4.3无线电波的发射和接收 同步练习（Word版含解析）

人教版（2019）选择性必修二 4.3 无线电波的发射和接收
一、单选题
1．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
2．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
3．下列各过程中，没有用到电磁波的是（　　）
A．用手机接电话 B．用微波炉加热面包
C．用水银温度计测体温 D．用遥控器打开电视
4．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
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
6．2021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
7．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
8．我国已初步建成了全球最大规模的5G移动网络。5G网络使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（　　）
A．5G信号比4G信号的波长更长
B．5G信号是纵波，4G信号是横波
C．5G信号传播不需要介质，4G信号传播需要介质
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大
9．在抗击新冠疫情期间，流畅稳定的网络信号是保证同学们学习效果的关键，网络信号的稳定传输通常需要用到光纤和Wi-Fi无线路由器，下列表述正确的是（　　）
A．光纤通讯利用光纤来传输包含信息的电流信号
B．光纤通讯利用光的全反射原理传输包含信息的光信号
C．Wi-Fi无线路由器发射包含信息的超声波信号
D．Wi-Fi无线信号可以绕过障碍物传播是利用了波的干涉原理
10．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
11．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
12．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
二、填空题
13．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。调制分为调幅和调频。
（1）调幅（AM）：使高频电磁波的_________随信号的强弱而改变的调制方法。
（2）调频（FM）：使高频电磁波的_________随信号的强弱而改变的调制方法。
14．手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
15．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。
16．摄像机在1秒内要传送25张画面,并且每一幅画面是逐行扫描的，电视接收机也以相同的速率在荧光 屏上显示这些画面．我们观看电视画面时，感觉不到上述现象,而是看到完整连续的自然画面，这是因为________． 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________(选填“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________ (选填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达．
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
三、解答题
18．利用共振解释下列情况：
（1）在修建桥梁时需将桥柱插入江底，如何利用共振使桥柱更容易沉入桥底？
（2）收音机选台时利用的电谐振原理是什么？
19．LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：
①发射出去的电磁波的频率是多大？
②发射出去的电磁波的波长是多大？
20．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？
21．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电磁波，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)多少？
22．某高速公路自动测速仪装置如图2甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6 s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．C
【详解】
ABD．用手机接电话、用微波炉加热面包以及用遥控器打开电视都是通过电磁波工作，选项ABD不符合题意；
C．用水银温度计测体温不需要电磁波，选项C符合题意。
故选C。
4．D
【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。
5．B
【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．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。
7．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。
8．D
【详解】
A．5G信号比4G信号的频率更大，则波长更短，选项A错误；
B．电磁波是横波，即5G信号和4G信号都是横波，选项B错误；
C．电磁波传播不需要介质，即5G信号和4G信号传播都不需要介质，选项C错误；
D．相同时间内5G信号比4G信号传递的信息量更大，选项D正确。
故选D。
9．B
【详解】
AB．光纤通讯利用光的全反射原理传输包含信息的光信号，故A错误B正确；
C．Wi-Fi无线路由器发射包含信息的电磁波信号，故C错误；
D．Wi-Fi无线信号可以绕过障碍物传播是利用了波的衍射原理，故D错误；
故选B。
10．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。
11．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。
12．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。
13． 信号 振幅 频率
略
14． 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。
15． 相同 共振 电谐振 高频电流
略
16． 画面更换迅速和视觉暂留效应使我们感觉到电视画面是连续的 增强 减弱
【详解】
(1)电视机制式是每秒25帧，也就是说每秒画面就更新了25次，且不是同一时间更新，而且每次扫描线很是密集．这个频率和密度，是人眼无法察觉到的;视觉印象在人的眼中大约可保持0.1秒之久．如果在视野范围内物体在小于0.1秒时间内完全通过，可能不被发现．因为前一影像可保持在视觉中．故原因为画面更换迅速和视觉暂留效应使我们感觉到电视画面是连续的．
(2)现代的“隐形飞机”之所以能够避开雷达的探测，其原因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，同时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，使得雷达受到反射回来的电磁波发生变化，即导致雷达无法根据反射回来的电磁波判断前方物体．
【点睛】
雷达的工作原理是:其首先向外发射电磁波，这些电磁波碰到前方物体后发生反射，即雷达通过接收到的反射回来的电磁波的情况判断前方的物体情况．所以该题可以据上面所说的雷达的工作原理分析即可．
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．（1）在修建桥梁时需将桥柱插入江底，让打桩机的打击频率等于桥柱的固有频率，使桥柱发生共振，桥柱更容易沉入桥底。
（2）收音机选台时，调解LC振荡电路的频率等于要接收的电台的频率，LC振荡电路发生电谐振，LC振荡电路的电流最大，就能接收到该电台的信号。
【详解】
（1）在修建桥梁时需将桥柱插入江底，让打桩机的打击频率等于桥柱的固有频率，使桥柱发生共振，桥柱更容易沉入桥底。
（2）收音机选台时，调解LC振荡电路的频率等于要接收的电台的频率，LC振荡电路发生电谐振，LC振荡电路的电流最大，就能接收到该电台的信号。
19．① 530 kHz　② 566 m
【详解】
①根据T＝2π得
f＝
代入数值得，
f≈530 kHz.
②根据λ＝c/f
得
λ＝566 m.
20．(1)9；(2)560.7m～186.9m
【详解】
(1)据公式
得
即
(2)据公式
得
21．
【详解】
接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐振的条件f固＝f电磁波得
解得
C＝
【点睛】
解决本题的关键知道当接收电路的固有频率和收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，发生电谐振．以及掌握电磁振荡的频率f＝.
22．
【详解】
电磁波在真空中传播的速度等于光速c
第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为
第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为
汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，即
则汽车的速度
联立解得：
【点睛】
解决本题的关键知道汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，然后根据速度公式求出速度的表达式．
答案第1页，共2页
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