上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：3.3无线电通信 跟踪训练（含解析）

3.3无线电通信
1．雷达在搜寻目标时，接收到回波所用时间为，则此目标距雷达（ ）
A． B．
C． D．
2．电磁波在生活中有着广泛的应用.不同波长的电磁波具有不同的特性,因此也有不同的应用.下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是(　　)
A．雷达——无线电波
B．手机——X射线
C．紫外消毒柜——紫外线
D．遥控器——红外线
3．下列各组电磁波，按衍射能力由强到弱正确排列的是（ ）．
A．射线、红外线、紫外线、可见光
B．可见光、红外线、紫外线、射线
C．红外线、可见光、紫外线、射线
D．紫外线、可见光、红外线、射线
4．2016年9月25日，由我国自主研发建造的世界最大单口径、最高灵敏度射电望远镜（FAST）全面竣工并投入使用．据了解，这台位于贵州省黔南州山区的射电望远镜由4450块三角形接收面板拼装而成，口径达到500米，总接收面积有30个足球场那么大．能接收137亿光年以外的电磁信号，误差不超过1毫米．这将使人类观察宇宙更远更清楚，能够帮助人类观察外星是否存在生命，并且帮助解开宇宙起源之谜．光和广播电视信号都是以光速传播的电磁波，区别只在波长．千百年来人类只是通过可见光波段观测宇宙，而实际上天体的辐射覆盖整个电磁波段．据此材料，以下说法正确的是
A．光年是时间单位
B．光属于电磁波，所有电磁波都具有相同的波长
C．射电望远镜可以接收遥远天体发出的电磁信号
D．和可见光相比，无线电波是波长较短的电磁波
5．2019年 4 月 10 日 21 点，「事件视界望远镜」（Event Horizon Telescope, EHT）项目在全球六地同时召开了发布会，正式公布了观测到的一个位于室女A星系（M87）的黑洞，这也是人类史上第一张黑洞照片．根据公开资料显示，事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为1mm，而可见光的波长大约在400nm-700nm范围内，则下列说法正确的是（ ）
A．事件视界望远镜观测波段的电磁波可以使逸出功为2.29eV的Na发生光电效应
B．事件视界望远镜观测的波段属于x射线
C．事件视界望远镜观测的波段属于α射线
D．事件视界望远镜观测的波段不能直接引起人的视觉
6．“歼-20”隐形战斗机的横空出世，极大地增强了我国的国防力量．其隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术，使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，从而避过雷达的侦测．已知目前雷达发射的电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz 的范围内．下列说法正确的是( )
A．隐形战斗机具有“隐身”的功能，是巧妙地利用了雷达波的衍射能力
B．雷达发射的电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
D．雷达发射的电磁波可能是纵波，也可能是横波
7．下列过程中，没有利用电磁波的是 （　　）
A．电视机接收卫星电视信号
B．移动电话通话
C．电风扇通电后正常运转
D．雷达发现飞机
8．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ.5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．4G信号是纵波，5G信号是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
9．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市，如图所示，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就显示计时、计价、里程等信息此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电根据以上信息判断下列说法正确是（ ）　　
A．单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的
B．单车是利用电磁感应原理实现充电的
C．由手机APP上的显示信息，可求出骑行的平均速度
D．单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力
10．2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A．4G信号、5G信号都是横波
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
11．［选修模块3-4］下列说法中正确的有
A．第5代移动通讯系统（5G）采用28GHz毫米波通信，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
B．光纤通信利用了全反射的原理
C．红外线与紫外线相比，更容易发生衍射现象
D．超声波可以在真空中传播，可以产生干涉和衍射现象
12．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以传递信息
B．声波不能传递信息
C．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度不相同
E.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
13．某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时，经后又发出一个电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时，则该飞机的飞行速度多大？
14．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒发射的脉冲数n＝5 000个，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs．求电磁波的振荡频率和最大探测距离．
15．一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
参考答案
1．C
【解析】
。
A. 与计算结果18km不相符，故A不符合题意；
B. 与计算结果18km不相符，故B不符合题意；
C. 与计算结果18km相符，故C符合题意；
D. 与计算结果18km不相符，故D不符合题意。
2．B
【解析】
A、雷达是利用了无线电波中微波来测距的；故A正确；B、手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信；故B错误；C、紫外线具有很强的消毒作用；故C正确；D、线外线可以用于遥控器；故D正确；本题选不正确的故选B.
