《新新练案系列》高中物理(新课标人教版选修3-4)同步练测:第十四章 电磁波(5份,含答案)

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名称 《新新练案系列》高中物理(新课标人教版选修3-4)同步练测:第十四章 电磁波(5份,含答案)
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文件大小 1.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2013-10-14 19:56:56

文档简介

第一节 电磁波的发现
一、选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共50分)
1.关于电磁场的理论,下列说法中正确的是?( )
A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的?
B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的?
D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场?
2.下列关于电磁场的说法正确的是( )?
A.只要空间某处有变化电场或磁场,就会在其周围产生电磁场,从而形成电磁波?
B.任何变化的电场周围一定有磁场?
C.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场?
D.电磁波的理论在先,实践证明在后
3.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波必须依赖介质传播?
B.电磁波可以发生衍射现象?
C.电磁波不会发生偏振现象?
D.电磁波无法携带信息传播
4.当电磁波的频率减小时,它在真空中的速度将( )?
A.减小 B.增大 C.不变 D.以上都不对
5.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波是横波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象
D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
6.关于电磁场理论的叙述不正确的是( )
A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关
B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C.变化的电场和变化的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场
D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场
7.如图1所示是一水平放置的绝缘环形管,管内壁光滑,内有一直径略小于管内径的带正电小球,开始时静止.有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积,磁感应强度大小随时间成正比增大,设小球在管中带电荷量不变,则( )
图1
A.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿顺时针方向运动
B.顺着磁场方向看,小球受逆时针方向的力,沿逆时针方向运动
C.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿逆时针方向运动
D.小球不受洛伦兹力,不运动
8.应用麦克斯韦的电磁场理论,判断如图2所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示变化的场,下图表示变化的场产生的另外的场),正确的是( )
图2
9.如图3所示是某一固定面内的磁通量随时间变化的图象,在它周围空间产生的电场中的某一点的场强应( )
图3
A.逐渐增强
B.逐渐减弱
C.稳定不变
D.无法判断
10.关于电磁波与机械波,下列说法正确的是( )
A.电磁波的传播不需要介质,机械波的传播需要介质
B.电磁波在任何介质中的传播速度都相同,机械波在同一种介质中的传播速度都相同
C.电磁波和机械波都不能发生干涉
D.电磁波和机械波都能发生衍射
11.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场线如图4所示时,可能是( )
图4
A.向上方向的磁场在增强
B.向上方向的磁场在减弱
C.向下方向的磁场在减弱
D.向上方向的磁场先减弱,然后反向增强
二、填空题(本题共3小题,每小题6分,共18分.请将正确的答案填到横线上)
12.按照有关规定,工作场所受到电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5 W/m2.若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W,那么在距离该通讯装置 m以外是符合规定的安全区域(已知球面面积为).?
13.所有电磁波在真空中具有相同的物理量有 .
14.赫兹用实验证实光是一种电磁波的理论依据有:
(1)电磁波与光一样都能反生反射、折射 、
和偏振等现象.?
(2)电磁波与光一样都 在真空中传播.
(3)电磁波与光在真空中的传播速度 .?
三、计算题(本题共2小题,共27分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(13分)高压输电线向远方输送着大量电能,把光明与动力送到了城乡各地.如果居民的房屋在高压线下面不远处,对人体会有不良影响吗?
16.(14分)伟良的居所位于某山脉的一边,在山脉另一边处建有一台发射站(图5),该发射站发送频率为400 kHz的无线电波和300 MHz的电磁波(注:1 MHz=106 Hz).
图5
(1)已知电磁波的速率为3×108 m/s,求该无线电波和电磁波的波长.?
(2)从发送的电磁波需通过哪一种波现象方能到达伟良的居所??
(3)伟良发现无线电波的接收效果较电磁波的好.试解释这个现象.
第一节 电磁波的发现 答题纸
得分:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
12. 13. 14.
三、计算题
15.
16.
第一节 电磁波的发现 参考答案
一、选择题
1.BD 解析:麦克斯韦电磁理论指出,如果场的变化是均匀的,产生的场是稳定的,如果场的变化是不均匀的,产生新的场也是变化的,振荡电场按正弦(或余弦)规律变化,它产生的磁场也按正弦(或余弦)规律变化.?
2.BCD 解析:麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场,变化的磁场能产生电场;产生的场的形式由原来的场的变化率决定.均匀变化电场的变化率恒定,产生稳定的磁场.?
3.B 解析:电磁波不依赖介质在真空中也可传播,电磁波具有波的特性,可以发生衍射、干涉等现象,电磁波是横波,能发生偏振现象,电磁波能携带信息传播,故B正确.?
4.C 解析:电磁波在真空中的速度不变,仍为3.0×108 m/s.?
课后巩固—求提高
5.ACD 解析:电磁波中,电场强度E和磁感应强度与传播方向相互垂直,电磁波是横波,故A、D项正确;电磁波具有波的共性,如:发生干涉、衍射、反射、折射等,故C项正确;电磁波能在真空中传播,波速等于光速,故B项错误.?
6.D 解析:根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场周围一定存在电场,与是否有闭合电路无关,A正确;周期性变化的磁场产生同频率变化的电场,B正确;由电磁场的定义可知C也正确;只有变化的电场周围存在磁场,变化的磁场周围存在电场,故D错误.?
