1、电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每题6分,共42分)1.(2020雅安高二检测)太阳风暴袭击地球时,不仅会影响通信、威胁卫星,而且会破坏臭氧层。臭氧层作为地球的保护伞,是因为臭氧能吸收太阳辐射中()A.波长较短的可见光B.波长较长的可见光C.波长较短的紫外线D.波长较长的红外线【解析】选C。臭氧层可以挡住紫外线,从而减少其对人体的损害。2.(多选)(2020江苏高考)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有()A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的“彩超”机【解析】选A、B
2、。紫外灯的频率高,能量强,所以用于杀菌,属于电磁波的应用,A正确;X光的穿透能力较强,所以用于拍胸片,属于电磁波的应用,B正确;超声波雾化器是超声波的应用,与电磁波无关,C错误;“彩超”机属于超声波的应用,与电磁波无关,D错误。3.(多选)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.增大电容器极板间距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布到较大的空间D.增加回路中的电容和电感【解析】选A、C。要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考虑:一是提高振荡频率,二是使电磁场尽可能地分散开,C正确;由f=可知,当增大电容器极板间的距离时,电容C变小,振荡频率
3、f增大,A正确;使电容器正对面积变大,电容C变大,振荡频率f变小,B错误;增大回路中的电感L和电容C,振荡频率f变小,D错误。4.一台简单收音机的收音过程至少要经过的过程是()A.调谐和解调B.调制和检波C.调谐和调幅D.调幅和检波【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)收音机是电磁波的接收装置。(2)接收电磁波时先通过调谐发生电谐振而接收到电磁波,然后将声音信号从高频电流中还原出来。【解析】选A。收音机是电磁波的接收装置,因此至少需要有调谐电路和检波(解调)电路。5.(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,要收到电信号,应()A.增大调谐
4、电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.减小调谐电路中线圈的匝数D.将线圈中的铁芯取走【解析】选C、D。当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时,发生电谐振才能收听到电台信号。由题意可知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低,由f=可知在C无法再调节前提下,可减小电感L,即可通过减小调谐电路中线圈的匝数或将线圈中的铁芯取走来减小电感L,从而提高调谐电路固有频率,A、B均错误,C、D正确。故选C、D。6.2020年新冠疫情席卷全国,给国家的生产,人们的生活都带来了严峻的挑战,在中国人民的团结下,我们终于控制住了疫情,人们也恢复了正常的生活。但是在疫情面前,依然不能掉以轻心,商场门口利用红外线热像
5、仪来对顾客进行体温的测量,红外线热像仪通过红外线遥感,可检测出经过它时的发热人群,从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪,下列说法中正确的是()A.选择红外线进行检测,主要是因为红外线光子能量小,可以节约能量B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用D.根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温【解析】选D。一切物体均能发出红外线,因此使用红外线进行检测,这里与能量小没有关系,故A错误。红外线热像仪通过接收到人体发出的红外线照射从而来检测,故B错误。紫外线热像仪具有杀菌作用,红外线能量小得多,没有杀菌作用,故C错误。一切物体都能发
6、射红外线,且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同,根据此原理来检测体温,选项D正确。7.(多选)以下关于机械波和电磁波的说法中正确的是()A.机械波能发生多普勒效应,电磁波没有多普勒效应B.机械波能发生干涉、衍射,电磁波没有干涉、衍射现象C.机械波的传播离不开介质,电磁波的传播可以不依赖介质D.机械波在介质中的波速与波的频率无关,电磁波在介质中的波速与波的频率有关【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)一切波都能发生多普勒效应和干涉、衍射现象。(2)机械波的波速由介质决定,与波的频率无关;电磁波在介质中的波速既与介质的性质有关,还与波的频率有关。【解析】选C、D。只要是波,都能发生
7、多普勒效应,A错误;干涉和衍射现象是波的特有现象,一切波都能发生干涉和衍射,B错误;机械波是机械振动在介质中的传播过程,机械波传播时需要介质,而电磁波传播的是电磁场,电磁场本身就是物质,故电磁波的传播可以不依赖介质,C正确;机械波在介质中的波速与波的频率无关,由介质的性质决定,而电磁波在介质中的波速既与介质的性质有关,还与波的频率有关,D正确。二、非选择题(18分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)8.(2020江苏高考)国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务团队创造了多项世界第一。在探月任务中,“玉兔二号”月球车朝正下方
8、发射一束频率为f的电磁波,该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来,反射波回到“玉兔二号”的时间差为t。已知电磁波在月壤层中传播的波长为,求该月壤层的厚度d。【解析】电磁波在月壤层中的传播速度满足v=f根据题意可知2d=vt解得月壤层厚度为d=t答案:t9.(7分)(多选)(2020资阳高二检测)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0.3 m至1.5 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到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
9、电磁波,反射性能越强【解析】选A、C、D。由=可求得200 MHz和1 000 MHz的电磁波波长分别为1.5 m和0.3 m,所以A项正确。周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替垂直产生由近及远地传播而形成电磁波,所以B项错误。通过电磁波的传播距离s=vt=ct可确定雷达和目标的距离,所以C项正确。波长越短的电磁波,其频率越高,反射性能越强,所以D项正确。故正确选项为A、C、D。10.(7分)(多选) 用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要减小电磁波的发射频率,可采用的做法是()A.增大电容器两极板间的距离B.减小电容器两极板间的距离C.增大电容器两极板的正对面积D.在电容器两极板间
10、加入电介质【解析】选B、C、D。由f=可知,要减小f,就必须增大平行板电容器的电容C或电感L;由C=可知,要增大C,就必须减小电容器两极板间的距离或增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质,故选项B、C、D正确。11.(13分)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?【解析】(1)根据公式f=,设波长分别为290 m、397 m、566 m
11、的无线电波的频率分别为f1、f2、f3,则有f1= Hz1 034 kHzf2= Hz756 kHzf3= Hz530 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。答案:(1)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)旋出一些【加固训练】 (多选)下列说法中正确的是()A.无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波B.无线电波在真空中的波长范围可从几毫米到几十千米C.无线电波的频率越低越容易发射D.发射无线电波是为了向远处传递电能【解析】选A、B。无线电波在电磁波中波长最长,其波长范围可从几毫米到几十千米,所以A、B项正确;发射无线电波的条件是频率足够高且有开放电路,C项错;发射无线电波的目的是向远处传递信号,D项错。12.(13分)某收音机可变电容器调到C1时能接收到波长为300 m的电磁波,当电容调到C2时,能接收到波长为400 m的电磁波,若电容调到C1+C2时,能接收到的电磁波波长为多少?【解析】由f=可得,1=2c,2=2c,3=2c;由于1=300 m,2=400 m,解得3=500 m。答案:500 m