高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊(cè)3 無(wú)線電波的發(fā)射和接收學(xué)案設(shè)計(jì)-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

1．知道有效發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件。
2．知道電磁波的調(diào)制、調(diào)諧、解調(diào)在發(fā)射和接收過(guò)程中的作用。
3．認(rèn)識(shí)電磁波譜，了解電磁波各波段的特點(diǎn)及主要用途。
知識(shí)點(diǎn)一無(wú)線電波的發(fā)射
[情境導(dǎo)學(xué)]
移動(dòng)通信的發(fā)射天線如圖所示，為什么發(fā)射天線做成金屬桿狀？
提示：是為了形成開(kāi)放電路，這樣就可以有效地發(fā)射電磁波。
[知識(shí)梳理]
1．要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn)
(1)要有足夠高的振蕩頻率。頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。
(2)應(yīng)采用開(kāi)放電路。振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間。
2．開(kāi)放電路
實(shí)際應(yīng)用中的開(kāi)放電路，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫作地線；線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。
3．無(wú)線電發(fā)射技術(shù)
(1)載波：攜帶要傳遞的信號(hào)的高頻電磁波。
(2)調(diào)制：使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)。
(3)調(diào)制的分類：
調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制。
調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制。
[初試小題]
1．判斷正誤。
(1)振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(√)
(2)要將傳遞的聲音信號(hào)向遠(yuǎn)距離發(fā)射，必須以高頻電磁波作為載波。(√)
(3)調(diào)制就是將低頻信號(hào)變成高頻信號(hào)，再放大后直接發(fā)射出去。(×)
(4)調(diào)制的方法分為調(diào)幅和調(diào)頻。(√)
2．為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載在電磁波上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對(duì)電磁波進(jìn)行( )
A．調(diào)諧 B．放大
C．調(diào)制D．檢波
解析：選C 把要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載到電磁波上發(fā)射出去的過(guò)程叫作調(diào)制，故只有C正確；A、B、D三項(xiàng)應(yīng)是電磁波接收端需進(jìn)行的過(guò)程。
知識(shí)點(diǎn)二無(wú)線電波的接收
[情境導(dǎo)學(xué)]
電視、雷達(dá)和手機(jī)都是通過(guò)電磁波傳遞信息的，請(qǐng)你從它們自身是否是發(fā)射端或接收端比較它們有什么不同？
提示：電視僅僅是接收端，它接收來(lái)自電視臺(tái)的無(wú)線電信號(hào)。雷達(dá)自身發(fā)射信號(hào)，遇到障礙物反射回來(lái)，通過(guò)接收反射波來(lái)確定物體的位置，因此雷達(dá)既是發(fā)射端又是接收端。手機(jī)接收來(lái)自基站的信號(hào)，同時(shí)它又向基站發(fā)射信號(hào)，它既是接收端也是發(fā)射端。
[知識(shí)梳理]
1．接收原理
電磁波在傳播時(shí)遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來(lái)接收電磁波，這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。
2．電諧振
當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象。
3．調(diào)諧
使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程。
4．解調(diào)
使聲音或圖像信號(hào)從接收到的高頻感應(yīng)電流中還原出來(lái)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是調(diào)制的逆過(guò)程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。
5．高頻電視信號(hào)的傳播方式有三種：地面無(wú)線電傳輸、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸以及衛(wèi)星傳輸。不同的傳播方式使用不同頻率范圍的電磁波，采取不同的調(diào)制方式。
[初試小題]
1．判斷正誤。
(1)制作天線必須用導(dǎo)體。(√)
(2)只有接收電路發(fā)生電諧振時(shí)，接收電路中才有振蕩電流。(×)
(3)解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程。(√)
(4)不同傳播方式需要使用不同頻率范圍的電磁波。(√)
2．電臺(tái)將播音員的聲音轉(zhuǎn)換成如圖甲所示的電信號(hào)，再加載到如圖乙所示的高頻載波上，使高頻載波的振幅隨電信號(hào)改變(如圖丙所示)。這種調(diào)制方式稱為( )
A．調(diào)頻 B．調(diào)諧
C．調(diào)幅 D．解調(diào)
