2022-2023学年高二物理粤教版（2019）选择必修二4.3电磁波的发射、传播和接收 课时作业 解析版

4.3电磁波的发射、传播和接收
一、单选题
1．通常无线电视信号是通过电视塔发送的，电视塔天线发送的是
A．机械波 B．超声波
C．次声波 D．电磁波
2．下列有关电磁场、电磁波、电磁波谱的说法中正确的是( )
A．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生变化的电场”
B．电磁波谱按波长由长到短的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线
C．一切物体都在不停的发射红外线和紫外线
D．振荡电路只须有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波
3．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调制
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．变化的电场一定可以产生电磁波
4．下列关于机械波和电磁波的说法中正确的是
A．电磁波与机械波都可以在真空中传播
B．雷达是用X光来测定物体位置的设备
C．将声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫做解调
D．机械波在介质中传播一个周期的时间内，波上的质点沿波的传播方向平移一个波长
5．上海人民广播电台发射一种电磁波的频率为990kHz，中央人民广播电台发射一种电磁波的频率是15.58MHz，两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是（　　）
A．两广播电台发射的电磁波，波速相同，但上海人民广播电台的波长较长
B．中央人民广播电台的波速大，两者的波长相等
C．中央人民广播电台的波速大，上海人民广播电台的波长较长
D．两广播电台发射的电磁波，波速相同，中央人民广播电台的波长较长
6．我国无人航天器于2013年12月14日在月球软着陆，中国成为第三个完成这一壮举的国家，嫦娥三号着陆后发出的电磁信号经时间t被北京控制中心接收，已知相关数据：地球同步卫星离地面高度大约为地球半径的6倍，地球半径为，月球绕地球环绕周期约为27天，光在真空中的传播速度，则t最接近（ ）
A． B． C． D．
7．无线电通信所用的电磁波分几个波段这是按　　 （ ）
A．无线电波的波长分的
B．无线电波的频率分的
C．无线电波的波速分的
D．无线电波的波长、波速和频率分的
8．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A．在真空中的传播速度更快
B．在真空中的波长更长
C．衍射的本领更强
D．频率更高，相同时间传递的信息量更大
二、多选题
9．下列说法错误的是（　　）
A．天然放射现象中的β射线是从自原子核内发出来的
B．核力是核子间的库仑引力
C．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动有序性增大的方向进行的
E．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
F．当物体的速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述
G．调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程
10．下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象证明了光波是纵波
B．在发射无线电波时，需要进行调谐和解调
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
D．白天隔着白色羽毛观看太阳，会观察到条纹，这是光的衍射现象
11．关于电磁波，下列说法中正确的是 （ ）
A．麦克斯韦预言并首先通过实验验证了电磁波的存在
B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制
C．移动电话内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
D．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大
12．电磁波为信息的传递插上了翅膀。下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波
B．空间只有一种频率的电磁波
C．电磁波需要介质才能传播
D．电磁波是一种物质，具有能量
三、解答题
13．无线电波的传播有哪些方式？
14．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530kHz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）如果想接收到波长为397m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？
15．已知地球到月球的距离为，如果从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接收到反射回来的电磁波？
参考答案：
1．D
【详解】电磁波可以传递声音、图象等信息，电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的；电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去．
A．机械波，与分析不符，故A项错误；
B．超声波，与分析不符，故B项错误；
C．次声波，与分析不符，故C项错误；
D．电磁波，与分析相符，故D项正确．
2．B
【详解】A、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生电场”，故A错误；
B、电磁波按波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线，故B正确；
C、一切物体都在不停地发射红外线，同时也在不断地吸收红外线，但不一定能够发射紫外线，故C错误；
D、振荡电路发射电磁波的条件是：有足够高的振荡频率与开放电路，而为了把无线电波发射出去，就要改造LC振荡电路；增大电容器极板间的距离，减小极板的面积，同时减小自感线圈的匝数，以便减小L、C的值，增大振荡频率，同时使电场和磁场扩展到外部空间，故D错误；
