粤教版高中物理选修2-1 第四章 电磁波与通信技术 单元测试word版含答案

2018-2019学年粤教版高中物理选修2-1 第四章 电磁波与通信技术 单元测试
一、单选题
1.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
2.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A.?所有电磁波的频率相同???????????????????????????????????????B.?电磁波只能在真空中传播C.?电磁波在任何介质中的传播速度相同??????????????????D.?电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s
3.电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为(　　)
A.?天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路B.?天线处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给 回路C.?天线只是有选择地接收某电台的信号，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
4.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质 层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示．下列相关说法正确的是（? ）
A.?图中①光是红光，②光是蓝光B.?在光盘的透明介质层中，①光比②光传播更快C.?若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽D.?若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄
5.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将 （??? ）
A.?减小?????????????????????????????????B.?增大?????????????????????????????????C.?不变?????????????????????????????????D.?以上都不对
6.雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内，已知真空中光速c=3×108m/s ． 下列说法不正确的是（　　）
A.?电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B.?电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生C.?雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在O.3m至1m之间D.?雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定
7.真空中所有电磁波都具有相同的(　　)
A.?频率?????????????????????????????????????B.?波长?????????????????????????????????????C.?波速?????????????????????????????????????D.?能量
二、多选题
8.对于光谱，下列说法正确的是（?? ）
A.?大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱B.?线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C.?太阳光谱是连续谱D.?太阳光谱是吸收光谱
9.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
10.关于电磁波的接收，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
三、填空题
11.有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力，这是因为它能对某个波段的光线产生视觉．根据热辐射理论，物体发出光的最大波长λm与物体的绝对温度T满足关系式T?λm=2.9×103m?K ， 若猫头鹰的猎物﹣﹣蛇在夜间体温是27℃ ， 则它发出光的最大波长为________m ， 属于________波段．
12.红外线、紫外线、X射线都有着广泛的应用，如图所示．下面的判断中正确的写“对”，错误的写“错”． ①医院透视用到的是X射线________②电视遥控器用到的是紫外线________③非接触式体温计用到的是红外线________④夜间作战使用的夜视仪用到的是红外线________ ．
13.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________
四、解答题
14.电磁波遇到平滑的金属表面会像光遇到平面镜一样发生反射，反射过程遵循光的反射定律．小明与叔叔一起去参观救生艇时，发现救生艇的上方悬挂着一个由三块相互垂直的正方形薄金属平板组成的“角反射器”，如图所示．请你简述角反射器的工作原理以及该救生艇悬挂角反射器的原因．
五、综合题
15.微波炉，顾名思义，就是用微波来煮饭烧菜的，微波是一种电磁波，这种电磁波很有“个性”，微波一碰到金属就发生反射，金属没办法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但能透过，而且能量也会被吸收，为了不干扰雷达和其他通信系统，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz．微波炉的工作原理是：磁控管将电能变成微波，由可旋转的搅拌器（风扇状的金属）旋转起来后对微波向各个方向反射，让微波能量均匀地分布在烹调腔内，当微波辐射到食品上时，食品中的水分子（极性分子，正负电荷的中心不重合）极性的取向将随微波场而变动，使得水分子与相邻分子相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了，用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快，且能深入食物5cm进行加热，回答下列问题：
（1）微波是频率为300MHz到30000MHz的无线电波，微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz，为什么选用这样的频率？
（2）微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，请分析这样做的道理．
（3）下列关于微波炉使用的做法，正确的是　　　　　　 ．
A.?可用金属器皿装上食物放入微波炉中加热B.?可用瓷制碗蝶装上食物放入微波炉中加热，但瓷制碗蝶不能镶有“金”、“银”花边C.?可将生鸡蛋直接放入微波炉中加热D.?可将袋装牛奶直接放入微波炉中加热
（4）昨天早晨妈妈告诉小明，中午回来后用微波炉将馒头加热2min，小明误将时间调到了4min，取出后发现馒头发硬、发黑，失去香味，根本无法食用，试分析其原因．
16.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产生的振荡电流最强？
（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？

答案解析部分
一、单选题
1.【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。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波，其波长不同，即频率不同，故A 错误；BCD、电磁波可以在真空中传播，速度为光速，在介质中的传播速度由介质决定，即在不同介质中传播速度不一样，故BC错误，D正确．故选：D．【分析】电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波．在真空和空气中，电磁波的传播速度等于3×108m/s是一个定值，根据公式c=λf电磁波的波长和频率成反比．
3.【答案】A
