第4节
电磁波与信息化社会
第5节
电磁波谱
1．(对应要点一)雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，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、雷达的定位分别利用了自身发射的( )
A．电磁波 次声波
B．红外线 光线
C．次声波 红外线
D．超声波 电磁波
解析：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，要比无线电波和广播传播得远。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小鱼的位置而猛冲过去吞食。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。
答案：D
2．(对应要点一)关于雷达的特点，下列说法中正确的是( )
A．雷达所用无线电波的波长比短波更短
B．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
C．雷达在能见度低的黑夜将无法使用
D．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
解析：雷达的工作原理是利用波长非常短的微波，选项A正确。在雷达的工作显示屏上，直接标的是距离，选项B正确。雷达在黑夜也能用，选项C错误。雷达发射的是间断的无线电波，选项D错误。
答案：AB
3．(对应要点二)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
解析：电磁波的频率由小到大的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和γ射线，这也是波长由长到短的顺序。故A正确。
答案：A
4．(对应要点二)下列有关电磁波的说法中正确的是( )
A．电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波
B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线
C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播
D．以上说法都不正确
解析：波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波中，无线电波波长最长，γ射线的波长最短，故选项A错误，B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象越不明显，传播的直线性越好，故C项正确。
答案：BC
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1第3节
电磁波的发射和接收
1．(对应要点一)关于调制器的作用，下列说法正确的是( )
A．调制器的作用是把低频声音信号加载到高频信号上去
B．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去
C．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去
D．调制器的作用是将低频声音信号变成高频信号，再放大后直接发射出去
解析：调制器的作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频。由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去。
答案：ABC
2．(对应要点一)在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是( )
A．调谐→高频放大→检波→音频放大
B．检波→高频放大→调谐→音频放大
C．调谐→音频放大→检波→高频放大
D．检波→音频放大→调谐→高频放大
解析：在无线电波的接收中，首先要选择出所需要的电磁波—调谐，然后经高频放大后，再将音频信号提取出来—检波，最后再进行音频放大，故A正确。
答案：A
3．(对应要点二)下列关于无线电波的叙述正确的是( )
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3.0×108
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
解析：无线电波的波长是从几十千米到几毫米的电磁波，故选项A正确；干涉、衍射是一切波都具有的特性，故选项C错误；无线电波由真空进入介质时，波速变小，故选项B错误；由v＝λf知，频率不变，波速变小，波长变短，故选项D正确。
答案：AD
4．(对应要点二)关于电磁波的传播，下列叙述正确的是( )
A．电磁波频率越高，越易沿地面传播
B．电磁波频率越高，越易沿直线传播
C．电磁波在各种介质中传播波长恒定
D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界
解析：由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不易沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故B对A错；电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36
000
km高的地方，用它作微波中继站，至少要有三颗互成120°的同步卫星，就几乎能覆盖全球，D正确。
答案：BD
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1第3节
电磁波的发射和接收
1．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的( )
①调谐电路；②调制电路；③高频振荡电路；④开放振荡电路
A．①②③
B．②③④
C．①④
D．①②④
解析：比较有效的发射电磁波的装置应该有调电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。
答案：B
2．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )
A．增加辐射波的波长
B．使振荡电容器的正对面积足够大
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
