4.2电磁波的发射、传播和接收 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 4.2电磁波的发射、传播和接收 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 695.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 22:46:53 | ||
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文档简介
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．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
2．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
3．下图能说明产生电磁波的装置或器件的是（ ）
A． B．
C． D．
4．过强的电磁辐射对人体有害，影响人的身心健康。根据有关规定，工作人员所在处的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5W/m2。如果一个人距离无线电发射器为10m远的位置，为了保证此人的安全，则要求该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过（计算时，可以将该无线电发射器视为发出球面电磁波的波源）（ ）
A．157W B．314kW
C．628W D．1256W
5．某人有两部手机A和B，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）的响声，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拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （ ）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
6．电磁波在空气中的传播速度是，当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为，则被监视目标与雷达的距离最接近（ ）
A． B．
C． D．
7．电视机换台时，实际上是在改变（ ）
A．电视台的发射频率
B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速
D．电视机接收的电磁波的波速
8．一品牌双波段（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
9．光纤光缆是信息传输网络的重要基石，2021年10月12日，中国电信发布了2021年室外光缆集采信息，预估采购规模为4300万芯公里；除了光纤光缆集采，此前运营商还进行了设备集采，2021年6月25日，中国移动发布 无线网主设备集采招标公告，涉及48万个基站发标，信号比信号使用更高频率的传输波段。则下列说法正确的是（ ）
A．光纤光缆利用了全反射，内壳的折射率比外壳小
B．单个基站的信号覆盖范围比信号的更大，更利于信号绕过障碍传播
C．信号和信号相遇能产生稳定的干涉现象
D．信号和信号都能发生偏振现象
10．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
11．电磁学与我们的生活联系紧密。下列关于电磁学相关知识的说法正确的是（ ）
A．法拉第最早测得元电荷e的数值
B．电动势越大，表示电源把电能转化为其他形式的能的本领越强
C．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
D．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
12．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
13．手机发射和接收的信号属于电磁波。手机将信号通过天线发送到最近的一个移动基站，基站通过有线连接到机房的交换机，交换机再通过线连接到另一部手机最近的基站，基站将信号发送出去，通过已知信道被另一部手机接收。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．只要有电场和磁场，并且发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播必须在介质中才能进行
C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播
D．电磁波的传播也就是能量的传播
14．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
15．关于电磁波，下列说法正确的是 ( )
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
二、填空题
16．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，下列有关波的选项正确的有________（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该米波必须依靠空气传播
B．该米波频率比厘米波的频率低
C．该米波比可见光更容易产生衍射现象
D．该米波遇到厘米波有可能产生干涉现象
E．右图为一列f＝1Hz机械波在t=0时刻波动图，此时x＝14m处的质点振动方向向上，则t＝1.75 s时，处于x＝6 m的质点位移为5cm
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．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。如图所示，已知传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，为了不让山脉挡住信号的传播，城市居民能收听和收看火箭发射的实况，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”），原因是______________________________。
三、解答题
19．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？
20．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？
21．我国第一颗人造卫星用20.009 MHz和19.995 MHz的电磁波发送信号，求这两种电磁波的波长。
22．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述．
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S 、S 到点电荷的距离分别为r 、r ．我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算S 、S 上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2．
（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围．
a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P ，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P ；
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
人距离无线电发射器为10m远，要使电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5W/m2，则有
解得
因此该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过628W。
故选C。
5．C
【详解】
声音不能在真空中传播，所以拨打真空罩中的手机不能听到手机铃声；手机发射和接收的是电磁波信号，能在空气和真空中传播，所以真空罩中的手机能接收到呼叫信号；光也是电磁波，所以能看到手机A的显示屏上显示出B的号码，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
6．B
【详解】
读图可知电磁波发射到接收的总时间为 ，单程的时间为
由
得
故选B。
7．B
【详解】
电视机接收节目是利用电磁波的频率不同使收看到的电视频道不同，所以是改变电视机的接收频率。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率，故A错误；
