人教版（2019）高二下学期物理选择性必修第二册4.3无线电波的发射和接收同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高二下学期物理选择性必修第二册4.3无线电波的发射和接收同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 107.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-27 07:30:54 | ||
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文档简介
《3.无线电波的发射和接收》同步练习
基础巩固
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)
1.关于电磁波的发射,下列说法正确的是( )
A.各种频率的电磁振荡都能发射电磁波,只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了,振荡周期越大,越容易发射电磁波
B.为了有效向外发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率
C.为了有效向外发射电磁波,振荡电路不必采用开放电路,但要提高振荡频率
D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段,振荡电路开放的同时,其振荡频率也随之提高
2.关于电视信号的发射,下列说法错误的是( )
A.摄像机输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像机输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
3.关于无线电波的发送和接收,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.为了从高频电流中还原出声音信号,就要进行调频
D.以上说法都不对
4.电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)。这种调制方式称为( )
A.调频 B.调谐
C.调幅 D.解调
5.当电冰箱的电路接通或断开时,可从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这是因为( )
A.电路通、断时,发出的声音被收音机所接收
B.电路通、断时,发出的电流被收音机所接收
C.电路通、断时,发出的电磁波被收音机所接收
D.电路通、断时,发出的振荡电流被收音机所接收
6.关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是( )
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放电路
7.图甲为一个调谐接收电路,图乙为电路中的电流随时间变化的图像,则( )
甲
乙
A.i1是L1中的电流图像
B.i1是L2中的电流图像
C.i2是L2中的电流图像
D.i3是流过耳机的电流图像
二、非选择题
8.某地的雷达正在跟踪一架向雷达匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电磁波后到再接收到反射波历时200 μs;经4 s后又发出一个电磁波,雷达从发出电磁波到再接收到反射波历时186 μs。则该飞机的飞行速度多大
能力提升
一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)
1.用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路,要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波,则电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的速度为c)( )
A. B.
C. D.
2.下图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
3.调节收音机的调谐电路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应( )
A.加大电源电压
B.减小电源电压
C.增加谐振线圈的圈数
D.减少谐振线圈的圈数
4.2016年底以来,共享单车风靡全国各大城市,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、全球卫星导航系统模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机APP上能实时了解单车的位置;骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.单车和手机之间是利用声波传递信息的
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的
C.单车是直接插电实现充电的
D.由手机APP上的显示信息,可求出骑行的平均速度
5.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要减小电磁波的发射频率,可采用的做法是( )
A.增大电容器两极板间的距离
B.减小电容器两极板间的距离
C.减小电容器两极板的正对面积
D.增大电容器两极板的正对面积
6.下图为调幅振荡电流图像,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A.经调制后 B.经调谐后
C.经解调后 D.耳机中
二、非选择题
7.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回路的可变电容器的动片全部旋出时,回路总电容为39 pF。(计算结果保留三位有效数字)
(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回路的线圈的自感系数为多少
(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大
8.某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs。求:
(1)该电磁波的频率;
(2)此雷达的最大侦察距离。
参考答案
基础巩固
1.答案:B
解析:根据f=知,振荡周期越大,振荡频率越小,越不容易辐射电磁波,选项A错误。电磁波的发射应该采用开放电路,同时频率越高,发射范围越大,选项B正确,C、D错误。
2.答案:A
解析:摄像机输出的电信号是低频电流,不能直接发射,必须将其“加”在高频振荡电流上才能向外发射;伴音信号和图像信号同步向外发射,选项A符合题意。
3.答案:D
解析:为了将信号发送出去,先要进行调制,选项A错误;为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,要进行调谐,选项B错误;为了从高频电流中还原出声音信号,要进行解调,选项C错误。
4.答案:C
解析:使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制,而调制共有两种方式:一种是调幅,即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载;另一种是调频,即通过改变电磁波的频率来实现信号加载。由题意可知高频载波的振幅随电信号改变,故为调幅,选项C正确。
