电磁波与信息化社会、电磁波谱
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是( )
A．声音是机械波
B．声音是电磁波
C．光是电磁波
D．光是机械波
E．声音和光都能发生干涉和衍射现象
【解析】声音必须在介质中传播，是机械波；光可以在真空中传播，是电磁波．【答案】ACE
2．关于雷达的特点，下列说法正确的是( )
【导学号：23570146】
A．雷达所用无线电波的波长比短波还短
B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用
E．雷达的使用与黑夜和白天无关
【解析】雷达一般采用直线性好、反射性强的微波，不是连续发射无线电波，每次发射的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求，障碍物的距离等情况都由显示屏显示出来．【答案】ACE
3．关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是( )
A．一切物体都在不停地辐射红外线
B．红外线具有很强的热作用
C．红外线具有很强的荧光作用
D．红外线的显著作用是化学作用
E．红外线容易穿透云雾
【解析】荧光作用和化学作用都是紫外线的重要特性，红外线波长比可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾．
【答案】ABE
4.如图14­4­4所示为收音机接收电磁波的电路，由线圈L1与可变电容器C1组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播
电台发射频率相同时，仅可接收该台广播节目．若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目，可采取的措施是( ) 【导学号：23570147】
图14­4­4
A．增加电容器电容C
B．减小电容器电容C
C．减少磁棒上线圈匝数
D．将磁棒从线圈中抽出部分
E．增加磁棒上线圈匝数
【解析】当收音机调谐电路的频率等于要接收的电磁波的频率时才发生电谐振，即接
收到该台．要使接收的电台电磁波频率升高，由f＝
1
2πLC
知，当L和C减小时，频率f
增大，故BCD正确．
【答案】BCD
5．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是无线电波、________、________、________.
【解析】在电磁波家族中，按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等．
【答案】见解析
6．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的________．
【解析】波能发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小．如图所示，电磁波中的无线电波波长范围是104～10－3 m，红外线波长范围是10－3～10－7 m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件．
【答案】无线电波
7．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用目标，这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，甚至车已经离开，也瞒不过它，这种遥感照相机敏感的电磁波属于________波程. 【导学号：23570148】
【解析】任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，遥感照相机是利用红外线拍摄的．
【答案】 红外
8．如图14­4­5所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4
s ，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙，问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？
图14­4­5
【解析】 雷达向东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方．
目标到雷达的距离d ＝ct 2
＝3×108×2×10－4×102 m ＝300 km.
【答案】 西方 300 km
[能力提升]
9．雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz 至1 000 MHz 的范围内，已知真空中光速c ＝3×108 m/s ，下列说法中正确的是( )
A ．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生
B ．电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生
C ．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m 至1 m 之间
D ．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定
E ．雷达工作时在连续不断地发射电磁波
【解析】 恒定的电场不能产生磁场，A 错误；周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场，这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁场，B 正确；雷达发射的电磁波频率多在300 MHz 至1 000 MHz 的范围内．因此，它在真空中的波长可由λ＝c /f 求得，则其波长范围为0.3 m 至1 m ，C 正确；雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定，等于c Δt /2，D 正确；雷达工作时是按一定的时间间隔向外发射无线电脉冲，E 错误．
【答案】 BCD
10．等离子显示屏PDP 是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕．每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光．每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图象，则该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的________效应. 【导学号：23570149】
【解析】 根据紫外线的产生机理、特点及应用可知是某种看不见的射线使荧光粉发光，看不见的射线应是紫外线，使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应．
【答案】 荧光
11．雷达测距防撞控制系统(Distronic ，简称DTR)是利用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为 1.0×10－4
s ，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图14­4­6甲所示，A 脉冲为发射波，B 脉冲为目标反射波，经t ＝170 s 后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？
图14­4­6
【解析】 由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为s ＝ct 2
＝3×108×4×10－42 m
＝6×104 m
当飞机到达雷达正上方后，距离为 s ′＝ct ′2＝3×108×2×10－42 m ＝3×104
m 由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以飞机的速度为
v ＝4
2－
42170 m/s ≈306 m/s.
【答案】 306 m/s
12.如图14­4­7所示为伦琴射线管示意图，K 为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A 为对阴极(阳极)，当A 、K 之间加直流电压U ＝30 kV 时，电子被加速打在对阴极A 上，使之发出X 射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线(X 射线)的能量．求：
图14­4­7
(1)电子到达对阴极的速度多大？
(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X 射线光子，则当A 、K 之间的电流为10 mA 时，每秒钟从对阴极最多辐射出多少个X 射线光子？(电子质量m ＝0.91×10－30 kg ，电荷量e ＝1.6×10－19 C)
【解析】 (1)由动能定理，得：
12
mv 2＝eU ， 则v ＝2eU
m ＝2×1.6×10－19×30×103
0.91×10－30 m/s ＝1.0×108 m/s ； (2)n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10
－19＝6.25×1016(个)． 【答案】 (1)1.0×108 m/s (2)6.25×1016
个。