7.B 解析:由法拉第电磁感应定律变化的磁场要产生电动势.由楞次定律知产生的电场方向为顺着磁场方向看为逆时针方向,带正电小球在电场作用下运动,所以B正确,A、C、D错误.?
8.BC 解析:A图中的上图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知,周围空间不会产生电场,A错误;B图中的上图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,所以B正确;C图中的上图是振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位差为,C正确;同理,D错误.?
9.C 解析:由题图知,磁通量均匀变化,而面积一定,故磁感应强度均匀变化,由麦克斯韦电磁场理论知,其周围产生的电场应是恒定的.?
10.AD 解析:电磁波的传播速度与介质和频率都有关,而机械波的传播速度只与介质有关,故A正确,B错误;电磁波和机械波都具有波的一切特征,包括发生干涉和衍射,故D正确,C错误.?
11.AC 解析:在电磁感应现象的规律中,当一个闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就有感应电流产生,回路中并没有电源,电流的产生是由于磁场的变化造成的.麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况,即变化的磁场产生电场.判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律,只不过是用电场线方向代替了电流方向.向上方向的磁场增强时,感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下,根据安培定则感应电流方向如图中的方向所示,选项A正确、B错误.同理,当磁场反向即向下的磁场减小时,也会得到如图中的,选项C正确、D错误,故选A、C.
二、填空题
12.0.40 解析:以辐射源为中心构建一半径为R的球面,则临界状态时, W/m2,则 m≈0.40 m.则距离该通讯装置0.4 m以外是符合规定的安全区域.?
13.波速?
14.(1)干涉 衍射 (2)可以 (3)相同?
三、计算题
15.高压线中流过的是交变电流,按正弦规律变化着,这个电流必定在其周围产生一个同周期变化的磁场,根据麦克斯韦电磁场理论,它向外辐射电磁波,如果人长期处于强电磁场中,对人体必定有影响.
16.(1)0.75×103 m 1 m (2)电磁波的衍射 (3)见解析?
解析:(1)根据,,所以无线电波和电磁波的波长和分别为
m=×103 m=0.75×103 m,
m1 m
(2)通过电磁波的衍射方到达伟良的居所.?
(3)由于地球的表面是个弯曲的球面,因此电磁波传播距离受到地球曲率的限制,但无线电波也能同光的衍射传播现象一样,形成视距以外的传播.?
第3节 电磁波的发射和接收
一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)
1.为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力,对振荡电路结构可采取下列的哪些措施( )
A.增大电容器极板间的正对面积?
B.增大电容器极板的间距?
C.增大自感线圈的匝数?
D.提高供电电压
2.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内.下列关于雷达和电磁波说法正确的是( )?
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间?
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的?
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波,反射性能越强
3.要接收到载有信号的电磁波,并通过耳机发出声音,在接收电路中必须经过下列过程中的( )
①调幅 ②调频 ③调谐 ④检波?
A.①② B.③④ C.①④ D.②④
4.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号,要收到该电台的信号,可采用下列办法中的( )
A.增加调谐电路中线圈的匝数?
B.加大电源电压?
C.在线圈两端并联一个较小的电容器?
D.减小电源电压?
5.一台无线电接收机,当它接收频率为535 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是270 pF,如果调谐电路的线圈电感不变,要接收频率为1 605 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容应改变为( )?
A.30 pF B.90 pF C.150 pF D.710 pF?
6.下列对电磁波的发射技术中调制的理解正确的是?( )??
A.使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅?
B.使高频振荡信号的振幅随发射的信号而改变叫调幅?
C.使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频?
D.使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频
7.为使发射的电磁波的波长增为原来的两倍,可以将振荡电路的电容( )??
A.变为原来的两倍 B.变为原来的一半?
C.变为原来的4倍 D.变为原来的?
8.下列说法正确的是( )??
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
9.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,要收到电信号,应( )
A.增大调谐电路中线圈的匝数
B.加大电源电压
C.减少调谐电路中线圈的匝数
D.将线圈中的铁芯取走
10.下列关于无线电波的叙述中,正确的是( )
A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B.无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/s?
C.无线电波不能产生干涉和衍射现象?
D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短
二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.请将正确的答案填到横线上)
11.无线电波的传播速度是,测出从发射无线电波到接收到反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物距雷达的距离,在卫星追踪探测中,雷达发射的电磁波从发射到接收到的时间差为0.24 s,那么此卫星距我们的距离为 m.
12.收音机调谐回路中可变电容器旋到电容为100 pF时能收到波长为300 m的电磁波,如果要收到波长为240 m的电磁波,可变电容器的电容要调为 pF,这个回路的自感系数为 H.
三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(12分)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激起的感应电流最强??
(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?
14.(12分)如图1所示是接收无线电波的简易收音机电路图.已知和,当调至时,?
图1
(1)指出哪些元件组成了调谐电路,周期是多少?
(2)这时该电路能收到的无线电波波长是多少?
(3)元件起什么作用?
15.(12分)在电视节目中,我们经常看到主持人与派到热带区的记者通过同步通信卫星通话,他们之间的一问一答总是迟“半拍”,这是为什么?如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话,一方讲话,另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话?