5.答案:C
解析:当电冰箱的电路接通或断开时,会产生一定频率的电磁波,当电磁波被收音机接收到,会放出“喀喀”的杂音,选项C正确。
6.答案:ACD
解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,把传输信号加到高频电流上,选项A、C正确。为了有效地向外发射电磁波,必须使用开放电路,选项D正确。而产生电谐振是在接收过程,选项B错误。
7.答案:ACD
解析:C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流,即i1,选项A正确,B错误。L2中由于电磁感应,产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的,但是由于L2和二极管D串联,所以L2中的电流图像应是i2,选项C正确。通过D的电流,高频成分由C2流过,所以i3是流过耳机的电流图像,选项D正确。
8.答案:525 m/s
解析:由电磁波发射至接收到反射波历时200 μs,可算出此时飞机距雷达的距离为l1= m=3.0×104 m
经4 s后,飞机距雷达的距离为l2= m=2.79×104 m
故飞机飞行的速度为v= m/s=525 m/s。
能力提升
1.答案:D
解析:由λ=可得波长为λ的无线电波的频率f=,故调谐电路的频率也为f,又f=,所以,得C=,故选项D正确。
2.答案:C
3.答案:D
解析:由f=知,C、L越小时,f越大。动片旋出,正对面积S减小,C减小,S调到最小,即C最小时,f还未达到所需高频率,则必须减小L,即减少谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确。频率f与电源电压无关,选项A、B错误。
4.答案:B
解析:单车和手机之间是利用电磁波传递信息的,故选项A错误。单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,故选项B正确。单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电,故选项C错误。手机APP上的显示信息包括路程和时间,没有说明具体的位移,故不可以求出骑行的平均速度,故选项D错误。
5.答案:BD
解析:由f=可知,要减小f,就必须增大平行板电容器的电容C或线圈的自感系数L;由C=可知,要增大C,就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质,故选项B、D正确。
6.答案:AB
解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。而题中图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化,这叫调幅,是调制的一种。在接收电路中,经过调谐,回路中将出现调幅振荡电流,经解调后,低频信号从高频电流中还原出来,而在耳机中只有低频信号电流,选项A、B正确。
7.答案: (1)182 m 0.239 mH (2)392 pF
解析: (1)由λ=cT,T=2π可得λ=2πc
动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,对应电容器的电容最小,因此,接收电磁波的波长最小,为182 m。
此时电容器的电容为C=39 pF
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。
8.答案: (1)1.5×109 Hz (2)3×104 m
解析: (1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于在真空中的传播速度,因此f= Hz=1.5×109 Hz。
(2)雷达工作时发射电磁脉冲,每个电磁脉冲持续时间t=0.02 μs,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量。设最大侦察距离为x,两个脉冲时间间隔为Δt= s=2×10-4 s 0.02 μs,故脉冲持续时间可以略去不计,则2x=vΔt,v=c=3×108 m/s,所以x==3×104 m。
基础巩固
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)
1.关于电磁波的发射,下列说法正确的是( )
A.各种频率的电磁振荡都能发射电磁波,只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了,振荡周期越大,越容易发射电磁波
B.为了有效向外发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率
C.为了有效向外发射电磁波,振荡电路不必采用开放电路,但要提高振荡频率
D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段,振荡电路开放的同时,其振荡频率也随之提高
2.关于电视信号的发射,下列说法错误的是( )
A.摄像机输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像机输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
3.关于无线电波的发送和接收,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.为了从高频电流中还原出声音信号,就要进行调频
D.以上说法都不对
4.电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)。这种调制方式称为( )
A.调频 B.调谐
C.调幅 D.解调
5.当电冰箱的电路接通或断开时,可从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这是因为( )
A.电路通、断时,发出的声音被收音机所接收
B.电路通、断时,发出的电流被收音机所接收
C.电路通、断时,发出的电磁波被收音机所接收
D.电路通、断时,发出的振荡电流被收音机所接收
6.关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是( )
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放电路
7.图甲为一个调谐接收电路,图乙为电路中的电流随时间变化的图像,则( )
甲
乙
A.i1是L1中的电流图像
B.i1是L2中的电流图像
C.i2是L2中的电流图像
D.i3是流过耳机的电流图像
二、非选择题
8.某地的雷达正在跟踪一架向雷达匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电磁波后到再接收到反射波历时200 μs;经4 s后又发出一个电磁波,雷达从发出电磁波到再接收到反射波历时186 μs。则该飞机的飞行速度多大
能力提升
一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)
1.用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路,要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波,则电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的速度为c)( )
