2024高中物理課下能力提升二十二第十四章第45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

PAGEPAGE3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)到短依次排列的是()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．最簡(jiǎn)潔發(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射線穿透實(shí)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．照耀紫外線可增進(jìn)人體對(duì)鈣的汲取，因此人們應(yīng)盡可能多地接受紫外線的照耀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，運(yùn)用的是長(zhǎng)波段的無(wú)線電波D．雷達(dá)每次放射無(wú)線電波的時(shí)間約為10－6s二、非選擇題5．某高速馬路自動(dòng)測(cè)速儀裝置如圖甲所示，雷達(dá)向汽車駛來(lái)的方向放射不連續(xù)的電磁波，每次放射時(shí)間約為10－6s，相鄰兩次放射時(shí)間間隔為t。當(dāng)雷達(dá)向汽車放射無(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)其次個(gè)尖形波。依據(jù)兩個(gè)波的距離，可以計(jì)算出汽車距雷達(dá)的距離，依據(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)依據(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6000K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3K，所發(fā)出的輻射稱為“3K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“3K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)當(dāng)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)潔的、比較有效的電磁波的放射裝置，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．①②③B．②③④C．①④D．①②④3．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)能劇烈汲取某些波長(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)電磁波的汲取狀況，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．2.5～3.5μmB．4～4.5μmC．5～7μmD．8～13μm4．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)覺(jué)和跟蹤空中與水面目標(biāo)，工作頻率為1.2×109～1.4×109Hz。對(duì)空中目標(biāo)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離為470km，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)采納的是X射線B．脈沖雷達(dá)采納的是微波C．預(yù)警機(jī)高速飛行時(shí)，放射的脈沖信號(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)處放射無(wú)線電波，每次放射的時(shí)間為1μs，兩次放射的時(shí)間間隔為100μs，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，利用變更調(diào)諧電路中線圈自感的方法來(lái)選擇波段，再利用調(diào)整可變電容器的方法，在同一波段內(nèi)選擇所須要的頻率。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。假如可變電容器C的調(diào)整范圍為12～180pF，L1為700μH，那么在中波段接收無(wú)線電波的頻率范圍是多大？假如這臺(tái)收音機(jī)能接收的無(wú)線電波的頻率最高為20MHz，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)、紫的依次波長(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射線因其穿透實(shí)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，殺菌實(shí)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耀，對(duì)人體來(lái)說(shuō)也是有害的，A、D錯(cuò)誤；并不是全部的高溫物體發(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)每次放射無(wú)線電波的時(shí)間一般不超過(guò)1μs，A、B、D正確，C錯(cuò)誤。5．解析：依據(jù)圖乙所示，第一次測(cè)量時(shí)汽車距雷達(dá)的距離s1＝eq\f(ct1,2)其次次測(cè)量時(shí)汽車距雷達(dá)的距離s2＝eq\f(ct2,2)兩次放射電磁波時(shí)間間隔為t，則汽車的速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(s1－s2,t)＝eq\f(ct1－t2,2t)答案：v＝eq\f(ct1－t2,2t)[提能練]1．解析：選A由題意知，隨著溫度的上升，發(fā)出的電磁波的波長(zhǎng)變短，則溫度約為3K時(shí)，稱為“3K背景輻射”，發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)較大，故若要進(jìn)行“3K背景輻射”的觀測(cè)，應(yīng)當(dāng)選擇無(wú)線電波，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．解析：選B比較有效的放射電磁波的裝置應(yīng)當(dāng)有調(diào)制電路、高頻振蕩電路和開放振蕩電路。調(diào)制電路是把須要放射的信號(hào)裝載在調(diào)頻電磁波上才能放射出去，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)諧電路是在接收端須要的電路。3．解析：選D由題圖可知：水對(duì)電磁波汲取的波長(zhǎng)范圍為0～8μm，二氧化碳對(duì)電磁波汲取的波長(zhǎng)范圍為3～5μm和大于13μm，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8～13μm，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＝2πeq\r(LC)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)放射無(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)線電波從放射到返回所用時(shí)間為50μs。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＝50μs，波速為c，由2x＝ct得x＝eq\f(ct,2)＝eq\f(3.0×108×50×10－6,2)m＝7.5×103m＝7.5km答案：7.5×103m(或7.5km)6．解析：由公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，得f1＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(L1C1))＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(700×10－6×12×10－12))Hz≈1737kHzf2＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(L1