到波長為290 m的無線電波，應該把調諧電路中可變電容器的動片旋進一些還是旋出一些？ 【解析】　(1)根據公式f＝，設波長分別為290 m、397 m、566 m的無線電波的頻率分別為f1、f2、f3，則有 f1＝＝ Hz≈1034 kHz f2＝＝ Hz≈756 kHz f3＝＝ Hz≈530 kHz 所以波長為397 m的無線電波在收音機中產生的振蕩電流最強. (2)要接收波長為290 m的無線電波，應增大調諧電路的固有頻率，因此，應把調諧電路中可變電容器的動片旋出一些. 【答案】　見解析 12.某一戰(zhàn)斗機正以一定的速度朝雷達的正上方水平勻速飛行，已知雷達發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為510－4 s.某時刻在雷達熒光屏上顯示的波形如圖335甲所示，t＝173 s后雷達向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示，雷達監(jiān)視相鄰刻線間表示的時間間隔為10－4 s，電磁波的傳播速度為c＝3108 m/s，則該戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為多少？ 【導學號：38910040】 甲　　　　乙 圖335 【解析】　由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0＝10－4 s，甲圖發(fā)射波和接收波的時間間隔t1＝410－4 s，乙圖時間間隔t2＝110－4 s，所以第一次飛機位置距雷達的距離為s1＝c＝6.0104 m，第二次飛機在雷達正上方，所以飛機高度h＝c＝1.5104 m，所以173 s內飛機飛行的水平距離為s＝≈5.8104 m，所以v＝≈335 m/s. 【答案】　335 m/s