选择性必修二4.3电磁波的发射、传播和接收 （word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 4.3 电磁波的发射、传播和接收
一、单选题
1．关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　）
A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程
B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
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．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路
2．关于波和波的现象解释，下列说法中正确的有（　　）
A．电磁波的传播速度恒为
B．雷达工作时利用了声波的反射
C．增透膜使得两列反射光波相消，但透射光强并没有增加
D．声源与观察者相对靠近时，观察者按收到的频率大于声源发出的频率
3．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（　　）
A．增加辐射波的波长
B．使振荡电容器的正对面积足够小
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增加回路中的电容和电感
4．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
5．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的（　　）
①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路
A．①②③ B．②③④ C．①④ D．①②④
6．太赫兹波是一种电磁波，波长在3mm-0.03mm之间，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业，甚至还有人认为太赫兹波将是6G或者7G通信的基础，因为太赫兹波波长短，穿透力强于雷达波。下列说法正确的是（　　）
A．当观察者不动，波源朝着观察者运动时，波源的频率增大
B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程
C．变化的电场必能产生变化的磁场，变化的磁场必能产生变化的电场，这样交替产生电磁波
D．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波有望用于测定物体的位置
7．关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的速度为c=3.00×108m/s
B．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率大
C．只有高温的物体才能发射红外线
D．电视机既能接收电磁波，又能发射电磁波
8．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．
9．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
10．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，如果要接收到这个电台的信号，应该采取的措施是（　　）
A．增大调谐电路中线圈的匝数 B．加大电源电压
C．增加调谐电路中的电容 D．将线圈中的铁芯抽出
11．“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙属于电磁波），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作．下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”只接收到了来自麦克风的信号
B．麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出蓝牙信号
C．“小蜜蜂”接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D．麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高振荡电路发射电磁波的本领
12．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是（　　）
A．经过调制后的高频电磁波向外辐射的能量更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变
D．经过调制后的电磁波在空间传播波长变长
13．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
14．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是（　　）
A．因为收听到的电台离收音机最近
B．因为收听到的电台频率最高
C．因为接收到的电台电磁波能量最强
D．因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振
15．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
二、填空题
16．无线电波的发射
（1）要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：
①要有_____的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。
②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用_____电路。
（2）实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与_____相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的_____相连。
（3）电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种_____而改变的技术。
①调幅（AM）：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变的调制方法。
②调频（FM）：使高频电磁波的_____随信号的强弱而变的调制方法。
17．无线电波的接收
（1）接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收_____。
（2）电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率_____时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的_____。
①调谐：使接收电路产生_____的过程。
②解调：把声音或图像信号从_____中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波。
18．2003年10月16日我国成功发射了“神州五号”载人飞船，这标志着我国的航天航空事业居于世界前列．
（1）如图是A“神州五号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若该火箭起飞时质量为2.02×105kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞的加速度大小为________，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力和火箭质量的变化，火箭起飞后经________s飞离发射塔．
（2）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发________（填无线电广播信号或电视信号），这是因为________．
19．有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够_________________（填“增强”或“减弱"）对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够___________________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备。
三、解答题
20．有一种家用取暖器，外形如图甲所示，它是由电热丝发热达到取暖的目的；如果从侧面剖开，它的主要结构如图乙所示，其中Q为电热丝，MN为一个内表面极为光滑的金属弧面．
(1)电热丝通电后产生的是什么？它通过MN的内表面产生什么反射？
(2)弧面金属板MN与下列哪种器材的作用相似？
(3)电热丝安装在图示位置的目的是使热能怎么样射出？
21．如图甲、乙所示是发射电磁波时常用的信号调制方式，请问这两种调制方式有什么不同？
