专题21.2电磁波的海洋-1

第二十一章信息的传递专题21.2电磁波的海洋一、学习目标1.知道电磁波的长生和传播。2.知道波长、频率和波速的关系。3.知道电磁波在真空中的传播速度。4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。二、课标要求知道波长、频率和波速的关系。知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。知识点1：电磁波的产生与传播1.导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。迅速变化的电磁波也能使金属中形成电流。2.电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。3.电磁波的家族：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。知识点2：电磁波的波长λ、频率f和波速：1.波长：波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离，用λ表示，单位是m。2.频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz3.波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，c=3×108m/s=3×105km/s）4.电磁波的波长λ、频率f和波速三者关系c＝λf.根据公式c＝λf进行有关计算时，三个物理量的单位分别是m/s、m、Hz.【例题1】关于下列四幅图的说法正确的是（）A.声呐利用次声波探测鱼群B．汽车导航仪利用电磁波导航C．验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作D．夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的紫外线进行侦察【答案】B．【解析】①超声波具有定向发射的性质，可以用于探测水中物体，如探测鱼群、潜艇等，也可用来测量海深；②电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、都是靠电磁波来传递信息的；③紫外线应用：合成维生素D、使荧光物质发光、杀菌．④红外线热作用强，一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射越强，用于浴霸、烤箱、夜视仪、热谱图、遥控、遥感．A．声呐发出的是超声波，可以确定海洋中鱼群的位置．此选项错误；B．汽车导航仪是利用电磁波与卫星实现信息交流的．此选项正确；C．验钞机能发出紫外线，钞票上涂有荧光物质，荧光物质只有在紫外线照射时，才发光．此选项错误；D．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射越强，夜视仪是通过接收红外线的强弱来分辨人和其他物体的．此选项错误．【例题2】某网络频率范围是1920MHz1935MHz，其中下列说法正确的是（）A．1920MHz的电磁波波长比1935MHz的短B．1920MHz的电磁波不能再没有空气的月球上传播C．1920MHz的电磁波在真空中传播的速度比1935MHz的慢D．1920MHz和1935MHz的电磁波在真空中传播的速度相同【答案】D【解析】根据c＝λf知道，光速一定，电磁波频率大，波长短。所以A错误；电磁波在真空中传播速度最大，所以B错误；电磁波在真空中传播速度是一定的，与频率无关，所以C错误；D正确。一、选择题1.北斗导航卫星与地球之间的通讯是利用（）A．电磁波B．次声波C．超声波D．空气【答案】A【解析】（1）超声波和次声波属于声波，而声音不能在真空中传播，故BC错误；（2）空气只能作为传播的介质，而不能作为北斗导航卫星与地球之间的通讯，故D错误；（3）电磁波可以在真空中传播，因此北斗导航卫星与地球之间的通讯是利用电磁波传播的，故A正确。2.目前中国网民数量和网络规模均位居全球第一，WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的载体是（）A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．可见光【答案】C【解析】WiFi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，它是用微波来传递信息的。次声波、超声波都属于声波不能再真空中传播。而WIFI是用微波来传递信息的，微波与可见光的波段不同，属于不同的电磁波。3.2019年4月15日京雄高铁采用铺轨机正式铺轨，此铺轨机（如图）首次应用了我国自主研发的“北斗”定位系统。铺轨机与“北斗”定位系统间的信息传递靠的是（）A.电磁波B.超声波C.次声波D.红外线【答案】A

【解析】我国自主研发的“北斗”定位系统是利用电磁波进行定位的，所以铺轨机与“北斗”定位系统间的信息传递靠的是电磁波，故A正确，BCD错误。4.下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是（）A．利用微波雷达跟踪飞行目标B．利用北斗导航系统进行定位和导航C．用打D．利用声呐系统探测海底深度【答案】D【解析】电磁波和声波都能传递信息和能量；电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播。A.利用微波雷达可以跟踪飞行目标，微波属于电磁波，故A不符合题意；B.利用微波雷达跟踪飞行目标时利用的是电磁波，故B不符合题意；C.可以发出电磁波，也可以接收电磁波，故C不符合题意；D.利用声呐系统探测海底深度，声呐发出的是超声波，故D符合题意。5.关于电磁波和现代通信，下列说法正确的是（）A.移动是利用电磁波传递信息的B.光不能在弯曲的光纤中传播C.中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同D.我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的【答案】A【解析】本题考查的是电磁波与现代通信的理解。对选项A，移动是利用无线电的接收和发射装置，它是利用电磁波传递信息的，故选项A正确；对选项B，光在光纤中是通过多次反射进行传播，与光纤的弯曲无关（但不能过度弯曲），故选项B错误；对选项C，中央电视台与广西电视台发射的是相同的电磁波，只是波长不相同，所以在同一区域内传播的速度相同，故选项C错误；对选项D，我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波进行定位的，超声波属于声波，不能在真空中传播。