4.3电磁波的发射、传播和接收 同步练习（Word版含解析）

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．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁波
B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C．电磁波传播的速度总是3×108m/s
D．电磁波是一种物质，因而只可以在物质中传播
2．在电磁波的发射与接收过程中，互为逆过程的是（ ）
A．调制与调谐 B．调幅与调频
C．调制与检波 D．调谐与检波
3．“神舟十三号”载人飞船于2021年10月16日凌晨成功发射，发射过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　）
A．红外线 B．微波 C．紫外线 D．X射线
4．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变
B．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波
C．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调
D．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波
5．是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。信号一般采用频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是，则下列说法错误的是（　　）
A．信号相比于信号更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站
B．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的更快
C．空间中的信号和信号相遇不会产生干涉现象
D．信号所用的无线电波具有波粒二象性
6．下列对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．经过调制后的电磁波可以传播的距离更远
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才能不变
D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递过去
7．如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的（　　）
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调
8．周期为T频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v，该电磁波的波长为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是（　　）
A．解调——放大——调谐——显示
B．调谐——放大——解调——显示
C．调谐——解调——放大——显示
D．放大——调谐——解调——显示
11．如图所示，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极。芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连，组成振荡电路，使该振荡电路产生电磁振荡。已知振荡电路的周期为。下面对此振荡回路分析正确的是（　　）
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能增加
B．增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期
C．增加线圈的匝数，能更有效地发射电磁波
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小
12．下列关于无线电广播的叙述正确的是（　　）
A．发射无线电广播信号必须采用调频方式
B．发射无线电广播信号必须进行调谐
C．接收无线电广播信号必须进行调制
D．接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放
13．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
14．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．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
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．使接收电磁波的电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程
15．如图，为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法正确的是（　　）
A．声波可以发生多普勒效应
B． wifi 信号的传播需要介质
C． 电子衍射证实了电子具有粒子性
D． 月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致
二、填空题
16．电磁波通信：电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率_____，相同时间内传递的信息量_____。
17．中国成功发射和回收了“神舟”号系列飞船，标志着中国运载火箭的技术水平已跻身于世界前列。
(1)图A为某火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行某型号火箭的发射试验，该火箭起飞时质量为，起飞推力为，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为____________；在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经____________s飞离火箭发射塔，。
(2)为了传播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波的波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波的波长为，为了不让山区挡住信号传播，使城市居民能收听和收看火箭发射实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________________（填“无线电广播信号”或“电视信号”），这是因为：_______________________。
18．接收原理：电磁波在传播时如果遇到_________，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_________。
19．我国500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，如图(1)所示。其主动反射面系统是一个球冠反射面，球冠直径为，由4450块三角形的反射面单元拼接而成。它能探测到频率在之间的电磁脉冲信号（，）。
(1)计算探测到的电磁脉冲信号的波长，并根据图(2)判断对应哪种电磁波___________；
(2)为了不损伤望远镜球面，对“中国天眼”进行维护时，工作人员背上系着一个悬在空中的氦气球，氦气球对其有大小为人自身重力的、方向竖直向上的拉力作用，如图(3)所示。若他在某处检查时不慎从距底部直线距离处的望远镜球面上滑倒（球面半径）。
①若不计人和氦气球受到的空气阻力，氦气球对人的竖直拉力保持不变，估算此人滑到底部所用的时间并写出你的估算依据___________；
②真实情况下需要考虑人和氦气球受到的空气阻力，简单判断此人滑到底部所用的时间如何变化___________。
三、解答题
20．收音机选台时，如果调谐不准就会出现“串台”现象，这是为什么？
21．无线电波通常的传播途径有哪几种？它们的传播过程有何区别？
22．某居住地位于某山脉的一侧，山脉的另一侧处建有无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为的中波和的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少？
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地处的？
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好．为什么？
23．有波长分别为290m、397m、566m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时，则：
(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大？
(2)调节调谐电路中可变电容器的动片可以改变两极板的正对面积，旋进则正对面积增大，旋出则正对面积减小。如果想接收到波长为290m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．电场和磁场相互激发并向远处传播，形成电磁波，故A错误，B正确；