故选B．
3．B
【详解】A. 雷达是利用微波来工作的，微波波长较短，不容易发生衍射，从而追踪目标，故A错误；
B. 使电磁波频率或振幅等随各种信号而改变的技术叫做调制，故B正确；
C. 紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，故C错误；
D. 根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场，均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场；它们都不能产生电磁波，故D错误．
4．C
【详解】A. 机械波不能在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，故A错误；
B. 雷达是用微波波段的电磁波来测定物体位置的设备，故B错误；
C. 将声音或图像信号加到高频电流中的过程叫做调制，将声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫做解调，故C正确；
D. 机械波在介质中传播一个周期的时间内，波上的振动形式沿波的传播方向平移一个波长，质点不随着波迁移，故D错误；
故选C
5．A
【详解】由于不同频率的电磁波的波速都相同，所以波长与频率成反比，上海台的频率小于中央台的频率，则上海台的波长比中央台的波长长，所以A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【详解】根据题意，设月地距离为L，则由开普勒定律有
解得
由公式可得
联立代入数据解得
故选B。
7．A
【详解】被用于通信的电磁波，是按波长划分的，按波长可以分为长波、中波、中短波、短波、米波和微波，所以A正确，BCD错误．
8．D
【详解】A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；
BC、由公式可知：，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC错误；
D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确．
9．BCDG
【详解】A．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程，故天然放射现象中的β射线是从自原子核内发出来的，A正确；
B．核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，作用范围在，原子核的半径数量级在，核力只存在于相邻的核子之间，故B错误；
C．5G信号和4G信号都是电磁波，在真空中的传播速度都等于光速，故C错误；
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D错误；
E．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故E正确；
F．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述，要用相对论来描述，故F正确；
G．调谐是电磁波接收应该经历的过程，调制是电磁波发射应该经历的过程．故G错误。
本题选错误的，故选BCDG。
10．CD
【详解】A．光的偏振现象证明了光波是横波，故A错误；
B．在发射无线电波时，只需要进行调制信号，不需要调谐和解调，故B错误；
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是因为两块玻璃板之间存在空气膜，光在膜的前后表面的反射光发生干涉，即薄膜干涉，故C正确；
D．白天隔着白色羽毛观看太阳，会观察到条纹，这是光的单缝衍射现象，故D正确。
故选CD。
11．BD
【详解】A．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，A错误；
B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B正确；
C．移动电话内，即有无线电接收装置，又有无线电发射装置，C错误；
D．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大，D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】A．麦克斯韦理论预测了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，A正确；
B．空间有很多不同频率的电磁波，B错误；
C．电磁波传播不需要介质，在真空中就能传播，C错误；
D．电磁波是一种看不见、摸不着的特殊的物质形态，其具有能量，D正确。
故选AD。
13．见解析
【详解】无线电波的传播方式：
1、直射
直射在视距内可以看作无线电波在自由空间中传播。
2、反射、折射与穿透
在电磁波传播过程中遇到障碍物，当这个障碍物的尺寸远大于电磁波的波长时，电磁波在不同介质的交界处会发生发射和折射。另外，障碍物的介质属性也会对反射产生影响。
3、绕射（衍射）
在电磁波传播过程中遇到障碍物，这个障碍物的尺寸与电磁波的波长接近时，电磁波可以从该物体的边缘绕射过去。绕射可以帮助进行阴影区域的覆盖。
4、散射
在电磁波传播过程中遇到障碍物，这个障碍物的尺寸小于电磁波的波长，并且单位体积内这种障碍物的数目非常巨大时，会发生散射。散射发生在粗糙物体、小物体或其它不规则物体表面，如树叶、街道标识和灯柱等。
14．（1）波长为566m的无线电波；（2）旋出一些
【详解】（1）设波长为290m、397m、566m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3，根据公式
则有
所以波长为566m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397m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，调节可变电容器的动片可以改变两极板的正对面积，因此应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
15．
【详解】根据题意，由公式可知，由于电磁波的传播速度为
则在地球上接收到反射回来的电磁波的时间为