解析：選C 使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制，而調(diào)制共有兩種方式：一種是調(diào)幅，即通過(guò)改變高頻電磁波的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載；另一種是調(diào)頻，即通過(guò)改變高頻電磁波的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載。由題意可知，是高頻載波的振幅隨電信號(hào)改變，故為調(diào)幅，選C。
知識(shí)點(diǎn)三電磁波譜
[情境導(dǎo)學(xué)]
如圖所示的四種用電器分別用的是哪種波段的電磁波？它們各自的特性是什么？
提示：甲圖中的手機(jī)用的是無(wú)線電波，無(wú)線電波波動(dòng)性強(qiáng)，可以用來(lái)傳輸信號(hào)；乙圖中的測(cè)溫儀，用的是紅外線，因?yàn)橐磺形矬w都在不停地輻射紅外線且熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)；丙圖的消毒柜，是利用紫外線，因?yàn)樽贤饩€具有較高的能量，可以利用紫外線滅菌消毒；丁圖是醫(yī)用的CT機(jī)，所用的是X射線，因?yàn)閄射線的穿透本領(lǐng)強(qiáng)。
[知識(shí)梳理]
1．電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)大小或頻率高低的順序把它們排列成的譜。按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短依次為無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線等。
2．不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用
[初試小題]
1．判斷正誤。
(1)按波長(zhǎng)由短到長(zhǎng)順序排列的是紫外線、可見(jiàn)光、紅外線。(√)
(2)電磁波的頻率越高，它的波長(zhǎng)就越長(zhǎng)。(×)
(3)紫外線在真空中的傳播速度大于可見(jiàn)光在真空中的傳播速度。(×)
(4)可利用紅外線的熒光效應(yīng)辨別人民幣的真?zhèn)巍?×)
2．[多選]下列說(shuō)法中符合實(shí)際的是( )
A．在醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
B．醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
C．在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力
D．在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力
解析：選BD 紫外線具有殺菌、消毒的作用，X射線穿透能力較強(qiáng)，因此醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，用X射線透視人體；在人造地球衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用射線的衍射能力較強(qiáng)，容易透過(guò)云霧煙塵，因而用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線，所以B、D正確。
[問(wèn)題探究]
收音機(jī)選臺(tái)時(shí)，如果調(diào)諧不準(zhǔn)就會(huì)出現(xiàn)“串臺(tái)”現(xiàn)象，這是為什么？
提示：收音機(jī)選臺(tái)時(shí)，調(diào)至具體頻道時(shí)調(diào)諧器將相對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧，使這一頻率產(chǎn)生的電流達(dá)最大，然后輸送給調(diào)諧器；如果調(diào)諧不準(zhǔn)，就可能出現(xiàn)兩種不同頻率的信號(hào)都會(huì)在電路中產(chǎn)生，即出現(xiàn)“串臺(tái)”現(xiàn)象。
[要點(diǎn)歸納]
1．無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程
2．調(diào)幅和調(diào)頻是調(diào)制的兩種不同方式
(1)使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅，一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波。
(2)使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。
3．解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程
聲音、圖像等信號(hào)的頻率相對(duì)較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號(hào)加載到高頻電磁波信號(hào)上去。將聲音、圖像等信號(hào)加載到高頻電磁波上的過(guò)程就是調(diào)制；而將聲音、圖像等信號(hào)從高頻信號(hào)中還原出來(lái)的過(guò)程就是解調(diào)。
4．正確理解調(diào)諧的作用
世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)以及各種無(wú)線電通信設(shè)備，它們不斷發(fā)射不同頻率的電磁波，如果不加選擇地全部接收下來(lái)，那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要的選擇出來(lái)，通常叫選臺(tái)。如圖所示的是調(diào)諧接收電路，在無(wú)線電技術(shù)中是利用電諧振原理達(dá)到該目的的。
[例題1] [多選]下列關(guān)于無(wú)線電廣播對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因說(shuō)法正確的是( )
A．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)
B．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快
C．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)不變
D．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)改變
