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人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收精品课后作业题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收精品课后作业题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
下列说法正确的是
A. 麦克斯韦证实了电磁波的存在
B. 在医学上常用红外线来杀菌消毒
C. LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大
D. 调幅和调频是电磁波调制的两种方法
如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小
一品牌双波段(中、短波段)收音机的接收电路原理简化结构如图所示，通过切换开关S和旋转可变电容器动片来改变LC回路中的电感L和电容C，从而实现接收不同波段的信号。则( )
A. 调制过程是指通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等
B. 接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，接收电路将无法接收该电磁波
C. 使S接b且动片完全旋入，可接收到波长最短的电磁波
D. 使S从b打到a，同时动片旋出，接收到的电磁波频率可能不变
下列关于光和无线电波的说法中正确的是( )
A. 光和无线电波在真空中的传播速度相同
B. 光和无线电波在任何介质中的传播速度都是相同的
C. 光不是电磁波，无线电波是电磁波
D. 光可以反射，无线电波不会反射
关于微波和无线电波，下列说法正确的是( )
A. 无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速
B. 微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C. 手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D. 在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等。刷卡时，电路发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响应，被读或写入信息。下列说法正确的是( )
A. LC电路的电容器在充电时，电流增大
B. 如果增大LC电路中电容器两极板间距离，振荡周期将增大
C. LC电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势增大
D. 电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
小型的射电望远镜相比于大口径的射电望远镜，有能够全方位转动的优点。设地球上有两台直径分别为d1、d2的小型射电望远镜A和B，两者能观测到天体需要收集的电磁波总功率的最小值相同。在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。现仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，望远镜A能够观测到此类天体数量为N，则望远镜B能够观测到此类天体的数量为( )
A. (d2d1)NB. (d2d1)32NC. (d2d1)2ND. (d2d1)3N
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
下列关于说法正确的是( )
A. 水面上的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B. 雷达是利用微波来测定物体位置的
C. 全息照相是利用了光的偏振现象
D. 电磁波在发射和接收过程中要经历调制和解调的过程
关于电磁波谱及电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是
A. 接收电磁波时，调谐使接收电路中产生的振荡电流最强
B. 要使电视机的屏上有图像，必须要有检波过程
C. 验钞机检验钞票真伪体现了紫外线波长较长的点
D. X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞
[多选]关于机械波与电磁波，下列说法正确的是
A. 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
B. 机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大
C. 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D. 机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向
关于电磁波与声波的比较，下列说法中正确的是( )
A. 电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B. 由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C. 由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
D. 电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
目前电能都是通过电网采用有线方式传输的。人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池。现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现。
(1)实现无线传输能量，涉及能量的_________、传播和接收。
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波_________(填字母)。
A.在传输中很多能量被吸收
B.在传播中易受山脉阻隔
C.向各个方向传输能量
D.传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P与它到天线塔的距离R相关，实验测量得P和R的部分数据如下表：
①上表中的x=_________，y=_________。
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_________。
(4)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段。为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题。
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动。如图甲，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是______(选填“乙”或“丙”)，此现象属于______(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”)。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻发出一个脉冲波，经过2×10-4s后收到反射波;隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4s收到反射波。
(1)若雷达波的频率为1.5×1010Hz，此波的波长为多少?
