4.3无线电波的发射和接收 课时提升练(解析版)
一、选择题
1.如图所示是LC回路中电容器带的电荷量随时间变化的图象。在1×10-6 s到2×10-6 s内,关于电容器的充(或放)电过程及由此产生的电磁波的波长,正确的结论是( )
A.充电过程,波长为1 200 m B.充电过程,波长为1 500 m
C.放电过程,波长为1 200 m D.放电过程,波长为1 500 m
2.下列关于电磁场和电磁波的叙述中,不正确的是( )
A.电磁场是相互联系在一起的变化的电场和变化的磁场
B.交替变化的电磁场传播出去形成了电磁波
C.太空舱外航天员与舱内航天员的通话利用了电磁波
D.所有雷达都是利用目标发射的电磁波来对目标进行定位的
3.2016 年底以来,共享单车风靡全国各大城市,如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和 SIM 卡等,便于监控单车在路上的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机 APP 上能实时了解单车的位置;骑行结束关锁后 APP 就显示计时、计价、里程等信息。此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息判断下列说法正确是( )
A.单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的
B.由手机 APP 上的显示信息,不能求出骑行的路程
C.单车是利用电磁感应原理实现充电的
D.单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力
4.在下列装置中,既能发射又能接收电磁波的是( )
A.收音机 B.移动电话 C.固定电话 D.电视机
5.2021年9月17日,神舟十二号载人飞船成功返回地面。返回舱返回过程中,有一段时间与地面会严重失效,甚至完全中断,这种现象称为黑障。形成黑障的直接原因最有可能的是( )
A.返回舱周围形成的高温等离子层
B.返回舱的金属外壳产生的静电屏蔽
C.返回舱在返回过程出现的失重现象
D.返回舱进入对流层后受大气的扰动
6.关于电磁波的发射与接收,下列说法正确的是( )
A.调频与调幅都是用载波发送信号,原理相同,无本质区别
B.解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程
C.调谐就是将接收电路的振幅调至与载波的振幅相同
D.由调谐电路接收的感应电流,再经过解调、放大,通过耳机才可以听到声音
7.下列各过程中,没有用到电磁波的是( )
A.用手机接电话 B.用微波炉加热面包
C.用水银温度计测体温 D.用遥控器打开电视
8.某人有两部手机A和B,A的号码为13845672003,B的号为13945672008.当用手机A(或B)拨打B(或A)的号码时,既能听到手机B(或A)的叫声,又能看到B(或A)的显示屏上显示出A(或B)的号码现把手机A放到一个透明玻璃罩内,并抽成真空,再用手机B拨打号码13845672003,以下说法正确的是( )
A.既能听到A的叫声,又能看到A显示屏上显示出13945672008
B.能听到A的叫声,但不能看到A显示屏上显示出13945672008
C.不能听到A的叫声,但能看到A显示屏上显示出13945672008
D.既不能听到A的叫声,又不能看到A显示屏显示出号码
9.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A.在电场的周围总能产生磁场,在磁场的周围总能产生电场
B.任何变化的电场周围空间一定产生磁场
C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播
D.电磁波不会产生污染
10.无线电广播需要对电磁波进行调制的原因是( )
A.未经调制的高频电磁波无法向外界辐射
B.调制后的电磁波在空间传播的波长保持不变
C.调制后的电磁波在空间传播得更快
D.调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去
11.使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波短
C.在真空中的传播速度大小为
D.在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
12.雷达可以用来探测台风、雷雨、云层,在军事上可以用来发现飞机、舰艇等目标。雷达工作时利用了下列哪种电磁波( )
A.可见光 B.紫外线
C.无线电波 D.射线
13.为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间,除了用敞露空间的电路,还有
A.增大电容器极板间的距离 B.减少线圈的匝数
C.减小电容器极板的面积 D.采用低频振荡电流
14.下列说法中正确的是( )
A.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性
B.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,接收者接受到波信号的频率会比波源频率高
C.电磁波和机械波都需要通过介质传播,并且在传播过程中都传递了能量
D.发射无线电波时需要对电磁波进行调制
15.下列说法正确的是( )
A.无线网络信号能绕过障碍物传播到接收终端是利用了干涉原理
B.机械波在某种介质中传播,当波源的频率增大时,其传播速度不变
C.当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D.在双缝干涉实验中,同等条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄
E.若把地球表面某单摆移到月球表面,共振曲线(振幅A随频率变化的图象)振幅最大值的横坐标将减小
二、解答题
16.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)
17.什么叫调制?调制分为哪两种方式?
