4.2电磁波的发射、传播和接收(Word版含答案)

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名称 4.2电磁波的发射、传播和接收(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 750.2KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-10 23:45:46

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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
1.2021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
2.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
3.生活中许多设备都应用电磁波进行工作,下列设备工作时不是应用电磁波的是(  )
A.收音机收听广播节目 B.手机连接Wi-Fi上网
C.“北斗导航系统”进行定位 D.电冰箱冷藏和保鲜食品
4.以下关于电磁波的说法正确的是 (  )
A.可见光不是电磁波
B.无线电通信是利用电磁波传输信号的
C.电磁波不能在真空中传播
D.电磁波不具有能量
5.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
6.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
7.下列四幅图对应的说法错误的是(  )
A.图甲是研究光的衍射
B.图乙中涉及原理为光的干涉
C.图丙是利用光的偏振
D.图丁是光的衍射图样
8.以下说法正确的是(  )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,楞次通过实验证实了电磁波存在
B.只有高温物体才能辐射出红外线,红外线具有热效应
C.在电磁波的发射过程,必须对信号进行调制
D.在LC振荡电路放电过程中电流增大,电场能增大,磁场能减小
9.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
10.关于声和电磁波,下列说法正确的是(  )
A.吹笛子时笛管振动发声
B.泥石流发生时会伴有次声波产生
C.手机和固定电话都是利用电磁波来传输信息
D.女高音的“高”和引吭高歌的“高”都是指音调高
11.是“第五代移动通讯技术”的简称。目前通州区是北京市覆盖率最高的区县,相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况,能有效解决信号问题。由于先前的等已经将大部分通讯频段占用,留给的频段已经很小了。采用了比更高的频段,网络运用的是毫米波,将网络通讯速度提高百倍以上,但毫米波也有明显缺陷,穿透能力弱,目前解决的办法是缩减基站体积,在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。综合上述材料,下列说法中不正确的是
A.信号不适合长距离传输
B.手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽
C.信号比信号更容易发生衍射现象
D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以把基站的功率设计小一些
12.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
13.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
14.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
15.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
二、填空题
16.电视机的开启和关闭是通过电磁波谱中__实现遥控;从电磁波中选出所要的信号的技术叫做__。
17.手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
18.现在,移动电话(手机)已经十分普遍,随身携带一部手机,就可以在城市的任何一个角落进行通话.我国现有几亿部手机,那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”).现在建了很多地面转播塔,但还是有很多“盲区”,我们不用同步卫星直接转播的原因是________.
三、解答题
19.如图所示,一艘海轮用船上天线D向海岸边的信号接收器A发送电磁波脉冲信号.信号接收器和船上天线的海拔高度分别为AB=H和CD=h。船上天线某时刻发出一个电磁波脉冲信号,接收器接收到一个较强和一个较弱的脉冲,前者是直接到达的信号,后者是经海平面反射后再到达的信号,两个脉冲信号到达的时间间隔为△t,电磁波的传播速度为c,求船上天线发出此信号时海轮与海岸的距离L。
20.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?
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.某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间,该收音机LC电路的可变电容器的动片全部旋出时,电路总电容为39 pF,试分析:(计算结果均保留三位有效数字)
(1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此LC电路的线圈的电感为多少?
(2)该收音机LC电路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.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。
2.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。
3.D
【详解】
A.收音机收听广播节目用的是无线电波,即电磁波,A不符合题意;
B.手机连接Wi-Fi上网是通过电磁波来实现信息传输的,B不符合题意;
C.“北斗导航系统”也是用电磁波来进行定位,C不符合题意;
D.电冰箱冷藏和保鲜食品不是利用电磁波来工作的,D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】
A.无线电波,红外线,可见光,紫外线都是电磁波,A错误;
B.无线电通信是利用电磁波传输信号的,B正确;
C.电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,C错误;
D.电磁波具有能量,D错误。
故选B。
5.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。
6.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。
7.C
【详解】
A.图甲是光的单缝衍射,故A项正确;
B.图乙是光的干涉现象,故B正确;
C.图丙是产生电磁波不是光的偏振,故C错误;
D.图丁是泊松亮斑,光的衍射,故D正确。本题选择错误的选项。
故选C。
8.C
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波存在,选项A错误;
B.任何物体都能辐射出红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强,红外线具有热效应,选项B错误;
C.在电磁波的发射过程,必须对信号进行调制,选项C正确;
D.在LC振荡电路放电过程中电流增大,磁场能增大,电场能减小,选项D错误。
故选C。
9.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。
10.B
【详解】
A.吹笛子时笛子中的空气柱振动发出声音,A错误;
B.泥石流时伴随有次声波的产生,B正确;
C.电视、手机、广播电台都是利用电磁波来传递信息的,固定电话是靠电流来传递信息的,C错误;
D.“女高音”中的“高”指的是音调高;“引吭高歌”中的“高”的意思是指响度大,D错误。
故选B。
11.C
【详解】
A.因为信号穿透能力弱,故不适合长距离传输,故A不符合题意;
B.因5G信号穿透能力弱,手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽,故B不符合题意;
C.采用了比的频段,即比频率更高,波长更短,更不容易发生衍射现象,故C符合题意;
D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以吧基站功率设计小一些建立微型基站,故D不符合题意。
本题选择不正确的,故选C。
12.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。
13.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。
14.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。
15.D
【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。
16. 红外线 调谐
【详解】
[1]电视机的开启和关闭是通过遥控器发射的电磁波谱中红外线实现遥控的;
[2]从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐。
17. 无线电通信 飞机、雷雨天
【详解】
[1]手机是一部可移动的无线电通信设备,在飞行的飞机上、雷雨天,都不宜使用手机;因为手机的电磁波会干扰其它的电磁波。
18. 不相同 用卫星传播太远,信号太弱
【详解】
每部手机收到的电磁波频率是不相同的,“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远,信号太弱.
19.
【详解】
从船上天线D向信号接收器A发送电磁波脉冲信号,一方面沿直线DA直接传到A,另一方面经过海面E点反射沿折线DEA传播到A,前者较强,后者较弱,由反射定律可知
∠DEC=∠AEB
延长AE交DC的延长线于F,过A作AG平行于BC,则有
DE=EF,DG=H﹣h,GF=H+h
设信号接收器接受到沿直线DA和折线DEA传播的电磁脉冲信号需要的时间分别为t1、t2,则有
=(H﹣h)2+L2
根据题意有
t2﹣t1=△t
联立解得
L=
20.见解析
【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。
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.(1)182 m,0.239 mH;(2)392 pF
【详解】
(1)由
λ=c·T

T=2π
可得
λ=2πc
动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,由
C=
可知,此时电容器的电容最小,电容为
C=39 pF
所以此时对应的接收电磁波的波长最小,为182 m,由上面关系式可导出
L=
代入数据可求出
L≈0.239 mH
(2)由
λ=2πc


所以
Cmax=Cmin=×39 pF≈392 pF
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