(已知地球的质量为6.0×1024 kg,地球半径为6.4×106 m,引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2)
16.(12分)如图2所示是20世纪90年代初期,科学家发明的一种设立在太空的一个太阳能卫星电站,它可一天24 h发电,且不受天气、昼夜、气候的影响,它用太阳能收集板收集到太阳能,再通过微波发射机将能量换成微波传送到地面接收站,地面接收站再把微波能还原成电能. 卫星电站最佳位置是1 100 km的赤道上空,太阳能收集板的硅片每片面积为4 cm2,可提供电能50 MW,巨大的收集板电池面积为5 000 km2,其发电功率是多少??
图2
第3节 电磁波的发射和接收 答题纸
得分:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
16.
第3节 电磁波的发射和接收 参考答案
一、选择题
1.B 解析:根据题意,为了增大电台辐射能力必须采用开放电路及提高电磁波的频率.据振荡电路的频率公式知道,必须使电容或电感减小,再根据电容正比于,可判断A错误,B正确;根据电感与线圈匝数多少、有无铁芯的关系判断C错误;本题讨论电路结构对发射能力的影响,D不符合要求.?
2.ACD 解析:电磁波在真空中的传播速度等于光速,由,可求得波长范围,A选项正确.恒定不变的电场或磁场不能产生变化的磁场与电场,从而形成电磁波,故B选项错误.依据我们测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离,C选项正确.波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,故D选项正确.?
3.B?
4.AC 解析:由题中条件可知,要接收到较低频率的信号,则应使调谐电路的频率减小,由和电容可知,加大调谐电路中的线圈匝数,可以增大,减小,故A选项对.在线圈两端并联一个更小的电容,从而使C更大,故减小,C选项对,故A、C正确.?
5.A 解析:根据调谐电路的频率公式,在线圈的电感不变时,?
,×270 pF=30 pF.?
6.BD 7.C 8.AD
9.CD 解析:当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时,发生电谐振才能较好地收到电台信号,本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低,由知在无法再调节的情况下,可减小以提高,故C、D正确.?
10.AD ?
二、填空题
11.3.6×107 解析:根据,可以得3.0×108××0.24 m= m?
由于电磁波从发射到接收它来回走过了两个,时间0.24 s也是2的时间,所以在计算此题时要对时间乘以.?
12.64 2.5×10-4?
三、计算题
13.(1)波长397 m的无线电波激起的感应电流最强 (2)旋出一些?
解析:(1)根据公式f=cλ得:?
Hz≈1 034 kHz?
Hz≈756 kHz?
Hz≈530 kHz?
所以波长397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强.?
14.(1)线圈和可变电容组成了调谐电路.这时周期.?
(2)谐振时,又,故.?
(3)是检波元件,作用是从经过调制的高频振荡电流中取出调制信号.的作用是让高频成分基本上从此通过,剩下音频电流通过耳机.?
15.见解析 解析:主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度在空中传播的,利用电磁波传递信息是需要时间的.?
设同步卫星高度为,由万有引力定律及卫星圆周运动规律可得?
?
3.6×10 7 m?
则一方讲话,另一方听到对方讲话的最少时间0.24 s.?
16.6.25×1014 MW
解析:×50 MW=×50 MW=6.25×1014 MW.?
第二节 电磁振荡
一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)
1.在回路中,电容两端的电压随时间t变化的关系如图1所示,则( )??
图1
A.在时刻,电路中的电流最大?
B.在时刻,电路中的磁场能最大?
C.在时刻至,电路的电场能不断增大?
D.从时刻至,电容的带电荷量不断增大
2.如图2所示是振荡电路某时刻的情况,以下说法中正确的是( )??
图2
A.电容器正在放电?
B.电容器正在充电?
C.电感线圈中的电流正在增大?
D.电容器两极板间的电场能正在减小?
3.在振荡电路中,以下说法中正确的是( )
A.电容器放电完毕的瞬间,回路中电流最强,电场的能量达到最大?
B.电感线圈电感量增大,则充电和放电过程变慢
C.电容器充电完毕的瞬间,回路中电流最强,磁场的能量达到最大?
D.每一周期内,电容器完成一次充、放电过程
4.有一振荡电路,能产生一定波长的电磁波,若要产生波长比原来短些的电磁波,可采用的措施为( )?
A.增加线圈匝数?
B.在线圈中插入铁芯?
C.减小电容器极板正对面积?
D.减小电容器极板间的距离?
5.已知振荡电路中的电容器电容为,线圈的电感为,则正在振荡的电路中( )?
A.电容器放电的时间,取决于充电电压的大小
B.电容器放电的时间,取决于和的数值?
C.电场和磁场相互转化的周期为?
D.电场能和磁场能相互转化的周期为
6.在振荡电路中,电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )
A. B.
C. D.2
7.某时刻振荡电路的状态如图3所示,则此时刻( )
图3
A.振荡电流在减小
B.振荡电流在增大
C.电场能正在向磁场能转化
D.磁场能正在向电场能转化
8.无线电波的发送需要用振荡电路,若振荡电路的线圈中,某一时刻的磁场方向如图4所示,则下列说法正确的是( )
图4
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大
9.如图5所示是回路中电容器带电荷量随时间变化的图象.在1×10-6 s到2×10-6 s内,关于电容器的充(或放)电过程及由此产生的电磁波的波长,正确的结论是( )
图5
A.充电过程,波长为1 200 m
B.充电过程,波长为1 500 m
C.放电过程,波长为1 200 m
D.放电过程,波长为1 500 m
10.如图6所示电路中,是电阻不计的线圈,为电容器,为电阻,开关S先是闭合的,现将开关S断开,并从这一时刻开始计时 ,设电容器极板带正电时电荷量为正,则电容器极板上的电荷量随时间变化的图象是图7中的( )?