(2)求飞机的飞行速度多大。
某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示。P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz的中波和频率为400MHz的微波。已知无线电波在空气中的传播速度为3×108m/s。
(1)求该中波和微波的波长。
(2)发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能更好地到达居住地A，它是如何到达居住地A的？
某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波;隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波。求飞机的飞行速度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
根据电磁场理论、电磁波谱的特点与应用、LC振荡电路的工作原理、电磁波的发射过程进行分析即可。
对于本题所涉及到的内容，平时学习过程应该加强积累与记忆。
【解答】
A.麦克斯韦提出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电场和磁场交替产生向外传播，形成电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在；故A错误；
B.紫外线能杀菌，紫外线总是伴随着紫光出现.根据紫外线能杀菌制成了杀菌的紫光灯.紫光灯中起杀菌作用的是紫外线；故B错误；
C.LC电路中的Q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，当电荷量达到最大时，充电完毕，则充电电流减为零；故C错误；
D.在无线电波的发射中，需要把低频信号搭载到高频载波上，调制有两种方式：一种是使高频载波的振幅随信号而改变，这种调制方式称为调幅；一种是使高频波的频率随信号而改变，这种调制方式称为调频；故D正确。
故选D。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
【解答】
A、由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，故A错误；
B、根据上极板带正电可知，电容器内电场的方向向下，又由于电容器正在充电，则电容器内的电场正在增大，故B错误；
C、若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据f=12πLC可知发射电磁波的频率变小，故C错误；
D、若线增大电容器极板间的距离，根据f=12πLC可知发射电磁波的频率变变大，则发射电磁波的波长变小，故D正确。
3.【答案】D
【解析】A.调谐过程是通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相等，故Ａ错误；
B. 接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强，但仍可接收到该电磁波，故Ｂ错误；
C.频率越大接收到的波长越短，当S接b时Ｌ小，动片完全旋入时，由C=εS4πkd可知Ｃ变大，由公式f=12πLC知，接收电路的固有频率可能不变，可接收到波长可能保持不变且不是最短的，故Ｃ错误；
D.当S接a时L大，动片完全旋出时，由C=εS4πkd可知C变小由公式f=12πLC知，接收电路的固有频率可能不变，则接收到的电磁波频率可能不变，故Ｄ正确。
故选Ｄ。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
电磁波是一个大家族，无线电波、可见光、红外线、紫外线、微波等都是电磁波，它们在真空中的传播速度与光速是相同的，即都是3×108m/s，电磁波均可以反射、折射及衍射等波的现象。
本题考查：电磁波的传播速度、电磁波的传播、电磁波的种类，是一道基础题。
【解答】
AC.光和无线电波都是电磁波，在真空中的传播速度与光速相同，故A正确；C错误；
B.不同的电磁波在不同介质中的传播速度与其频率有关，故光和无线电波在介质中的传播速度不相同，故B错误；
D.光和电磁波均可以发生反射、折射等现象，故D错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查对电磁波的波速、特征、衍射和发射等等知识的了解情况，关键是掌握关于微波和无线电波的特点。
【解答】
A.电磁波只有真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速，故A错误；
B.微波和无线电波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确；
C.波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长比无线电波短，微波在传播过程中比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误；
D.声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】解：A、LC电路的电容器在充电时，电流减小，故A错误；
B、根据T=2πLC可知，因为两极板间距离d增大时C减小，所以T减小，故B错误；
C、电容器充电时，电流减小得越来越快，线圈中自感电动势增大，故C正确；
D、电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故D错误。
故选：C。
电容器充电时电流减小，而且电流减小得越来越快，线圈中自感电动势增大；由电容器中电容公式和振荡电路周期公式可求周期；电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
本题以广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通为背景考查LC振荡电路，以及电磁波的发射和接收等问题。
7.【答案】D
【解析】略
8.【答案】BD
【解析】
【分析】
薄膜干涉是光在膜的前后表面反射光发生叠加产生干涉；雷达是用微波来定位；全息照片是利用了激光的相干性好的性质；发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调
本题考查光的干涉、衍射、偏振、电磁波的发射与接收等现象以及应用，要重点掌握它们在生产生活中的应用情况。
【解答】
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，故A错误；
B.雷达是用微波来测定物体位置的设备，微波不容易发生衍射，故B正确；
C.全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的性质，故C错误；
D.发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故D正确。
故选BD。
9.【答案】AB
【解析】
【分析】
该题主要考查电磁波特性相关知识，注意平时识记。
当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强；将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调，又称为检波；钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光；在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官。
【解答】
A.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强，A正确；
B.将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调，又称为检波，B正确；
C.钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光，C错误；
D.在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官，D错误。
故选AB。
10.【答案】ACD
【解析】解析 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象，故A项正确；机械波在给定的介质中传播时，其传播速度与介质有关，与频率无关，故B项错误；依据v=cn，且紫外线的折射率比红外线的大，则紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故C项正确；机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向，如声波，故D项正确．
11.【答案】ABC
【解析】
【分析】
电磁波是概率波，其传播过程不需要介质，声波是机械波，传播过程中离不开介质；由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大，根据λ=cf分析波长变化情况；电磁波的传播速度是由介质和频率决定的。
【解答】
A .电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，故 A 正确；
B .电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但是声波在水中的传播速度比其在空气中大，故 B 正确；
C.根据λ=cf，电磁波速度变小，频率不变波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以 C正确；
D.电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，所以D错误。
故选ABC。
12.【答案】(1)发射；
(2)C；
(3)①8；64；②PR2=1600；
(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的发射、传播与接收，是理论联系实际的题目，关键是明确设计思想和设计原理，要能够结合能量守恒定律进行分析，题目信息量大，要有耐心。
【解答】
(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程；
(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播；
