鲁科版 (2019)选择性必修第二册 4.2 电磁波的发射、传播和接收
一、单选题
1.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
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.电视机的室外天线能把电信号接收下来,原因是( )
A.天线处于变化的电磁场中,产生的电流输送给LC回路
B.天线只处于变化的电场中,产生的电流输送给LC回路
C.天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电台信号不接收
D.天线将电磁波传输到电视机内
4.下列说法正确的是( )
A.光的偏振现象说明了光是纵波
B.光从一种介质进入另外一种介质时一定能够发生全反射
C.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关
D.手机通话时涉及的波只有电磁波
5.一品牌双波段(中、短波段)收音机的接收电路原理简化结构如图所示,通过切换开关和旋转可变电容器动片来改变回路中的电感和电容,从而实现接收不同波段的信号。则( )
A.调制过程是指通过调节、,使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等
B.接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时,接收电路将无法接收该电磁波
C.使S接且动片完全旋入,可接收到波长最短的电磁波
D.使S从打到,同时动片旋出,接收到的电磁波频率可能不变
6.发射电视信号时通常采用波长较短的米波,在高楼密集的城市楼群中,电视机上经常出现重影,当电视天线接收到强信号后,接着又接收到弱信号,屏幕上出现强弱交替的影像,这是由于( )
A.电磁波的干涉 B.电磁波的衍射 C.电磁波的反射 D.电磁波的折射
7.下列物理现象解释正确的是( )
A.人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响,在金属外壳中形成的涡流是导致轨道半径变小的原因之一
B.为更好接收波长为10m的无线电波,应把收音机的调谐频率调到34Hz
C.小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的电阻很大
D.手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的
8.如图为公交车上车时刷卡的情景,当听到“嘀”的声音,表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时,读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,IC卡内的LC振荡电路产生电谐振,线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B.IC卡是通过X射线工作的
C.读卡机在发射电磁波时,需要进行调谐和解调
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能
9.现在很多耳机都加入了主动降噪技术,其原理是音频接收器采集周围环境噪音,传给芯片,再让扬声器发出一个与噪声频率、振幅相同,相位相反的声音与原噪音相互抵消,实现降噪,该技术处理用到的原理是( )
A.衍射 B.干涉 C.调制 D.解调
10.2021年5月15日7时18分,我国的“天问一号”探测器在火星乌托邦平原着陆。着陆前“天问一号”探测器分成了两部分,一部分是环绕器,继续围绕火星转动,探测火星情报,另一部分是着陆器,它像一个“罩”一样,包着火星车,最终一起落在了火星上。而这个火星车就是“祝融号”,主要负责在火星实地考察。火星是离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相近,但公转周期是地球的1.88倍。火星距离地球最近达5400万千米,最远达4亿千米(探测器需飞行约7个月抵达火星)。“天问一号”火星探测器是利用电磁波与地球保持联系的,光速约为30万千米/秒,下列说法合理的是( )
A.2021年5月15日7时18分是指时间
B.研究火星自转时可以将其看作质点
C.可估算,从火星到地球,“祝融号”完成一次信息传输时间大约需要17分钟
D.研究“祝融号”火星车在火星表面运行的路线和速度大小,应当以太阳为参考系
11.哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深AUV,于当地时间2021年11月6日15时47分,在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜,最大下潜深度达10896米,再次刷新下潜深度纪录。在幽深的海底,要想知道潜水器所在位置并不容易,因为海水是导电媒质,电磁波在海水中的传播衰减很大,且频率越高衰减越大,导致使用无线电波的GPS的定位手段无计可施。声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。“悟空号”AUV就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分,而且频率越高吸收就越厉害,对于频率低的声波海水反而吸收少。结合以上信息,下列说法正确的是( )
A.无线电波在海水中传播时,不会使海水产生感应电流
B.若海水清澈,光波在海水中的传播衰减就会很小
C.无线电波在介质中的传播速度,除了与介质有关外,还与本身的频率有关
D.声波的频率越低,在海水中传播的距离越远,但传播的速度越小
12.预碰撞安全系统是智能技术在汽车安全性上的重要应用。如图所示,后车系统配备的微波雷达发射毫米级电磁波(毫米波),并利用传感器和电子控制单元对前车反射的毫米波进行收集与运算,当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号,则( )
A.毫米波的频率比可见光高
B.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
C.后车发射的毫米波频率高于被前车反射后接收到的频率
D.前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流
13.下图能说明产生电磁波的装置或器件的是( )
