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新教材高中物理選修第二冊(cè)分層提升講義14 B無線電波的發(fā)射和接收 中檔版(含解析)
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這是一份新教材高中物理選修第二冊(cè)分層提升講義14 B無線電波的發(fā)射和接收 中檔版(含解析),共27頁。
?無線電波的發(fā)射和接收
知識(shí)點(diǎn):無線電波的發(fā)射和接收
一、無線電波的發(fā)射
1.要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有的兩個(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)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,因此采用開放電路.
2.實(shí)際應(yīng)用中的開放電路,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.電磁波的調(diào)制:在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù).調(diào)制分為調(diào)幅和調(diào)頻.
(1)調(diào)幅(AM):使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的調(diào)制方法.
(2)調(diào)頻(FM):使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的調(diào)制方法.
二、無線電波的接收
1.接收原理:電磁波在傳播時(shí)如果遇到導(dǎo)體,會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,空中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波,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),這種現(xiàn)象叫作電諧振,相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振.
(1)調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程.
(2)解調(diào):把聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來的過程.調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波.
三、電視廣播的發(fā)射和接收
1.電視廣播信號(hào)是一種無線電信號(hào),實(shí)際傳播中需要通過載波將信號(hào)調(diào)制成高頻信號(hào)再進(jìn)行傳播.
2.高頻電視信號(hào)的三種傳播方式:地面無線電傳輸、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸以及衛(wèi)星傳輸.
3.電視信號(hào)的接收:電視機(jī)接收到的高頻電磁波信號(hào)經(jīng)過解調(diào)將得到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)和伴音信號(hào).
技巧點(diǎn)撥
一、無線電波的發(fā)射
1.有效發(fā)射電磁波的條件
要有效地向外發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有的兩個(gè)特點(diǎn):
(1)要有足夠高的振蕩頻率.頻率越高,振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大,如果是低頻信號(hào),要用高頻信號(hào)運(yùn)載才能將其更有效地發(fā)射出去.
(2)采用開放電路.采用開放電路可以使振蕩電路的電磁場分散到盡可能大的空間,如下圖.
2.調(diào)制
(1)概念:把要傳遞的信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上,使載波隨各種信號(hào)而改變.
(2)調(diào)制的分類
①調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的調(diào)制技術(shù),如下圖所示.
②調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的調(diào)制技術(shù),如下圖所示.
二、無線電波的接收
1.無線電波的接收原理
利用電磁感應(yīng)在接收電路產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流.
2.方法
(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振,使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng).
(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來.
(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別:調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過程,即選攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流,在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過程;解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來的過程.
例題精練
1.(2021?臺(tái)州二模)關(guān)于下列教材中的四幅圖片,說法正確的是( )
A.圖甲表明光具有波動(dòng)性
B.圖乙接收信號(hào)的頻率從95Hz到100Hz,可以將可變電容的正對(duì)面積調(diào)大
C.圖丙中的微波爐的微波是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的
D.圖丁中的高頻扼流圈的匝數(shù)要比低頻扼流圈少
【分析】電子與光子碰撞表明光具有粒子性;由f=結(jié)合電容器電容與正對(duì)面積的關(guān)系可分析;微波是自由電子受激發(fā)產(chǎn)生的;高頻扼流圈匝數(shù)少,低頻扼流圈匝數(shù)多。
【解答】解:A.電子與光子碰撞表明光具有粒子性,故A錯(cuò)誤;
B.由f=可知電容對(duì)高頻的響應(yīng)差,對(duì)低頻的響應(yīng)好,圖乙接收信號(hào)的頻率所以從95Hz到100Hz,可以將可變電容的正對(duì)面積調(diào)小,故B錯(cuò)誤;
C、微波是在電真空器件或半導(dǎo)體器件上通以直流電或50Hz的交流電,利用電子在磁場中作特殊運(yùn)動(dòng)來獲得的,家用微波爐中應(yīng)用的是磁控管,可以說成是自由電子受激發(fā)產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;
D.高頻扼流圈和低頻扼流圈的區(qū)別是匝數(shù)不同,高頻扼流圈匝數(shù)少,低頻扼流圈匝數(shù)多,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了選修3﹣4的相關(guān)問題,難度較小,同學(xué)們要注意平常對(duì)記憶性知識(shí)的積累。
2.(2021?章丘區(qū)模擬)下列說法正確的是( ?。?br />
A.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失
B.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)
C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實(shí)際深度比看到的要淺
D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用藍(lán)光時(shí)得到的條紋間距更寬
【分析】若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波繼續(xù)在空間傳播;電磁波在真空中的傳播速度都等于光速c;由折射定律可知觀察者看到的魚比實(shí)際的魚淺;根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式,可判斷得紅光的雙縫干涉條紋間距比藍(lán)光的寬。
【解答】解:A、根據(jù)電磁波產(chǎn)生的特點(diǎn)可知,電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波繼續(xù)在空間傳播。故A錯(cuò)誤;
B、電磁波在真空中的傳播速度都是相等的,等于光速c,與頻率無關(guān);故B正確;
C、在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚發(fā)出的光線經(jīng)過水面折射進(jìn)入觀察者的眼睛,觀察者就看到魚,由于折射角大于入射角,所以觀察者看到的魚比實(shí)際的魚淺,則魚的實(shí)際深度比看到的要深,故C錯(cuò)誤。
D、紅光的波長比藍(lán)光的長,根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式,知同等條件下,紅光的雙縫干涉條紋間距比藍(lán)光的寬,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波及光學(xué)的相關(guān)問題,考查知識(shí)點(diǎn)針對(duì)性強(qiáng),難度較小,考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。