(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1600， 将R=5带入上式得P=64，所以y=64；将P=25带入得R=8，所以x=8；
(4)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，所以为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害。
故答案为：(1)发射；(2)C；(3)①8；64；②PR2=1600；(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等。
13.【答案】丙；电磁阻尼
【解析】解：当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，而图乙只能上下振动时，才有磁通量变化，左右振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼。
故答案为：(1)丙；(2)电磁阻尼。
根据电磁感应原理，结合楞次定律的阻碍相对运动角度，及产生感应电流的条件，即可判定。
考查电磁感应原理，掌握楞次定律中阻碍相对运动，理解磁通量的含义，及感应电流的产生条件。
14.【答案】解：(1)雷达波是电磁波(无线电波)，波速即等于光速c=3.0×108m/s，
其波长λ=cf=3×1081.5×1010m=2×10-2m。
(2)飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为x1=ct12，
飞机接收到第二个无线电脉冲时距雷达的距离为x2=ct22，
则在Δt=0.8s时间内飞机的位移为Δx=x1-x2=ct12-ct22=300m，
故飞机的飞行速度为v=ΔxΔt=3000.8m/s=375m/s。
【解析】见答案
15.【答案】解：(1)根据公式λ=cf可知，
中波的波长：λ1=cf1=3×108500×103mm=600m
微波的波长：λ2=cf2=3×108400×106m=0.75m；
(2)中波能更好地到达居住地A。无线电波发射站发出的中波到达A地，它是通过衍射现象，绕过山脉到达居住地A处的。
【解析】见答案
16.【答案】解：飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为S1=c×t12
飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为S2=c×t22
则在△t=0.8s时间内飞机的位移为：Δx=S1-S2=c⋅t12-c⋅t22=300m
故飞机的飞行速度为：v=ΔvΔt=375m/s
【解析】本题考查对雷达测速原理的能力，抓住两点：一是电磁波在空中传播速度均相同，等于光速c；二是根据发射和接收电磁波的时间间隔确定飞机的位置。
雷达发出的无线电脉冲在空中匀速传播，速度为光速c，脉冲碰到飞机后被反射回来，根据发射和接收的时间间隔求出飞机离雷达的距离，由两次距离差求出飞机飞行的位移，根据速度公式求出飞机的速度。
R/m
1
2
4
5
x
10
P/W
1600
400
100
y
25
16
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
下列说法正确的是
A. 麦克斯韦证实了电磁波的存在
B. 在医学上常用红外线来杀菌消毒
C. LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大
D. 调幅和调频是电磁波调制的两种方法
如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小
一品牌双波段(中、短波段)收音机的接收电路原理简化结构如图所示，通过切换开关S和旋转可变电容器动片来改变LC回路中的电感L和电容C，从而实现接收不同波段的信号。则( )
A. 调制过程是指通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等
B. 接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，接收电路将无法接收该电磁波
C. 使S接b且动片完全旋入，可接收到波长最短的电磁波
D. 使S从b打到a，同时动片旋出，接收到的电磁波频率可能不变
下列关于光和无线电波的说法中正确的是( )
A. 光和无线电波在真空中的传播速度相同
B. 光和无线电波在任何介质中的传播速度都是相同的
C. 光不是电磁波，无线电波是电磁波
D. 光可以反射，无线电波不会反射
关于微波和无线电波，下列说法正确的是( )
A. 无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速
B. 微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C. 手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D. 在无线电通信中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等。刷卡时，电路发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响应，被读或写入信息。下列说法正确的是( )
A. LC电路的电容器在充电时，电流增大
B. 如果增大LC电路中电容器两极板间距离，振荡周期将增大
C. LC电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势增大
D. 电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
小型的射电望远镜相比于大口径的射电望远镜，有能够全方位转动的优点。设地球上有两台直径分别为d1、d2的小型射电望远镜A和B，两者能观测到天体需要收集的电磁波总功率的最小值相同。在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。现仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，望远镜A能够观测到此类天体数量为N，则望远镜B能够观测到此类天体的数量为( )
A. (d2d1)NB. (d2d1)32NC. (d2d1)2ND. (d2d1)3N
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
下列关于说法正确的是( )
A. 水面上的油膜呈彩色，是光的衍射现象
B. 雷达是利用微波来测定物体位置的
C. 全息照相是利用了光的偏振现象
D. 电磁波在发射和接收过程中要经历调制和解调的过程
关于电磁波谱及电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是
A. 接收电磁波时，调谐使接收电路中产生的振荡电流最强
B. 要使电视机的屏上有图像，必须要有检波过程
C. 验钞机检验钞票真伪体现了紫外线波长较长的点
D. X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞
[多选]关于机械波与电磁波，下列说法正确的是
A. 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
B. 机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大
C. 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D. 机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向
关于电磁波与声波的比较，下列说法中正确的是( )
A. 电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B. 由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大
C. 由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
D. 电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
目前电能都是通过电网采用有线方式传输的。人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池。现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现。
(1)实现无线传输能量，涉及能量的_________、传播和接收。
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波_________(填字母)。
A.在传输中很多能量被吸收
B.在传播中易受山脉阻隔
C.向各个方向传输能量
D.传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P与它到天线塔的距离R相关，实验测量得P和R的部分数据如下表：
①上表中的x=_________，y=_________。
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为_________。
(4)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段。为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题。
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扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动。如图甲，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是______(选填“乙”或“丙”)，此现象属于______(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”)。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻发出一个脉冲波，经过2×10-4s后收到反射波;隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4s收到反射波。
(1)若雷达波的频率为1.5×1010Hz，此波的波长为多少?
