2019高中物理 課下能力提升二十二 第十四章 第4、5節(jié) 電磁波與信息化社會(huì) 電磁波譜（含解析）新人教版選修3-4.doc

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電磁波與信息化社會(huì)　電磁波譜 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．[多選]在電磁波中，波長(zhǎng)按從長(zhǎng)到短順序排列的是(　　) A．無(wú)線電波、可見光、紅外線 B．無(wú)線電波、可見光、γ射線 C．紅光、黃光、綠光 D．紫外線、X射線、γ射線 2．[多選]下列關(guān)于各種電磁波的說(shuō)法中正確的是(　　) A．最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波 B．紫外線有明顯的熱效應(yīng) C．X射線穿透能力較強(qiáng)，所以可用來(lái)檢查工件 D．明朗的天空看起來(lái)是藍(lán)色的是光散射的結(jié)果 3．下列關(guān)于紫外線的說(shuō)法正確的是(　　) A．照射紫外線可增進(jìn)人體對(duì)鈣的吸收，因此人們應(yīng)盡可能多地接受紫外線的照射 B．一切高溫物體發(fā)出的光都含有紫外線 C．紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，常被用來(lái)防偽 D．紫外線有殺菌消毒的作用，是因?yàn)槠溆袩嵝?yīng) 4．[多選]下列關(guān)于雷達(dá)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．雷達(dá)是利用無(wú)線電波測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備 B．電磁波遇到障礙物要發(fā)生反射，雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的 C．雷達(dá)要確定較遠(yuǎn)物體的位置，使用的是長(zhǎng)波段的無(wú)線電波 D．雷達(dá)每次發(fā)射無(wú)線電波的時(shí)間約為10－6 s 二、非選擇題 5．某高速公路自動(dòng)測(cè)速儀裝置如圖甲所示，雷達(dá)向汽車駛來(lái)的方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時(shí)間約為10－6 s，相鄰兩次發(fā)射時(shí)間間隔為t。當(dāng)雷達(dá)向汽車發(fā)射無(wú)線電波時(shí)，在熒光屏上呈現(xiàn)出一個(gè)尖形波；在收到反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)，在熒光屏上呈現(xiàn)第二個(gè)尖形波。根據(jù)兩個(gè)波的距離，可以計(jì)算出汽車距雷達(dá)的距離，根據(jù)自動(dòng)打下的紙帶(如圖乙所示)，可求出該汽車的車速，請(qǐng)根據(jù)給出的t1、t2、t、c列出汽車車速的表達(dá)式。 [提能練] 一、選擇題 1．太陽(yáng)表面溫度約為6 000 K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進(jìn)行“3 K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)該選擇下列哪一個(gè)波段(　　) A．無(wú)線電波 B．紫外線 C．X射線 D．γ射線 2．簡(jiǎn)單的、比較有效的電磁波的發(fā)射裝置，至少應(yīng)具備以下電路中的(　　) ①調(diào)諧電路； ②調(diào)制電路；③高頻振蕩電路；④開放振蕩電路 A．①②③ B．②③④ C．①④ D．①②④ 3．紅外遙感衛(wèi)星通過(guò)接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來(lái)探測(cè)地面物體的狀況。地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長(zhǎng)的電磁波，只有一部分能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收。下圖為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長(zhǎng)電磁波的吸收情況，由題圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長(zhǎng)范圍為(　　) A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μm C．5～7 μm D．8～13 μm 4．我國(guó)“空警－2000”預(yù)警機(jī)上裝備有多功能三坐標(biāo)多普勒脈沖雷達(dá)，可進(jìn)行全向探測(cè)，主要用于發(fā)現(xiàn)和跟蹤空中與水面目標(biāo)，工作頻率為1.2109～1.4109 Hz。對(duì)空中目標(biāo)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離為470 km，該機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)可同時(shí)跟蹤60～100個(gè)空中目標(biāo)，并對(duì)戰(zhàn)術(shù)空軍的10架飛機(jī)實(shí)施引導(dǎo)。下列關(guān)于該脈沖雷達(dá)的說(shuō)法正確的是(　　) A．脈沖雷達(dá)采用的是X射線 B．脈沖雷達(dá)采用的是微波 C．預(yù)警機(jī)高速飛行時(shí)，發(fā)射的脈沖信號(hào)傳播速率可能大于光在真空中的速率 D．增大它的振蕩電路可變?nèi)萜鞯碾娙?，可增大雷達(dá)的工作頻率 二、非選擇題 5．