隨堂練習(xí)
1.(2021春?虹口區(qū)校級(jí)期末)電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波,以相互垂直的電場和磁場隨時(shí)間的變化而傳遞能量。人體生命活動(dòng)包含一系列的生物電活動(dòng),這些生物電對(duì)環(huán)境的電磁波非常敏感,因此,電磁輻射可以對(duì)人體造成影響和損害?!董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī)規(guī)定:當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不超過0.1W/m2時(shí),對(duì)人體沒有任何影響。某ZZZ辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖所示的無線路由器,若它的電磁輻射功率是5.0W,則人體與該裝置的安全距離至少為( ?。?br />
A.1.5m B.2.0m C.2.5m D.3.0m
【分析】根據(jù)電磁輻射強(qiáng)度的定義,由題意列式求解。
【解答】解:根據(jù)題意,電磁輻射強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量,即P=,即0.1=,可解得r≈2m,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于信息給與題,涉及的內(nèi)容學(xué)生是陌生的,需要學(xué)生認(rèn)真審題,建立物理模型,本題真正考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。
2.(2021春?菏澤期中)我們身處信息時(shí)代越來越離不開電磁波,對(duì)電磁波的說法中正確的是( ?。?br />
A.電磁波的傳播需要介質(zhì)
B.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)
C.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波
D.電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射,但不能發(fā)生反射和折射
【分析】變化的電場可以產(chǎn)生磁場,變化的磁場可以產(chǎn)生電場,變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波;電磁波的傳播不需要介質(zhì);電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射、反射、折射。
【解答】解:A、電磁波的傳播不需要介質(zhì),電磁波可以在真空中傳播,故A錯(cuò)誤;
B、電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān),在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相等,都是3×108m/s,故B錯(cuò)誤;
C、周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波,故C正確;
D、電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射、反射和折射,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波的產(chǎn)生與傳播等問題,本題是一道基礎(chǔ)題,掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題,平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。
3.(2021春?德清縣校級(jí)月考)某同學(xué)自己繞制天線線圈,制作一個(gè)簡單的收音機(jī),用來收聽中波無線電廣播,初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個(gè)頻率最高的中波電臺(tái)收不到,但可以接收其他中波電臺(tái),適當(dāng)調(diào)整后,去戶外使用,假設(shè)空間中存在波長分別為290m、397m、566m的無線電波,下列說法正確的是( ?。?br />
A.為了能收到頻率最高的中波電臺(tái)。應(yīng)增加線圈的匝數(shù)
B.為更好接收290m的無線電波,應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到756kHz
C.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做解調(diào)
D.為了能接收到長波,應(yīng)把電路中電容器的電容調(diào)大一點(diǎn)
【分析】根據(jù)公式f=判斷;根據(jù)公式f=求解;根據(jù)調(diào)諧的定義判斷;根據(jù)公式f=判斷。
【解答】解:A、為了能收到頻率最高的中波電臺(tái),應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率,根據(jù)公式f=,可知應(yīng)減少線圈的匝數(shù),故A錯(cuò)誤;
B、為更好接收290m的無線電波,應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到f==Hz≈1034kHz,故B錯(cuò)誤;
C、使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧,故C錯(cuò)誤;
D、為了能接收到長波,即接收到頻率更低的電磁波,根據(jù)公式f=可知,應(yīng)把電路中電容器的電容調(diào)大一點(diǎn),故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題以某同學(xué)自己繞制天線線圈,制作一個(gè)簡單的收音機(jī)為情景載體,考查了無線電波的發(fā)射和接受,解決此題的關(guān)鍵是熟練應(yīng)用公式f=和f=求解。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共20小題)
1.(2020秋?朝陽區(qū)月考)如圖所示,2020年11月13日,萬米深潛器“奮斗者號(hào)”再次深潛至地球的最深處﹣﹣馬里亞納海溝。借助無線電波、激光等傳輸信號(hào),實(shí)現(xiàn)深潛器艙內(nèi)和海底作業(yè)的電視直播。要有效的發(fā)射電磁波,振蕩電路首先要有足夠高的振蕩頻率,下列選項(xiàng)正確的是( ?。?br />
A.若要提高振蕩頻率,可增大自感線圈的自感系數(shù)
B.無線電波比紅外線更容易發(fā)生衍射
C.機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波不適用
D.在真空中電磁波的傳播速度小于光速
【分析】根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式判斷電容器電容如何變化,再根據(jù)光是電磁波則電磁波的波速、頻率和波長滿足機(jī)械波中三者關(guān)系,傳播速度等于光速等知識(shí)解答
【解答】解:A、根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式,
若要提高振蕩頻率,可減小自感線圈的自感系數(shù)或者電容器的電容,故A錯(cuò)誤;
B、無線電波比紅外線的波長更長,根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,可知前者比后者更容易發(fā)生衍射,故B正確;
C、機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波同樣適用,故C錯(cuò)誤;
D、在真空中電磁波的傳播速度等于光速,為3.0×108m/s,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波相關(guān)內(nèi)容,考查知識(shí)點(diǎn)全面,充分考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力
2.(2020秋?徐匯區(qū)期末)第5代移動(dòng)通信技術(shù)(簡稱5G),使用的電磁波頻率更高,頻率資源更豐富,在相同時(shí)間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛蟆Ec4G相比,5G使用的電磁波( ?。?br />
A.速度更大 B.光子能量更大
C.波長更長 D.更容易發(fā)生衍射
【分析】5G使用的電磁波頻率比4G高,由光子能量表達(dá)式E=hv可知,頻率越大,光子的能量越大;頻率越大,波長越短,衍射更不明顯;光在真空中的傳播速度都是相同的,在介質(zhì)中要看折射率。
【解答】解:A、電磁波在真空中的傳播速度都是相同的,故A錯(cuò)誤;
B、因?yàn)?G使用的電磁波頻率比4G高,根據(jù)E=hv可知,5G使用的電磁波比4G光子能量更大,故B正確;
C、因5G使用的電磁波頻率更高,根據(jù)v=可知,波長更短,故C錯(cuò)誤;
