21.2电磁波的海洋
基础知识
知识点1
电磁波
1.某实验小组的同学,为了检验电磁波的产生,连接的几个电路如图21-2-1所示,当他们将打开的收音机放到电路附近,能检验出电磁波产生的是
2.下列关于电磁波的说法中错误的是
(
)
A.电磁波的传播速度大于光速
B.
电磁波的传播速度等于光速
C.在地球表面充满着各种电磁波
D.
电磁波是一种运载信息的工具
3.电磁波不需要介质也能向外传递能量,形成电磁辐射,电磁辐射对人体健康的影响已引起了人们的广泛关注,以下活动中,几乎不会对人产生电磁辐射的是
(
)
A.
使用手电筒
B.
玩电脑游戏
C.接听手机
D.
紧靠工作着的微波炉
4.关于电磁波的说法中,正确的是(
)
A.
电磁波是由迅速变化的电流产生的
B.电磁波不能在真空中传播
C.电磁波只能传递能量
D.
电磁波的频率越高,波长越长
5.判断下列各项中属于电磁波的是
(
)
A.敲击铜钟形成的波
B.
无线电波
C.光波
D.X射线
知识点2
波的特征
6.下列说法正确的是
(
)
A.
电磁波频率越高,传播速度越快
B.
电磁波频率越低,传播速度越快
C.电磁波的速度只与它的波长有关
D.电磁波的速度与它的频率无关
7.研究表明,当空气中颗粒的直径越接近可见光的波长(波在一个周期内传播的距离叫做波长),颗粒对光的“消光”能力就越强,空气中PM2.5颗粒是灰霾天能见度降低的主要原因,若可见光的频率约为,则可以推算出PM2.5中对能见度造成较大影响的颗粒直径与下列哪一个值最接近
(
)
A.
B.
C.
D.
8.
甲、乙两列电磁波在空中传播,它们的频率,则它们的波长相比较
(
)
A.
B.
C.
D.无法确定
9.雷达可用于飞机导航,也可用来监测飞机的飞行,其工作原理如图21-2-2所示,假设某时刻雷达向飞机发射电磁波,电磁波遇到飞机经反射后,又被雷达接收,整个过程用时,已知电磁波的速度为,则飞机离雷达站的距离是________m。
知识点3
电磁波的用途
10.电磁波的用途非常广泛:医生用_______做脑手术;用______判断是否骨折;电视机、空调等设备的遥控器都是利用_________。
11.微波炉(如图21-2-3所示)具有高效、节能、无污染、环保等特点,受到广大用户的青睐,你知道微波炉的工作原理吗 用它加热食物时为什么会从食物的内部开始热 在微波炉内能用不锈钢容器来盛装食品加热吗
综合能力
12.(探究题)打开收音机的开关,转动选台的旋钮,调到一个没有电台的位置,并开大音量;将一节干电池的正极与一把钢锉良好接触,负极连一根导线,用手拿着导线的另一头,使它在锉面上滑动(图21-2-4),这时会听到收音机里发出“喀喀”声,这是由于
(
)
A.导线在锉面上滑动产生的声音,经过空气传到收音机,被收音机反射而形成的
B.导线在锉面上滑动,引起电流的迅速变化,产生电磁波被收音机接收放大而形成的
C.导线在锉面上滑动产生的声音,经过空气传到收音机,被收音机接收并被放大而形成的
D.以上三种说法都不对
13.(物理与科技)电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上,卫星再把信号传到地面上的其他地区,这样就实现了卫星电视转播,在调试过程中,电视台本身也需要接收卫星传回的信号,并和演播室用电缆传来的信号进行比较,这时发现,卫星传来的画面上,人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。
(1)解释产生这种时间延迟的原因。
(2)已知通信卫星的高度大约是36000
km,无线电信号传播的速度与光速相同,估算画面延迟的时间。
14.(应用题)看电视节目时,为什么附近有汽车路过或有人使用冲击电钻时,电视屏幕上会出现成串的不规则雪花
提示:电视机是接收电磁波信号的,可从接收电磁波信号与电磁波的产生等方面来考虑。
15.(实验设计题)电磁波看不见、摸不着,请你自己设计一个实验说明电磁波的存在和产生条件,说出你的办法来。
提示:既然电磁波看不见、摸不着,那么我们应用间接代换的方法来研究。
16.(信息处理题)下列是有关无线电波的三个资料,请你参考这些资料,对无线电波中各波段的用途作出规划,填入题后的表中。
(1)地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物,长波可以很好地绕过它们,中波和中短波也能较好地绕过,短波和微波由于波长很短,绕过障碍物的本领就很差了。
(2)地球是个良导体,地球表面会因电波的传播引起感应电流,因而电波在传播过程中有能量损失,频率越高,损失的能量越多。
(3)发射长波的设备庞大、造价高。
无线电波的波段及用途:
波段
主要用途
超远程无线电通信
无线电广播和电报
经典考题
17.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式,光波_________(填“属于”或“不属于”)电磁波,电磁波在真空中的传播速度为________m/s。
18.某手机网络频率范围是1920-1935
MHz,下列说法正确的是
(
)
A.