B．5G信号的频率大于4G信号的频率，所以5G信号的波长小于4G信号的波长，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故B错误
C．空间中的5G信号和4G信号频率不同，故不会产生干涉现象，故C错误；
D．信号和信号都能发生偏振现象，因为都是波，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
A．美国物理学家密立根最早测得元电荷e的数值，故A错误；
B．电动势越大，表示电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故B错误；
C．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角（磁偏角），故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，所以北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确；
故选：D。
13．D
【详解】
A．均匀变化的电场和磁场不能产生电磁波， A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，B错误；
C．基站停止工作，发射出去的电磁波继续传播，C错误；
D．电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D正确。
故选D。
14．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。
15．D
【详解】
A．雷达是用微波测定物体的位置的设备，选项A错误；
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，选项B错误；
C．使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，选项C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，选项D正确。
故选D。
16．BCE
【详解】
米波属于电磁波，传播不需要介质，故A错误；米波的波长在1～10 m，由，可知米波频率比厘米波的频率低，故B正确；波长越长，越易发生衍射，故C正确；由于米波和厘米波，频率不同，故不会干涉，故D错误；t=0时，此时x=14m处的质点振动方向向上，说明此波向左传播．f=1Hz，可知T=1s，，可知x=6 m的质点在波峰，位移为+5cm，故E正确；综上分析，BCE正确．
17． 天线 相同 共振 电谐振 高频电流
【详解】
略
18． 电视信号 电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡
【详解】
[1][2]传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，两者相比较，传输电视信号所用的电磁波更不容易绕过一般高度的山头，则要让城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须转发波长较短的电视信号。
19．改变可变电容器C2的电容，使得C2为50pF，1.78MHz
【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
20．（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．
21．14.993m，15.004m
【详解】
f1=20.009MHz=2.0009×107Hz
f2=19.995MHz=1.9995×107Hz
根据波速公式c=λf得
这两种频率的电磁波的波长各是14.993m，15.004m。
22．（1）a． b．（2）a． b．
【详解】
（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷
根据库仑定律检验电荷受到的电场力
根据电场强度的定义
得
b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少，
故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比
（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积．
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得L=5L0
则
故本题答案是：（1）a ; b.
（2）a ; b.
点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．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
2．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
3．下图能说明产生电磁波的装置或器件的是（ ）
A． B．
C． D．
4．过强的电磁辐射对人体有害，影响人的身心健康。根据有关规定，工作人员所在处的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5W/m2。如果一个人距离无线电发射器为10m远的位置，为了保证此人的安全，则要求该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过（计算时，可以将该无线电发射器视为发出球面电磁波的波源）（ ）
A．157W B．314kW
C．628W D．1256W
5．某人有两部手机A和B，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）的响声，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拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （ ）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
6．电磁波在空气中的传播速度是，当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为，则被监视目标与雷达的距离最接近（ ）
A． B．
C． D．
7．电视机换台时，实际上是在改变（ ）
A．电视台的发射频率
B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速
D．电视机接收的电磁波的波速
8．一品牌双波段（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
9．光纤光缆是信息传输网络的重要基石，2021年10月12日，中国电信发布了2021年室外光缆集采信息，预估采购规模为4300万芯公里；除了光纤光缆集采，此前运营商还进行了设备集采，2021年6月25日，中国移动发布 无线网主设备集采招标公告，涉及48万个基站发标，信号比信号使用更高频率的传输波段。则下列说法正确的是（ ）
A．光纤光缆利用了全反射，内壳的折射率比外壳小
B．单个基站的信号覆盖范围比信号的更大，更利于信号绕过障碍传播
C．信号和信号相遇能产生稳定的干涉现象
D．信号和信号都能发生偏振现象
10．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
11．电磁学与我们的生活联系紧密。下列关于电磁学相关知识的说法正确的是（ ）
A．法拉第最早测得元电荷e的数值
B．电动势越大，表示电源把电能转化为其他形式的能的本领越强
C．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
D．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
12．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
13．手机发射和接收的信号属于电磁波。手机将信号通过天线发送到最近的一个移动基站，基站通过有线连接到机房的交换机，交换机再通过线连接到另一部手机最近的基站，基站将信号发送出去，通过已知信道被另一部手机接收。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．只要有电场和磁场，并且发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播必须在介质中才能进行
C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播
D．电磁波的传播也就是能量的传播
14．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