D、發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比,甚至比波長還??;因5G使用的電磁波頻率更高,即波長更短,故5G越不容易發(fā)生明顯衍射,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波在日常生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。本題的解題關(guān)鍵是知道電磁波的信息傳遞量跟頻率的關(guān)系以及波長、波速、頻率之間的關(guān)系,是一道基礎(chǔ)題。
3.(2020?青島三模)2020年5月19日消息,華為5G智能手機(jī)在今年一季度全球市場占有率為33.2%,中國品牌名揚(yáng)全球。第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G,采用1880~2635MHz頻段的無線電波;第五代移動(dòng)通信技術(shù)5G,采用3300~5000MHz頻段的無線電波,未來5G網(wǎng)絡(luò)的每秒傳送的數(shù)據(jù)量是4G網(wǎng)絡(luò)的50~100倍,下列說法正確的是( ?。?br />
A.5G信號(hào)和4G信號(hào)都是橫波
B.在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)波長長
C.在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)傳播速度快
D.在空氣中5G信號(hào)和4G信號(hào)的波長比可見光短
【分析】5G和4G信號(hào)都是電磁波;根據(jù)v=,判斷在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)傳播速度慢;根據(jù)公式v=λf,判斷在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)波長短。
【解答】解:A、5G和4G信號(hào)都是電磁波,電磁波都是橫波,故A正確;
BC、5G信號(hào)的頻率大于4G信號(hào)的頻率,則5G信號(hào)的折射率大于4G信號(hào)的折射率,根據(jù)v=,可知在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)傳播速度慢,又根據(jù)公式v=λf,可知在空氣中5G信號(hào)比4G信號(hào)波長短,故BC錯(cuò)誤;
D、根據(jù)電磁波譜可知,無線電波中的5G信號(hào)和4G信號(hào)頻率小于可見光的頻率,根據(jù)公式v=λf,在空氣中5G信號(hào)和4G信號(hào)的波長比可見光長,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁波的特性和傳播規(guī)律,知道電磁波譜并學(xué)會(huì)應(yīng)用公式v=和v=λf來判斷。
4.(2020春?海淀區(qū)校級(jí)期末)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是( ?。?br />
A.電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場
B.變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場
C.變化的磁場周圍一定產(chǎn)生恒定的電場
D.電磁波是電場和磁場相互激發(fā)而形成的
【分析】麥克斯韋的電磁場理論是變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場,其中的變化有均勻變化與周期性變化之分;變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場,交替產(chǎn)生,形成電磁波。
【解答】解:AB、根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場,如果電場不變化,不會(huì)產(chǎn)生磁場,同理,磁場不變化,不會(huì)產(chǎn)生電場,故AB錯(cuò)誤。
C、均勻變化的磁場周圍一定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,周期性變化的磁場周圍一定產(chǎn)生周期性的電場,故C錯(cuò)誤;
D、周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場,而周期性變化的磁場又產(chǎn)生周期性變化的電場,交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn),從而產(chǎn)生不可分割的電磁場,并形成電磁波,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查麥克斯韋的電磁場理論中變化的分類:均勻變化與非均勻(或周期性)變化;要知道周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場,而周期性變化的磁場又產(chǎn)生周期性變化的電場,從而產(chǎn)生不可分割的電磁場,并形成電磁波。
5.(2020春?海淀區(qū)校級(jí)期末)利用所學(xué)物理知識(shí),可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC的振蕩電路。公交卡上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí),IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容C充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是( ?。?br />
A.IC卡工作場所所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池
B.IC卡只能接收讀卡器發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息
C.僅當(dāng)讀卡器發(fā)射該特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作
D.若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,在線圈 L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
【分析】明確題意,根據(jù)電磁感應(yīng)及電諧振規(guī)律進(jìn)行分析,即可明確能量及IC卡的工作原理,即可解答本題。
【解答】解:A、由題意可知,該能量來自于電磁感應(yīng),即人刷卡的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯(cuò)誤;
B、IC卡接收到讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,同時(shí)將自身數(shù)據(jù)信息發(fā)送給讀卡機(jī)進(jìn)行處理,故B錯(cuò)誤;
C、為了使IC卡中的感應(yīng)電流達(dá)最大,應(yīng)使LC電路產(chǎn)生電諧振,故只有發(fā)射特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作,故C正確;
D、若電磁波的頻率偏離該頻率,L中仍可出現(xiàn)感應(yīng)電流,但不會(huì)達(dá)到電諧振,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題取材于我們身邊最常用的IC卡考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象,要注意在學(xué)習(xí)中注意掌握物理規(guī)律在生活中的應(yīng)用。
6.(2020春?東城區(qū)校級(jí)期末)愛因斯坦在廣義相對(duì)論中曾這樣描述:任何有質(zhì)量的物體都會(huì)使它周圍的時(shí)空發(fā)生扭曲,物體質(zhì)量越大,時(shí)空就扭曲的越厲害。當(dāng)有質(zhì)量的物體加速運(yùn)動(dòng),如兩個(gè)天體加速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,他們周圍的時(shí)空會(huì)發(fā)生起伏,震顫,波浪…….這種“時(shí)空擾動(dòng)”以波(漣漪)的形式向外傳播,這就是引力波。引力波探測是難度最大的尖端技術(shù)之一,因?yàn)橹挥匈|(zhì)量非常大的天體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生較容易探測的引力波。2016年2月11日,美國激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)宣布探測到了引力波,該引力波是由距離地球13億光年之外的兩個(gè)黑洞合并時(shí)產(chǎn)生的。探測裝置受引力波影響,激光干涉條紋發(fā)生相應(yīng)的變化,從而間接探測到引力波。通過對(duì)探測數(shù)據(jù)研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)引力波在空間傳播的方式與電磁波類似,以光速傳播,攜帶有一定能量,并有兩個(gè)獨(dú)立的偏振態(tài)。根據(jù)上述材料做下列推斷,下列說法正確的是( )
A.引力波是縱波
B.引力波的傳播不需要介質(zhì)
C.只有質(zhì)量非常大的天體加速旋轉(zhuǎn)時(shí)才能產(chǎn)生引力波
D.引力波可以與激光發(fā)生干涉,產(chǎn)生干涉條紋
【分析】愛因斯坦在相對(duì)論中預(yù)言了引力波的存在,并提出其特性類似電磁波,是引力場的傳播引起的,根據(jù)電磁波的特性進(jìn)行類比求解。
【解答】解:A、只有橫波才有偏振現(xiàn)象,由于引力波有兩個(gè)獨(dú)立的偏振狀態(tài),因此引力波是橫波,故A錯(cuò)誤;