图6
图7
二、填空与作图题(本题共2小题,共14分.请将正确的答案填到横线上)
11.(8分)振荡的过程实际上是电容器通过电感线圈充、放电的过程,就其物理实质,是 能
与 能的相互转化过程,在充电阶段,
能转化为 能,在放电阶段,则又是 能转化为 能,这与机械振动中 能与 能的相互转化极为相似.?
12.(6分)在振荡电路中,如已知电容,并测得电路的固有振荡周期,即可求得电感,为了提高测量精度,需多次改变值并测得相应的值,现将测得的六组数据标示在以为横坐标、为纵坐标的坐标纸上,即图8所示中用“×”表示的点.?
图8
(1)的关系为 ;?
(2)根据图中给出的数据画出与的关系图线;
(3)求得的值是 .?
三、计算题(本题共4小题,共46分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)振荡电路的电容=556 pF,电感=1 mH,若能向外发射电磁波,则其波长为多少米?电容器极板所带电荷量从最大变为零,经过的最短时间是多少秒??
14.(13分)如图9所示电路,先接通触点,让电容器充电后接通触点,设这时可变电容器电容为,线圈自感系数为,?
(1)经过多长时间电容C上电荷第一次释放完?
(2)这段时间内电流如何变化?线圈两端电压如何变化??
(3)在振荡过程中将电容变小,与振荡有关的物理量中哪些将随之改变?哪些将保持不变??
?
图9
15.(10分)有一振荡电路,线圈自感系数的变化范围是mH,电容器电容的变化范围是pF,试求该电路产生的振荡电流的频率的变化范围.?
?
?
?
?
?
16.(13分)我国中波波段的振荡电路其频率范围是kHz,为了收到整个频率范围内各电台的播音,求:?
(1)可变电容最大值与最小值之比;?
(2)当电容器动片全部旋出时,振荡电路的振荡频率;
(3)某接收回路中不变,而最小电容为40 pF,那么的值为多少?
?
?
??
第二节 电磁振荡 答题纸
得分:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空与作图题
11.
12.(1) (2)在图10中做答(3)
三、计算题
13.
图10
14.
15
16.
第二节 电磁振荡 参考答案
一、选择题
1.AD 解析:电磁振荡中的物理量可分为两组:①电容器带电,极板间电压,电场强度及电场能量等量为一组.②自感线圈中的电流;磁感应强度及磁场能等量为一组.同组量的大小变化规律一致;同增同减同为最大或为零值.异组量的大小变化规律相反;若等量按正弦规律变化,则等量必按余弦规律变化.?
根据上述分析由题图可以看出,本题正确选项为A、D.?
2.B 解析:由图中螺线管中的磁感线方向可以判定出此时电路正在逆时针充电,A错.电流正在减小,电感线圈中的磁场能正在减弱,而此时线圈中的自感电动势的作用正在阻碍线圈中电流的减少,故B选项对.
3.B 解析:电路中,电容器放电完毕的瞬间,回路中电流最强,磁场的能量达到最大,电容器充电完毕瞬间,回路中电流为零,磁场的能量达到最小为零,电感线圈电感量增大,对电流的变化的阻碍增强,充、放电过程变慢,每一周期内电容器完成两次充、放电过程.?
4.C 解析:由电磁波波速、波长、频率关系恒量知,欲使减小,只有增大;由回路固有频率公式可知;欲增大,应减小或;由影响大小的因素知,选项C正确.?
5.BC 解析:电容器放电的时间,等于,仅与决定周期的和有关,与充电电压大小无关,电场和磁场都是有方向的,场强为矢量,所以电场和磁场的转化周期为,而电场能和磁场能是标量,只有大小没有方向,即电场能和磁场能的转化周期为.?
6.B 解析:振荡电路的周期2,其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间,所以.?选项B正确.
7.AD 解析:由图中电容器上极板带正电荷,图中给出的振荡电流方向,说明正电荷正向上极板聚集,所以电容器正在充电.电容器充电的过程中,电流减小,磁场能向电场能转化,所以A、D选项正确.?
8.BCD 解析:先根据安培定则判断出电流方向,若此时电容器上极板带正电,则可知电容器在放电,放电时,电流应增大,磁场增强,A项错误.若电容器在放电,则电容器上极板带正电,B项正确.若电容器上极板带正电,则电容器在放电,电流在增大,C项正确.由楞次定律可知D项正确.?
9.A 解析:由图象知该过程电容器带电荷量在增加,故为充电过程;同时,由图象还可得到4×10-6 s,而,1 200 m.故A正确.?
10.B 解析:开关S闭合时,由于线圈电阻为零,线圈中有自左向右的电流通过,但线圈两端电压为零,与线圈并联的电容器极板上不带电,本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大,磁场能最大,电场能为零.?