【点睛】本题考查电磁波的应用，要求能掌握各种电磁波的性质，并能与相应仪器结合记忆．
3．C
【解析】
电磁波的衍射能力与波长有关，波长越长，衍射能力越强，所以，衍射能力由强到弱应该是：红外线，可见光，紫外线， 射线．故选C．
4．C
【解析】
光年是光在一年中传播的距离，故光年是长度单位，选项A错误；光属于电磁波，不同的电磁波的波长不相同，选项B错误；射电望远镜可以接收遥远天体发出的电磁信号，选项C正确；和可见光相比，无线电波是波长较长的电磁波，选项D错误；故选C.
5．D
【解析】
事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为1mm，所以能量为,此能量小于钠的逸出功，所以不能发生光电效应，故A错误；事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为， 而x射线的波长范围为0.01nm---10nm，所以事件视界望远镜观测的波段不属于x射线，故B错误；α射线是氦核不是波，波段中没有阿法射线这种说法，故C错误；事件视界望远镜特定的电磁波观测波长约为，而可见光的波长大约在400nm-700nm范围内，所以事件视界望远镜观测的波段不能直接引起人的视觉，故D正确；
6．C
【详解】
隐形战斗机具有“隐身”的功能，是巧妙地利用了雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，选项A错误；雷达发射的电磁波是由变化的电场或磁场产生的，选项B错误；根据可得雷达发射的电磁波在真空中的波长范围在0.3 m至1.5 m之间，选项C正确；雷达发射的电磁波是横波，选项D错误．
7．C
【解析】
电视机用电磁波传递图象信号和声音信号，故A不符合题意；移动电话是利用电磁波传递信息的，故B不符合题意．电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作，所以没有利电磁波，故C符合题意；雷达是利用电磁波进行工作的，故D不符合题意；故选C．
8．C
【解析】
无论是4G还是5G，都是电磁波，都是横波，且在真空中的传播速度都是3×108m/s，选项AD错误；4G信号和5G信号的频率不同，则相遇时不能产生干涉现象，选项B错误；4G信号的频率小，波长较大，则4G信号比5G信号更容易发生衍射现象，选项C正确.
9．B
【解析】
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A错误；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故B正确；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C错误；单车在骑行时，主动轮受到向前的摩擦力（动力），从动轮受到向后的摩擦力（阻力），故D错误。故选B。
【点睛】
本题利用生活中熟知的单车综合考查了惯性、电磁感应的应用、电磁波的应用等，要求掌握相应物理规律在生产生活中的应用．
10．AC
【解析】
AD、无论是4G还是5G，都是电磁波，都是横波，且在真空中的传播速度都是3×108m/s，A正确D错误；
B、4G信号和5G信号的频率不同，则相遇时不能产生干涉现象，B错误；
C、4G信号的频率小，波长较大，则4G信号比5G信号更容易发生衍射现象，C正确。
11．BC
【详解】
电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的。故A错误；光纤通信利用了全反射的原理。故B正确；波长越长，越容易发生衍射现象，红外线的波长比紫外线的波长长，更容易发生衍射现象。故C正确；超声波不能在真空中传播。故D错误。
12．ACD
【解析】
本题考查电磁波和声波的特点与区别
【详解】
AB．声波、电磁波都能传递能量和信息，A项正确，B项错误；
C．在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，C项正确；
D．可见光属于电磁波，B超中的超声波是声波，波速不同，D项正确；
E．红外线波长较X射线波长长，故E项错误。
故选ACD。
13．525m/s
【解析】
由电磁波发射到接收到反射波历时，可算出此时飞机距雷达站的距离为
经4s后，飞机距雷达站的距离为
在这4s时间内飞机飞过的路程为
故飞机的飞行速度为
14．1.5×109 Hz 6×104 m
【解析】
由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系v=λf，真空中电磁波的传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光速ν=3.00×l?08?m/s，因此＝1.5×109Hz，即电磁波频率为1.5×109?Hz．雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续t=0.02μs，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为s，则s=v△t，而△t=1/5000?s=200μs＞＞0.02μs（脉冲持续时间可以略去不计），所以s=v?△t=6×104m．
15．7.5×103 m
【解析】
图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc可知，无线电波从发射到返回所用时间为50 μs.
设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得
s＝ m＝7.5×103 m.