22．科学技术是一把双刃剑，电磁波的应用也是这样。电磁波在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果小型无线通信装置的电磁辐射功率是，那么在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？已知球的表面积。
23．收音机的调频电路由自感线圈和可变电容器组成，调节可变电容器的电容，可以改变调谐电路的频率。已知中波频率范围为535～1605kHz，那么，
(1)收听中波段最低频率电台时的电容是收听最高频率电台电容的多少倍？
(2)收音机在中波段所接收的无线电波的波长范围是从多少米到多少米？
24．在如图所示的电路中，C1=200pF，L1=40μH，L2=160μH，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振？发生电谐振的频率是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频信号中取出来，否则就不能显示，故A不符题意；
B．一般的音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波，故B不符题意；
C．电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似，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，故C不符题意；
D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须采用开放电路和高频发射，故D符合题意；
故选D。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度恒为，在其它介质中传播速度并不相等，A错误；
B．雷达工作时利用了电磁波的反射，B错误；
C．反射光相消就是透射光增强，因为两个光的光程差是一样的，但一个肯定有另一个肯定没有半波损失，把薄膜厚度设计成反射光相消，透射光就增强，C错误；
D．根据多普勒效应，声源与观察者相对靠近时，观察者按收到的频率大于声源发出的频率，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
理论证明，电磁波发射本领(功率)与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周期空间，形成开放电路，，，要使f增大，应减小L或C，故选B。
4．D
【解析】
【分析】
【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。
5．B
【解析】
【详解】
比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路，调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远，而调谐电路是在接收端需要的电路，故 ②③④正确。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
A．多普勒效应，声源频率不变，观察者接受到的频率发生改变，故A错误；
B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫调谐，解调是调制的逆过程，故B错误；
C．均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故C错误；
D．雷达测物体位置就是利用无线电波中的微波，波长短，衍射不明显，有利于波的直线传播，有利于确定物体位置，太赫兹波，波长更短，可能有利于测物体位置，故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
A．电磁波在真空中的速度为c=3.00×108m/s，A正确；
B．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率小，B错误；
C．一切物体均能发射红外线，C错误；
D．电视机只能接收电磁波，不能发射电磁波，D错误。
故选A。
8．B
【解析】
【分析】
【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。
9．B
【解析】
【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。
10．D
【解析】
【详解】
当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中接收不到信号的原因是调谐电路的固有频率较低，由可知，在电容C无法再调节的情况下，可减小L以提高，故选D。
11．D
【解析】
【详解】
A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误；
B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能产生电磁波信号，故B错误；
C．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐；故C错误；
D．减小发射电磁波的波长，则会提高频率，可以提高振荡电路发射电磁波的本领，故D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
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；电磁波的波速接近光速，所以传播速度不变；据c=λf可知，频率变大，波长变短，故A正确BCD错误。
故选A。
13．C
【解析】
【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。
14．D
【解析】
【详解】
选台就是调谐过程，因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振，使f固=f电磁波，在接收电路中产生电谐振激起的感应电流最强。故D正确ABC错误。
故选D。
15．B
【解析】
【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。
16． 足够高 开放 大地 天线 信号 振幅 频率
【解析】
【详解】
略
17． 天线 相同 共振 电谐振 高频电流
【解析】
【详解】
略
18． （1）3.81m/s2； 7.25 （2）电视信号； 电视信号波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射
【解析】
【分析】
（1）根据牛顿第二定律求解加速度，根据位移时间关系公式求解时间；
（2）发生明显衍射的条件是波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大．
【详解】
（1）对火箭运用牛顿第二定律，有：F-mg=ma
解得a=3.81m/s2
再根据s=at2
得t=7.25s．
（2）发生明显衍射的条件是波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，波长短，沿直线传播，受山区阻挡，不易发生衍射 ，容易被挡住；传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，容易衍射；
19． 增强 减弱
【解析】
【详解】
[1]现代的“隐形飞机”之所以能够避开雷达的探测，其原因之一在于隐形飞机的表面有一层特殊材料，这种材料能够增强对电磁波的吸收作用；
[2]原因之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波的反射，使得雷达设备收到反射回来的电磁波发生变化。
20．(1)产生热量, 镜面反射 (2) 凹面镜 (3)平行射出
【解析】
【详解】
(1)一切物体都向外辐射红外线，当电热丝通电后，向外辐射红外线，产生热量．当红外线射到表面极为光滑的金属弧面发生镜面反射．
(2)弧面金属板MN形状与凹面镜相似，平行光经凹面镜反射后，反射光线会会聚在焦点上．
光路是可逆的，灯丝处于焦点处，故产生平行光向外辐射．
(3)根据光路的可逆性，当把光源放在焦点时，则会得到平行光．
【点睛】
凹面镜在生活中的应用很多，它也是面镜，对光线有反射作用，这点许多同学容易和透镜混淆，一定注意．另外，凹面镜和凹透镜不同，凹面镜对光线的作用是会聚的．
21．见解析
【解析】
【详解】
甲为调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。乙为调频：使高频电磁波的频率随信号而改变。
22．0.4m
【解析】
【详解】
设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则球的面积为
则在1秒内球面获得的能量为
在球面上单位面积的电磁辐射能量
由题意可知
联立解得
R＝0.4m
23．(1)9；(2)560.7m～186.9m
【解析】
【详解】
(1)据公式
得
即
(2)据公式
得
24．改变可变电容器C2的电容，使得C2为50pF，1.78MHz
【解析】
【分析】
【详解】
发生电谐振时两电路的固有频率相同．为使回路发生电谐振，可以改变可变电容器C2，使
f2=f1
即
解得
发生电谐振时的频率
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