上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.3无线电通信 课时训练（含解析）

3.3无线电通信
1．2016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、GPS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就显示如图所示的信息。下列说法正确是（ ）
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讯卫星定位确定的
C．由手机APP上显示骑行距离849米是位移
D．由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度
2．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( 　　)
A．恒定的电场能够产生电磁波
B．电磁波既有纵波，又有横波
C．电磁波从空气进入水中时，其波长变长了
D．雷达用的是微波，是由于微波传播的直线性好，有利于测定物体的位置
3．电磁波的使用已成为现代生活中不可缺少的信息传递方式，比较手机信号.激光信号和电视机遥控器信号在真空中的传播速度，下列说法正确的是
A．手机信号的传播速度最小 B．激光信号的传播速度最小
C．遥控信号的传播速度最小 D．三种信号的传播速度相同
4．关于电磁波，以下说法中不正确的是（　　）
A．微波炉利用了微波的热效应
B．家用电器的遥控器大多采用红外线遥控的原理，它有一个有效使用的角度范围
C．电磁波从空气中进入水中，频率不发生变化
D．我们看到的电视直播节目，声音和画面基本同步，表明声波和光波传播速度十分接近
5．听广播时，我们经常听到这样一句话：北京音乐广播FM97.4兆赫。这里的“97.4兆赫”指的是电磁波的
A．频率 B．周期 C．波长 D．波速
6．关于如下现象的表述正确的是（ ）

A．甲图中是利用紫外线进行防伪 B．乙图中利用β射线照射人体进行透视的
C．丙图中夜视系统是利用红外线 D．丁图中蝙蝠和雷达均利用超声波定位
7．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。
8．不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分___________.我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了_______________.
9．（1）电磁波在真空中的传播速度为________，我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号，该频率的电磁波的波长是________。
（2）雷达是利用无线电波测定物体________的无线电设备，波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强。因此雷达用的是________波段的无线电波。
10．现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________.
11．车载Mp3可以把Mp3中储存的音乐，以无线发射方式发射到车载调频立体声收音设备中，车主只需将汽车收音机的频率设定为车载Mp3的频率，或让收音机搜索到该频率即可进行播放。如图为某种型号的车载Mp3，若其设置频率为，试求；
（1）所发射的无线电波的波速是多少？
（2）所发射的无线电波的波长是多少？
12．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．
13．卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区.因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些
（1）解释产生这种延迟的原因.
（2）若通信卫星高度约为36000km，无线电信号传播速度为，估算这一时间差。
14．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．
15．某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视器上相邻刻度间表示的时间间隔为10－4s，电磁波的传播速度为c＝3×108m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？
参考答案
1．B
【解析】
A．单车和手机之间是利用电磁波传递信息的。故A错误。
B．单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的。故B正确。
C．由手机APP上显示骑行距离849米是路程。故C错误。
D．由手机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D错误。
2．D
【解析】
A．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。若恒定的电场不会产生磁场，故A错误；
B．电磁波只有横波，没有纵波，故B错误；
C．电磁波在传播过程中，始终不变的物理量是频率，当从空气射入水中时，频率不变，介质的折射率变大，则波速变小，而波长变短，故C错误；
D．微波的频率较大，波长较短，直线性好，雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置，故D正确。
3．D
【解析】
手机信号、激光信号和电视机遥控器信号都是电磁波，则在真空中的传播速度均为3×108m/s；
A．手机信号的传播速度最小，与结论不相符，选项A错误；
B．激光信号的传播速度最小，与结论不相符，选项B错误；
C．遥控信号的传播速度最小，与结论不相符，选项C错误；
D．三种信号的传播速度相同，与结论相符，选项D正确；
4．D
【解析】
A．微波炉利用了微波的热效应，故A不符合题意；
B．家用电器的遥控器大多采用红外线遥控的原理，它有一个有效使用的角度范围，故B不符合题意；
C．电磁波从空气进入水中速度变小，但频率由波源决定，是不变的，故C不符合题意；
D．我们看到的电视直播节目，声音和画面基本同步，但声波速度为340m/s，光波传播速度为3×108m/s，两者差距很大，故D符合题意。
5．A
【解析】
“97.4兆赫”指的是电磁波的频率，故选A.
6．AC
【解析】
A．紫外线具有荧光效应，则甲图中是利用紫外线进行防伪，选项A正确；
B．乙图中利用利用穿透力较强的X射线照射人体的，不是利用辐射性强的β射线，故B错误；
C．丙图中夜视系统是利用不可见光中的红外线，选项C正确；
D．丁图中蝙蝠是利用超声波定位，雷达是用电磁波定位，选项D错误．
故选AC．
7．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.
8．若干波段 电磁波谱
【解析】
[1][2]不同波长的电磁波,表现出的性质有差异,因而常把电磁波划分若干波段，我们把电磁波按波长大小依次排列,就形成了电磁波谱。
9． 30m 位置 微波
【解析】
（1）[1][2]．电磁波在真空中的传播速度为，我国第一颗人造地球卫星采用10MHz的频率传送无线电信号，该频率的电磁波的波长是
。
（2）[3][4]．雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备，波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强。因此雷达用的是微波波段的无线电波。
10． 不相同 用卫星传播太远，信号太弱
【解析】每部手机收到的电磁波频率是不相同的，“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远，信号太弱．
11．（1）（2）3.43m
【解析】
(1)电磁波在空气中的传播速度大约是；
(2)由题意可知，由公式
12．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．
13．（1）卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些（2）0.24s
【解析】
（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。
（2）无线电信号的路程s=2h，则画面延迟的时间
14．
【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．
15．335 m/s
【解析】
甲图中飞机到雷达的距离：
＝m＝6×104m
乙图中飞机到雷达的距离：
＝m＝1.5×104m.
v＝＝335 m/s.
思路分析：先算出甲飞机到雷达的距离,再算出乙飞机到雷达的距离,然后根据公式v＝计算出
试题点评：本题考查了电磁波的传播