参考答案
1.A
【详解】
由题图可知,在1×10-6 s到2×10-6 s内,电容器C带的电荷量由0增加到最多,因此是充电过程。电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期,那么电磁波的波长为
故选A。
2.D
【详解】
A.变化的电场和变化的磁场是相互联系的,它们统称为电磁场,故A不符合题意;
B.周期性变化的电场产生磁场;故周期性变化的电磁场由近及远地向周围传播就形成了电磁波;故B不符合题意;
C.太空中由于没有传播声音的介质,故声音不能在真空中传播,所以宇航员要进行对话需借助电子通信设备进行交流,即电磁波,故C不符合题意;
D.雷达是利用自身发射的电磁波来对目标进行定位的,还可以运用多普勒效应测量速度,故D符合题意。
故选D。
3.C
【详解】
A.单车的位置信息是借助GPS卫星导航系统准确定位的。A错误;
B.由手机 APP 上的显示的里程即是骑行的路程。B错误;
C.单车是利用电磁感应原理实现充电的。C正确;
D.单车在被骑行过程中,驱动轮的摩擦力表现为动力。D错误。
故选C。
4.B
【详解】
AD.收音机和电视机只能接收电磁波,故AD错误;
B.移动电话可发射和接收电磁波,故B正确;
C.固定电话接收和发送的是电流信号,故C错误。
故选B。
5.A
【详解】
飞船在返回时以极高速度进入大气层,产生高温2000℃(高速使动能转化热能,使船体外壳达到2000℃,从而使周围的空气电离形成等离子体,屏蔽电磁波从而地面人员无法得知飞船的实时状况),而在接近地面时,(虽然大气密度大)飞船速度下降,温度降低,在太空(虽然高速运动)没有大气,不易产生摩擦生热而燃烧而不会产生屏蔽。
故选A。
6.D
【详解】
A.调频改变的是载波的频率,调幅改变的是载波的振幅,两者原理不同,故A错误;
B.解调是接收电磁波过程中的步骤,故B错误;
C.调谐是将接收电路的固有频率调至与载波的频率相同,故C错误;
D.由调谐电路接收的感应电流,要再经过解调(调制的逆过程)放大,通过耳机才可以听到声音,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】
ABD.用手机接电话、用微波炉加热面包以及用遥控器打开电视都是通过电磁波工作,选项ABD不符合题意;
C.用水银温度计测体温不需要电磁波,选项C符合题意。
故选C。
8.C
【详解】
声音不能在真空中传播,拨打真空罩中手机不能听到手机铃声;手机接收的是电磁波信号,能在真空中传播,真空罩中的手机能接收到呼叫信号,所以能看到手机A的显示屏发光,故C正确ABD错误。
故选C。
9.B
【详解】
AB.变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,但恒定的电场不会产生磁场,恒定的磁场也不会产生电场,A错误,B正确;
C.电磁波是一种物质,可以在真空中传播,也可在介质中传播,C错误;
D.电磁污染是指天然和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射,D错误;
故选B。
10.D
【详解】
A.未经调制的高频电磁波也能向外界辐射,但是传递目的地不确定,所以A错误;
B.调制后的电磁波不同频率在空间传播的波长不同,所以B错误;
C.电磁波在空间传播速度一般不变,所以C错误;
D.经过调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去,所以D正确;
故选D。
11.B
【详解】
A.蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内,不是光信号。故A错误;
B.蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高,波长短。故B正确;
C.电磁波在真空中的传播速度约为。故C错误;
D.蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波,在真空中传播速度相同。故D错误。
故选B。
12.C
【详解】
雷达是利用自身发射的无线电波来对目标进行定位的,故选C。
13.ABC
【详解】
为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间,除了用开放电路外,还需要有足够高的频率电磁振荡的频率:,可知需要减小电容器的电容,以及减小线圈的自感系数.增大电容器极板间的距离,能减小电容器的电容,可以提高电磁振荡的频率故A正确;减少线圈的匝数,能减小线圈的自感系数,可以提高电磁振荡的频率故B正确;减小电容器极板的面积,能减小电容器的电容,可以提高电磁振荡的频率故C正确;采用低频振荡电流不利于电磁波的发射故D错误.故选ABC.