解析：要提高辐射本领，需：①提高频率，频率越高，发射本领越高；②使电场和磁场尽可能扩散到更大的空间。波长越长，频率越小，A错误。正对面积越大，不利于电场、磁场扩散到更大的空间，B错误。由f＝可知，电容、电感越大，f越小，D错误。
答案：
C
3．下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )
A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变
D．经过调制后的电磁波在空间传播波长改变
解析：调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错D对。
答案：AD
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较高频率的电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法( )
A．增加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
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f＝知在C无法再调节的情况下，可减小L以提高频率。故选项C、D正确。
答案：CD
5．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为( )
A．天线处在变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收
D．天线将电磁波传输到电视机内
解析：室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强，然后再通过解调处理进入后面的电路，故选项A正确，B、C、D错误。
答案：A
6．如图1所示，A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。发射场正在进行某型号火箭的发射试验。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________________。
图1
解析：从题中可知，传输无线电广播所用电磁波波长为550
m，根据波发生明显衍射现象的条件，可知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山区而传播到城市所在的C区，因而不需要转发站。电视信号所用的电磁波波长为0.566
m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发。
答案：电视信号 电视信号的波长短，不易发生明显的衍射现象，基本上沿直线传播，受山区阻挡大
7．用一平板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大
发射电磁波的波长，可采用的做法是：
(1)________(填“增大”或“减小”)电容器两板间的距离。
(2)换用自感系数较________(填“大”或“小”)的线圈。
解析：由λ＝可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率，由f＝可知，要减小频率f，可增大电容器的电容C或电感L。
答案：(1)减小 (2)大
8．如图2所示为某收音机接收电路，其电感L＝10－3
mH，为了接收波长为500
m的电磁波，其电容C应调到________μF。
解析：该电磁波的频率为
f＝＝Hz＝6×105
Hz，
那么该电路的固有频率也应调到f。
图2
由电磁振荡的频率公式得：C＝，
代入数据得：C≈7.04×10－2
μF。
答案：7.04×10－2
μF
9．一台收音机的接收频率范围从f1＝2.2
MHz到f2＝22
MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2。那么波长之比为多少？电容之比为多少？
解析：由公式v＝λf，因电磁波的波速等于光速，所以波长与频率成反比，即＝＝。
根据电磁振荡公式f＝，收音机接收电路中的L是固定的，所以频率跟电容的平方根成反比，即＝。整理可得：＝＝。
答案：λ1∶λ2＝10∶1 C1∶C2＝100∶1
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1第4节
电磁波与信息化社会
第5节
电磁波谱
1．据报道，新型增强型红外夜视镜已经小规模配发给美国陆军，红外夜视镜是利用了
( )
A．红外线波长长，易绕过障碍物的特点
B．经外线热效应强的特点
C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D．红外线肉眼不可见的特点
解析：红外夜视镜利用了一切物体都在不停地辐射红外线，且温度不同的物体辐射红外线强度不同。故选C。
答案：C
2．下列关于雷达的说法中正确的是( )
A．雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备
B．电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的
C．雷达要确定较远物体的位置，使用的是长波段的无线电波
D．雷达每次发射无线电波的时间约为10－6
s
解析：雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。电磁波遇到障碍物要反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长短的电磁波，传播的直线性好，有利于用电磁波定位，因此雷达用的是微波。雷达每次发射无线电波的时间一般不超过1
μs，故选项A、B、D正确，C错误。
答案：ABD
3．太阳光通过棱镜时，在竖直放置的屏幕上形成如图1所示的光带。若将灵敏温度计的球部放在屏幕上的MN、NP、PQ区域时，在哪个区域上升的示数最大( )
图1
A．MN
B．NP
C．PQ
D．无法确定
解析：红外线频率低，折射时的偏角最小，因此射到PQ区域，由于红外线热作用强，所以选项C正确。
答案：C
4．下列说法正确的是( )
A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
B．红外线的显著作用是热作用，紫外线有显著的化学作用
C．X射线的贯穿本领比γ射线更强
D．在电磁波谱中，X射线与γ射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的