一個(gè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無(wú)線電波，每次發(fā)射的時(shí)間為1 μs，兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100 μs，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示，已知圖中刻度 ab＝bc，則障礙物與雷達(dá)之間的距離是多大？ 6.收音機(jī)接收無(wú)線電波的頻率范圍比較寬，通常把頻率分成幾個(gè)波段，利用改變調(diào)諧電路中線圈自感的方法來(lái)選擇波段，再利用調(diào)節(jié)可變電容器的方法，在同一波段內(nèi)選擇所需要的頻率。如圖所示是某收音機(jī)的調(diào)諧電路，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S置于位置1時(shí)，電路中線圈的自感為L(zhǎng)1，接收中波段的無(wú)線電波；當(dāng)S置于位置2時(shí)，電路中線圈的自感為L(zhǎng)2，接收短波段的無(wú)線電波。如果可變電容器C的調(diào)節(jié)范圍為12～180 pF，L1為700 μH，那么在中波段接收無(wú)線電波的頻率范圍是多大？如果這臺(tái)收音機(jī)能接收的無(wú)線電波的頻率最高為20 MHz，那么L2是多大？ 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選BCD　電磁波中，波長(zhǎng)按從長(zhǎng)到短排列的是無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線?？梢姽庵?，按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序波長(zhǎng)越來(lái)越短。故選項(xiàng)B、C、D正確。 2．解析：選ACD　波長(zhǎng)越長(zhǎng)越易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A正確；有明顯熱效應(yīng)的是紅外線，故B錯(cuò)誤；X射線因其穿透能力強(qiáng)而常用于人體拍片和檢查金屬工件缺陷，故C正確；天空看起來(lái)是藍(lán)色是由于波長(zhǎng)較短的光易被散射，故D正確。 3．解析：選C　由于紫外線有顯著的生理作用，殺菌能力較強(qiáng)，在醫(yī)療上有其應(yīng)用，但是過(guò)多地接受紫外線的照射，對(duì)人體來(lái)說(shuō)也是有害的，A、D錯(cuò)誤；并不是所有的高溫物體發(fā)出的光都含有紫外線，B錯(cuò)誤；紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用來(lái)防偽，C正確。 4．解析：選ABD　雷達(dá)是利用無(wú)線電波測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備；電磁波遇到障礙物要反射，雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的；波長(zhǎng)短的電磁波，傳播的直線性好，有利于用電磁波定位，因此雷達(dá)用的是微波；雷達(dá)每次發(fā)射無(wú)線電波的時(shí)間一般不超過(guò)1 μs，A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 5．解析：根據(jù)圖乙所示，第一次測(cè)量時(shí)汽車距雷達(dá)的距離s1＝ 第二次測(cè)量時(shí)汽車距雷達(dá)的距離s2＝ 兩次發(fā)射電磁波時(shí)間間隔為t，則汽車的速度 v＝＝＝ 答案：v＝ [提能練] 1．解析：選A　由題意知，隨著溫度的升高，發(fā)出的電磁波的波長(zhǎng)變短，則溫度約為3 K時(shí)，稱為“3 K背景輻射”，發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)較大，故若要進(jìn)行“3 K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)該選擇無(wú)線電波，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 2．解析：選B　比較有效的發(fā)射電磁波的裝置應(yīng)該有調(diào)制電路、高頻振蕩電路和開放振蕩電路。調(diào)制電路是把需要發(fā)射的信號(hào)裝載在調(diào)頻電磁波上才能發(fā)射出去，高頻振蕩電路能產(chǎn)生高頻電磁波，開放振蕩電路能把電磁波發(fā)送的更遠(yuǎn)。而調(diào)諧電路是在接收端需要的電路。 3．解析：選D　由題圖可知：水對(duì)電磁波吸收的波長(zhǎng)范圍為0～8 μm，二氧化碳對(duì)電磁波吸收的波長(zhǎng)范圍為3～5 μm和大于13 μm，所以能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收的波長(zhǎng)范圍為8～13 μm，D正確。 4．解析：選B　脈沖雷達(dá)是利用微波測(cè)速、測(cè)距的，其傳播速率等于光速，故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；由T＝2π 可知，增大振蕩電路的電容，其周期變大，工作頻率減小，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．解析：圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，由ab＝bc可知，無(wú)線電波從發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 μs。 設(shè)雷達(dá)距障礙物的距離為x，無(wú)線電波來(lái)回時(shí)間為t＝50 μs，波速為c，由2x＝ct得 x＝＝ m ＝7.5103 m＝7.5 km 答案：7.5103 m(或7.5 km) 6．解析：由公式f＝，得 f1＝ ＝ Hz≈1 737 kHz f2＝ ＝ Hz≈449 kHz 由fm＝ 得 L2＝ ＝ H ≈5.28 μH 答案：449～1 737 kHz　5.28 μH