B、引力波在空間傳播方式與電磁波類似,不需要介質(zhì),故B正確;
C、質(zhì)量小的物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生引力波,只是不容易探測,故C錯(cuò)誤;
D、干涉的條件是兩列波頻率相等的同一種波,所以引力波與激光不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題以發(fā)現(xiàn)萬有引力波題材為背景資料,設(shè)計(jì)新穎,關(guān)鍵是結(jié)合已學(xué)有關(guān)波的知識(shí)和題目給出信息分析解題,不難。
7.(2020春?遂寧期末)下列敘述錯(cuò)誤的是( ?。?br />
A.激光的反射也遵循反射定律
B.振蕩的磁場會(huì)產(chǎn)生同頻率的振蕩的電場
C.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)
D.真空中的光速在不同的慣性參考系中測得的數(shù)值都是相等的
【分析】明確激光的性質(zhì),知道激光也是一種電磁波,具有電磁波的一切性質(zhì);根據(jù)電磁場理論判斷;多普勒效應(yīng)適用于所有類型的波;根據(jù)光速不變?cè)砼袛唷?br />
【解答】解:A、激光在界面上也可以發(fā)生反射,并且反射時(shí)也遵循反射定律,故A正確;
B、根據(jù)電磁場理論,振蕩的磁場一定產(chǎn)生同頻率振蕩的電場,故B正確;
C、多普勒效應(yīng)不僅僅適用于聲波,它也適用于所有類型的波,包括電磁波,故C錯(cuò)誤;
D、光速不變?cè)硎窍鄬?duì)論的基本假設(shè)之一,即真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,故D正確。
本題選擇錯(cuò)誤的,
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了激光、電磁場理論、多普勒效應(yīng)、光速不變?cè)淼戎R(shí),要求學(xué)生重視課本,強(qiáng)化記憶,勤加練習(xí)。
8.(2020春?海州區(qū)校級(jí)月考)下列關(guān)于機(jī)械波和電磁波的說法中正確的是( ?。?br />
A.電磁波與機(jī)械波都可以發(fā)生干涉和衍射
B.雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備
C.將聲音或圖象信號(hào)從高頻電流中還原出來的過程叫做調(diào)制
D.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi),波上的質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向平移一個(gè)波長
【分析】干涉和衍射是一切波的特性;雷達(dá)是用無線電波來測定物體的位置;解調(diào)是將聲音或圖象信號(hào)從高頻電流中還原出來的過程;振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移。
【解答】解:A、一切波都會(huì)發(fā)生干涉和衍射,所以電磁波與機(jī)械波都可以發(fā)生干涉和衍射,故A正確;
B、雷達(dá)是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備,故B錯(cuò)誤;
C、將聲音或圖象信號(hào)從高頻電流中還原出來的過程叫做解調(diào),故C錯(cuò)誤;
D、機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、信息和能量,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查機(jī)械波和電磁波的性質(zhì)和區(qū)別,掌握電磁波和機(jī)械波的特點(diǎn)以及電磁波的發(fā)射和接受過程是關(guān)鍵。
9.(2020?義烏市模擬)“額溫槍”能遠(yuǎn)距離測量出人體體溫,主要是接收了人體輻射的紅外線。下列說法中正確的是( ?。?br />
A.紅外線是橫波,通常是由LC振蕩電路發(fā)射的
B.紅外線能發(fā)生反射、折射、衍射和干涉等波現(xiàn)象
C.紅外線光子能量大所以具有熱效應(yīng)
D.家電遙控器和“額溫槍”工作時(shí)都接收了物體輻射的紅外線
【分析】不同溫度下紅外線輻射強(qiáng)弱不同;電磁波屬于橫波;“額溫槍”工作時(shí)接收了物體輻射的紅外線,家電遙控器工作時(shí)輻射紅外線。
【解答】解:A、紅外線屬于電磁波,是橫波;所有的物體都能發(fā)生紅外線,故A錯(cuò)誤;
B、紅外線屬于電磁波,能發(fā)生反射、折射、衍射和干涉等波現(xiàn)象,故B正確;
C、紅外線具有的能量值較小,具有明顯的熱效應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D、家電遙控器工作時(shí)輻射紅外線;“額溫槍”工作時(shí)接收了物體輻射的紅外線,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】考查紅外線的特征與應(yīng)用,理解紅外線的特點(diǎn),注意光子說與“熱輻射是一份一份的、不連續(xù)的”觀點(diǎn)的不同。
10.(2020?平谷區(qū)二模)2017年10月10日,中國科學(xué)院國家天文臺(tái)宣布,科學(xué)家利用被譽(yù)為“天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡﹣﹣500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)探測到數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體,其中兩顆已通過國際認(rèn)證。這是中國人首次利用自己獨(dú)立研制的射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星。脈沖星是中子星的一種,是會(huì)發(fā)出周期性脈沖信號(hào)的星體。與地球相似,脈沖星也在自轉(zhuǎn)著,并且有磁場,其周圍的磁感線分布如圖所示。脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成,只能沿著磁軸方向從兩個(gè)磁極區(qū)輻射出來;脈沖星每自轉(zhuǎn)一周,地球就接收到一次它輻射的脈沖。結(jié)合上述材料,下列說法正確的是( )
A.脈沖信號(hào)屬于機(jī)械波
B.脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合
C.脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期
D.若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體,那么它表面各處重力加速度的大小都相等
【分析】明確電磁波的應(yīng)用,注意分析對(duì)應(yīng)的題圖,明確磁軸與自轉(zhuǎn)軸間的關(guān)系,根據(jù)發(fā)射脈沖情況可分析其周期。
【解答】解:A、脈沖信號(hào)屬于電磁波,若為機(jī)械波,則傳播需要介質(zhì),無法接收到,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)題圖可知脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸并不重合,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)題意,脈沖星每自轉(zhuǎn)一周,地球就接收到一次它輻射的脈沖,則可得脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期,故C正確;
D,若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體,由于脈沖星自轉(zhuǎn),跟地球類似,故它表面各處重力加速度隨緯度的增加而增大,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁波的應(yīng)用,要注意明確題意,認(rèn)真分析題中給出信息是解題的關(guān)鍵。
11.(2020春?海淀區(qū)月考)我們身處的信息時(shí)代越來越離不開電磁波,以下說法中正確的是( ?。?br />
A.變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生形成電磁波
B.電磁波既可以是橫波也可以是縱波
C.在外太空的真空環(huán)境下電磁波可以傳播
D.電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率改變
【分析】變化的電場可以產(chǎn)生磁場,變化的磁場可以產(chǎn)生電場,變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波;電磁波是橫波;電磁波的傳播不需要介質(zhì);電磁波在傳播過程中頻率保持不變。
【解答】解:A、周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場,周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場,變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波,故A錯(cuò)誤;
B、電磁波是橫波,故B錯(cuò)誤;
C、電磁波的傳播不需要介質(zhì),在外太空的真空環(huán)境下電磁波可以傳播,故C正確;
