4.3电磁波的发射、传播和接收 课时作业（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
4.3电磁波的发射、传播和接收 课时作业（解析版）
1．无线电广播的过程是（ ）
A．调制一调谐一解调
B．调制一解调一调谐
C．解调一调制一调谐
D．调谐一解调一调制
2．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是（　　）
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
3．关于电磁波的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　）
A．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程
4．电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波、机械波传播均需要介质
B．机械波、电磁波都会传递能量和信息
C．机械波会产生折射反射，电磁波不会产生折射反射
D．电磁波在任何介质中传播速度均相同，机械波波速大小决定于介质
5．关于电磁波，下列说法正确的是
A．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输
C．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备
D．不同频率的电磁波在同一介质中传播速度相同
6．如图所示，今年两会期间，新华社首次推出了“5G+全息异地同屏访谈”。这是世界上新闻媒体首次应用5G和全息成像技术。5G（传输速率10Gbps以上、频率范围3300~5000MHz）相比于4G（传输速率100Mbps~1Gbps、频率范围1880~2635MHz），以下说法正确的是（　　）
A．5G信号波动性更显著 B．4G和5G信号都是纵波
C．5G信号传输速率是4G的10倍以上 D．5G信号在真空中的传播速度更快
7．20世纪中叶以后，移动电话快速发展．移动电话机（ ）
A．既能发射电磁波，也能接收电磁波
B．只能发射电磁波，不能接收电磁波
C．不能发射电磁波，只能接收电磁波
D．既不能发射电磁波，也不能接收电磁波
8．以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　）
A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场 B．电磁波是机械波，传播需要介质
C．电磁波的传播速度是 D．电磁波是一种物质，可在真空中传播
9．在信息化时代，我们的生活发生了巨大的转变，我们可以用手机打车．叫外卖，汽车也在向着无人驾驶的方向发展，但它们的基本工作方式都离不开电磁波的发射和接收．一些电器设备同时具有发射和接收电磁波的功能，但也有些设备只能发射或只能接收电磁波，下面所列设备在工作时只是用来接收电磁波的是（ ）
A．手机 B．雷达 C．微波炉 D．收音机
10．说法正确的是
A．爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同
B．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调谐
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
D．激光和自然光都是偏振光
11．对讲机是深山探险爱好者必备的通讯工具，原理如图甲所示，不使用时高频振荡器产生的高频等幅振荡如图乙所示，在正常使用的过程中，即探险家对话筒喊话时产生的低频振荡如图丙所示。根据以上可知，该对讲机发射的无线电波应为（　　）
A． B． C．D．
12．下列说法中，正确的是（ ）
A．电磁波不能在真空中传播
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的
C．电磁波在真空中的传播速度等于光速
D．无线电广播与无线电视传播信号的原理相似
13．下列说法正确的是（ ）
A．用分光镜观察太阳光谱可以鉴别太阳周围的大气层中有哪些元素组成
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的干涉现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．雷达用的是微波，传播的直线性好，有利于定位．
14．为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以（　　）
A．增大电容器极板间的距离 B．减小电容器极板的正对面积
C．减小线圈的匝数 D．采用低频振荡电流
15．一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
16．(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述，电场线的疏密反映了电场强度的大小．
(a)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
(b)点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2．请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2．
(2)宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图所示．假设A、B两个天体辐射功率相同，且都在均匀持续地辐射．天体A距地球1万光年，天体B距地球5万光年．(忽略电磁波传播过程中的损耗)
(a)用一架射电望远镜接收到A发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自天体B的电磁波功率P2是多大
(b)为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一一种常用方法．为使接受到天体B的信号功率和天体A一样强，可将望远镜口径增大为原来的多少倍
参考答案
1．A
【详解】
首先通过话筒把声音信号转变成为音频信号，音频信号频率很低，不能用来直接发射电磁波．此时需要把音频信号加到高频电磁波上，这个过程叫作调制．经过调制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去．接收机上的天线，接收来自广播电台的电磁波，经过调谐器选取所需信号，这个过程叫电谐振调谐．然后，从接收到的高频电磁波中分离出所携带的音频信号，这个过程叫作检波，也叫解调．最后，检波出来的音频信号经过放大器放大，送到扬声器再现声音．
2．B
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度等于光速，由c=λf，可得
可求得波长范围
真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，A选项正确；
B．恒定不变的电场或磁场不能产生变化的电场与磁场，从而不能形成电磁波，故B选项错误；
C．依据
2s=c·t
我们测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离，C选项正确；
D．波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，故D选项正确。