1920
MHz的电磁波波长比1935
MHz的短
B.
1920
MHz的电磁波不能在没有空气的月球上传播
C.1920
MHz的电磁波在真空中传播的速度比1935
MHz的慢
D.1920
MHz和1935MHz的电磁波在真空中传播的速度相同
19.呼和浩特市广播电台某调频立体声的频率是99.1
MHz,它的波长是3.0m,试求它在空气中的传播速度。
20.不同的电视频道接收不同频率范围的电磁波,如下表所示,1号频道比6号频道所接收的电磁波的波长________。(填“长”或“短”)
我国电视频道的划分
频道号
1
2
……
6
……
68
频率范围/MHz
48.5-56.5
56.5-64.5
……
167-175
……
950-958
参考答案
1.
CD
解析:电磁波产生的条件是有迅速变化的电流,A、B中是稳定的电流,故无法产生电磁波,C、D中电流是迅速变化的,故正确答案是C、D。
2.A
解析:光波是电磁波的一种,因此光的传播速度就是电磁波的速度,在地球的表面充满着各种电磁波,同时电磁波是通信的载体。
3.A
4.A
解析:导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波,故A选项正确;电磁波可以在真空中传播,故B选项错误;电磁波能传递能量,也能传递信息,如电视台发射的电磁波携带了声音信号与图像信号,能用来传递声音和图像,故C选项错误;由公式可知,电磁波的波速一定,频率与波长成反比,故D选项错误。
5.BCD
解析:可见光和不可见光都是电磁波,敲击铜钟形成的波是声波,不是电磁波。
6.D
解析:电磁波的传播速度就是光的传播速度,是一个不变值,与频率、波长等因素无关;由波长、频率、波速的关系公式可知,频率越高波长越短,频率越低波长越长,故选D。
7.C
解析:由,得空气中PM2.5颗粒的直径。
8.B
解析:电磁波的波速等于光的传播速度且不变,由可知,电磁波的频率越高,波长越短,即
9.
解析:因为电磁波从发射到雷达接收所走的路程为飞机到雷达距离的两倍,故从雷达到飞机,电磁波所用的时间为全程的一半,即,所以飞机到雷达的距离。
10.射线
X光片
红外线
11.微波炉内有很强的电磁波,因为这种波的波长很短,所以叫做微波,食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使得内能增加,温度升高,由于电磁波可以深入食物内部,所以用微波炉烧饭时食物的内部和外部几乎同时变熟,省时、省电、食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量,所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快,微波炉中不能使用金属容器,因为微波能在金属中产生强大的电流,会损坏微波炉,所以微波炉中的盛放器皿应是瓷器、塑料制品等,微波同其他频率的电磁波一样,过量的照射对人体有害,微波炉的外壳是金属壳,炉门的玻璃上有金属网,这样就能保证电磁波的泄漏不会超过允许值。
12.B
解析:收音机是接收电磁波信号并将电磁信号转化为声音的电器,因为迅速变化的电流能产生电磁波,当导线在锉面上滑动时,锉面是不光滑的,导线与锉面时断时续接触,产生迅速变化的电流,故产生电磁波,电磁波再被收音机接收后转化,即为我们听到的声音。
13.(1)电磁波从电视台到卫星,再从卫星到电视台,要通过较远的距离,电磁波的传播需要时间,比用电缆传来的信号时间长,所以会产生时间延迟。
(2)
14.汽车上的发动机工作时,火花塞在不停地打火,以便点燃燃烧室内的燃气,此处有迅速变化的电流,能产生电磁波;冲击电钻在工作时电流迅速变化,也能产生电磁波,当这些产生出来的电磁波在电视机附近时,被电视机接收,就会在屏幕上产生不规则的雪花干扰。
15.将一部手机应答铃声设置为振动,放在真空罩中,用固定电话去呼它,将发现手机振动,这说明电磁波在真空中也能够传播,电磁波的传播不依赖于介质。
16.如下表所示
波段
主要用途
长波
超远程无线电通信
中波中短波短波
无线电广播和电报
17.属于
解析:光波属于电磁波,电磁波在真空中的传播速度是
18.
D
解析:根据知,波速c一定,当频率f越大时,波长越小,由于1920
MHz<1935MHz,故1920
MHz的波长较长,A选项错误;无论什么频率的电磁波都可以在真空中传播,故B选项错;电磁波的波速跟电磁波的波长和频率大小无关,频率不同的电磁波在同种介质中传播速度是相同的,故C选项错,D选项正确。
19.电磁波的传播速度
20.长
解析:根据可知,波速一定,波长和频率成反比,1号频道电磁波的频率比6号频道电磁波的频率小,所以1号频道比6号频道所接收电磁波的波长长
PAGE