断开开关S时,线圈中产生与电流方向相同的自感电动势,阻碍线圈中电流的减小,使线圈中电流继续自左向右流动,从而给电容器充电,板带正电,板带负电,电荷量逐渐增加,经电荷量达最大,这时回路中电流为零.从时间内,电容器放电,板上负电荷逐渐减少到零.此后在线圈中自感电动势的作用下,电容器被反向充电,板带正电,板带负电,并逐渐增多,增至最多后,又再次放电,所以极板上电荷量随时间变化的情况如图B所示.?
二、填空与作图题
11.电场 磁场 磁场 电场 电场 磁场 动 势?
12.(1) (2)如图11所示,图线为一直线.?
图11
(3)=0.037 0 H±0.001 9 H?
解析:本题考查周期公式的应用,是从一个较新的角度考查振荡电路的周期公式的应用,不仅要求知道公式,而且还需要具备一定的处理数据的能力,在完成图时,直线应尽可能通过尽量多的点,使分布在直线两侧的数据点数目尽可能相等.再根据所作图线,求出其斜率k,对照公式,即可知代入数据,数值约在0.035 10.038 9 H之间.?
?
三、计算题
13.1 404 m 1.17×10-7 s 解析:根据,该电路的振荡周期为:?
=2×3.14×1× s=4.68×10-6 s?
振荡电路周期即其发射的电磁波的周期,
又由有,电磁波的波长3.0×108×4.68×10-6 m=1 404 m?
电容器极板上所带电荷量由最大变为零,经过的最短时间为.1.17×10-6 s.
14.(1)
(2)电流增大,电压由最大减为零?
(3)电场能、磁场能、磁感应强度、振荡电流 带的电荷量 解析:(1)极板上电荷由最大到零需要周期时间,所以.
(2)从能量角度看,电容器释放电荷,电场能转变为磁场能,待电荷释放完毕时,磁场能达到最大,线圈两端电压与电容两极板间电压一致,由于放电,电容两极板间电压最大值减至零,线圈两端电压也是由最大值减为零,值得注意的是这段时间内电流由零逐渐增大,当线圈两端电压为零时,线圈中电流增至最大(千万不要把振荡电路看成直流电路,把电容器看成一个电源,不断地相互转化,在直流电路中,电阻上通过的电流和电阻两端的电压,变化步调一致,电压大电流也大,电压小电流也小,在振荡电路中,存在自感现象及线圈电阻为零的情况,电流和电压变化步调不一致,所以才出现电压为零时电流最大的现象).?
(3)在振荡过程中,当电容变小时,根据周期公式,周期变小,频率增大,同时不论是增大电容极板间的距离,还是减小正对面积使电容器变小,外力都对电容做功,振荡电路能量都增加,故电场能、磁场能、磁感应强度和振荡电流的最大值都增加,极板上电荷最大值将不变,极板电压最大值将增加,若减小正对面积使电容变小时,电场强度最大值增加.
课后巩固—求提高
15.2.66×106 Hz7.96×106 Hz?
解析:= Hz=7.96×106 Hz?
= Hz=2.66×106 Hz.?
16.(1)9∶1 (2)1 605 kHz (3)2.4×104 H
解析: (2)当电容器动片完全旋出时,最小值对应=1 605 kHz.?
(3)若最小电容=40 pF=40×10-12 F时=1 605 kHz=1.605×106 Hz?
2.4× H.?

电磁波谱
一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)
1.一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的区域是?( )
A.γ射线 B.可见光?
C.无线电波 D.紫外线?
2.关于电磁波的传播,下列说法中正确的是( )
A.真空中传播速度都等于光速?
B.波长较长的波绕过障碍物的能力强?
C.波长较长的波贯穿障碍物的能力强
D.波长较短的波能量大,穿透能力强
3.根据电磁波谱选出下列各组电磁波中频率互相交错重叠,且波长顺序由短到长排列的是( )
A.微波、红外线、紫外线?
B.γ射线、X射线、紫外线?
C.紫外线、可见光、红外线?
D.紫外线、X射线、γ射线
4.下列各组电磁波,其衍射能力由弱到强的排列顺序正确的是( )?
A.红外线、可见光、紫外线、γ射线?
B.γ射线、可见光、红外线、无线电波
C.可见光、红外线、伦琴射线、γ射线
D.伦琴射线、紫外线、可见光、红外线
5.许多现象在科学技术上得到了应用,以下对一些应用的解释,错误的是( )?
A.光导纤维利用的是光的全反射现象?
B.X光透视利用的是光的衍射现象?
C.分光镜利用的是光的色散现象?
D.红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象?
6.下面关于X射线的叙述,正确的是( )??
A.它是高速电子流?
B.它的频率高于可见光频率?
C.电场和磁场都不能使它偏转?
D.电场和磁场都能使它偏转
7.下列说法中正确的是( )??
A.电磁波开始时是不存在的,直到赫兹通过实验证实了电磁波的存在为止?
B.电磁波是一种物质,电磁波具有能量?
C.微波炉的工作是使食物中的水分子在电磁波的作用下热运动加剧,温度升高,内能增加来达到加热目的?
