山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：3.2电磁波的发射、传播和接收 跟踪训练（含解析）

3.2电磁波的发射、传播和接收跟踪训练
1．关于电磁波，下列说法正确的是
A．只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输
2．现行的第四代移动通信技术4G，采用1880～2635MHz频段的无线电波；2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G，采用3300～5000MHz频段的无线电波．未来5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍．下列说法中正确的是（
）
A．5G信号和4G信号都是横波
B．在空气中5G信号比4G信号传播速度大
C．5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象
D．5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
3．高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象．由以上信息可知(　
　)
A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B．电磁波必须在介质中才能传播
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
4．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
5．下列各过程中，没有利用到电磁波的是（　　）
A．用水银温度计测量体温
B．用通控器打开电视机
C．用手机接听电话
D．用微波炉加热面包
6．在日常生活中，摄像机、电视机是常见的电子产品，对它们的认识，下列说法中不正确的是（
）
A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．电视机接收的画面是连续的
D．摄像机在1秒内要送出25张画面
7．在电磁波的发射过程中，用一平行板电容器C和一个线圈L组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，下列调节正确的是（　　）
A．增大电容器两极板间的距离
B．增大线圈的匝数．在线圈中加铁芯
C．把电容器的动片适当旋出一些
D．把电容器的动片适当旋进一些
8．关于无线电波的发射过程，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．必须使用开放回路
9．下列说法正确的是________。
A．如果质点所受的力与离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动
B．机械波的传播速度仅由介质决定，机械波的频率仅由波源决定，在折射前后只改变波长和波速，不改变频率
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是，变化的磁场产生变化的电场∶变化的电场产生变化的磁场
E.电磁波是横波
10．5G，即第五代移动通信技术，采用3300－5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880－2635MHz频段）技术而言，具有极大的带宽。关于5G信号，下列说法正确的是（　　）
A．5G信号既可以实现无线通信，也可以通过光缆、电缆传输
B．5G信号在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直
C．5G信号可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的5G信号随即消失
D．5G信号与4G信号相比在真空中传播速度更快
E.5G信号与4G信号相比更不容易越过障碍物发生明显衍射现象
11．手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
12．产生电磁波的电场方向和磁场方向相互垂直,即电磁波是_______________
13．探究电磁波特性的实验过程如下：
（1）将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机背景灯光闪烁。这个事实表明：电磁波___________（选填“能”或“不能"）在真空中传播。
（2）将手机放在金属容器中（手机不与金属容器壁接触）,打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机_________________（选填“能”或“不能”）接收到信号。
参考答案
1．C
【解析】
A．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，才能产生电磁波，A错误．
B．电磁波在真空中的传播速度是定值，就是光速，与频率无关，B错误．
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，C正确．
D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，D错误．
2．A
【解析】
A．5G和4G信号都是电磁波，电磁波都是横波，故A正确；
B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；
C．波的干涉条件是两列波的频率相同，振动情况相同，5G和4G信号的频率不同，相遇不能产生干涉现象，故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，不能形成电磁波，故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的，故D错误。
3．D
【解析】
手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波仍能传播到考场内，手机信号屏蔽器的作用只是使手机不能与基站建立连接，考场内仍然有电磁波，选项AC错误；电磁波在真空中叶可以传播，选项B错误；手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的，选项D正确.
4．C
【解析】
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。
5．A
【解析】
A．用水银温度计测量体温，用到了水银的热胀冷缩，故A符合题意；
B．用遥控器打开电视机，利用了红外线遥控技术，故B不符合题意；
C．用手机接听电话，利用了电磁波通讯，故C不符合题意；
D．用微波加热面包，用到了微波，属于电磁波，故D不符合题意；
故选A。
6．C
【解析】
由题意可知，摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置，摄像机在1秒内传送25帧图象；电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置，电视机接收的画面是不连续的，一帧一帧的．故ABD正确，C错误；本题选择错误的，故选C．
7．BD
【解析】
要增大发射电磁波的波长，根据
可知要减小频率。根据
可知要增加自感系数或电容。要增加电容，根据
可知，可以减小极板的距离、增加正对面积、插入电介质，增加自感系数，可以增大线圈的匝数．在线圈中加铁芯，故AC错误，BD正确。
故选BD。
8．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，用开放电路发射．
思路分析：电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射
试题点评：本题考查了无线电波的发射过程，注意一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射
9．BCE
【解析】
A．如果质点所受的力与离平衡位置的位移大小成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动，A错误；
B．机械波的传播的速度仅由介质决定，同种介质，不同频率的机械波传播速度相同，而频率仅由波源决定，机械波从一种介质进入另一种介质，波速可以改变，波长可以改变，但频率不变，B正确；
C．超声波测量人体中血流的速度就是利用了多普勒效应，C正确；
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是，变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场，D错误；
E．电磁波是周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场再产生周期性变化的电场，一环套一环由近及远的传播就形成了电磁波，电磁波是横波，E正确。
故选BCE。
10．ABE
【解析】
AB．5G信号的传播依靠电磁波，电磁波是横波，既可以在介质中传播，也可以在真空中传播，在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，因此A、B选项正确；
C．电磁波由电磁振荡（LC回路）产生，产生的电磁波会在空间一直传播直至能量衰减到零，C选项错误；
D．电磁波在真空传播速度为光速，与频率无关，因此D选项错误；
E．由题干信息可知，5G信号与4G信号相比频率更高，波长更短，因此更不容易产生明显衍射现象，E选项正确。
故选ABE。
11．无线电通信
飞机、雷雨天
【解析】
[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。
12．横波
【解析】
[1]由于电场方向和磁场方向相互垂直，所以电磁波是横波。
13．能
不能
【解析】
(1)[1]将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时手机背景灯光闪烁.这个事实表明:电磁波能够在真空中传播.
(2)[2]手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的;将手机放在金属容器中,打电话呼叫金属容器中的手机,因为金属容器对电磁波有屏蔽作用,金属容器中的电磁波接收不到电磁波信号.