【点睛】
要有效地向外界发射电磁波,振荡电路必须具有如下的特点:
第一,要有足够高的振荡频率.理论的研究证明,振荡电路向外界辐射能量的本领,即单位时间内辐射出去的能量,与频率的四次方成正比.频率越高,发射电磁波的本领越大.
第二,振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,采用开放电路,才能有效地把电磁场的能量传播出去.
因此,为了把无线电波发射出去,就要改造LC振荡电路.增大电容器极板间的距离,减小极板的面积,同时减小自感线圈的匝数,以便减小L、C的值,增大振荡频率,同时使电场和磁场扩展到外部空间.这样的振荡电路叫做开放电路.最后,开放电路甚至可以演化成为一条导线.由开放电路可以有效地把电磁波发射出去.
14.BD
【详解】
A.红外线用于遥感技术,是因为其波长很长,衍射能力强,越容易绕过障碍物,不容易被云雾里的小分子散射掉,穿过云雾的能力比较好。故A错误;
B.根据多普勒效率可知,波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高,故B正确;
C.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,而机械波的传播需要介质;两者在传播过程中都传递了能量,故C错误;
D.发射无线电波时需要对电磁波进行调制,调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力,频率变大,穿透能力更强,即辐射本领更强。故D正确。
故选BD。
15.BDE
【详解】
A.无线网络信号能绕过障碍物传播到接收终端,是利用了波的衍射原理.故A不符合题意.
B.机械波在介质中传播时,其传播速度只与介质有关.故B符合题意.
C.当观察者和波源间存在相对运动时,不一定能观察到多普勒效应现象,如观测者绕波源做匀速圆周运动.故C不符合题意.
D.在双缝干涉实验中,因紫光的波长小于红光,根据△x=可知,在同等条件下,用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄.故D符合题意.
E.若把地球表面某单摆移到月球表面,重力加速度减小,单摆周期增大,固有频率减小,共振曲线,振幅最大值的横坐标将减小.故E符合题意.
16.2.56s
【详解】
设地球到月球的距离为d,则电磁波在地球与月球间往返一次所用的时间t为
其中
,
从地球向月球发射电磁波,在地球上接收到反射回来的电磁波的时间为
17.调制是指把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程;
信号的调制方式有调幅信号和调频信号,调幅信号是信号的振幅随声音、图象等信号而改变,调频信号是电磁波的频率随着声音、图象等信号而改变;由于频率不会衰减,故调频信号抗干扰能力强.
【解析】
【详解】
调制是指把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程;信号的调制方式有调幅信号和调频信号,调幅信号是信号的振幅随声音、图象等信号而改变,调频信号是电磁波的频率随着声音、图象等信号而改变;由于频率不会衰减,故调频信号抗干扰能力强.
【点睛】
本题考查了信号的调制过程及其分类,要明确一种是调整频率;另一种是调整振幅;根据名字进行记忆即可.