高中物理电磁波在日常生活和生产中的广泛应用综合题

阅读如下资料并回答问题：
自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射.热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同.
处于一定温度的物体在向外辐射电磁波能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处于平衡状态，则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体.单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与热力学温度的四次方成正比.即P₀=δT⁴，其中常量δ=5.67×10^-8 W/(m²·K⁴).
在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体，有关数据及数学公式：太阳半径R_S="696" 000 km,太阳表面温度T="5" 770 K，火星半径r="3" 395 km，球面面积S=4πR²，其中R为半径.
（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10^-7—1×10² m范围，求相应的频率范围.
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量是多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr²(r为火星半径)的圆盘上，已知太阳到火星的距离为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度.

如图14-5-1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14-5-1
(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)

从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接收到反射回来的电磁波？（地球到月球的距离为384 000 km）

某发射机中的LC振荡电路的电容器电容为300 pF，线圈的自感系数为0.3 mH，由它产生的电磁振荡向空间发射的电磁波波长是多少？

某雷达工作时,发射电磁波的波长λ="20" cm,每秒脉冲数n="5" 000,每个脉冲持续时间t="0.02" μs,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?

无线电广播的中波段波长的范围是187—560 m，为了避免邻近电台干扰，两个电台的频率范围至少应差10⁴ Hz，则在此波段中最多所容纳的电台数约为多少？

一台收音机在中波波段接收的波长范围由56.7 m到186.9 m，它接收的频率范围有多大？

如图14-3-3所示是20世纪90年代初期，科学家发明的一种设立在太空的一个太阳能卫星电站，它可一天24 h发电，且不受天气、昼夜、气候的影响，它用太阳能收集板收集到太阳能，再通过微波发射机将能量换成微波传送到地面接收站，地面接收站再把微波能还原成电能.卫星电站最佳位置是1 100 km的赤道上空，太阳能收集板的硅片每片面积为4 cm上标2，可提供电能50 MW，巨大的收集板电池面积为5 000 km上标2，其发电功率是多少？

图14-3-3

某电台发射的电磁波频率是72 MHz，其波长是多少？如果某接收机的LC调谐电路的线圈自感系数L=2.0×10^-6 H，要收到该电台的节目，调谐电路的电容应是多少？

某发射机中的LC振荡电路的电容器电容为300 pF，线圈的自感系数为0.3 mH，由它产生的电磁振荡向空间发射的电磁波波长是多少？

某收音机接收电路中，电感线圈L=10^-3 H，为了接收波长为500 m的电磁波，其电容器C应调到多少？

某收音机调谐电路是由LC振荡电路来实现的,如果可变电容器的电容C="240" pF时接收的是波长为400 m的电磁波,那么它要接收波长为200 m的电磁波时,可变电容器应调到多少?

毫米波的波长范围为1—10 mm，若波速为3.0×10⁸ m/s，则它的最高频率和最低频率是多少？

某发射机发出的电磁波在真空中的波长为300 m,振荡电路线圈的自感系数为2 mH,那么该振荡电路中电容器的电容为多少?

同步卫星可以转播无线电话，问说话后至少经多长时间才能听到对方回话？(设对方听到话后立即回话，已知M_地=6×10²⁴ kg,R_地=6.4×10⁶ m)