新教材适用2023_2024学年高中物理第4章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收提能作业新人教版选择性必修第二册

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第四章　3.基础达标练1．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的( B )①调谐电路；②调制电路；③高频振荡电路；④开放振荡电路。A．①②③  B．②③④C．①④  D．①②④解析：比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。2．已知某LC振荡电路向外发射的电磁波的波长和频率分别为λ、f，当该LC振荡电路中的电容器的电容变为原来的时，该LC振荡电路向外发射的电磁波的波长和频率变为( B )A．λ，4f  B．λ，2fC．2λ，f  D．4λ，f解析：由f＝可知，电容C减小到原来的时，振荡频率f增大到原来的2倍；由公式λ＝可知，电磁波速度v不变，其波长λ∝，所以波长减小到原来的，B正确。3．关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是( D )A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B．解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程C．调谐就是将接收电路的振幅调至与载波的振幅相同D．调谐是将接收电路的固有频率调至与接收的电磁波频率相同解析：调频与调幅都是用高频载波发送信号，但是原理不同，A错误。解调是接收电磁波过程中的步骤，是将低频信号从高频载波中分离出来的过程，B错误。调谐是将接收电路的频率调至与载波的频率相同，C错误，D正确。4．有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，下列方法正确的是( C )A．增加电源电压B．使用调频的调制方式C．把可变电容器的动片适当旋出一些D．在线圈中插入铁芯解析：要想增大LC接收电的频率，由公式f＝可知，应减小电容或电感，A、B错误。把可变电容器的动片适当旋出一些，减小了电容，符合题目要求，C正确。在线圈中插入铁芯，增大了电感，不符合题目要求，D错误。5．我们在选择收音机的电台时，常要转动收音机上的某个旋钮，这实际上是调节( D )A．电流  B．波长 C．波速  D．频率解析：我们实际上是调节调谐器的一个旋钮，通过调节它可以改变收音机的接收频率，从而使收音机的频率与所选台的频率相同而发生电谐振，使接收的电信号最强，则可收到想要找的电台，A、B、C错误，D正确。6．我国近日建成了世界上首个民用极低频大功率电磁波发射台，其探测半径达数千公里，探测深度达十公里，形成了可覆盖我国领土和领海的高信噪比极低频电磁波信号源，为了使需要传递的信息(如声音、图像等)装载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行( C )A．调谐  B．放大 C．调制  D．解调解析：要远距离发送电磁波，必须进行调制，故选C。7．(多选)如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( AB )A．经调制后  B．经调谐后C．经检波后  D．耳机中解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号电流。8．如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的( C )A．调幅  B．调频 C．调谐  D．解调解析：调谐是指调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路(或电磁波)发生电谐振，所以C正确。9．一品牌双波段(中、短波段)收音机的接收电路原理简化结构如图所示，通过切换开关S和旋转可变电容器动片来改变LC回路中的电感L和电容C，从而实现接收不同波段的信号。则( D )A．调制是指通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等B．接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，接收电路将无法接收该电磁波C．使S接b且动片完全旋入，可接收到波长最短的电磁波D．使S从b打到a，同时动片旋出，接收到的电磁波频率可能不变解析：调谐是通过调节L、C，使接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相等，A错误。接收电路的固有频率与需要接收的电磁波频率不相等时，该电磁波在接收电路中引起的振荡电流不强，但仍可接收到该电磁波，B错误。频率越大接收到的波长越短，S接b时L小，动片完全旋入时C大，由公式f＝知，接收电路的固有频率可能不变，接收到的电磁波波长可能保持不变且不是最短的；同理，S接a时L大，动片完全旋出时C小，接收电路的固有频率可能不变，接收到的电磁波频率可能不变，C错误，D正确。10．某地区有一电台的发射频率为95.8 MHz，某车载调频收音机的LC振荡电路由自感系数为L＝2 μH的线圈和可变电容器构成，可变电容器的最大电容是2 pF，电容器动片完全旋出时，电容变为1.125 pF，则这一LC振荡电路能否接收到该电台的节目？答案：能接收到该电台的节目解析：LC振荡电路的周期公式为T＝2π，又f＝，联立可得f＝，电容器动片完全旋出时，正对面积最小，电容器电容最小，对应接收电磁波的频率最大，有fmax＝106.1 MHz，当电容器电容取最大值时，对应接收电磁波的频率最小，有fmin＝79.6 MHz，所以95.8 MHz介于最大频率和最小频率之间，能接收到该电台的节目。能力提升练11．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电磁波，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)( D )A．  B．C．  D．解析：接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐振的条件f固＝f电磁波得＝，解得C＝，D正确。12．(多选)图中(a)为一个调谐接收电路，图(b)、图(c)、图(d)为电路中的电流随时间变化的图像，则( ACD )A．i1是L1中的电流图像B．i1是L2中的电流图像C．i2是L2中的电流图像D．i3是流过耳机的电流图像解析：(b)图是L1中的图像，L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像同图(b)相似，但是由于L2和二极管D串联，所以当L2的电压与二极管D反向时，电路不通，所以L2中的电流图像应是图(c)。高频部分通过C2，通过耳机的电流如同图(d)中的i3，只有低频的音频电流，故选项A、C、D正确。13．(多选)各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示，天线顶点和焦点的连线(OO′)与水平面间的夹角为仰角α，OO′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为偏角β，接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号(如CCTV－5)时，OO′连线应指向卫星，则我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约为73°～135°)( BD )A．有可能β＝0，α＝90°B．与卫星经度相同的各地，α随纬度增加而减小C．经度大于105°的各地，天线是朝南偏东的D．在几十甚至几百平方千米的范围内，天线取向几乎是相同的解析：如图所示，α随纬度的增大而减小，我国不在赤道上，α不可能为零，经度大于105°的各地，天线应该朝南偏西，由于地球很大，卫星距地面很高，几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的。故B、D正确。14．某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间，该收音机LC电路的可变电容器的动片全部旋出时，电路总电容为39 pF，试分析：(计算结果均保留三位有效数字)(1)动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC电路的线圈的电感为多少？(2)该收音机LC电路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？答案：(1)182 m　0.239 mH　(2)392 pF解析：(1)由λ＝c·T和T＝2π可得λ＝2πc动片完全旋出时，电容器极板正对面积最小，由C＝可知，此时电容器的电容最小，电容为C＝39 pF所以此时对应的接收电磁波的波长最小，为182 m，由上面关系式可导出L＝代入数据可求出L≈0.239 mH。(2)由λ＝2πc得＝所以Cmax＝Cmin＝×39 pF≈392 pF。15．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示。该发射站可发送频率为400 kHz的中波和400 MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108 m/s，求：(1)该中波和微波的波长各是多少？(2)发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的？(3)若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？答案：(1)750 m　0.75 m　(2)衍射　(3)400 kHz接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好解析：(1)由λ＝知，λ1＝750 m，λ2＝0.75 m。(2)无线电波绕过山脉到达A处，发生了衍射现象。(3)频率为400 kHz的中波接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显。