[解析] 調(diào)制是把低頻信號(hào)加載到高頻電磁波上增強(qiáng)發(fā)射能力，頻率變大，輻射本領(lǐng)更強(qiáng)，A正確；電磁波在空氣中以接近光速傳播，所以傳播速度不變，B錯(cuò)誤；由λ＝eq \f(v,f)，知波長(zhǎng)與波速和傳播頻率有關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確。
[答案] AD
相近概念的辨析技巧
(1)調(diào)頻和調(diào)幅：這是調(diào)制的兩種方式，使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻；使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱改變的調(diào)制方式叫調(diào)幅。
(2)調(diào)制和解調(diào)：把低頻電信號(hào)加載到高頻等幅振蕩電流上叫作調(diào)制；把低頻電信號(hào)從高頻載波中還原出來(lái)叫解調(diào)，是調(diào)制的逆過(guò)程。
[針對(duì)訓(xùn)練]
1．有一個(gè)LC接收電路，原來(lái)接收較低頻率的電磁波，現(xiàn)在要想接收較高頻率的電磁波，下列調(diào)節(jié)正確的是( )
A．增加電源電壓
B．使用調(diào)頻的調(diào)制方式
C．把可動(dòng)電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋出一些
D．在線圈中插入鐵芯
解析：選C 增大LC接收電路的頻率，由公式f＝eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知應(yīng)減小電容或電感，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；把可動(dòng)電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋出一些，減小了電容，符合題目要求，C項(xiàng)正確；在線圈中插入鐵芯，增大了電感，不合題意，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2．世界各地有許多無(wú)線電臺(tái)同時(shí)廣播，用收音機(jī)一次只能收聽(tīng)到某一電臺(tái)的播音，而不是同時(shí)收聽(tīng)到許多電臺(tái)的播音，其原因是( )
A．因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)離收音機(jī)最近
B．因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)頻率最高
C．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng)
D．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的固有頻率相同，產(chǎn)生了電諧振
解析：選D 選臺(tái)就是調(diào)諧過(guò)程，使f固＝f電磁波，在接收電路中產(chǎn)生電諧振，激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)，D正確。
3．實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波如圖所示，高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩電流如圖甲所示，人對(duì)著話筒說(shuō)話產(chǎn)生低頻振蕩電流信號(hào)如圖乙所示，根據(jù)這兩個(gè)圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應(yīng)是圖中的( )
解析：選B 高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩電流，話筒里面有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當(dāng)我們對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，空氣對(duì)它的壓力隨著聲音信號(hào)的變化而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號(hào)的變化而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號(hào)的變化而變化，這就是調(diào)制。它不但影響了正半周，也影響了負(fù)半周，故選B。
[問(wèn)題探究]
中國(guó)航天員在天宮一號(hào)上成功進(jìn)行了太空授課(如圖)。已知天宮一號(hào)軌道半徑為6 740 km，地球半徑為6 400 km，試計(jì)算航天員講課的實(shí)時(shí)畫(huà)面從天宮一號(hào)發(fā)至地面接收站，最少需要多少時(shí)間？
提示：根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式得t＝eq \f(x,c)＝eq \f(6 740－6 400,3×108)×103 s≈1．13×10－3 s
[要點(diǎn)歸納]
1．無(wú)線電波
λ＞1 mm的電磁波叫無(wú)線電波。無(wú)線電波可以分成若干波段。
2．雷達(dá)的原理及應(yīng)用
(1)雷達(dá)的原理
利用電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的特性。
(2)雷達(dá)的構(gòu)造及特點(diǎn)
一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達(dá)工作和處理信號(hào)的計(jì)算機(jī)以及防干擾設(shè)備等構(gòu)成。
①雷達(dá)既是無(wú)線電波的發(fā)射端，又是無(wú)線電波的接收端。
②雷達(dá)使用的無(wú)線電波是直線性好、反射性能強(qiáng)的微波波段。
[例題2] 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？
[思路點(diǎn)撥] 應(yīng)用ab段為無(wú)線電波發(fā)射到返回的時(shí)間，可求出電磁波的路程，即可求出障礙物與雷達(dá)之間的距離。