本题选不正确的，故选B。
3．B
【详解】
A．音频电流的频率比较低，放大后搭载到高频电磁波上。A正确，不符合题意；
B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，B错误，符合题意；
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，C正确，不符合题意；
D．检波就是从调频或调幅的高频信号中把音频、视频等调制讯号分离出来的过程。要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程。D正确，不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】
A．电磁波是电磁场在空间中的传播，传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故A错误；
B．电磁波和机械波都能传递能量和信息，故B正确；
C．机械波和电磁波都具有波的特性，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，故C错误；
D．电磁波在不同的物质中传播速度不相同，机械波波速大小决定于介质，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，故B正确；雷达在工作时，先发射出电磁波，其在向前传播过程中，遇到障碍物后被发射回来，即雷达据其所接收到的反射回来的电磁波情况判断前方物体的情况．即雷达是利用电磁波来工作的，故C错误；不同频率的电磁波在真空中传播速度相同，在介质中的传播速度不同，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．因5G信号的频率更高，则波长小，波动性更不明显，故A错误；
B．电磁波均为横波，即4G和5G信号都是横波，故B错误；
C．5G传输速率10Gbps以上，4G传输速率100Mbps~1Gbps，则5G信号传输速率是4G的10倍以上，故C正确；
D．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故D错误。
故选C。
7．A
【分析】
移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．
【详解】
因为移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．所以移动电话的声音信息由空间的电磁波来传递，移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
本题需要掌握移动电话的电信号通过电磁波进行传递，知道移动电话既是无线电的发射台，又是无线电的接收台．
8．D
【详解】
A．电场和磁场总是交替出现，统称为电磁场，选项A错误；
B．电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误；
C．电磁波在真空中的传播速度是，选项C错误；
D．电磁波是一种物质，可在真空中传播，选项D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．手机既能发射电磁波即向外打电话时，又能接收电磁波即接电话时，A错误；
B．雷达既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，B错误；
C．微波炉是利用电磁波来加热食物中水，即只能发射电磁波，C错误；
D．收音机只能接受电磁波，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
A、爱因斯坦在相对论中认为真空中光速在不同惯性系中相同，故A正确；
B、解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程．所以从调谐电路接受到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程叫解调，故B错误；
C、只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，从而形成电磁波，均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能产生电磁波，故C错误；
D、自然光是沿各个方向振动，而偏振光沿特定方向振动，激光是偏振光，故D错误．
点睛：本题考查的知识点较多，需要学生在学习的过程中注意积累和应用．
11．B
【详解】
高频振荡器产生高频等幅振荡，话筒里有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着它说话时，空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，这就是调制。它不但影响了正半周，也影响了负半周。
故选B。
12．BCD
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，故A错误；
BD．电磁波在日常生活中应用非常广泛，其中一个重要的应用就是用来传递信息，我们现在生活中的移动通信、无线电广播、电视信号的传递，都是通过电磁波来完成的，故BD正确；
C．电磁波在真空中的传播速度等于光速，故选项C正确。
故选BCD。
13．AD
【详解】
A．用分光镜观察太阳光谱可以鉴别太阳周围的大气层中有哪些元素组成，故A正确．
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故B错误．
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误．
D．微波的频率较大，波长较短，直线性好，雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置，故D正确．
14．ABC
【详解】
实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由
f＝
C＝
故选ABC。
15．7.5×103 m
【详解】
图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.
设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得
s＝ m＝7.5×103 m.
16．(1)(a) (b) (2)(a) (b)
【分析】
根据库仑力和电场强度定义式结合起来，即可求出点电荷的场强表达式，根据电场线的疏密程度反映反映空间区域电场强度的大小，由场强关系得到电场线条数关系。
【详解】
（1）（A）场源电荷的电荷量为Q，在距离Q为r的位置放置电荷量为q的检验电荷，根据库仑定律和场强的定义：有：
，
联立解得：
（B）穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比为：
（2）（A）令望远镜能接收到射电信号的有效面积为S，A、B两个天体的辐射功率为P，天体A距离地球1万光年，则望远镜接收到A发出的电磁波功率为：
同理，望远镜B接受到B发出的电磁波功率为：
联立可得：
（B）直径为D的望远镜能够接受到的射电信号的有效面积为：
则有：
，
根据题意得：，可得：
【点睛】
考查库仑定律和电场强度定义式。