A. B.
C. D.
2.下图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
3.调节收音机的调谐电路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应( )
A.加大电源电压
B.减小电源电压
C.增加谐振线圈的圈数
D.减少谐振线圈的圈数
4.2016年底以来,共享单车风靡全国各大城市,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、全球卫星导航系统模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机APP上能实时了解单车的位置;骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.单车和手机之间是利用声波传递信息的
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的
C.单车是直接插电实现充电的
D.由手机APP上的显示信息,可求出骑行的平均速度
5.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要减小电磁波的发射频率,可采用的做法是( )
A.增大电容器两极板间的距离
B.减小电容器两极板间的距离
C.减小电容器两极板的正对面积
D.增大电容器两极板的正对面积
6.下图为调幅振荡电流图像,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A.经调制后 B.经调谐后
C.经解调后 D.耳机中
二、非选择题
7.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回路的可变电容器的动片全部旋出时,回路总电容为39 pF。(计算结果保留三位有效数字)
(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回路的线圈的自感系数为多少
(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大
8.某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs。求:
(1)该电磁波的频率;
(2)此雷达的最大侦察距离。
参考答案
基础巩固
1.答案:B
解析:根据f=知,振荡周期越大,振荡频率越小,越不容易辐射电磁波,选项A错误。电磁波的发射应该采用开放电路,同时频率越高,发射范围越大,选项B正确,C、D错误。
2.答案:A
解析:摄像机输出的电信号是低频电流,不能直接发射,必须将其“加”在高频振荡电流上才能向外发射;伴音信号和图像信号同步向外发射,选项A符合题意。
3.答案:D
解析:为了将信号发送出去,先要进行调制,选项A错误;为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,要进行调谐,选项B错误;为了从高频电流中还原出声音信号,要进行解调,选项C错误。
4.答案:C
解析:使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制,而调制共有两种方式:一种是调幅,即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载;另一种是调频,即通过改变电磁波的频率来实现信号加载。由题意可知高频载波的振幅随电信号改变,故为调幅,选项C正确。
5.答案:C
解析:当电冰箱的电路接通或断开时,会产生一定频率的电磁波,当电磁波被收音机接收到,会放出“喀喀”的杂音,选项C正确。
6.答案:ACD
解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,把传输信号加到高频电流上,选项A、C正确。为了有效地向外发射电磁波,必须使用开放电路,选项D正确。而产生电谐振是在接收过程,选项B错误。
7.答案:ACD
解析:C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流,即i1,选项A正确,B错误。L2中由于电磁感应,产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的,但是由于L2和二极管D串联,所以L2中的电流图像应是i2,选项C正确。通过D的电流,高频成分由C2流过,所以i3是流过耳机的电流图像,选项D正确。
8.答案:525 m/s
解析:由电磁波发射至接收到反射波历时200 μs,可算出此时飞机距雷达的距离为l1= m=3.0×104 m
经4 s后,飞机距雷达的距离为l2= m=2.79×104 m
故飞机飞行的速度为v= m/s=525 m/s。
能力提升
1.答案:D
解析:由λ=可得波长为λ的无线电波的频率f=,故调谐电路的频率也为f,又f=,所以,得C=,故选项D正确。
2.答案:C
3.答案:D
解析:由f=知,C、L越小时,f越大。动片旋出,正对面积S减小,C减小,S调到最小,即C最小时,f还未达到所需高频率,则必须减小L,即减少谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确。频率f与电源电压无关,选项A、B错误。
4.答案:B
解析:单车和手机之间是利用电磁波传递信息的,故选项A错误。单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,故选项B正确。单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电,故选项C错误。手机APP上的显示信息包括路程和时间,没有说明具体的位移,故不可以求出骑行的平均速度,故选项D错误。
5.答案:BD
解析:由f=可知,要减小f,就必须增大平行板电容器的电容C或线圈的自感系数L;由C=可知,要增大C,就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质,故选项B、D正确。
6.答案:AB
解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。而题中图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化,这叫调幅,是调制的一种。在接收电路中,经过调谐,回路中将出现调幅振荡电流,经解调后,低频信号从高频电流中还原出来,而在耳机中只有低频信号电流,选项A、B正确。
7.答案: (1)182 m 0.239 mH (2)392 pF
解析: (1)由λ=cT,T=2π可得λ=2πc
动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,对应电容器的电容最小,因此,接收电磁波的波长最小,为182 m。
此时电容器的电容为C=39 pF
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。
8.答案: (1)1.5×109 Hz (2)3×104 m
解析: (1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于在真空中的传播速度,因此f= Hz=1.5×109 Hz。
(2)雷达工作时发射电磁脉冲,每个电磁脉冲持续时间t=0.02 μs,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量。设最大侦察距离为x,两个脉冲时间间隔为Δt= s=2×10-4 s 0.02 μs,故脉冲持续时间可以略去不计,则2x=vΔt,v=c=3×108 m/s,所以x==3×104 m。