解析：干涉和衍射现象是光的波动性的体现，根据发生干涉和衍射现象的条件，显然波长越长越易满足，而γ射线频率最高，波长最短，故A项错。B项与客观事实一致，正确。C项与客观事实相矛盾，容易判断C项错。对于D项，应认识到射线产生的机理与在电磁波谱中区域重叠是两回事，对电磁波谱的排列是人为的，我们是把射线按波长(频率)的大小排列的，产生这种重叠的根本原因是：原子的内层电子受激发而产生的X射线，也不都是同频率的，同样，原子核受激发而产生的γ射线，也不都是同频率的，于是较高频率的X射线和较低频率的γ射线在电磁波谱中产生了重叠，故D项错误。
答案：B
5．对于雷达指示器的荧光屏上出现的尖形波如图2所示，下列说法正确的是( )
图2
①两个尖形波都是雷达向目标发射的无线电波形成的
②两个尖形波都是雷达收到反射回来的无线电波形成的
③第一个尖形波是雷达向目标发射的无线电波形成的
④第二个尖形波是雷达收到反射回来的无线电波形成的
A．①② B．②③ C．③④ D．①
解析：第一个尖形波振幅大能量大，是发射的无线电波形成的，第二个尖形波振幅小，能量小，是反射回来的无线电波形成的。
答案：C
6．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机________；(2)紫外线灯________；(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用了________。
A．光的全反射
B．紫外线具有很强的荧光作用
C．紫外线具有杀菌消毒作用
D．X射线的很强的贯穿力
E．红外线具有显著的热作用
解析：X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官；紫外线具有较高的能量，足以破坏细菌中的物质，因此可以用来杀菌消毒；红外线有加热物体的能力，可以使伤口升温，加快血液循环，使伤口愈合。
答案：D
C
E
7．某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号，家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光，都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则它们的频率大小关系为________________。
解析：电磁波范围很广，由于波长不同，特性不同，可按波长由长到短依次排列如下：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。由此可知f1＜f2＜f3＜f4。
答案：f1＜f2＜f3＜f4
8．早期电视机接收的频道为1～12频道(48.5～223
MHz)，全频道电视机所接收的频道除1～12频道外，还包括13～56频道(470～862
MHz)，则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。分别为________和________。
解析：由v＝λf得
λ＝＝
代入数据得
λ1＝＝
m≈1.35
m。
λ2＝＝
m≈6.19
m。
则早期电视机所接收的波长范围为1.35～6.19
m。
同理可计算出f3＝862
MHz时
λ3＝
m≈0.35
m。
则全频道电视机所接收的波长范围
0.35～6.19
m。
答案：1.35～6.19
m 0.35～6.19
m
9．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝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？
解析：电磁波在空中的传播速度可以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的传播距离的一半。由c＝λf可得电磁波的振荡频率f＝＝
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s＝c·Δt＝c(－t)＝6×104
m，所以雷达的最大侦察距离s′＝＝3×104
m。
答案：1.5×109
Hz 3×104
m
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1第1节
电磁波的发现
第2节
电磁振荡
1．(对应要点一)根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是( )
A．教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时打点计时器周围必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直
解析：教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确。
答案：ABD
2．(对应要点二)关于电磁波与机械波，下列说法正确的是( )
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
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
解析：电磁波的波速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对B错；电磁波和机械波都具有波的一些特征，包括干涉和衍射，故D对C错。
答案：AD
3．(对应要点三)在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于( )
A．充电电压的大小
B．电容器储电量的多少
C．自感L和电容C的数值
D．回路中电流的大小
解析：放电时间等于四分之一个振荡周期，即t＝＝，所以放电时间取决于自感L和电容C。故选项C正确。
答案：C
4．(对应要点三)LC回路中电容器两端电压U随时间t变化的关系如图14－1－12所示
( )
图14－1－12
A．在时刻t2，电路中的电流最大
B．在时刻t3，电路中的磁场能最大
C．从时刻t2至t3，电路中的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容器所带的电荷量不断增大
解析：根据电容器两端电压与电荷量的关系q＝CU可知，t2时刻，电容器上的电荷量为零，即放电完毕，电流最大，故选A正确；t3时刻，电荷量最大，电流最小为零，磁场能最小，故选项B错误；t2～t3时间内，电荷量增加，即充电过程，电场能不断增加，故选项C正确；t3～t4时间内，是放电过程，电荷量不断减少，故选项D错误。
答案：AC
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