A. B.
C. D.
14.关于电磁波的调制技术,下列说法不正确的是( )
A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅
B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频
C.中、短波段的无线电广播,使用的是调幅方式
D.调幅波的优点是抗干扰能力强,传递过程中失真比较小
15.关于无线电波的发射和接收,下列说法正确的是( )
A.为了将信号发送出去,先要进行调谐
B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调制
C.为了从高频电流中取出声音信号,就要进行调制
D.由开放电路可以有效地把电磁波发射出去
二、填空题
16.(1)电磁波在真空中的传播速度为________,我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号,该频率的电磁波的波长是________。
(2)雷达是利用无线电波测定物体________的无线电设备,波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强。因此雷达用的是________波段的无线电波。
17.在电视信号发送和接收的过程中,要用到许多电学部件,将元件名称和它们在电路中的作用连接起来_______。
摄像机 将声信号还原后放出
话筒 向空中发射电磁波
发射天线 接收空中的电磁波
显像管 将光信号转变为电信号
扬声器 将声信号转变为电信号
接收天线 将电信号转变为光信号
18.不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
三、解答题
19.国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中,“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波,该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来,反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt。已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ,求该月壤层的厚度d。
20.如图所示为某雷达的显示屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4 s,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙。问:雷达在何方发现了目标?目标与雷达相距多远?(真空中的光速c=3.0×108 m/s)
21.如果有两个手持卫星电话的人通过同步卫星通话,一方讲话,另一方至少要等多长时间才能听到对方的回答?(设对方听到话后立即回话,已知,)
22.已知手机单端天线的长度为载波波长的时,其感应电动势在天线中将达到最大值。如果手机接收信号的载波频率为,这种手机的天线应设计为多长?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【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。
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.A
【详解】
室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC电路,此电流中空间各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路。
故选A。
4.C
【详解】
A.光的偏振现象说明了光是横波,选项A错误;
B.光从一种介质进入另外一种介质时若能够发生全反射,则必须满足:从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角,则光从一种介质进入另外一种介质时不一定能够发生全反射,选项B错误;
C.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关,选项C正确;
D.在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,故D错误。
故选C。
5.D
【详解】
A.调谐过程是通过调节、,使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等,故A错误;
B.接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时,该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强,但仍可接收到该电磁波,故B错误;
CD.频率越大接收到的波长越短,接时小,动片完全旋入时大,由公式
知,接收电路的固有频率可能不变,可接收到波长可能保持不变且不是最短的;同理,接时大,动片完全旋出时小,接收电路的固有频率可能不变,接收到的电磁波频率可能不变,故C错误;故D正确。
故选D。
6.C
【详解】
根据题意可知,出现重影时是因为我们又收到弱信号,此信号只能是通过楼群反射的信号;
故选C。
【点睛】
7.A
【详解】
A.人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响,在金属外壳中形成的涡流,导致卫星机械能减小,是导致轨道半径变小的原因之一,故A正确;
B.波长为10m的无线电波,频率为
故B错误;
