19章
电磁波与信息时代
一、选择题
1.WiFi是将电脑、手机与互联网以无线方式连接的技术,可进行信息、文件等材料的无线传输,此过程中各种信息的传输是利用( )
A.次声波
B.电磁波
C.超声波
D.红外线
2.我们生活在电磁波的海洋中,下列关于电磁波的说法中正确的是(
)
A.在房间内不开收音机、电视机时房间内不存在电磁波
B.电磁波不能在真空中传播
C.电磁波在空气中的传播速度是340m/s
D.电磁波不仅能传递声音信号,也能传递图像信号
3.下列不属于数字信号的特点是
A.形式简单
B.是由不同符号组合而成
C.可以编码加密
D.信号传递时容易失真
4.下列有关声现象和电磁波的说法正确的是
A.光在光导纤维中不断折射,把信息传递出去
B.3G或4G手机主要是使用电磁波传递数字信号的
C.吹笛子时按压不同位置的气孔,主要改变声音的响度
D.超声波比次声波在空气中的传播速度大
5.关于信息的传递,下列说法正确的是
A.手机话筒的主要作用是把声音信号变成恒定电流
B.5G网络通信主要是利用光导纤维传递信息的
C.北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
D.电磁波只能传递声音信号,不能传递图像信号
6.关于材料和信息的说法不正确的是( )
A.条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料
B.保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较大、熔点比较低
C.如果用超导材料制造电子元件,可以进一步实现电子设备的微型化
D.光纤通信在传递电磁波信号时,利用了光的直线传播的原理来传输信息
7.我国是全世界手机用户最多的国家。关于手机,下列说法正确的是(
)
A.手机是利用超声波来传递信息的
B.听筒是利用电磁感应原理工作的
C.作振动用的电动机利用了磁场对电流有力的作用
D.手机周围没有磁场不会对别的磁体造成影响
8.下列有关电话机叙述中正确的是(
)
A.听筒是将声信号转变成电信号
B.话筒是将电信号转变成声信号
C.听筒内部是利用电磁铁来工作的
D.话筒是利用电磁铁的原理来工作的
9.手机已经成为一种人们沟通和交流的常用工具,下列关于手机说法正确的是
A.手机是利用电磁波来传递信息的
B.手机的充电器是由超导材料制成的
C.使用手机时,消耗的电能是一次能源
D.手机的蓝牙耳机是利用红外线传递信息的
10.下列说法正确的是( )
A.超声波和电磁波都能在真空中传播
B.超导材料可制成电饭锅发热体和远距离输电线
C.热机和电动机的能量转化形式相同
D.铜或铝都导体,常用来做导线
二、填空题
11.如图所示是全国首个5G测温巡逻机器人,5米以内有发烧者经过时就会发出警报声,这是利用声来传递______,同时可以将监测到的人体体温数据通过______波传输到控制室。周围的人听到的警报声是通过______传过来的。
12.如图所示为2019年12月7日,在我国太原卫星发射中心快舟一号火箭携带六颗卫星,成功发射并进入预定轨道的情景。火箭加速上升过程中将燃料燃烧产生的______能转化成机械能,火箭上的六颗卫星在火箭加速上升时相对火箭是______(填“运动”或“静止”)的。卫星进入预计轨道后,会发射______(填“电磁波”或“超声波”)宣告发射成功。
13.智能手机方便了人们的生活,外出旅游时用手机自拍,手机的镜头和______(选填“近视”或“远视”
眼镜的镜片是同一类透镜,拍照时想让像变小点,应该让手机______(选填“靠近”或“远离”
自己,将拍摄到的照片上传到朋友圈,朋友可通过手机浏览到这些照片,这个过程中传递信息的载体是______。
14.如图所示是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图.阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热,热空气从烟囱中上冲,带动发电机发电.这种发电站利用的能源是________能.这种发电站________(选填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能.这种发电方式与火力发电相比的优点是____________(写出一条即可).
15.光是一种______波。如图是某电磁波的波形图,其波长为______m;在无其他任何光源的情况下,舞台追光灯发出的红光,照在穿绿裙子的演员身上,观众看到她裙子是______色。
16.我国新一代运载火箭“长征六号”将20颗卫星送入轨道,创亚洲之最。当地面控制中心向卫星发送指令时,是利用_____(选填“电磁波”或“声波”)传递指令信号的。小明在家中用光纤接入的宽带电视观看了发射直播,在光纤中传播信息的载体是_____。
17.“新冠肺炎”疫情防控期间要勤洗手,用洗手液洗手时会闻到一股香味,这是一种______现象;2020年6月23日,北斗卫星导航系统的“收官之星”第55颗卫星发射成功,北斗卫星导航是______(选填“电磁波”或“声波”)传递信息。
18.可见光和手机信号都属于电磁波,可见光的频率约为1014Hz,4G手机信号频率约为109Hz,二者相比______的波长更短,它们在真空中的传播速度为______m/s。
19.如图是一台收音机的刻度板,表明它能接收电磁波的频率范围。广播电台靠迅速变化的电流发射电磁波。当广播电台发射FM100MHz的电磁波时,线路中的电流方向每秒钟变化______次,电磁波在真空中的波速为______m/s。
20.如图是电磁波的应用,在电磁波的大家族里,每个成员都具有不同的__和不同的__范围,因此他们的物理特性和用途各异。
三、解答题
21.为了探究电话的炭粒话筒将声音转换成电信号的原理,小文设计了如下实验.