D.太阳不断辐射电磁波
8.近年来,无线光通信技术(不需要光纤,利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景.关于红外线和光通信,以下说法中正确的是( )
①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程 ②光纤通信中的光信号在光纤中传输,无线光通信的光信号在空气中运输 ③红外线的频率比可见光的频率高 ④红外线的波长比可见光的波长短
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
9.关于电磁波传播速度表达式,下列结论正确的是( )
A.波长越大,传播速度就越大
B.频率越高,传播速度就越大
C.发射能量越大,传播速度就越大
D.电磁波的传播速度与传播介质有关
10.下列说法中正确的是( )?
A.红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度一样,为3×108 m/s?
B.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性?
C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度?
D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
二、填空题(本题共4小题,每空3分,共27分.请将正确的答案填到横线上)
11.验钞机发出的光能使得钞票上的荧光物质发光;电视机、空调等家用电器的遥控器能发出光束来控制电视机、空调等家电.对于它们发出的光可判定:验钞机发出的光是 ,遥控器发出的光是 .
12.(1)各种电磁波在真空中传播时,都具有相同的 .
(2)波从一种介质进入另一种介质,一定不发生改变的是 .?
(3)对于红外线、紫外线、X射线和γ射线来说,最易发生明显衍射的是 .?
(4)红光、橙光、黄光和绿光在同一种均匀介质中传播时波速最大的是 ,最小的是 .?
13.电磁波的不同成分具有不同的特性,其中红外线的最显著作用是 效应,紫外线的最显著作用是 效应,伦琴射线的特点是具有很强的 .?
14.若某种紫外线频率为1.5×1015 Hz,
(1)该紫外线的波长为 m.?
(2)紫外线的主要作用是 .?
三、计算题(本题共3小题,共33分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(8分)请简要说明若人们不接受紫外线照射、少量照射和大量照射会产生什么后果.
16.(12分)如图2所示为伦琴射线管的示意图,为阴极钨丝,发射的电子初速度为零,为对阴极(阳极),当之间加直流电压=30 kV时,电子被加速打在对阴极上,使之发出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量.已知电子电荷量=1.6×10-19 C,质量=0.91×10-30 kg,求电子到达对阴极时的速度.(取一位有效数字)?
?
图2
17.(13分)阅读下列资料并回答问题:
自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点:辐射的能量中包含各种波长的电磁波;物体温度越高,单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大;在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同.?
处于一定温度的物体在向外辐射电磁波能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处于平衡状态,则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体.单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与热力学温度的四次方成正比.即=,其中常量=5.67×10-8 W/(m2·K4).
在下面的问题中,把研究对象都简单地看做黑体,有关数据及数学公式:太阳半径S=696 000 km,太阳表面温度=5 770 K,火星半径=3 395 km,球面面积=4π2,其中为半径.?
(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-71×102 m范围,求相应的频率范围.
(2)每小时从太阳表面辐射的总能量是多少??
(3)火星受来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为π2(为火星半径)的圆盘上,已知太阳到火星的距离为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算火星的平均温度.?
第5节 电磁波谱 答题纸
得分:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.(1) (2) (3) ? (4) ?
13. 14.(1) (2) ?
三、计算题
15.
16.
17
第5节 电磁波谱 参考答案
一、选择题
1.C 解析:一种波要发生明显的衍射现象,就要求障碍物或孔的尺寸和波长相差不多或者比波长小.电磁波中无线电波的波长范围大约在10-2 m102 m,而红外线的波长范围大约在10-6 m10-2 m,可见光、紫外线的波长更短.故只有无线电波才能发生明显的衍射.故正确选项应为C.?
2.ABD 解析:电磁波在真空中以光速传播,波长长的波,绕过障碍物的能力强,但其贯穿能力差,波长越短,能量越大,穿透能力越强,故A、B、D正确.?
3. B 解析:微波和红外线,红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻,更不会频率重叠,A错误;紫外线、可见光、红外线虽相邻,但它们三者之间有明确的界线,频率也不相重叠,C错误;在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠,γ射线波长最短,紫外线波长最大,故B正确,D错误.
4.BD 解析:所谓衍射能力的强弱也就是发生明显衍射的难易程度,根据波发生明显衍射现象的条件可知:波长越长,衍射能力越强;波长越短,衍射能力越弱.在电磁波谱中,按波长由大到小的排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.?
5.B 解析:光导纤维利用的是光的全反射现象,分光镜是利用光的色散现象制成的,红外线遥感技术利用一切物体都不停地向外辐射红外线的现象,X射线的透视作用是利用了它的强穿透能力,故选项B不对.?
6.BC 7.BCD
8.A 解析:无线光通信技术是光信号在空气中直接传输各种信息.光纤通信中的光信号是在光导纤维中传输.不论哪种方式,传输的都是文字、数据、图像等信息.而由电磁波谱可知红外线的频率比可见光的频率低,而其波长比可见光长.?
9.D 解析:①电磁波都遵守,在真空中的速度都是3×108 m/s,②同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同.不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大,折射率越大,速度越小.?所以选项D正确,选项A、B、C错误.
10.ACD 解析:不同波长的电磁波在真空中的传播速度均为;红外线在遥感技术中用到了它的热效应;紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度;紫外线的荧光效应可以制成日光灯,由此可知A、C、D正确.?
二、填空题
11.紫外线 红外线?
12.(1)波速 (2)频率 (3)红外线 (4)红光 绿光?