【解析】【解答】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的电流最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故A正确，B、C、D均错误。【分析】理解电磁波的接收过程根据电磁波的接收过程进行解答。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光．故A错误．B、根据v=c/n知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则光束①比光束②传播速度更慢．故B错误．C、蓝光的折射率大于红光的折射率，而蓝光的波长小于红光的折射率波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的窄．故C错误．D、蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以①得到的中央亮纹比②的中央亮纹窄．故D正确．故选D．【分析】根据光的偏折程度比较出两束光的折射率，从而根据v=c/n比较出在介质中传播的是的，根据波长的长短，判断谁的衍射现象更明显．
5.【答案】C
【解析】【分析】同种介质中各种频率的电磁波速度不相等，而在真空中和空气中各种频率的电磁波传播速度相同，根据c=λf知，f越低，λ越长．由c=λf知：电磁波频率越高，波长越小。故答案选C。【点评】电磁波会由于产生机理不同具有不同的频率，所以的电磁波在没有介质的情况下传播速度是相同的即电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s；属于基础题，应熟练掌握。
6.【答案】A
【解析】解答：解：A、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故A错误；B正确．C、根据λ= 电磁波频率在300MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3m至1m之间，故C正确；D、测出雷达和目标的间距，根据无线电波的传播速度，就可以确定从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，D正确；故选：A．分析：本题考查了麦克斯韦的电磁场理论与雷达的原理，比较简单，根据麦克斯韦的电磁场理论内容即可正确解答
7.【答案】C
【解析】【解答】电磁波在真空中的传播速度相同，与电磁波的频率、波长、能量无关，选项C正确。【分析】根据．根据麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的特性，即可判断。
二、多选题
8.【答案】B,D
【解析】【解答】解：A、原子的发射光谱都是线状谱，故A错误；B、爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E=hv，故光的能量是不连续的，线状谱是由不连续的若干波长的光所组成，故B正确；C、太阳光谱是不连续谱，故C错误；D、太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素，故D正确；故选：BD【分析】原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成．光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．
9.【答案】B,C,D
【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。
10.【答案】A,D
【解析】【解答】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，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D．【分析】理解电磁波的接收过程根据电磁波的接收过程进行解答。
三、填空题
11.【答案】9.67×10﹣6；红外线
【解析】【解答】（1）猫头鹰的猎物﹣﹣蛇在夜间体温是27℃ ， 故T=27+273=300K；根据T?λm=2.9×103m?K ， 得到： =9.67×10﹣6m=9670nm；可见光波长400到700纳米，故是红外线；故答案为：（1）9.67×10﹣6；（2）红外线．【分析】本题根据题意给出的公式T?λm=3.0×10﹣3（Km），可以求出波长；再判断光的性质．
12.【答案】对；错；对；对
【解析】【解答】电视遥控是利用红外线来工作的，夜视仪用到的是红外线，非接触式体温计也是用到红外线，因不同温度红外线程度不同；因为紫外线能使荧光物质发光，比如：验钞机是利用紫外线来工作的；X射线具有较强的穿透能力，因此可以用来医院透视；故答案为：对；错；对；对．【分析】根据红外线和紫外线的应用来作答：红外线可用于红外线夜视仪和电视机的遥控；紫外线可用于医院灭菌、合成维生素D、识别钞票和商标等．X射线具有较强的穿透能力．
13.【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．
四、解答题
14.【答案】无论雷达波从哪个角度射向角反射器，反射波最终都会沿与入射方向平行的直线返回；救生艇悬挂角反射器是为了让雷达能够尽快发现救生艇，开展营救.
【解析】【解答】答：无论雷达波从哪个角度射向角反射器，反射波最终都会沿与入射方向平行的直线返回；救生艇悬挂角反射器是为了让雷达能够尽快发现救生艇，开展营救．【分析】电磁波的反应与光的反射相似，都遵守反射定律，据此分析答题．
五、综合题
15.【答案】（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统．（2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害。（3）B（4）从微波炉原理可知，微波辐射到食品上时，食品表面和内部的水分子与相邻分子相互作用，产生了类似摩擦的现象，水温升高，食物变热．加热时间过长，食物内水分全蒸发，因此食品发硬、发黑，失去香味。
【解析】【解答】（1）使用微波是因为微波能周围的物体发热，雷达和其它通信系统使用的是微波这种无线电波，微波炉使用915MHz或2450MHz这两种频率的微波主要是为了不干扰雷达和其它通信系统．（2）电磁波具有能量，对人体有伤害，微波炉门上要安装“安全联锁开关”，它能确保炉门打开时，微波炉不能工作，炉门关上时，微波炉才能工作，并且微波炉的玻璃门也要安装网状金属片，目的防止电磁波从炉门处泄漏，对人体或其它物体造成伤害．（3）AB、微波炉是利用电磁波来加热食物的．微波炉中不能使用金属容器，因为微波能在金属中产生大量的热量，会损坏微波炉和器皿．故A错误、B正确．C、当鸡蛋放进微波炉里加热的时候，在这个封闭的空间里，很短的时间内就会产生很多热量，这些热量一下子来不及从鸡蛋表面的小孔跑出去，蛋壳里的空气也在膨胀，鸡蛋内部的压力变得很大，就会引起爆炸了，故C错误．D、对于盒装牛奶，盒子的内壁有铝箔，由于金属能屏蔽电磁波，所以电磁波无法达到盒内的牛奶中，故D错误．故选：B（4）从微波炉原理可知，微波辐射到食品上时，食品表面和内部的水分子与相邻分子相互作用，产生了类似摩擦的现象，水温升高，食物变热．加热时间过长，食物内水分全蒸发，因此食品发硬、发黑，失去香味．【分析】微波炉工作时，其产生的电磁波，使食物的水分子随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，内能增加了，所以能量转化过程是电能转化为内能；微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，微波一碰到金属就发生反射，装食物的容器则用绝缘材料制成，所以微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗能量；微波能直达食物内部5cm深，食物的内部和外部几乎同时变熟，其能量大部分被食物吸收，所以微波炉烹饪速度快且热效率高．
16.【答案】（1）根据公式 ，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有Hz≈1 034 kHzHz≈756 kHzHz≈530 kHz所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强（2）要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些．
【解析】【分析】电磁波在真空中的传播速度及相关简单运算。