高中物理 第3章 電磁振蕩 電磁波 3 電磁波譜 電磁波的應用 4 無線電波的發(fā)射、傳播和接收學業(yè)分層測評 教科版選修3-4
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電磁波譜 電磁波的應用 無線電波的發(fā)射、傳播和接收 (建議用時:45分鐘) [學業(yè)達標] 1.古代也采用過“無線”通信的方式,如利用火光傳遞信息的烽火臺,利用聲音傳遞信號的鼓等,關于聲音與光,下列說法中正確的是( ) A.聲音是機械波 B.聲音是電磁波 C.光是電磁波 D.光是機械波 E.聲音和光都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 【解析】 聲音必須在介質中傳播,是機械波;光可以在真空中傳播,是電磁波. 【答案】 ACE 2.關于雷達的特點,下列說法正確的是( ) A.雷達所用無線電波的波長比短波還短 B.雷達只有連續(xù)發(fā)射無線電波,才能發(fā)現(xiàn)目標 C.雷達的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離 D.雷達在能見度低的黑夜將無法使用 E.雷達的使用與黑夜和白天無關 【解析】 雷達一般采用直線性好、反射性強的微波,不是連續(xù)發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間及兩次發(fā)射的時間間隔都有一定要求,障礙物的距離等情況都由顯示屏顯示出來. 【答案】 ACE 3.關于紅外線的作用與來源,下列說法正確的是( ) A.一切物體都在不停地輻射紅外線 B.紅外線具有很強的熱作用 C.紅外線具有很強的熒光作用 D.紅外線的顯著作用是化學作用 E.紅外線容易穿透云霧 【解析】 熒光作用和化學作用都是紫外線的重要特性,紅外線波長比可見光長,繞過障礙物能力強,易穿透云霧. 【答案】 ABE 4.如圖332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(chǎn)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332 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(shù) D.將磁棒從線圈中抽出部分 E.增加磁棒上線圈匝數(shù) 【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 5.關于電磁波的發(fā)射和接收,下列說法中正確的是( ) A.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量,電路必須是閉合的 B.音頻電流的頻率比較低,不能直接用來發(fā)射電磁波 C.當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時,接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強 D.要使電視機的屏幕上有圖像,必須要有檢波過程 E.電視信號可以直接通過天線向外發(fā)射 【解析】 有效發(fā)射電磁波,必須采用開放電路和高頻發(fā)射;一般的音頻電流和電視信號的頻率較低,不能直接用來發(fā)射電磁波;電磁波接收原理是一種叫電諧振的現(xiàn)象,與機械振動中的共振有些相似;電視機顯示圖像時,必須通過檢波過程,把有效的信號從高頻調制信號中取出來,否則就不能顯示.故A、E錯誤,B、C、D正確. 【答案】 BCD 6.要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領,應采取的措施是( ) A.增大電容器極板間距 B.使振蕩電容器的正對面積足夠大 C.盡可能使電場和磁場分散開 D.增加回路中的電容和電感 E.使振蕩電路形成開放電路 【解析】 要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領,應從兩個方面考慮,一是提高振蕩頻率,二是使電磁場盡可能地分散開,所以C正確;由f=可知,當增大電容器極板間的距離時,C變小,f增大,A正確;使電容器正對面積變大,C變大,f變小,B錯誤;增大回路中的L、C,f變小,D也錯誤;使振蕩電路形成開放電路有利于電磁波的發(fā)射,E正確. 【答案】 ACE 7.下列說法正確的是( ) 【導學號:18640025】 A.當處于電諧振時,所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)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(chǎn)生感應電流 C.由調諧電路接收的感應電流,再經(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(jīng)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. 【答案】 ADE 8.一種電磁波入射到半徑為1 m的孔上,可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,這種波屬于電磁波譜中的________. 【解析】 波能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物或孔的尺寸大小跟光的波長差不多或比波長還要小.如圖所示,電磁波中的無線電波波長范圍是104~10-3 m,紅外線波長范圍是10-3~10-7 m,可見光、紫外線、γ射線的波長更短,所以只有無線電波才符合條件. 【答案】 無線電波 [能力提升] 9.關于電磁波譜,下列說法中正確的是( ) A.電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波 B.紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 C.X射線和γ射線是原子的內層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 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.在電磁波譜中,無線電波的波長最長 【解析】 波長越長的無線電波波動性越顯著,干涉、衍射現(xiàn)象易發(fā)生;紅外線、紫外線、可見光是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的;從電磁波產(chǎn)生的機理可知γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的;不論物體溫度高低都能輻射紅外線,物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強;電磁波譜中無線電波的波長最長,E正確. 【答案】 ABE 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:18640026】 A.電磁波可由恒定不變的電場和磁場產(chǎn)生 B.電磁波可由周期性變化的電場和磁場產(chǎn)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(chǎn)生磁場,A錯誤;周期性變化的電場可以產(chǎn)生周期性變化的磁場,周期性變化的磁場也可以產(chǎn)生周期性變化的電場,這樣的電場和磁場形成的統(tǒng)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(chǎn)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(jù)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(chǎn)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333甲所示,t=173 s后雷達向正上方發(fā)射和接收的波形如圖333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? 甲 乙 圖333 【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- 配套講稿:
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