D、電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波的產(chǎn)生與傳播、電磁波是橫波還是縱波問題,本題是一道基礎(chǔ)題,掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題,平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。
12.(2019春???谄谀┫铝姓f法正確的是( ?。?br />
A.電磁波必須依賴介質(zhì)才能向遠(yuǎn)處傳播
B.光由空氣進(jìn)入水中,頻率不變,波長變短
C.光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象表明光的粒子性
D.介質(zhì)折射率越大,光從介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角越大
【分析】電磁波在真空中也能傳播。光由空氣進(jìn)入水中,頻率不變,波速變小,由波速公式v=λf分析波長的變化。光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波。結(jié)合臨界角公式sinC=分析。
【解答】解:A、電磁波傳播的是振蕩的電磁場,而電磁場本身就是物質(zhì),所以電磁波傳播不需要依賴介質(zhì),在真空中也能傳播,故A錯(cuò)誤。
B、光由空氣進(jìn)入水中,頻率不變,波速變小,由波速公式v=λf知波長變短。故B正確。
C、偏振是橫波特有現(xiàn)象,光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波,說明了光的波動(dòng)性,故C錯(cuò)誤。
D、根據(jù)臨界角公式sinC=分析知,介質(zhì)折射率越大,光從介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角越小,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題是物理光學(xué)問題,關(guān)鍵要掌握波速公式v=λf和臨界角公式sinC=.要注意波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無關(guān)。
13.(2019春?中牟縣期中)人們的現(xiàn)代生活越來越離不開電磁波,我國自主建立的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約為1561MHz;家用微波爐所使用的電磁波頻率約為2450MHz;家用Wi﹣Fi所使用的電磁波頻率約為5725MHz.關(guān)于電磁波,下列說法正確的是( ?。?br />
A.一定不會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象
B.Wi﹣Fi信號(hào)與北斗導(dǎo)航信號(hào)疊加時(shí),不能產(chǎn)生明顯的干涉現(xiàn)象
C.Wi﹣Fi信號(hào)比微波更容易發(fā)生衍射
D.Wi﹣Fi信號(hào)從一個(gè)房間穿過墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間后,波長變短
【分析】偏振現(xiàn)象為橫波特有的現(xiàn)象;根據(jù)干涉和衍射的性質(zhì)以及發(fā)生條件分析干涉和衍射的明顯程度;明確電磁波的性質(zhì),知道電磁波的頻率由波源決定。
【解答】解:A、電磁波是橫波,可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B、只有頻率相同的兩列波疊加時(shí),才會(huì)發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,所以Wi﹣Fi信號(hào)與北斗導(dǎo)航信號(hào)頻率不同,疊加時(shí),不能產(chǎn)生明顯的干涉現(xiàn)象,故B正確;
C、根據(jù)ν=可知,頻率越大,波長越短,衍射現(xiàn)象不明顯,家用微波爐所使用的電磁波Wi﹣Fi頻率大、波長短,不容易發(fā)生明顯的衍射,故C錯(cuò)誤;
D、Wi﹣Fi信號(hào)從一個(gè)房間穿過墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間后,頻率保持不變,根據(jù)ν=可知波長不變,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁波的性質(zhì)以及干涉、衍射的性質(zhì),明確只有頻率相同、相位差恒定的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象,而發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象條件是波長比障礙物的尺寸大或相差不多。
14.(2020春?敘州區(qū)校級(jí)月考)下列關(guān)于物理現(xiàn)象的描述錯(cuò)誤的是( )
A.任何波傳播都需要介質(zhì)
B.一切物體都在不停地輻射紅外線
C.紅外線、可見光、紫外線、γ射線是按波長由長到短排列的電磁波
D.為了把需要傳遞的電信號(hào)發(fā)射到遠(yuǎn)方,必須對(duì)高頻等幅電磁波進(jìn)行調(diào)制
【分析】機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),電磁波的傳播不需要介質(zhì);發(fā)射無線電波時(shí)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,接收無線電波時(shí)需要進(jìn)行解調(diào);在電磁波譜中按照波長由長到短排列的順序是:無線電波,微波,紅外線,可見光,紫外線,x射線,γ射線;無論是有生命的、無生命的物體都向外輻射紅外線。
【解答】解:A、電磁波的傳播不需要介質(zhì),故A錯(cuò)誤;
B、自然界的任何物體都向外輻射紅外線,溫度越高,輻射紅外線的本領(lǐng)越強(qiáng),故B正確;
C、在電磁波譜中按照波長由長到短排列的順序是:無線電波,微波,紅外線,可見光,紫外線,x射線,γ射線。故C正確;
D、發(fā)射無線電波時(shí)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,故D正確。
本題選擇不正確的
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查的知識(shí)點(diǎn)較多,多讀教材,加強(qiáng)記憶,加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的積累是解決此類題目的唯一途徑。
15.(2020?江蘇三模)下列說法中正確的是( ?。?br />
A.紅外測溫儀根據(jù)人體發(fā)射紅外線的強(qiáng)弱來判斷體溫高低
B.相同頻率的機(jī)械波和電磁波疊加時(shí)也能發(fā)生干涉現(xiàn)象
C.雷電時(shí)發(fā)出的聲光從空氣傳入水中波長均減小
D.高速運(yùn)動(dòng)的飛船中測得舷窗的長度比靜止在地面上的該飛船中測得的短
【分析】根據(jù)紅外線的特點(diǎn)與產(chǎn)生分析;頻率相同的同種波才能發(fā)生干涉;機(jī)械波從空氣傳入水中波長增大,光波從空氣傳入水中波長減??;根據(jù)相對(duì)論原理分析。
【解答】解:A、根據(jù)紅外線的產(chǎn)生可知,紅外測溫儀根據(jù)人體發(fā)射紅外線的強(qiáng)弱來判斷體溫高低,故A正確;
B、機(jī)械波和電磁波的種類不同,所以相同頻率的機(jī)械波和電磁波疊加時(shí)不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C、聲音屬于機(jī)械波,機(jī)械波從空氣傳入水中時(shí)波速增大,波長增大;光波從空氣傳入水中時(shí)光速變小,波長減小,故C錯(cuò)誤;
D、飛船的舷窗與飛船是相對(duì)靜止的,所以高速運(yùn)動(dòng)的飛船中測得舷窗的長度與靜止在地面上的該飛船中測得長度是一樣的,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)機(jī)械波和電磁波特性的理解能力,既要抓住共性,更要抓住區(qū)別。機(jī)械波在介質(zhì)中傳播速度大,而電磁波在真空中傳播速度最大。
16.(2019春?青山區(qū)校級(jí)期末)以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的說法正確的是( )
A.頻率越大,傳播的速度越大
B.頻率越大,其波長越大
C.頻率不同,傳播的速度相同
D.頻率不同,傳播速度也不同
【分析】電磁波是由于電流的迅速變化而產(chǎn)生的,對(duì)于不同頻率的電磁波,在真空中的波速與光速相同,且在真空中最快,由公式v=λf可知,波長與頻率成反比,即頻率大的電磁波的波長短。
【解答】解:ACD、電磁波在真空中傳播速度是c=3×108m/s確定不變的,與頻率無關(guān),故AD錯(cuò)誤,C正確。
B、電磁波在真空中傳播速度是c=3×108m/s確定不變的,由于c=fλ,因此頻率越高,其波長越短,故B錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】光是一種電磁波,各種電磁波在真空中的傳播速度是相同的,電磁波在真空中的速度c=3×108m/s;當(dāng)頻率變大時(shí),波速是不變的,根據(jù)波速公式c=λf,分析波長的變化。
17.(2019?海淀區(qū)模擬)過量接收電磁輻射有害人體健康。按照有關(guān)規(guī)定,工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過某個(gè)臨界值W,若某無線電通訊裝置的電磁輻射功率為P,則符合規(guī)定的安全區(qū)域到該通訊裝置的距離至少為( ?。?br />