15．关于电磁波，下列说法正确的是 ( )
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
二、填空题
16．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，下列有关波的选项正确的有________（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该米波必须依靠空气传播
B．该米波频率比厘米波的频率低
C．该米波比可见光更容易产生衍射现象
D．该米波遇到厘米波有可能产生干涉现象
E．右图为一列f＝1Hz机械波在t=0时刻波动图，此时x＝14m处的质点振动方向向上，则t＝1.75 s时，处于x＝6 m的质点位移为5cm
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．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。如图所示，已知传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，为了不让山脉挡住信号的传播，城市居民能收听和收看火箭发射的实况，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”），原因是______________________________。
三、解答题
19．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？
20．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？
21．我国第一颗人造卫星用20.009 MHz和19.995 MHz的电磁波发送信号，求这两种电磁波的波长。
22．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述．
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S 、S 到点电荷的距离分别为r 、r ．我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算S 、S 上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2．
（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围．
a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P ，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P ；
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
人距离无线电发射器为10m远，要使电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5W/m2，则有
解得
因此该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过628W。
故选C。
5．C
【详解】
声音不能在真空中传播，所以拨打真空罩中的手机不能听到手机铃声；手机发射和接收的是电磁波信号，能在空气和真空中传播，所以真空罩中的手机能接收到呼叫信号；光也是电磁波，所以能看到手机A的显示屏上显示出B的号码，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
6．B
【详解】
读图可知电磁波发射到接收的总时间为 ，单程的时间为
由
得
故选B。
7．B
【详解】
电视机接收节目是利用电磁波的频率不同使收看到的电视频道不同，所以是改变电视机的接收频率。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率，故A错误；
B．5G信号的频率大于4G信号的频率，所以5G信号的波长小于4G信号的波长，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故B错误
C．空间中的5G信号和4G信号频率不同，故不会产生干涉现象，故C错误；
D．信号和信号都能发生偏振现象，因为都是波，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
A．美国物理学家密立根最早测得元电荷e的数值，故A错误；
B．电动势越大，表示电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故B错误；
C．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角（磁偏角），故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，所以北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确；
故选：D。
13．D
【详解】
A．均匀变化的电场和磁场不能产生电磁波， A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，B错误；
C．基站停止工作，发射出去的电磁波继续传播，C错误；
D．电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，D正确。
故选D。
14．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。
15．D
【详解】
A．雷达是用微波测定物体的位置的设备，选项A错误；
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，选项B错误；
C．使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，选项C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，选项D正确。
故选D。
16．BCE
【详解】
米波属于电磁波，传播不需要介质，故A错误；米波的波长在1～10 m，由，可知米波频率比厘米波的频率低，故B正确；波长越长，越易发生衍射，故C正确；由于米波和厘米波，频率不同，故不会干涉，故D错误；t=0时，此时x=14m处的质点振动方向向上，说明此波向左传播．f=1Hz，可知T=1s，，可知x=6 m的质点在波峰，位移为+5cm，故E正确；综上分析，BCE正确．
17． 天线 相同 共振 电谐振 高频电流
【详解】
略
18． 电视信号 电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡
【详解】
[1][2]传输无线电广播信号所用的电磁波波长为，而传输电视信号所用的电磁波波长为，两者相比较，传输电视信号所用的电磁波更不容易绕过一般高度的山头，则要让城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须转发波长较短的电视信号。
19．改变可变电容器C2的电容，使得C2为50pF，1.78MHz
【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
20．（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．
21．14.993m，15.004m
【详解】
f1=20.009MHz=2.0009×107Hz
f2=19.995MHz=1.9995×107Hz
根据波速公式c=λf得
这两种频率的电磁波的波长各是14.993m，15.004m。
22．（1）a． b．（2）a． b．
【详解】
（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷
根据库仑定律检验电荷受到的电场力
根据电场强度的定义
得
b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少，
故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比
（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积．
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得L=5L0
则
故本题答案是：（1）a ; b.
（2）a ; b.
点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题．
答案第1页，共2页
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