CD．电磁波是一种物质，因而也可在真空中传播，且在真空中传播的速度最大，为3×108m/s，故C、D错误。
故选B。
2．C
【详解】
调制是把需要发送的信号加到高频的电磁波上，而检波则是将信号从接收到的被调制过的高频电磁波中还原出来，它们互为逆过程。
故选C。
3．B
【详解】
A、红外线常用电视机遥控、夜视仪、热谱仪等等，不符合题意，A错误；
B、微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”， 具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性，可用来在无阻挡的视线自由空间传输高频信号，符合题意，B正确；
C、紫外光的频率比可见光高，但是比X射线低，常用于杀菌、进行透视或鉴定的工作，不符合题意，C错误；
D．X射线，是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波，常应用于医学诊断，在工业上也用得着X射线来做工业探伤，不符合题意，D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．电磁波不需要通过介质，而机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变，故A错误；
B．麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，故B正确；
C．发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故C错误；
D．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的微波，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．信号采用的无线电波频段高于的频段范围，由电磁波波长公式
可知信号的波长更短，所以相比于信号更不易发生衍射现象，更不容易绕过障碍物，所以通信需要搭建更密集的基站，故A正确，不符合题意；
B．信号比信号所用的无线电波在真空中传播的速度一样快，都等于光线c，故B错误，符合题意；
C．信号和信号相遇，由于频率不等，所以不会产生干涉现象，故C正确，不符合题意；
D．所有的无线电波都具有波粒二象性，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】
A．调制是把要发射的低频信号“加”到高频电磁波上去，与传播距离的远近无关，故A错误；
B．电磁波的波速接近光速，并且调制不影响电磁波在空气中的传播速度，故B错误；
C．由
可知波长与波速和传播频率均有关，故C错误；
D．要把电磁波有效发射出去，必须有足够高的频率，经过调制后的波具有较高频率，从而把我们要告知对方的信息有效的传播出去，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
电子调谐是指调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路（或电磁波）发生谐振，所以C正确；ABD错误；
故选C。
8．B
【详解】
频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v，由
该电磁波的波长为
故选B。
9．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。
10．C
【详解】
天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音，故接收过程的顺序为调谐→解调→放大→显示
故选C。
11．B
【详解】
A．当电容器放电时，电容器储存的电场能减小，磁场能增加，选项A错误；
B．增加导电液体的高度，则相当于电容器相对面积变大，则电容变大，根据
可知有利于增大此振荡电路的周期，选项B正确；
C．增加线圈的匝数，则增大L，根据
可知，周期变大，频率变小，不利于有效地发射电磁波，选项C错误；
D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能增大，选项D错误。
故选B。
12．D
【详解】
AB．发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，AB错误；
C．接收无线电广播必须经过调谐（即选台），C错误；
D．无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号捡出，才能由扬声器播放，D正确。
故选D。
13．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。
14．B
【详解】
A．当观察者不动，波源朝着观察者运动时，波源的频率不变，A错误；
B．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，B正确；
C．均匀变化的电场必能产生稳定的磁场，均匀变化的磁场必能产生稳定的电场，C错误；
D．使接收电磁波的电路产生电谐振的过程叫调谐，D错误。
故选B。
15．A
【详解】
A．声波可以发生多普勒效应，A正确；
B．wifi 信号是电磁波，电磁波的传播不需要介质，B错误；
C．电子衍射证实了实物粒子具有波动性，C错误；
D．当月球进入地球的本影时，大气层折射和散射的太阳光照射到月球上被月球反射，被月球反射的太阳光中红光波长最长，衍射能力最强，传播最远，我们看到最多的是红光，所以我们看到的月球是红色的，月全食时的红月亮是光的反射和衍射现象，不是干涉现象，D错误。
故选A。
16． 越高 越大
【详解】
[1][2]电磁波通信：电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率 越高，相同时间内传递的信息量越大。
17． 电视信号 电视信号波长短，沿直线传播，易受山区阻挡，不易传播
【详解】
(1)[1]设火箭起飞的加速度大小为a，则由牛顿第二定律有
得
[2]设火箭起飞后经t时间飞离发射塔，由匀变速直线运动规律有，解得
(2)[3][4]电视信号，因为电视信号所用的电磁波的波段为微波，波长短，只能沿直线传播，此处受山地阻挡，因此必须在山顶建立转发站，把微波传出去。
18． 导体 天线
略
19． 无线电波 ，见解析 变长
【详解】
(1)[1]根据电磁波的波速与频率关系
可得
根据图(2)判断，此波段内的电磁脉冲信号对应无线电波；
(2)①[2]将此工作人员简化为质点，多个单元拼接而成的反射面等效为一个光滑且平滑的球冠内部，把他沿球面下滑的过程类比为单摆的摆动过程，摆角
摆角小于，沿球面下滑的过程可视为简谐振动，摆长l为球半径，，等效重力加速度
g取
说明：若学生用沿倾角的光滑斜面静止下滑这一模型计算
②[3]考虑人和氦气球受到的空气阻力，对人的运动有阻碍作用，滑到底部所用的时间变长。
20．见解析
【详解】
收音机选台时，我们调至具体频道时调谐器将相对应的频率信号进行调谐，使这一频率产生的电流达最大，然后输送给调谐器；如果调谐不准，就可能出现两种不同频率的信号都会在电路中产生，即出现“串台”现象。
21．地波、天波和直线传播；见解析
【详解】
无线电波的传播方式大致有三种：地波、天波和直线传播。
地波，沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波。
天波，依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。
直线传播，微波又叫超短波，它既不能以地波形式传播，又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播，微波的传播形式跟光相似，是沿直线传播的，这种沿直线传播的无线电波又叫空间波。
22．（1）750m；0．75m（2）衍射（3）中波的接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好
【详解】
（1）由知，中波的波长为
微波的波长为
．
（2）无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象．
（3）中波的接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显．
23．(1)波长为397m的无线电波；(2)旋出一些
【详解】
(1)设波长分别为290m、397m、566m的无线电波的频率分别为、、，根据公式，有
所以波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大。
(2)要接收波长为290m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，由公式可知，应使电容C减小，即减小两极板的正对面积，因此应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
【点睛】
抓住振荡电流最大的条件是解题的关键，再应用解题。
24．0.4m
【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
答案第1页，共2页
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