A. B. C. D.
【分析】無線通訊裝置的電磁輻射是以裝置為球心向四周發(fā)射,因此構(gòu)建以裝置為球心,規(guī)定的安全區(qū)域?yàn)榘霃降那蛎娴哪P汀?br />
【解答】解:設(shè)規(guī)定的安全區(qū)域距離為R,則球的面積為:S=4πR2. 則在1秒內(nèi)球面獲得的能量為:E=Pt;在球面上單位面積的電磁輻射能量為:E0=;由于工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過W,所以有:,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁波的傳播,解題的關(guān)鍵是建立以裝置為球心,輻射位置為半徑的球模型。
18.(2019春?雙流區(qū)校級(jí)期中)以下關(guān)于電磁場理論和電磁波的有關(guān)說法正確的是( )
A.變化的電場周圍一定產(chǎn)生電磁波
B.電磁波由真空中進(jìn)入某種介質(zhì)傳播時(shí),波長會(huì)變短
C.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,法拉第用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在
D.電磁波是縱波
【分析】麥克斯韋電磁場理論的內(nèi)容:變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場。赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在;電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí),頻率不變,波速減小。
【解答】解:A、變化的電場能產(chǎn)生磁場,變化的磁場能產(chǎn)生電場。但均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,均勻變化的磁場能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,故A錯(cuò)誤;
B、電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí),頻率不變,波速減小,由v=f?λ可知,電磁波的波長將變短;故B正確;
C、麥克斯韋只是預(yù)言了電磁波的存在;是赫茲第一次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在。故C錯(cuò)誤;
D、電磁波是橫波。故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是知道麥克斯韋電磁場理論,知道變化的磁場不一定產(chǎn)生變化的電場,以及要知道電磁波傳播的特點(diǎn)。
19.(2018春?羅湖區(qū)校級(jí)期中)我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究創(chuàng)新的里程碑,米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1~10m范圍內(nèi),則對(duì)該無線電波的判斷正確的是有( ?。?br />
A.必須依靠介質(zhì)傳播
B.頻率比厘米波的頻率高
C.比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象
D.遇到厘米波有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
【分析】電磁波能在真空傳播,機(jī)械波不能在真空傳播。干涉現(xiàn)象必須要滿足頻率相等。波長越長衍射現(xiàn)象越明顯。
【解答】解:A、無線電波不需要依靠介質(zhì)傳播,故A錯(cuò)誤;
B、波速一定時(shí),波長和頻率成反比,所以頻率比厘米波的頻率低,故B錯(cuò)誤;
C、無線電波波長在1﹣10米,可見光的波長大概幾百米左右,波長越大越容易發(fā)生衍射,故C正確;
D、波速一定,波長不同,所以頻率不同。發(fā)生干涉的條件是頻率必須相等,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是無線電波的傳播,衍射,干涉等知識(shí),要學(xué)生加強(qiáng)理解,強(qiáng)化記憶。
20.(2018春?東城區(qū)校級(jí)月考)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是( )
A.雷達(dá)是用X光來測定物體位置的
B.使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào)
C.用紅外線照射時(shí),大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光
D.用紫外線可以殺菌消毒
【分析】根據(jù)常見電磁波的特點(diǎn)以及各種電磁波的應(yīng)用特點(diǎn)解答即可。
【解答】解:A、雷達(dá)是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備,故A錯(cuò)誤;
B、使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制,故B錯(cuò)誤;
C、運(yùn)用熒光物質(zhì)在紫外線照射下,會(huì)發(fā)出可見光,所以是用紫外線照射時(shí),大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光,故C錯(cuò)誤;
D、紫外線可以用來殺菌、消毒,故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】雷達(dá)是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備;用紫外線照射,大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光;了解電磁波的產(chǎn)生以及電磁波在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用;紫外線化學(xué)效應(yīng)強(qiáng),能殺菌,制成消毒燈。
二.多選題(共10小題)
21.(2020秋?海淀區(qū)月考)第5代移動(dòng)通信技術(shù)(簡稱5G)逐步走進(jìn)人們的生活,它所使用的電磁波頻率很高。家用微波爐使用的微波也是電磁波,其頻率較小。有關(guān)電磁波,下列說法中正確的是( ?。?br />
A.電磁波是橫波
B.電磁波在真空中的傳播速度等于光速
C.隨時(shí)間變化的磁場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的電場
D.微波爐的微波波長小于5G技術(shù)傳輸?shù)碾姶挪úㄩL
E.電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象
F.電磁波不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象
G.電磁波必須依賴介質(zhì)傳播
H.電磁波無法攜帶信息傳播
I.隨時(shí)間均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場
J.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播的速度相同
K.只要有電場和磁場,就能產(chǎn)生電磁波
L.電磁波具有能量
【分析】解答本題需要掌握:電磁波譜、以及電磁波的產(chǎn)生與發(fā)射
【解答】解:A.電磁波是橫波,選項(xiàng)A正確;
B.電磁波在真空中的傳播速度等于光速,選項(xiàng)B正確;
C.隨時(shí)間均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.微波爐的微波頻率小,波長大于5G技術(shù)傳輸?shù)碾姶挪úㄩL,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
E.電磁波是橫波,可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,選項(xiàng)E正確;
F.衍射是波特有的現(xiàn)象,電磁波也會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)F錯(cuò)誤;
G.電磁波不須依賴介質(zhì)傳播,在真空中也能傳播,選項(xiàng)G錯(cuò)誤;
H.電磁波能攜帶信息傳播,選項(xiàng)H錯(cuò)誤;
l.隨時(shí)間均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,選項(xiàng)l正確;
J.電磁波在真空中的傳播速度大于在介質(zhì)中傳播的速度,選項(xiàng)J錯(cuò)誤;
K.只要有周期性變化的電場,才會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場,這種變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播才能產(chǎn)生電磁波,選項(xiàng)K錯(cuò)誤;
L.電磁波具有能量,選項(xiàng)L正確。
故選:ABEIL。
【點(diǎn)評(píng)】本題全面考查了電磁波相關(guān)知識(shí),考查知識(shí)點(diǎn)全面,重點(diǎn)突出,充分考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力
