人教版物理高二年级选修3－4第十四章第四节电磁波与信息化社会同步练习

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人教版物理科目高二年级选修3－4第十四章
第四节电磁波与信息化社会同步练习
一、选择题：
1．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
答案：A
解析： 解答：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．故选答案A
分析：了解雷达的工作原理，是电磁波应用的一方面。
2．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
答案：ABC　
解析：解答：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；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；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；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．
分析：对电磁波的实际应用，对电磁波的干涉、衍射等现象和对无线电波发射和接收规律理解。
3．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
答案：ABC　
解析：解答：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1s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．
分析：了解摄像机的工作原理，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。
4．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
答案：A
解析： 解答：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．
分析：了解调制的原理，利用相关知识解答问题。
5．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
答案：A
解析： 解答：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．
分析：了解调制的原理，利用相关知识解答问题。
6．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
答案：D
解析： 解答：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．
分析：对声、光和电磁波传递信息和通迅设备的了解。
7．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的说法正确的是(　　)
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在1．5 m至0．3 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
答案：ACD　
解析：解答：据，电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0．3 m至1．5 m之间，故A正确．雷达是利用电磁波的反射原理，波长越短，其反射性能越强．雷达和目标的距离，故C、D正确．电磁波的产生是依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故B错误．
分析：雷达是利用电磁波的反射原理，波长越短，其反射性能越强，麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
8．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，雷达所发射出去的电磁波应具有的特点是(　　)
A．发射波长很长的无线电波，因为长波可以在地球表面传播得很远
B．发射波长极短的无线电波，因为短波可以以天波的方式传播
C．发射波长极短的微波，因为微波直线性好，定位准确
D．发射的无线电波包括所有的波长范围，这样可以探测任何种类的物体
答案：C．
解析： 解答：雷达是利用无线电波的直线传播的特性来定位目标的，所以答案为C．
分析：对雷达所发射出去的电磁波是波长极短的微波，因为微波直线性好，定位准确
9．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
答案：C
解析： 解答：光可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，声和光在传播过程中都能发生反射，声音是机械波，而光属于电磁波，故ABD说法错误，C正确；
分析：声音是由物体的振动产生的，声音的传播是需要介质的，声音不能在真空中传播；声音与光遇到障碍物都能发生反射；声音与光使用不当都会造成污染．
10．2012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
答案：B
解析： 解答：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，A错误，故选答案B
分析：同步卫星只能在赤道上空,实现全球通信覆盖全球，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。
11．关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（　　）
A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播
B．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C．电磁波的应用对人类有利无害
D．电磁波不能在真空中传播
答案：B
解析： 解答：A、光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，故不是无线传播，A错．
B、卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信的，故B对．
C、电磁波对人类是有辐射的，可引起人体病变，故C错．
D、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，故D错．故选B．
分析：现代通信主要应用电磁波，由电磁波的性质可判断本题．
12． CCTV将对2008年奥运会进行实况转播．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（　　）
A．卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的
B．电磁波的频率越高，可以传送的信息量就越大，电磁波在空气中传播的速度就越大
C．电磁波可以在真空中传播
D．光纤通信具有传输信息量大、光能损耗小等优点
答案：B
解析： 解答：A、卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信，该选项说法正确，不符合题意； B、电磁波的传播速度是一定的，与电磁波的频率无关，该选项说法不正确，符合题意； C、电磁波可以在真空中传播，该选项说法正确，不符合题意； D、光纤通信是利用激光在光导纤维内壁不断反射来传递信息的，光纤的抗干扰能力强，不受外界电磁波的干扰与影响，该选项说法正确，不符合题意．故选B．
分析：（1）卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信．（2）任何一种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，电磁波的波长与频率成反比，电磁波的频率越高，它的波长就越短．（3）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；（4）光纤，是光导纤维的简写，它是利用光在玻璃制成的纤维中发生全反射原理工作的．
13．关于移动电话，下列说法中正确的是(　　)
A．随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话
D．无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
答案：BCD　
解析：解答：移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置．由于移动电话发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话．BP机只有接收装置，而无发射装置故选答案BCD
分析：对现代信息社会中的移动设备原理的了解。
14． 下列关于新材料、新技术及其应用的说法错误的是（　　）
A．现代计算机中（CPU元器件）不需要应用半导体材料
B．家用电冰箱门内的四周常装有磁性橡胶封条，可以使冰箱门关闭得严密