13.热 荧光 穿透能力?
14. 2×10-7 化学效应和杀菌作用
解析:(1)由得:?
m=2×10-7 m?
(2)化学效应和杀菌作用?
三、计算题
15.少量频率为0.75×1015 Hz的紫外线能杀菌,增强人体抗病能力,并通过皮肤产生维生素,有益人体健康,不照射红外线,皮肤内胆固醇不易转化为维生素D,从而影响钙和磷的吸收,而频率为1.5×1015 Hz的紫外线,光子能量大,会透入皮肤深处伤害皮肤,使人体遗传物质脱氧核糖核酸受到损害,破坏其基因,使正常细胞蜕变为癌细胞,过量的紫外线还会引起角膜炎、白内障等疾病
16.1×108 m/s 解析:据动能定理:?
得m/s≈1×108 m/s.
17.(1)3×1013 Hz1.5×1015 Hz? (2)1.38×1030 J? (3)204 K?
解析:(1)由得: Hz=1.5×1015 Hz, Hz=3.0×1013 Hz
所以辐射频率范围是3×1013 Hz1.5×1015 Hz.?
(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为:?
,代入数据得=1.38×1030 J.?
(3)设火星表面温度为,太阳到火星的距离为,火星单位时间内吸收来的太阳辐射能量为,,
所以?
火星单位时间内向外辐射的电磁波能量为,火星处于平衡状态,即,得=204 K.?
第4节 电磁波与信息化社会
一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)
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.声音和光都是机械波?
B.声音和光都是电磁波?
C.声音是机械波,光是电磁波?
D.声音是电磁波,光是机械波?
2.2012年在伦敦举办了奥运会,为实现全球的电视转播,下列方案中,正确的一种是( )
A.只需运用一颗同步卫星,在赤道平面上空运行
B.至少需要三颗同步卫星,在赤道平面上空运行
C.只需运用一颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行?
D.至少需要三颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行?
3.海豚也具有完善的声呐系统,它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物,避开敌害,远远优于现代化的无线电系统.海豚的定位是利用了自身发射的( )?
A.电磁波 B.红外线?
C.次声波 D.超声波?
4. 雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统.雷达的定位是利用自身发射的( )?
A.电磁波 B.红外线?
C.次声波 D.光线?
5.电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号,下列判断正确的是( )??
A.当电视机所在处离电视发射塔较近时,用室内天线也可以接收信号,这是电磁波的衍射现象
B.用室内天线接收时,电视机安放在室内不同位置接收效果不同,这是电磁波在室内反射后产生的干涉现象?
C.离电视发射塔远处要用架设室外天线的方法接收信号,这是由于发送电视信号用的是微波,波长短,基本上是直线传播?
D.有线电视的信号也是通过电磁波传送的?
6.下列说法中正确的是( )
A.摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B.电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C.摄像机在1 s内要传送25张画面
D.电视机接收的画面是连续的
7.关于电视信号的发射,下列说法不正确的是( )
A.摄像管输出的电信号,可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射
C.声音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
8.在电视发射端,由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,这一过程完成了( )
A.光、电转化
B.电、光转化
C.光、电、光转化
D.电、光、电转化
9.下列关于信息的传递的说法中,正确的是( )
A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.收音机的天线和手机的天线一样,既可以接收电磁波,又可以发射电磁波
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
10.20世纪80年代初,科学家发明了硅太阳能电池,如果在太空设立太阳能卫星电站,可24小时发电,且不受昼夜气候的影响.利用微波——电能转换装置,将电能转换成微波向地面发送,卫星电站的最佳位置在离地1 100 km?的赤道上空,微波定向性很好,飞机通过微波区不会发生意外,但微波对飞鸟是致命的.可在地面站附近装上保护网或驱逐音响.不让飞鸟通过.地球半径=6 400 km.在 km高空的电站卫星的速度为( )
A.3.1 km·s-1? B.7.2 km·s-1??
C.7.9 km·s-1? D.2 km·s-1??
二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.请将正确的答案填到横线上)
11.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号.已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发
(选填“无线电广播信号”或“电视信号”),这是因为 .
12.图5为一雷达站探测敌机时荧光屏观察后得到的图像,1和2是先后两次发射的雷达探索波的脉冲波形,1′和2′是对应的敌机回波脉冲波形,从光屏分析可知,第一次探测时敌机距离雷达站是 km,若敌机匀速向雷达站飞近,敌机的速度是 m/s.
?
图5
三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)某雷达工作时,发射电磁波的波长=20 cm,每秒脉冲数=5 000,每个脉冲持续时间=0.02 μs,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?
14.(10分)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5×10-4 s,某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图1(a)所示,t=173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图1(b)所示,雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s,电磁波的传播速度为=3×108 m/s,则该战斗机的飞行速度大约为多少?
???????
图1
15.(10分)雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间是1 μs,两次发射的时间间隔为100 ,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图2所示,已知图中,障碍物与雷达之间的距离是多大??
???????? ??????????????????
图2
16.(10分)早期电视机接收的频道为112频道 (48.5223.5 MHz),全频道电视机所接收的频率除了112频道外,还包括1356频道(470862 MHz),试求早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围.?