22.(2020?丹東二模)“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”簡稱5G,其特征之一是高數(shù)據(jù)傳輸速率。5G信號(hào)采用3.3×109~6×109Hz頻段的無線電波,而4G信號(hào)的頻段范圍是1.88×109~2.64×109Hz,下列說法中正確的是( ?。?br />
A.5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無線電波在真空中傳播得一樣快
B.在太空中(可認(rèn)為真空),聲波不可以傳播但5G信號(hào)可以傳播
C.5G信號(hào)和4G信號(hào)都是橫波,二者疊加可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
D.5G信號(hào)所用的無線電波波段只具有波動(dòng)性沒有粒子性
E.5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過障礙物,所以5G通信需要搭建更密集的基站
【分析】明確電磁波的性質(zhì),電磁波在真空中傳播速度均為光速,并且電磁波為橫波;發(fā)生干涉的條件是頻率相同;明確光的光粒二象性,知道頻率越大粒子性越明顯;波長越大,波動(dòng)性越明顯。
【解答】解:A、任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速,故傳播速度相同,故A正確;
B、聲波的傳播需要介質(zhì),在太空中,聲波不可以傳播但5G信號(hào)可以傳播,故B正確;
C、電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,為橫波,5G信號(hào)和4G信號(hào)的頻率不一樣,不能發(fā)生干涉現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D、無線電波波段既具有波動(dòng)性也具有粒子性,只是粒子性較弱,故D錯(cuò)誤;
E、5G信號(hào)的頻率更高,則波長小,故5G信號(hào)更不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,因此5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過障礙物,所以5G通信需要搭建更密集的基站,故E正確。
故選:ABE。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了波粒二象性以及電磁波的傳播和接收規(guī)律,注意明確波長越長波動(dòng)性越明顯,而頻率越高粒子性越明顯。
23.(2020春?曲周縣校級(jí)期中)下列說法中正確的是( )
A.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
B.機(jī)械波都能產(chǎn)生普勒效應(yīng),光波也可產(chǎn)生多普勒效應(yīng),所以光是機(jī)械波
C.在照相機(jī)鏡頭上涂一層氟化鎂,可以增透所需要的光,這是利用光干涉的現(xiàn)象
D.電磁波可以不依賴介質(zhì)傳播,不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度相同
E.電磁波會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象、電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象、電磁波能夠攜帶信息傳播
【分析】麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在;多普勒效應(yīng)是波的特有現(xiàn)象,不論機(jī)械波,還是電磁波都有此現(xiàn)象;照相機(jī)鏡頭上涂一層氟化鎂,使反射光進(jìn)行干涉疊加,從而削弱,可以增透所需要的光,這是利用光的干涉原理;不同頻率的機(jī)械波在同一種介質(zhì)中的傳播速度一定相同,而不同頻率的電磁波在同一介質(zhì)中傳播速度不同;衍射是一切波都具有的現(xiàn)象,電磁波是橫波,只要是橫波就能發(fā)生偏振現(xiàn)象,所有波都能傳遞信息,故電磁波能夠攜帶信息。
【解答】解:A、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,故A正確;
B、多普勒效應(yīng)是波的特有現(xiàn)象,不論機(jī)械波,還是電磁波都有此現(xiàn)象,不能因此說光是機(jī)械波,故B錯(cuò)誤;
C、照相機(jī)鏡頭上涂一層氟化鎂,使反射光進(jìn)行干涉疊加,從而削弱,可以增透所需要的光,這是利用光的干涉原理,故C正確;
D、不同頻率的機(jī)械波在同一種介質(zhì)中的傳播速度一定相同,而不同頻率的電磁波在同一介質(zhì)中傳播速度不同,故D錯(cuò)誤;
E、衍射是一切波都具有的現(xiàn)象,電磁波是橫波,只要是橫波就能發(fā)生偏振現(xiàn)象,所有波都能傳遞信息,故電磁波能夠攜帶信息,故E正確。
故選:ACE。
【點(diǎn)評(píng)】考查電磁波發(fā)現(xiàn)與證實(shí),掌握多普勒效應(yīng)的適用范圍,理解光的干涉原理,注意機(jī)械波與電磁波的不同。
24.(2020?福建模擬)高精度全息穿透成像探測儀利用電磁波穿透非金屬介質(zhì),探測內(nèi)部微小隱蔽物體并對(duì)物體成像,具有分辨率高體積小、輻射少等特點(diǎn),應(yīng)用領(lǐng)域比超聲波更廣。關(guān)于電磁波和超聲波,下列說法正確的是( ?。?br />
A.電磁波和超聲波均能發(fā)生偏振現(xiàn)象
B.電磁波和超聲波均能傳遞能量和信息
C.電磁波和超聲波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
D.電磁波和超聲波均需依賴于介質(zhì)才能傳播
E.電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí)速度變小,超聲波由空氣進(jìn)入水中時(shí)速度變大
【分析】明確電磁波和機(jī)械波的性質(zhì),知道它們均可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象;知道電磁波可以在真空中傳播,而機(jī)械能只能在介質(zhì)中傳播;知道只有橫波才會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象。
【解答】解:A、只有橫波,才發(fā)生偏振現(xiàn)象,超聲波的縱波,不能發(fā)生偏振現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B、電磁波和超聲波均能傳遞能量和信息,故B正確;
C、電磁波和超聲波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,故C正確;
D、電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,故D錯(cuò)誤;
E、電磁波在其它透明介質(zhì)中的傳播速度都小于在空氣中的傳播速度,所以電磁波從空氣進(jìn)入水中時(shí)傳播速度將減小,而聲波在水中傳播速度大于在空氣中的傳播速度,故聲音進(jìn)入水時(shí),速度將變大,故E正確。
故選:BCE。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查機(jī)械能波和電磁波的性質(zhì),要掌握它們的異同點(diǎn),兩種波對(duì)比記憶。
25.(2020?眉山模擬)電磁波在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用。關(guān)于電磁波,下列說法正確的是( ?。?br />
A.在同一介質(zhì)中所有電磁波傳播速度都相同
B.紫外線有助于人體合成維生素D
C.一切物體都在不停地發(fā)射紅外線
D.電磁波譜中γ射線的波長最短
E.醫(yī)學(xué)上用γ射線透視人體,檢查體內(nèi)病變等
【分析】電磁波的傳播不需要靠介質(zhì),可以在真空中傳播,也可在介質(zhì)中傳播,不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同,電磁波包括:γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、短波、中波和長波。在真空和空氣中,根據(jù)公式c=λf可知電磁波的波長和頻率成反比。
【解答】解:A、電磁波在真空中的傳播速度相同,但不同的電磁波在同一介質(zhì)中傳播速度不同,故A錯(cuò)誤
B、紫外線有助于人體合成維生素D,但不宜過量,故B正確
C、一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,紅外線遙感就是利用的這一點(diǎn),故C正確
D、電磁波譜中γ射線的頻率最大,波長最短,故D正確
E、醫(yī)學(xué)上用X射線透視人體,檢查體內(nèi)病變等,故E錯(cuò)誤
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】考查電磁波的傳播速度、電磁波的傳播、電磁波譜,是一道基礎(chǔ)題。重在平時(shí)的積累。
26.(2019春?浙江月考)下列說法正確的是( )
A.照相機(jī)鍍膜鏡頭呈現(xiàn)的淡紫色是由光的偏振引起的
B.在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制
C.原子核X發(fā)生a衰變后變成新原子核Y,衰變方程可表示為X→Y+He
D.各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量各異,因此利用不同氣體可以制成五顏六色的霓虹燈
【分析】照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象。