①
将电源、小灯泡、两根炭棒连接成如图所示的电路,把一根炭棒水平地架在另一根炭棒上成“十”字形,这时灯泡发光,表明电路连通.
②用手将上边的炭棒往下按,观察灯泡亮度的变化.将炭棒按得越紧,灯泡越亮.
(1)上述实验说明了什么?
(2)该实验与炭粒话筒的实际工作原理有哪些异同?
22.某场比赛正在上海体育场激烈进行着,东方卫视同时通过卫星将这一赛事向全国观众进行现场直播.
(1)北京球迷张先生正在家里通过电视收看这场比赛.若通信卫星离地面高度为.则信号从上海传送到张先生家的电视机中约需要多长时间?
(2)若东方卫视所发出的电视信号的频率为500MHz,则所使用的电磁波的波长是多少?
(3)除了上述的通信方式之外,还可以通过什么办法将电视信号从上海传送到北京(至少列出两种)?
23.阅读短文,回答问题:
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。光电现象由德国物理学家赫兹于
1887
年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象。只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中,如生产线上的自动送料、自动门装置、航标灯、路灯、应急自动照明、自动给水停水装置等方面。利用太阳能的最佳方式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继
IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
(1)太阳能电池是依据____(选填“内”或“外”)光电效应工作的。
(2)外光电效应会从物质中激发出带____(选填“正电”或“负电”)的粒子。
(3)如图是电磁波波谱图。如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应,则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是____。
A.红光,红外线
B.红外线,紫外线
C.紫光,紫外线
D.黄光,紫光
(4)现在楼道内一般不再使用声控开关,而用红外感应开关替代。白天光控开关断开,夜晚光线暗时,光控开关闭合;当有人进入楼道内时,红外感应开关闭合,没人时红外感应开关断开。下列关于楼道内路灯电路设计合理的是(________)(光控开关用光表示,红外感应开关用红表示)。
A.
B.
C.
D.
(5)公共场所严禁吸烟,小明设计了一种简易烟雾报警控制器如下图所示,电路中
R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小,烟雾增大到一定程度使电压表
V
的指针偏转到某区域时触发报警系统。S闭合后,当有烟雾遮挡射向
R的激光时,电压表
V的示数将____(选填“增大”或“减小”);为了使控制器在烟雾较淡时就触发报警器,可以____(填“增大”或“减小”)R0的阻值。
24.阅读下面短文回答问题
双光温测智能识别系统
在企业复工复产和人口聚集的地方,体温监测是疫情防控的第一大关口,双光温测智能识别系统,大幅度地提高了测温效率,有效减少因近距离接触导致的交叉感染风险,为疫情防控工作提供了有力保障。
双光温测智能识别系统中测量温度的原理主要是红外测温。
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量,物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
双光温测智能识别系统汇集其监视范围内的目标红外辐射能量。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号,该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后,转变为被测目标的温度值,使用双光温测智能识别系统,要考虑目标和测温仪所在的环境条件,如环境温度、污染和太阳直晒等因素对性能指标的影响。
(1)一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出______;
(2)通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的____,这就是红外辐射测温所依据的客观基础;
(3)有时发现红外测温仪测量的温度不准确,与正常体温相差较大,写出两条出现这种问题的原因:__,_____;
(4)红外线测温仪主要靠接收物体辐射红外能量的大小来判定物体温度的,实际上,红外线是一种__________(选填“可见光”、“超声波”或“电磁波”)。
1.B
2.D
3.D
4.B
5.C
6.D
7.C
8.C
9.A
10.D
11.信息
电磁
空气
12.内
静止
电磁波
13.远视
远离
电磁波
14.太阳
不能
清洁无污染
15.电磁
0.5
黑
16.电磁波
光
17.扩散
电磁波
18.可见光
3×108
19.2×108
3×108
20.能量
频率
21.略
22.(1)0.24s(2)0.6m(3)还可以通过光纤通信、网络通信等方式将电视信号从上海传送到北京
23.内
负电
C
C
增大
减小
24.红外辐射能量
表面温度
大气污染
太阳直晒
电磁波