[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)離障礙物的距離為x，無(wú)線電波來(lái)回時(shí)間為t，波速為c，由2x＝ct得x＝eq \f(ct,2)＝eq \f(3.0×108×50×10－6,2) m＝7．5×103 m。
[答案] 7．5×103 m
雷達(dá)偵察問(wèn)題的解決方法
(1)電磁波在空中的傳播速度可認(rèn)為等于真空中的光速c，根據(jù)雷達(dá)熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時(shí)間間隔，可求得偵察距離。
(2)根據(jù)發(fā)射無(wú)線電波的方向和仰角，確定被偵察物體的位置。
(3)雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播距離的一半。
[針對(duì)訓(xùn)練]
1．[多選]下列關(guān)于無(wú)線電波的敘述中，正確的是( )
A．無(wú)線電波是波長(zhǎng)從幾十千米到幾毫米的電磁波
B．無(wú)線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3．0×108 m/s
C．無(wú)線電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象
D．無(wú)線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)變短
解析：選AD 無(wú)線電波中長(zhǎng)波波長(zhǎng)有幾十千米，微波中的毫米波只有幾毫米，A項(xiàng)正確；無(wú)線電波在介質(zhì)中的傳播速度小于在真空中的傳播速度3．0×108 m/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；無(wú)線電波也能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，C項(xiàng)錯(cuò)誤；無(wú)線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，由于傳播速度減小，由λ＝eq \f(v,f)可知波長(zhǎng)變短，D項(xiàng)正確。
2．[多選]關(guān)于電磁波的傳播，下列敘述正確的是( )
A．電磁波頻率越高，越容易沿地面?zhèn)鞑?br>B．電磁波頻率越高，越容易沿直線傳播
C．電磁波在各種介質(zhì)中傳播的波長(zhǎng)恒定
D．可以利用同步衛(wèi)星傳遞微波信號(hào)
解析：選BD 由c＝λf可判定，電磁波頻率越高，波長(zhǎng)越短，衍射性越差，越容易沿直線傳播，B正確，A錯(cuò)誤；電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，而傳播速度改變，由λ＝eq \f(v,f)可知波長(zhǎng)改變，C錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止在赤道上空36 000 km高的地方，用它作微波中繼站，傳遞微波信號(hào)，D正確。
3．一雷達(dá)站探測(cè)敵機(jī)時(shí)熒光屏上出現(xiàn)的記錄圖像如圖，A是發(fā)射時(shí)的雷達(dá)探索波的脈沖波形，B是敵機(jī)反射回來(lái)的脈沖波形，則敵機(jī)距雷達(dá)站的距離是多少？
解析：由題圖知兩波形相差3×10－3 s，即敵機(jī)與雷達(dá)站距離為x＝vt＝3×108×eq \f(1,2)×3×10－3 m＝4．5×105 m。
答案：4．5×105 m
[問(wèn)題探究]
紅外線在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)舉例說(shuō)明。
提示：根據(jù)紅外線的熱作用比較強(qiáng)制成熱譜儀、紅外線夜視儀、紅外線體溫計(jì)等；根據(jù)紅外線可以進(jìn)行搖控制成電視、空調(diào)遙控器等。
[要點(diǎn)歸納]
1．共性
(1)它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒(méi)有絕對(duì)的意義。
(2)都遵循公式v＝λf，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄＝3．0×108 m/s。
(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。
(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。
2．個(gè)性
(1)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)越短穿透能力越強(qiáng)。
(2)同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中傳播速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越大折射率越大，速度越小。
(3)用途不同：無(wú)線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術(shù)，紫外線用于殺菌消毒，X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等。
[例題3] 下面列出的一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象，請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。
(1)X光機(jī)：________。
(2)紫外線燈：________。
(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好，這里的“神燈”是利用________。
A．紫外線具有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)
B．紫外線具有殺菌消毒作用
C．X射線具有較強(qiáng)的貫穿力
D．紅外線具有顯著的熱效應(yīng)
E．紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射
[解析] (1)X光機(jī)是用來(lái)透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，采用了X射線，因此選擇C。