C．“纳米材料”是指原料的几何尺寸达到纳米级，因而具有某些特殊性能
D．光纤通信和微波通信中的电磁波传播的速度不相同
答案：A
解析： 解答：A、计算机CPU中大量采用了半导体材料，A错． B、家用电冰箱门为了关闭得更严，采用了带有磁性的橡胶封条，B对． C、所谓纳米指的是10-9米，即指原料的几何尺寸达到这个级别，可以获得特殊性能．C对． D、微波通信是利用电磁波通信，速度为光速，而光导纤维比光速要小些．D对．本题选择错误的，故选A．
分析：考查新材料新技术的使用，在学习中需注意积累．
15．发射电视信号时通常采用波长较短的米波，在高楼密集的城市楼群中，电视机上经常出现重影，当电视天线接收到强信号后，接着又接收到弱信号，屏幕上出现强弱交替的影像，这是由于(　　)
A．电磁波的干涉 B．电磁波的衍射
C．电磁波的反射 D．电磁波的折射
答案：C
解析： 解答：直接接收的是强信号，经反射后再由天线接收到弱信号，故出现重影。主要是电磁波的反射故选C
分析：电视出现重影原因是接收到了不同强度的电磁波，是要是电磁波遇到密集的城市楼群反射的原因。
二、填空题
16． 两人面对面交谈时是利用 传递声音，现代广播、电视、通信系统是利用 传递信息．电磁波的传播速度v、频率f、波长的关系为v=
答案：声波|电磁波|
解析：解答：两人面对面交谈时是利用声波传递声音，现代广播、电视、通信系统是利用电磁波传递信息．电磁波的传播速度v、频率、波长的关系为．
分析：声音可以在固体、液体、气体间传播；无线电通信的载体是电磁波，电磁波在真空中的传播速度是．
17． 电磁波用于超远程通信的波段名称是 ，用于无线电广播和电报的波段名称是 ， 用于电视和宇航通讯的波段名称是
答案：长波|中波|微波
解析：解答：长波主要靠沿着地球表面的地波传播，其传播损耗小，绕射能力强，用于超远程通信．无线电广播和电报利用中波传播．中波传播的途径主要是靠地波，只有一小部分以天波形式传播．以地波形式传播的中波传播不远（约二三百公里）．于是白天难以收到远处的中波电台．到了夜间，中波可以通过天波途径，传送到较远的地方．于是夜间收到的中波电台就多了．由于微波频率很高，所以在不大的相对带宽下，其可用的频带很宽，这意味着微波的信息容量大，所以电视和宇航通讯都是工作在微波波段．
分析：长波（包括超长波）是指频率为300kHz以下的无线电波；中波是指频率为300kHz～3MHz的无线电波；短波是指频率为3MHz～30MHz的无线电波．长波用途：超远程通信；中波用途：无线电广播和电报；微波的用途：微波炉，电视、宇航通信等等．
18．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用它的“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 。
答案：紫外线|红外线
解析：解答：验钞机应用了紫外线的荧光效应,遥控器利用了红外线的遥感技术。
分析：理解紫外线和红外线都属于电磁波，在现代生活中的应用。
19．摄像机在1秒内要传送25张画面,并且每一幅画面是逐行扫描的,电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显示这些画面。我们观看电视画面时,感觉不到上述现象,而是看到完整连续的自然画面,这是因为 。 有一种“隐形飞机”,可以有效避开雷达的探测。秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够 (选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用;秘密之二在于它的表面制成特殊形状,这种形状能够 (选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达。
答案：画面更换迅速和视觉暂留效应使我们感觉到电视画面是连续的|增强|减弱
解析：解答：(1)画面更换迅速和视觉暂留效应使我们感觉到电视画面是连续的。 (2)“隐形飞机”能够避开雷达的探测,其原理是表面对电磁波的吸收作用很强,对电磁波的反射作用很弱。
分析：视觉暂留效应使我们感觉到电视画面是连续的，“隐形飞机”能够避开雷达的探测,主在是表面材料对电磁波的吸收作用很强,对电磁波的反射作用很弱。
20． 现代通信主要有卫星通迅、网络通信、 通信和 通信四种方式 ，用 颗同步卫星可以实现全球通信．发射频率为AM1000kHz的电磁波长为 m
答案：微波|光纤|三|300
解析：解答：现在的通信方式很多，主要有微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通讯等，这些通信方式组成了现代的通信网络．在卫星通讯中，用三颗同步卫星可以实现全球通信．因为波速=波长×频率（），波速c=3×108m/s．则波长：
分析：了解现在的通信方式、原理，根据相关知识解答问题。
三、计算题
21．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甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视器上相邻刻度间表示的时间间隔为10－4s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？
答案：解答： 甲图中飞机到雷达的距离
乙图中飞机到雷达的距离
解析：由雷达屏上出现的两次波形，由公式和分别求出飞机距雷达的距离，然后由几何关系求出飞机在这段时间内飞行的距离，由可求出飞机的速度。
22．某雷达工作时，发射电磁波的波长=20 cm，每秒脉冲数 n=5 000，每个脉冲持续时间t=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？
答案：解答：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，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：
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
所以雷达的最大侦察距离
知识点：电磁波的发射
解析：解答：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，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：
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
所以雷达的最大侦察距离
23． 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．
答案：解答：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，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：
所以，早期电视机接收的无线电波的波长范围为：全频道电视机接收的无线电波的波长范围为：
解析：解答：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，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：
所以，早期电视机接收的无线电波的波长范围为：全频道电视机接收的无线电波的波长范围为：
24． 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100μs,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ab=bc，障碍物与雷达之间的距离是多大？
图2
答案：图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b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ab=bc，可知无线电波从发射到返回所用时间为50μs．设障碍物与雷达之间的距离为s，由题意可知无线电波来回时间为t=50μs．
由2s=ct得：
．
解析：解答：图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b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ab=bc，可知无线电波从发射到返回所用时间为50μs．设障碍物与雷达之间的距离为s，由题意可知无线电波来回时间为t=50μs．
由2s=ct得：
．
25．某高速公路自动测速仪装置如图2甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁
波，每次发射时间约为10－6 s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．
答案：解答：第1次测量时汽车距雷达距离，第二次测量时汽车距雷达距离，两次发射时间间隔为t，则汽车车速
解析：解答：第1次测量时汽车距雷达距离，第二次测量时汽车距雷达距离，两次发射时间间隔为t，则汽车车速
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