17.(10分)雷达应用非常广泛,在交通上可以用来为飞机、轮船导航,在宇宙探索中可用来研究星体,在气象上可以用来探测台风、雷雨、云层……?某雷达站,发现一架飞机正由远处飞来,雷达发出无线电波,经过2.00×10-4 s,接收到从飞机反射回来的无线电波,10 s后,该雷达站又发出无线电波,经过1.86×10-4 s接收到从飞机反射回来的无线电波,试确定该飞机的飞行速度为多少?
?????
第4节 电磁波与信息化社会 答题纸
得分:
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
16.
17.
第4节 电磁波与信息化社会 参考答案
一、选择题
1.C
2.B 解析:同步卫星只能在赤道上空,通过南、北极上空运行的卫星不可能是同步卫星,C、D错.?
由于电视信号属微波段,只能够直线传播,为覆盖全球,至少需发射三颗同步卫星,使它们位于正三角形的三个顶点,地球内切于这个正三角形,如图3所示.故正确选项为B.
图3
3.D 解析:(1)海豚能发射超声波,它是一种频率高于2×104 Hz的声波,它的波长非常短,因而能定向发射,而且在水中传播时因能量损失小,要比无线电波和光波传得远.海豚就是靠自身发出的超声波的回声来在混浊的水里准确确定远处的小鱼的位置而猛冲过去吞食.?
4.A 解析:雷达是一个电磁波的发射和接收系统,因而是靠发射电磁波来定位的.?
5.ABC 解析:这是一道关于电磁波的实际应用的题目,要正确解答本题,不仅要求同学们对电磁波的干涉、衍射等现象了如指掌,还需要对无线电波发射和接收规律十分熟悉.
解答本题的思维过程主要有:?
(1)电磁波绕过障碍物进入室内而被电视机天线接收,这是电磁波的衍射现象,故答案A正确.?
(2)室内不同位置,由于电磁波在墙壁和其他器物表面反射,然后叠加,形成有的地方加强,有的地方减弱的现象,是波的干涉现象,故答案B正确.?
(3)电视信号用的是微波,波长短,基本上是直线传播,在离发射塔较远处,由于微波不能直接传送到室内天线,就要架设室外天线来接收微波,故答案C正确.?
(4)有线电视通过传输线中的振荡电流来传送信号,不通过空中的电磁波传送,故答案D是错误的.?
6.ABC 解析:通过摄像机摄到景物的光信号,再通过特殊装置(扫描)转变为电信号,在1 s内要传送25张画面;电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号,最后还原为图像和景物,每秒要接收到25张画面,由于画面更换迅速和视觉暂留,我们感觉到的便是在连续活动的图像,所以A、B、C正确.?
7.A 解析:摄像管输出的电信号必须经过调制才能向外发射,即加在高频等幅振荡电流上,电视台发射带有声音信号、图像信号的高频电磁波,故B、C、D正确,A错误.?
8.A 解析:摄像管的摄像过程是把光信号转化成了电信号,即把一幅图像按照各个部分的明暗情况,逐点地变为强弱不同的信号电流,然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去,A正确,B、C、D错误.?
9.D 解析:声、光和电磁波都能够传递信息,A错误;固定电话是利用导线中的电流传递信息的,移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的,B错误;收音机中的天线,只能接收电磁波,不能发射电磁波,C错误;微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息,D正确.?
10. B 解析:据,第一宇宙速度=7.9 km/s.设卫星电站速度为,则, km/s≈7.2 km/s,选B.?
二、填空题
11.电视信号 电视信号属于微波段,波长很短,它是直线传播,为了不致被山阻挡,需通过山顶的转发站转发.?
12.90 500?
三、计算题
13.1.5×10?9 Hz 30 km
解析:电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速,由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率,根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,即可求得侦察距离,为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器,可见,雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半.?
由,可得电磁波的振荡频率为:?
Hz=1.5×109 Hz?
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离m≈6×104 m?
所以雷达的最大侦察距离×104 m=30 km.?
14.335 m/s
解析:由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔=10-4 s,(a)图发射波和接收波的时间间隔是=4×10-4 s,(b)图时间间隔=1×10-4 s,所以第一次飞机位置距雷达的距离为=3.0×108× m=6.0×104 m,第二次飞机在雷达正上方,所以飞机高度=3.0×108×m=1.5×104 m,所以173 s后飞机飞行的距离为 m≈5.8×104 m,所以= m/s≈335 m/s.
15.7.5×103 m
解析:图中和处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由,可知无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为,由题意可知无线电波来回时间为=50 μs.?
由得:?
m=7.5×103 m.
16.1.35 m≤≤6.19 m 0.35 m≤≤6.19 m?
解析:不同频率的电磁波的传播速度都相同,根据公式即可算出波长范围.?
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式和电磁波在真空中的传播速度 m/s,分别可得对应于各频道中最低频率和最高频率的波长分别为:?
m≈6.19 m?
m≈1.35 m?
m≈0.64 m?
m≈0.35 m
所以,早期电视机接收的无线电波的波长范围为:
1.35 m≤≤6.19 m?
全频道电视机接收的无线电波的波长范围为:
0.35 m≤≤6.19 m.
17.176 m/s 解析:利用雷达发射和接收无线电波的时间差,可以计算出飞机这段时间中间时刻与雷达的距离.
飞机的速度= m/s≈176 m/s.?