(2)紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光效應(yīng)，因此選擇B。
(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇D。
[答案] (1)C (2)B (3)D
電磁波在生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛，聯(lián)系實(shí)際的題較多，要提高自己運(yùn)用知識(shí)的能力，應(yīng)該留心自然中、生活中、現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用了什么物理現(xiàn)象和規(guī)律，是如何應(yīng)用的，這是解決此題的關(guān)鍵。

[針對(duì)訓(xùn)練]
1．[多選]關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是( )
A．X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的穿透作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變
B．γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高
C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射
D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線
解析：選AB X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的穿透作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變，故A正確。γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確。在電磁波譜中從無(wú)線電波到γ射線，波長(zhǎng)逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長(zhǎng)越大，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無(wú)線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C、D錯(cuò)誤。
2．2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9．0級(jí)地震，地震和地震引發(fā)的海嘯造成大量建筑物倒塌。為了將埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出來(lái)，我國(guó)及時(shí)派出了救援隊(duì)。救援隊(duì)在救援過(guò)程中使用生命探測(cè)儀來(lái)尋找被壓在廢墟中的大量傷員，這種儀器主要是接收人體發(fā)出的( )
A．可見(jiàn)光 B．紅外線
C．紫外線D．聲音
解析：選B 不同溫度的物體會(huì)發(fā)出不同頻率的紅外線，生命探測(cè)儀就是根據(jù)人體發(fā)出的紅外線與周圍環(huán)境輻射的紅外線不同來(lái)尋找被困者，B正確。
3．[多選]關(guān)于真空中波長(zhǎng)為0.6 μm的紅光，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．其在真空中傳播速度為3．0×108 m/s
B．其頻率是5×1014 Hz
C．在真空中傳播10 m的距離需要的時(shí)間是1．0×10－5 s
D．在10 m的距離中(真空)約有1．7×107個(gè)波長(zhǎng)
解析：選ABD 各種電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，故A項(xiàng)正確；由題意知λ＝0.6 μm＝0.6×10－6 m，根據(jù)公式c＝λf得，f＝eq \f(c,λ)＝5×1014Hz，B項(xiàng)正確；傳播10 m所需的時(shí)間t＝eq \f(x,v)＝3．3×10－8 s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；10 m中的波長(zhǎng)個(gè)數(shù)為n＝eq \f(x,λ)≈1．7×107個(gè)，D項(xiàng)正確。
1．關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是( )
A．發(fā)射無(wú)線電波時(shí)需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)
B．電視機(jī)的遙控器發(fā)射紫外線
C．電磁波中頻率最大的為γ射線，用它最容易觀察到衍射現(xiàn)象
D．雷達(dá)使用微波是因?yàn)槲⒉úㄩL(zhǎng)較短能沿直線傳播
解析：選D 發(fā)射無(wú)線電波時(shí)，需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制，而接收時(shí)需要解調(diào)，故A錯(cuò)誤；電視機(jī)的遙控器發(fā)射紅外線，故B錯(cuò)誤；γ射線波長(zhǎng)最小，所以最不容易觀察到衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；雷達(dá)使用微波是因?yàn)槔走_(dá)使用的微波波長(zhǎng)較短能沿直線傳播，D正確。
2．古代也采用過(guò)“無(wú)線”通信的方式，如在烽火臺(tái)利用火光傳遞信息，利用打鼓傳出聲音傳遞信號(hào)等。關(guān)于聲音與光，下列說(shuō)法正確的是( )
A．聲音和光都是機(jī)械波
B．聲音和光都是電磁波
C．聲音是機(jī)械波，光是電磁波
D．聲音是電磁波，光是機(jī)械波
解析：選C 聲音屬于機(jī)械波，光屬于電磁波，故選C。
3．[多選]關(guān)于電磁波的發(fā)射過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是( )
A．必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制
B．必須使信號(hào)產(chǎn)生電諧振
C．必須把傳輸信號(hào)加到高頻電流上