故选项D错误。故选A。6.中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（）A.智能机器人只能通过声音信号控制B.北斗卫星导航是通过光纤传递信息C.无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量D.用5G上网是通过电磁波传递信息【答案】D【解析】A.智能机器人可以通过电磁波信号控制。B.北斗卫星通过电磁波传递信息。C.无人驾驶汽车需要消耗能量。7.下列家用电器工作时，利用电磁波的是（）A．电饭煲B．吹风机C．微波炉D．电热毯【答案】C【解析】电饭煲和电热毯都是利用电流的热效应工作的，没有用到电磁波；吹风机吹风是利用电动机工作中线圈通电后在磁场中受力转动的原理制成的，吹热风时还有电热丝利用电流的热效应工作来发热，没有用到电磁波；而微波炉主要是把电能转化为电磁波，从而使食物产生热能,C正确，ABD错误,选C。8.下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是（）A．利用微波雷达跟踪飞行目标B．利用北斗导航系统进行定位和导航C．用打D．利用声呐系统探测海底深度【答案】D【解析】电磁波和声波都能传递信息和能量；电磁波能在真空中传播，而声波不能在真空中传播。A.利用微波雷达可以跟踪飞行目标，微波属于电磁波，故A不符合题意；B.利用微波雷达跟踪飞行目标时利用的是电磁波，故B不符合题意；C.可以发出电磁波，也可以接收电磁波，故C不符合题意；D.利用声呐系统探测海底深度，声呐发出的是超声波，故D符合题意。9.WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是（）A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波【答案】【解析】微波是指频率为300MHz﹣300GHz的电磁波，WiFi在2.4GH频段工作，属于微波．WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输．10.电磁波是一个大家族，图是它们的家族谱。对电磁波的认识，下列说法错误的是（）A．可见光也是一种电磁波B．红外线比紫外线的频率低C．真空中不同电磁波的传播速度不同D．电磁波的频率越高，波长越短【答案】C【解析】电磁波在真空中传播速度是一定的，与频率无关。C是本题选项。二、填空题1.1MHz=_____kHz.1kHz=______Hz.电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，c=________m/s=_________km/s）【答案】103.103.3×1083×105【解析】1MHz=103kHz.1kHz=103Hz.c=3×108m/s=3×105km/s。2.某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是，频率是．【答案】1m；3×108Hz．【解析】波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，图中给出的是一个波峰一个波谷即一个波长的距离．要求频率需要根据公式c=λf：波速c是常数，已知波长λ，即可求出频率f．图中给出的是一个波长的距离，所以波长λ=1m．电磁波传播的速度c=3×108m/s，由公式c=λf得：f===3×108Hz3．WiFi是将电脑、与互联网以无线方式连接的技术，可进行信息、文件等材料的无线传输，此过程中各种信息是靠来传输的，它在真空中的传播速度是。【答案】电磁波；3×108m/s。【解析】利用WiFi无线上网时，路由器利用电磁波向四周有效范围内的终端传递信息；电磁波的传播速度等于光速，为3×108m/s。【答案】电磁波；能。【解析】电磁波既能传递信息，也能传递能量，且能在真空中传播。故电磁波5.物体不能无限地被压缩说明分子间存在着相互作用的；Wi﹣Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，是利用传递信息的。（选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）【答案】斥力；电磁波。【解析】物质由分子构成，分子不停地做无规则运动，分子间存在引力和斥力；通过电磁波可以实现无线互联。物体不能无限地被压缩说明分子间存在相互作用的斥力；Wi﹣Fi是通过电磁波将个人电脑、等终端进行连接的，因电磁波能传递信息，且电磁波的传播不需要介质，所以它是利用电磁波来收发数据的。6.骑行共享单车前，需先用扫码将信息提供传递到共享平台，共享平台再将解锁信息以m/s的速度传递到该车，进行解锁。【答案】电磁波；3×108。【解析】依靠电磁波来传递信息；电磁波的传播速度为3.0×108m/s。故共享平台再将解锁信息以3×108m/s的速度传递到该车。7.十九大会议的盛况可以利用卫星，通过波向全世界各地传播，该波在空气中的传播速度为m/s，也可以利用光纤通过光波向世界各地传播。某发射的信号频率为2×103MHz，那么该信号的波长为m。【答案】电磁波3.0×1080.15【解析】电磁波传播的速度为3.0×108m/s十九大会议的盛况可以利用卫星，通过电磁波向全世界各地传播，根据v=λf得到λ=V/f=3.0×108m/s/2×109Hz=0.15m三、计算题1．雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为0．1m的电磁波，经过0．3s的时间，接收到了反射波．请你回答：（1）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？（2）该卫星距地面多远？【答案】（1）电磁波的频率为3000MHz，（2）该卫星离地4.5×107m【解析】（1）根据λ=V/f，已知λ=0．1m，v=3.0×108m/s。f=V/λ=3.0×108m/s/0．1m=3000MHz（2）s=vt=3.0×108m/s×0．15s=4.5×107m四、综合能力题1.阅读与思考电磁辐射危害人体的机理电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等．（1）热效应：人体70％以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作．（2）非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤．（3）累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对