衰變過程中,電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒。
根據(jù)玻爾理論,各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率不同。
【解答】解:A、照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象,因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭,一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的,這種情況下,你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是淡紫色,故A錯(cuò)誤。
B、在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制,調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種,故B正確。
C、α衰變的過程是放出α粒子,產(chǎn)生新核,衰變方程是X→Y+H,故C正確。
D、根據(jù)玻爾理論,各種氣體原子的能級(jí)不同,躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量(頻率)不同,因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈,故D正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了光的干涉、調(diào)制、α衰變和能級(jí)躍遷等知識(shí),解題的關(guān)鍵是掌握核反應(yīng)過程中,質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。
27.(2019?畢節(jié)市模擬)下列說法正確的是( ?。?br />
A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)
B.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失
C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實(shí)際深度比看到的要深
D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬
E.在空氣中傳播的聲波是橫波
【分析】電磁波在真空中的傳播速度都等于光速;根據(jù)電磁波產(chǎn)生的特點(diǎn)分析;雙縫干涉條紋間距與波長成正比。聲波是縱波。
【解答】解:A、電磁波在真空中的傳播速度都是相等的,等于光速c;故A正確;
B、根據(jù)電磁波產(chǎn)生的特點(diǎn)可知,電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波繼續(xù)在空間傳播。故B錯(cuò)誤;
C、在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚發(fā)出的光線經(jīng)過水面折射進(jìn)入觀察者的眼睛,觀察者就看到魚,由于折射角大于入射角,所以觀察者看到的魚比實(shí)際的魚淺,則魚的實(shí)際深度比看到的要深,故C正確。
D、紅光的波長比藍(lán)光的長,根據(jù)雙縫干涉條紋間距與波長成正比,知同等條件下,紅光的雙縫干涉條紋間距比藍(lán)光的寬,故D正確。
E、根據(jù)聲波的特點(diǎn)可知,聲波是縱波,故E錯(cuò)誤。
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要掌握電磁波的產(chǎn)生與特點(diǎn),明確各種色光波長、折射率等關(guān)系。要知道雙縫干涉條紋間距與波長成正比。
28.(2019?凱里市校級(jí)模擬)下列關(guān)于說法正確的是 ( ?。?br />
A.聲源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率變小
B.機(jī)械波和電磁波都需要通過介質(zhì)才能向周圍傳播
C.未見其人,先聞其聲的現(xiàn)象,是聲波的衍射產(chǎn)生的
D.通常情況下,同學(xué)們經(jīng)過操場上小范圍不同位置聽到廣播里的聲音時(shí)大時(shí)小,這是由于聲波的衍射產(chǎn)生的
E.移動(dòng)電話間的通話需要靠基站的轉(zhuǎn)接來實(shí)現(xiàn)
【分析】根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)聲源與觀察者距離增大時(shí),觀察者接收到的頻率將小于聲源的頻率。
電磁波是種物質(zhì),不需要通過介質(zhì)傳播;光的傳播中頻率由波源決定;
機(jī)械波能發(fā)生衍射與干涉。
【解答】解:A/若聲源和觀察者背向運(yùn)動(dòng)時(shí),即兩者間距增大,根據(jù)多普勒效應(yīng)原理,那么觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率,故A正確;
B、磁波是種物質(zhì),它可以在真空中傳播而不需要介質(zhì)。故B錯(cuò)誤;
C、未見其人先聞其聲,是因?yàn)槁暡úㄩL較長,容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。故C正確;
D、同學(xué)們經(jīng)過操場上小范圍不同位置聽到廣播里的聲音時(shí)大時(shí)小,這是由于聲波的干涉產(chǎn)生的。故D錯(cuò)誤;
E、移動(dòng)電話間的通話需要靠基站的轉(zhuǎn)接來實(shí)現(xiàn)。故E正確。
故選:ACE。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁波及機(jī)械波的性質(zhì),要注意明確兩種波的性質(zhì);明確區(qū)別和聯(lián)系;特別注意明確電磁波可以在真空中傳播;而機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播;光在介質(zhì)中的傳播速度與頻率有關(guān)。
29.(2019春?海淀區(qū)校級(jí)期末)關(guān)于電磁波,下列說法正確的是( ?。?br />
A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)
B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波
C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直
D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
【分析】電磁波在真空中的傳播速度都相同;變化的電場和磁場互相激發(fā),形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波;
電磁波本身就是一種物質(zhì),電磁波中的電場強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、波的傳播速度v三者一定是兩兩互相垂直;
電磁波利用光的全反射原理,可通過光纖傳播。
【解答】解:A、電磁波在真空中的傳播速度都相同,與電磁波的頻率無關(guān)。故A錯(cuò)誤。
B、變化的電場不一定產(chǎn)生變化的磁場,比如均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。故B正確。
C、電磁波是橫波,每一處的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度總是相互垂直的,且與波的傳播方向垂直。故C正確。
D、電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信,電磁波也能通過電纜、光纜傳輸。故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道電磁波的特點(diǎn),以及知道電磁波的運(yùn)用,同時(shí)知道電磁波產(chǎn)生的條件,并掌握電磁波是橫波。
30.(2019春?歷下區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收,下列說法正確的是( ?。?br />
A.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量,必須是閉合電路
B.電臺(tái)功率比較低,不能直接用來發(fā)射電磁波
C.當(dāng)接收電路的固有頻率與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)
D.要使電視機(jī)的屏上有圖象,必須要有檢波過程
【分析】為了有效地向空間輻射能量,需開放電路,接收電磁波時(shí),需要調(diào)諧的過程,將信號(hào)從電磁波上下載下來,需進(jìn)行解調(diào)的過程.
【解答】解:A、為了有效地向空間輻射能量,必須是開放電路。故A錯(cuò)誤。
B、電臺(tái)功率比較低,不能直接用來發(fā)射電磁波。故B正確。
C、當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí),發(fā)生電諧振,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。故C正確。
D、將信號(hào)從電磁波上下載下來的過程稱為解調(diào),又稱為檢波。故D正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵熟悉電磁波的發(fā)射和接收的過程,即能輕松解決.

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