怀仁县巨子高中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 学业测评（含解析）

3.2电磁波的发射、传播和接收
课时作业
1．在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号，这一过程完成了（???
）
A．光、电转化
B．电、光转化
C．光、电、光转化
D．电、光、电转
化
2．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是
A．一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线
B．一切物体都能够发射紫外线，如太阳、弧光灯发出的光中就包含紫外线
C．x射线能使包在黑纸里的照相底片感光
D．射线对人体正常细胞有很强的破坏作用
3．电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量有(
)
A．波长和频率
B．波速和频率
C．波长和波速
D．频率和能量
4．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
5．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，用手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示手机A的号码为12345670002．若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨打手机A，则手机A(　　)
A．发出响声，并显示B的号码为12345670008
B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008
C．不发出响声，但显示B的号码为12345670002
D．既不发出响声，也不显示号码
6．首次利用电磁波成功实现无线电通信是（　　）
A．是意大利的马可尼在1895年
B．是意大利的马可尼在1945年
C．是英国的法拉笫在1840年
D．是法国的奥斯特在1820年
7．目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是(　　)
A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中
B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流
C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好
D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电
8．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，调制分调幅和调频两种如图所示有A、B两幅图在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如练图所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器以下关于电磁波的发射和接收的说法中，正确的是　　
A．在电磁波的发射技术中，图中A是调幅波
B．在电磁波的发射技术中，图中B是调幅波
C．图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频
D．图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频
9．下列关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原因，正确的是　　
A．经过调制后的高频电磁波向外界辐射能量的本领更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
C．经过调制后的电磁波在空间才能传播得快
D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信息传递出去
10．从提高通信质量角度来看移动通信网络中应该怎样设定基站，手机间的通信过程如图所示．
11．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．
12．宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图所示．假设A、B两个天体辐射功率相同，且都在均匀持续地辐射．天体A距地球1万光年，天体B距地球5万光年．（忽略电磁波传播过程中的损耗）
（1）用一架射电望远镜接收到A发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自天体B的电磁波功率P2是多大？
（2）为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一种常用方法．为使接受到天体B的信号功率和天体A一样强，可将望远镜口径增大为原来的多少倍？
参考答案
1．A
【解析】
摄像管将景物反射的光信号转化为电信号，这一过程完成了光、电转化，故选A.
2．B
【解析】
A、一切物体都在不停地发射红外线，故A正确；
B、紫外线光子能量较高，如果原子处于较低的能级上，可能不能发射紫外线，故B错误；
C、x射线穿透性强，能使包在黑纸里的照相底片感光，故C正确；
D、射线光子的能量大，对人体细胞有很强的破坏作用，故D正确；
本题选不正确的故选B．
【点睛】
本题关键是熟悉红外线、紫外线、x射线、γ射线的特性.
3．C
【解析】
电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量波速，频率不变，则能量不变；根据λ=vT可知波长改变，故选C.
4．A
【解析】
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．
5．B
【解析】
电磁波可以在真空中传播，而声波的传播则需要介质，当用手机B拨打放在透明真空罩中的手机A时，A能显示B的号码，但不能发出声响．
故本题选B．
6．A
【解析】
麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验捕捉到了电磁波的存在，1895年意大利物理学家马可尼成功地把无线电信号发送到1.5英里（2.4km）的距离，他成了世界上第一台无线电报系统的发明者．
【详解】
电磁波传输信号的速度块，是意大利的马可尼在1895年首次利用电磁波成功实现无线电通信的．
故本题选A．
7．A
【解析】
金属探测器能探测金属，故可以用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中；故A正确；金属探测器探测金属时，是金属物产生了涡流，而被探测器探测到；故B错误；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故C错误；探测器的原理是因为手机上产生涡流报警，不是因为通有直流电；故D错误；故选A．
8．AC
【解析】
调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载．调频是通过改变频率来实现信号加载的；电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小．电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频，所以它是一个高频扼流圈，其自感系数应该较小.
【详解】
调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，故AB中A为调幅波，B为调频波；故A正确，B错误；根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器元；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈，故C正确，D错误；
故选AC．
【点睛】
根据电感和电容对交流电的作用去判断，首先分清用哪种电器；明确两种仪器对高频信号和低频信号的不同作用．
9．AD
【解析】
调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，即辐射本领更强；电磁波的波速接近光速，所以传播速度不变；据v=λf可知，频率改变，波长改变，经过调制后的高频电磁波带有低频信号，能把我们要告知对方的信息传递出去，故AD正确，BC错误．故选AD．
【点睛】
调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，也就是把含有信息的电磁波加载到高频电磁波上，易于向外发射．
10．时拨打电话，打不通，被告知对方不在服务区，原因可能是对方所在位置信号传输效果差，也可能是附近没有基站，因此从提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验检验不断听取用户的反馈信息．
【解析】
有时拨打电话，打不通，被告知对方不在服务区，原因可能是对方所在位置信号传输效果差，也可能是附近没有基站，因此从提高通信质量角度来看应适当增加基站密度，基站天线应在高处架设，为做到网络全覆盖，设定基站后应通过实验检验，不断听取用户的反馈信息．
11．
【解析】
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．
12．（1）P2＝P1（2）d2＝5d1
【解析】
（1）令望远镜能接受到射电信号的有效面积（即垂直射电信号的方向的投影面积）为S，A、B两个天体辐射功率为P．天体A距地球1万光年，则望远镜接收到A发出的电磁波功率为，同理望远镜接收到B发出的电磁波功率为，联立可得：P2＝P1．
（2）直径为d的望远镜能接受到射电信号的有效面积（即垂直射电信号的方向的投影面积），则有：，，根据题意，可得：．