上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.3无线电通信 课时作业（含解析）

3.3无线电通信
1．下列说法正确的是
A．、β、γ射线都属于电磁波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．5G信号与4G信号相比，5G信号在真空中传播速度大
D．LC振荡电路中，电容器充电完毕时，回路中电流最小
2．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
3．我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23MHz（1MHz=106Hz）的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是（　　）
A．家用5GWi-Fi电磁波的衍射现象最明显
B．GPS定位系统使用的电磁波的能量最强
C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领
D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象
4．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
5．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
6．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
7．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
8．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
9．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
10．隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击．根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是(　　)
A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它
B．使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现
C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流
D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击
11．5G，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
12．关于电磁波，下列说法中正确的是
A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
B．电场不一定能产生磁场，磁场也不一定能产生电场
C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
E.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
F.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
13．表内是某手机的一些技术参数，根据表中数据，回答下列问题：
手机类型 网络模式 支持频段 电池容量 理论通话时间 理论待机时间 其它使用时间
3G手机 智能手机
拍照手机 GSM
WCD
MA

540分钟（2G）
360分钟（3G） 200小时 3G网络时间：
6小时
2G网络时间：
10小时
音乐播放时间：
40小时
（1）2G，3G是指第二、第三代数字通信，2G与3G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的变化，该手机工作在2G或3G网络时，耗电量比较大的是____________
A．2G网络 B．3G网络
（2）该手机能接受的电磁波的最高频率是________？比电磁波的波长是_______？（）
（3）估算该手机待机时的理论待机电流___________。
14．____________提出光是一种________波，_________用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是______，_______都会发出红外线，红外线波长比红光________，所以_______现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；紫外线的主要作用是_______，______能发出紫外线，紫外线还有_____效应和_______作用，伦琴射线又叫_________射线，波长比紫外线________.
15．手机是一部可移动的_________设备.不宜使用手机的场合有_____________.
参考答案
1．D
【解析】
A．射线是氦核流，射线是电子流，二者都不是电磁波，只有γ射线是电磁波，故A错误；
B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，故变化的磁场不一定产生变化的电场，故B错误；
C．5G信号与4G信号都是电磁波，在真空中的速度都是光速，一样大，故C错误；
D．LC振荡电路中，电容器充电完毕时，电容器的容抗最大，回路中电流最小，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线被长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器．
A. 它们发出的都是红外线不符合题意
B. 它们发出的都是紫外线不符合题意
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线不符合题意
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线符合题意
3．C
【解析】
A．电磁波波长越长，频率越低，则衍射现象越明显，GPS定位系统的电磁波衍射现象最明显，故A错误；
B．根据可知，频率越高，能量越强，则地铁行李安检时使用的能量最强，故B错误；
C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领，故C正确；
D．电磁波是横波，能产生偏振现象，故D错误。
故选C。
4．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．
5．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。
6．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。
7．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。
8．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．
9．C
【解析】
根据可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波不需要介质传播，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，选项D错误．
【点睛】
此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：．
10．B
【解析】
明确隐形飞机是指飞机对雷达隐身，而隐形飞机的隐形原理是通过缩小自己的雷达反射截面来实现隐身的．
【详解】
现在还没有真正的隐蔽色，故A错误；使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上会产生感应电流，故C错误；紫色线的辐射能力是很强的，不容易隔热，故D错误；故选B．
【点睛】
本题借助于生活中的实例考查了光的反射定律，此类题目的特点是文字叙述较多，感觉不好处理，需要我们仔细阅读题目从中找出对我们有用的物理信息．
11．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。
12．BE
【解析】
AB．稳定的电场不会产生磁场，稳定的磁场也不会产生电场，即电场不一定能产生磁场，磁场也不一定能产生电场，选项A错误B正确；
C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项C错误；
D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项D错误；
E．电磁波是横波，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，选项E正确；
F．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波也能通过光缆传输，选项F错误；故选BE.
13．B 2100MHz 0.14m 7.1mA
【解析】
【详解】
（1）[1]．3G通话时间360分钟，2G通话时间540分钟，3G通话时间短，功率消耗大；故选：B；
（2）[2][3]．该手机能接受的电磁波的最高频率是2100MHz，波长为：
（3）[4]．电池容量q=1420mA?h，待机时间为200小时，故该手机待机时的理论待机电流：
14．麦克斯韦 电磁 赫兹 热效应 一切物体 长 衍射 化学效应 高温物体 荧光 杀菌、消毒 X 短
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]麦克斯韦提出光是一种电磁波，后来赫兹用实验验证了这一预言.红外线最显著的作用是热效应；
[5][6]一切物体都会发出红外线，由电磁波谱可知，红外线波长比红光长；
[7]由发生明显衍射件可知，红外线衍射现象较显著，易透过云雾，可用于高空摄影；
[8][9][10[11]紫外线的主要作用是化学效应，高温物体能发出紫外线，紫外线还有荧光，杀菌、消毒作用；
[12][13]伦琴射线又叫x射线，波长比紫外线短。
15．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。