(2)求飞机的飞行速度多大。
某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示。P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz的中波和频率为400MHz的微波。已知无线电波在空气中的传播速度为3×108m/s。
(1)求该中波和微波的波长。
(2)发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能更好地到达居住地A，它是如何到达居住地A的？
某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波;隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波。求飞机的飞行速度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
根据电磁场理论、电磁波谱的特点与应用、LC振荡电路的工作原理、电磁波的发射过程进行分析即可。
对于本题所涉及到的内容，平时学习过程应该加强积累与记忆。
【解答】
A.麦克斯韦提出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电场和磁场交替产生向外传播，形成电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在；故A错误；
B.紫外线能杀菌，紫外线总是伴随着紫光出现.根据紫外线能杀菌制成了杀菌的紫光灯.紫光灯中起杀菌作用的是紫外线；故B错误；
C.LC电路中的Q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，当电荷量达到最大时，充电完毕，则充电电流减为零；故C错误；
D.在无线电波的发射中，需要把低频信号搭载到高频载波上，调制有两种方式：一种是使高频载波的振幅随信号而改变，这种调制方式称为调幅；一种是使高频波的频率随信号而改变，这种调制方式称为调频；故D正确。
故选D。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
【解答】
A、由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，故A错误；
B、根据上极板带正电可知，电容器内电场的方向向下，又由于电容器正在充电，则电容器内的电场正在增大，故B错误；
C、若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据f=12πLC可知发射电磁波的频率变小，故C错误；
D、若线增大电容器极板间的距离，根据f=12πLC可知发射电磁波的频率变变大，则发射电磁波的波长变小，故D正确。
3.【答案】D
【解析】A.调谐过程是通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相等，故Ａ错误；
B. 接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强，但仍可接收到该电磁波，故Ｂ错误；
C.频率越大接收到的波长越短，当S接b时Ｌ小，动片完全旋入时，由C=εS4πkd可知Ｃ变大，由公式f=12πLC知，接收电路的固有频率可能不变，可接收到波长可能保持不变且不是最短的，故Ｃ错误；
D.当S接a时L大，动片完全旋出时，由C=εS4πkd可知C变小由公式f=12πLC知，接收电路的固有频率可能不变，则接收到的电磁波频率可能不变，故Ｄ正确。
故选Ｄ。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
电磁波是一个大家族，无线电波、可见光、红外线、紫外线、微波等都是电磁波，它们在真空中的传播速度与光速是相同的，即都是3×108m/s，电磁波均可以反射、折射及衍射等波的现象。
本题考查：电磁波的传播速度、电磁波的传播、电磁波的种类，是一道基础题。
【解答】
AC.光和无线电波都是电磁波，在真空中的传播速度与光速相同，故A正确；C错误；
B.不同的电磁波在不同介质中的传播速度与其频率有关，故光和无线电波在介质中的传播速度不相同，故B错误；
D.光和电磁波均可以发生反射、折射等现象，故D错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查对电磁波的波速、特征、衍射和发射等等知识的了解情况，关键是掌握关于微波和无线电波的特点。
【解答】
A.电磁波只有真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速，故A错误；
B.微波和无线电波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确；
C.波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长比无线电波短，微波在传播过程中比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误；
D.声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，故D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】解：A、LC电路的电容器在充电时，电流减小，故A错误；
B、根据T=2πLC可知，因为两极板间距离d增大时C减小，所以T减小，故B错误；
C、电容器充电时，电流减小得越来越快，线圈中自感电动势增大，故C正确；
D、电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故D错误。
故选：C。
电容器充电时电流减小，而且电流减小得越来越快，线圈中自感电动势增大；由电容器中电容公式和振荡电路周期公式可求周期；电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
本题以广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通为背景考查LC振荡电路，以及电磁波的发射和接收等问题。
7.【答案】D
【解析】略
8.【答案】BD
【解析】
【分析】
薄膜干涉是光在膜的前后表面反射光发生叠加产生干涉；雷达是用微波来定位；全息照片是利用了激光的相干性好的性质；发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调
本题考查光的干涉、衍射、偏振、电磁波的发射与接收等现象以及应用，要重点掌握它们在生产生活中的应用情况。
【解答】
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，故A错误；
B.雷达是用微波来测定物体位置的设备，微波不容易发生衍射，故B正确；