D．必須使用開(kāi)放回路
解析：選ACD 在電磁波的發(fā)射過(guò)程中，一定要對(duì)低頻輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，把傳輸信號(hào)加到高頻電流上，為了有效地向外發(fā)射電磁波，必須使用開(kāi)放電路，A、C、D正確。而產(chǎn)生電諧振是在接收過(guò)程中，B錯(cuò)誤。
4．一臺(tái)收音機(jī)可接收中波、短波兩個(gè)波段的無(wú)線電波，打開(kāi)收音機(jī)后蓋，在磁棒上能看到兩組線圈，其中一組是用細(xì)線密繞匝數(shù)多的線圈，另一組是用粗線疏繞匝數(shù)少的線圈，由此可以判斷( )
A．匝數(shù)多的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波
B．匝數(shù)多的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接收短波
C．匝數(shù)少的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波
D．匝數(shù)少的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接收短波
解析：選A 根據(jù)密繞匝數(shù)多的線圈電感大、疏繞匝數(shù)少的線圈電感小，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)f＝eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知，電感越大，回路固有頻率越小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)λ＝eq \f(c,f)可知，頻率越小，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，A選項(xiàng)正確。
5．[多選]在電磁波的發(fā)射過(guò)程中，用一平行板電容器C和一個(gè)線圈L組成LC振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，下列調(diào)節(jié)正確的是( )
A．增大電容器兩極板間的距離
B．增大線圈的匝數(shù)，在線圈中加鐵芯
C．把電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋出一些
D．把電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋進(jìn)一些
解析：選BD 要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，根據(jù)λ＝eq \f(c,f)，可知需要減小頻率。根據(jù)f＝eq \f(1,2π\(zhòng)r(LC))，可知要減小頻率可以增加自感系數(shù)或電容。要增加電容，根據(jù)C＝eq \f(εrS,4πkd)，可
知可以減小極板的距離、增加正對(duì)面積、插入電介質(zhì)；要增加自感系數(shù)，可以增大線圈的匝數(shù)，在線圈中加鐵芯。故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。
6．有波長(zhǎng)分別為290 m、397 m、566 m的無(wú)線電波同時(shí)傳向收音機(jī)的接收天線，當(dāng)把收音機(jī)的調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756 kHz時(shí)：
(1)哪種波長(zhǎng)的無(wú)線電波在收音機(jī)中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)？
(2)如果想接收到波長(zhǎng)為290 m的無(wú)線電波，應(yīng)該把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋進(jìn)一些，還是旋出一些？
解析：(1)根據(jù)公式f＝eq \f(c,λ)得f1＝eq \f(c,λ1)＝eq \f(3.0×108,290)Hz≈1 034 kHz，f2＝eq \f(c,λ2)＝eq \f(3.0×108,397)Hz≈756 kHz，f3＝eq \f(c,λ3)＝eq \f(3.0×108,566)Hz≈530 kHz。所以波長(zhǎng)為397 m的無(wú)線電波在收音機(jī)中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。
(2)要接收波長(zhǎng)為290 m的無(wú)線電波，應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率，因此應(yīng)把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋出一些。
答案：見(jiàn)解析
特點(diǎn)
用途
無(wú)線電波
波動(dòng)性強(qiáng)
通信、廣播、導(dǎo)航
紅外線
熱作用強(qiáng)
加熱、遙測(cè)、遙感、紅外線制導(dǎo)
可見(jiàn)光
感光性強(qiáng)
照明、照相等
紫外線
化學(xué)作用熒光效應(yīng)
殺菌消毒、治療皮膚病等
X射線
穿透力強(qiáng)
檢查、探測(cè)、透視、治療
γ射線
穿透力最強(qiáng)
探測(cè)、治療
無(wú)線電波的發(fā)射和接收
無(wú)線電波的分類及傳播特點(diǎn)
波段
波長(zhǎng)
頻率
傳播方式
主要用途
長(zhǎng)波
30 000～3 000米
10～100 千赫
地波
調(diào)幅廣播、導(dǎo)航
中波
3 000～200米
100～1 500千赫
地波和天波
中短波
200～50米
1 500～6 000千赫
天波
調(diào)幅廣播、電報(bào)、通信
短波
50～10米
6～30兆赫
微波
米波
10～1米
30～300兆赫
近似直線傳播
調(diào)頻廣播、電視、導(dǎo)航
分米波
10～1分米
300～3 000兆赫
直線傳播
電視、雷達(dá)、導(dǎo)航
厘米波
10～1厘米
3 000～30 000兆赫
毫米波
10～1毫米
30 000～300 000兆赫
各種電磁波的特性

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