C.小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的体积很小,站在同一根线上,两脚间电压很低,故C错误;
D.手机信号屏蔽器是通过干扰基站信号来工作的,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】
A.电磁波能在真空中传播,故A错误;
B.IC卡工作肯定不是依靠X射线,X射线的辐射能量较大,长时间接触对人体有害,故B错误;
C.读卡机发射的电磁波到IC卡的距离很近,所以不需要进行调谐和解调,故C错误;
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能,故D正确。
故选D。
9.B
【详解】
由题意可知,降噪技术的原理是音频接收器采集周围环境噪音,传给芯片,再让扬声器发出一个与噪声频率、振幅相同,相位相反的声音与原噪音相互抵消,实现降噪,则该技术处理用到的原理是波的干涉原理。
故选B。
10.C
【详解】
A.题中2021年5月15日7时18分是指时刻。故A错误;
B.研究火星自转时不能看作质点。故B错误;
C.一般情况下电磁波从火星到地球完成一次信息传输时间,最近的需要3分钟,最远的需要22分钟,现“祝融号”从火星乌托邦平原南部到中国的航天控制中心完成一次信息传输时间大约需17分钟是合理的。故C正确;
D.研究“祝融号”火星车在火星表面运行的路线和速度大小,应当以火星表面为参考系。故D错误。
故选C。
11.C
【详解】
A.因为海水是导电媒质,无线电波在海水中传播时,会使海水产生感应电流,故A错误;
B.光波在海水中的传播衰减,主要是由于产生感应电流而导致的,故B错误;
C.根据折射率与速度公式可知无线电波在介质中的传播速度,除了与介质有关外,还与本身的频率有关,故C正确;
D.根据声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分,而且频率越高吸收就越厉害,对于频率低的声波海水反而吸收少,可知频率越低,在海水中传播的距离越远,但传播的速度不变,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低,故A错误;
B.毫米波的波长远小于车的大小,所以遇到前车时不会发生明显衍射现象,故B错误;
C.被前车反射后的电磁波,相当于接收者在靠近波源导致频率变大,故C错误;
D.系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号,说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流,故D正确。
故选D。
13.D
【详解】
ABC装置都不能说明产生电磁波;D图的遥控器是靠产生电磁波工作的。
故选D。
14.D
【详解】
A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅,故A正确,不符合题意;
B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频,故B正确,不符合题意;
C.中、短波段的无线电广播,使用的是调幅方式,故C正确,不符合题意;
D.调频波的振幅不变,抗干扰能力比较强,传递过程中失真比较小,故D错误,符合题意。
故选D。
15.D
【详解】
A.为了将信号发送出去,首先要进行调制,A错误;
B.从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来是调谐,B错误;
C.从高频电流中取出声音信号,要进行解调,C错误;
D.利用开放电路可以有效地把电磁波发射出去,D正确。
故选D。
16. 30m 位置 微波
【详解】
(1)[1][2].电磁波在真空中的传播速度为,我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号,该频率的电磁波的波长是
。
(2)[3][4].雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备,波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强。因此雷达用的是微波波段的无线电波。
17.答案见解析
【详解】
相应的连线如下
只要根据课本上有关电视方面知识的介绍即可作出正确解答
18. 若干波段 电磁波谱
【详解】
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段,我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。
19.
【详解】
根据
解得
20.西方,300 km
【详解】
当雷达天线朝东方时,显示屏上只有发射信号而无反射信号;雷达天线朝西方时,显示屏上既有发射信号也有反射信号,因此雷达在西方发现了目标。由题图可知
t=2×10-4 s×10=2×10-3 s
目标与雷达之间的距离
x=ct=×3.0×108×2×10-3m=300km
21.另一方至少要等0.477s才能听到对方的回答
【详解】
要求出说话后听到对方讲话经历的时间,需要知道同步卫星分别和两人之间的距离,当两人都站在同步卫星的正下方时,电磁波经同步卫星传播的距离最短,需时最少。
设卫星的质量为m,离地高为h,同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同。
由牛顿第二定律得
所以
无线电传播的最短距离为
传播的最短时间为
22.0.094m
【详解】
由波速公式有
解得
手机的天线应设计为x
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页