C.全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的性质，故C错误；
D.发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故D正确。
故选BD。
9.【答案】AB
【解析】
【分析】
该题主要考查电磁波特性相关知识，注意平时识记。
当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强；将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调，又称为检波；钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光；在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官。
【解答】
A.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强，A正确；
B.将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调，又称为检波，B正确；
C.钞票上有荧光物质，验钞机发出的紫外线具有荧光作用，可以使荧光物质发光，C错误；
D.在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用，X射线可用来检查人体器官，D错误。
故选AB。
10.【答案】ACD
【解析】解析 电磁波可以发生衍射现象和偏振现象，故A项正确；机械波在给定的介质中传播时，其传播速度与介质有关，与频率无关，故B项错误；依据v=cn，且紫外线的折射率比红外线的大，则紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故C项正确；机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向，如声波，故D项正确．
11.【答案】ABC
【解析】
【分析】
电磁波是概率波，其传播过程不需要介质，声波是机械波，传播过程中离不开介质；由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大，根据λ=cf分析波长变化情况；电磁波的传播速度是由介质和频率决定的。
【解答】
A .电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，故 A 正确；
B .电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但是声波在水中的传播速度比其在空气中大，故 B 正确；
C.根据λ=cf，电磁波速度变小，频率不变波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以 C正确；
D.电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小，所以D错误。
故选ABC。
12.【答案】(1)发射；
(2)C；
(3)①8；64；②PR2=1600；
(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等
【解析】
【分析】
本题考查电磁波的发射、传播与接收，是理论联系实际的题目，关键是明确设计思想和设计原理，要能够结合能量守恒定律进行分析，题目信息量大，要有耐心。
【解答】
(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程；
(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播；
(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR2=1600， 将R=5带入上式得P=64，所以y=64；将P=25带入得R=8，所以x=8；
(4)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，所以为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害。
故答案为：(1)发射；(2)C；(3)①8；64；②PR2=1600；(4)仪器体积过大；对人体有伤害；传输距离太短等。
13.【答案】丙；电磁阻尼
【解析】解：当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，而图乙只能上下振动时，才有磁通量变化，左右振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼。
故答案为：(1)丙；(2)电磁阻尼。
根据电磁感应原理，结合楞次定律的阻碍相对运动角度，及产生感应电流的条件，即可判定。
考查电磁感应原理，掌握楞次定律中阻碍相对运动，理解磁通量的含义，及感应电流的产生条件。
14.【答案】解：(1)雷达波是电磁波(无线电波)，波速即等于光速c=3.0×108m/s，
其波长λ=cf=3×1081.5×1010m=2×10-2m。
(2)飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为x1=ct12，
飞机接收到第二个无线电脉冲时距雷达的距离为x2=ct22，
则在Δt=0.8s时间内飞机的位移为Δx=x1-x2=ct12-ct22=300m，
故飞机的飞行速度为v=ΔxΔt=3000.8m/s=375m/s。
【解析】见答案
15.【答案】解：(1)根据公式λ=cf可知，
中波的波长：λ1=cf1=3×108500×103mm=600m
微波的波长：λ2=cf2=3×108400×106m=0.75m；
(2)中波能更好地到达居住地A。无线电波发射站发出的中波到达A地，它是通过衍射现象，绕过山脉到达居住地A处的。
【解析】见答案
16.【答案】解：飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为S1=c×t12
飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为S2=c×t22
则在△t=0.8s时间内飞机的位移为：Δx=S1-S2=c⋅t12-c⋅t22=300m
故飞机的飞行速度为：v=ΔvΔt=375m/s
【解析】本题考查对雷达测速原理的能力，抓住两点：一是电磁波在空中传播速度均相同，等于光速c；二是根据发射和接收电磁波的时间间隔确定飞机的位置。
雷达发出的无线电脉冲在空中匀速传播，速度为光速c，脉冲碰到飞机后被反射回来，根据发射和接收的时间间隔求出飞机离雷达的距离，由两次距离差求出飞机飞行的位移，根据速度公式求出飞机的速度。
R/m
1
2
4
5
x
10
P/W
1600
400
100
y
25
16
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