人教版江苏专用高中物理选择性必修第二册课时分层作业15无线电波的发射和接收含答案

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课时分层作业(十五)　无线电波的发射和接收题组一　电磁波的发射1．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是(　　)A．振荡器的作用是产生等幅高频信号B．振荡器的作用是产生低频音频信号C．振荡器的作用是产生高频音频信号D．振荡器的作用是产生等幅低频信号A　[无线电广播发射过程中的振荡器的作用是产生等幅高频信号，然后将声音信号加载在振荡器发出的电磁波发射出去，A正确。]2．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是(　　)A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强B　[电磁波在真空中的传播速度等于光速，由c＝λf，可求得波长范围，A正确；恒定不变的电场或磁场不能产生变化的磁场与电场，从而不能形成电磁波，B错误；依据2s＝c·t，我们测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离，C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确。]3．用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是(　　)A．增大电容器两极板间的距离B．减小电容器两极板间的距离C．减小电容器两极板的正对面积D．增大电容器两极板的电压B　[根据f＝eq \f(1,2π\r(LC))及v＝λf可知，λ＝2πveq \r(LC)，增大电容器电容，可以增大发射电磁波的波长，由C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知，减小电容器两极板的距离、增大正对面积都可以增大电容器电容，故B正确。]4．在电磁波的发射过程中，用一平行板电容器C和一个线圈L组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，下列调节不正确的是(　　)A．减小电容器两极板间的距离B．增大线圈的匝数，在线圈中加铁芯C．把电容器的动片适当旋出一些D．把电容器的动片适当旋进一些C　[要增大发射电磁波的波长，根据c＝λf，可知要减小频率。根据f＝eq \f(1,2π\r(LC))可知要增加自感系数或电容。要增加电容，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知，可以减小极板的距离、增加正对面积、插入电介质；增加自感系数，可以增大线圈的匝数、在线圈中加铁芯。故C错误，A、B、D正确。]题组二　电磁波的接收5．各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示，天线顶点和焦点连线(OO′)与水平面间的夹角为仰角α，OO′在水平面上的射影与当地正南方向的夹角为偏角β，接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号(如CCTV—5)时，OO′连接应指向卫星，我国各地接收天线的取向情况是(　　)A．有可能β＝0°，α＝90°B．与卫星经度相同的各地，α随纬度的增高而减小C．经度大于105.5°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，天线取向完全是相同的(我国自西向东的经度约为73°～135°)B　[我国领土的最南端在北纬4°附近，所以不会出现α＝90°的情况，A错；天线所在位置处的纬度越高，距卫星越远，所以α越小，B正确；经度大于105.5°的各地，天线应是朝南偏西方向，C错；位置不同，天线的取向不同，D错。]6．晓君学习了“电磁波的发射和接收”一节后，发现有三个名词“调制”、“调谐”、“解调”经常混淆，为此他设计了一个方框图来明确它们的关系。下列设计中正确的是(　　)A．eq \x(信号)→eq \x(调制)→eq \x(传播)→eq \x(接收)→eq \x(调谐)→eq \x(解调)→eq \x(信号)B．eq \x(信号)→eq \x(调制)→eq \x(传播)→eq \x(接收)→eq \x(解调)→eq \x(调谐)→eq \x(信号)C．eq \x(信号)→eq \x(调谐)→eq \x(传播)→eq \x(接收)→eq \x(调制)→eq \x(解调)→eq \x(信号)D．eq \x(信号)→eq \x(调谐)→eq \x(传播)→eq \x(接收)→eq \x(解调)→eq \x(调制)→eq \x(信号)A　[要将信号发射出去，首先要调制再传播，接收电路要经过接收、调谐，选出需要的信号，再经过解调将信号还原出来，故A正确，B、C、D错误。]7．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(　　)A．调制前 B．经调谐后C．经检波后 D．耳机中B　[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。故选B。]8．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的电信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法(　　)A．增加调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压C．减少调谐电路中线圈的匝数D．将线圈中插入铁芯C　[当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能收听到电台信号。由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f＝eq \f(1,2π\r(LC))可知，在C无法再调节的前提下，可减小自感系数L，即可通过选项C的操作升高调谐电路的固有频率。]9．某居住地A位于某山脉的一侧，山脉的另一侧P处建有无线电波发射站，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？[解析]　(1)由λ＝eq \f(c,f)知，中波的波长为λ1＝750 m，微波的波长为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)中波的接收效果更好，因为它的波长长，衍射现象更明显。[答案]　(1)750 m　0.75 m　(2)衍射　(3)中波的接收效果好，因为它的波长长，衍射效果更好10．(2022·河南郑州模拟)关于无线电广播要对电磁波进行调制，下列说法正确的是(　　)A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的高频电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的高频电磁波在空间传播时波长才能不变D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要传递的信号发射出去D　[声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频电磁波携带着低频信号向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上，使高频电磁波随各种信号的改变而改变的技术叫作调制。D项正确。]11．降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声(比如100 Hz～1 000 Hz)；接下来，将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声；最后，我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。对于该降噪耳机的下述说法中，正确的有(　　)A．该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消B．该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声C．如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果一定会更好D．如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声D　[因周围环境产生的噪声频率在100 Hz～1 000 Hz范围之内，而降噪电路只能发出某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声，所以降噪电路发出的声波与周围环境的噪声不能够完全抵消，即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声，选项A、B错误；如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大，则该耳机降噪效果一定会更好，选项C错误；如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则在降噪电路处理完成后，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声，则耳机使用者可能会听到更强的噪声，选项D正确。]12．如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行某型号火箭的发射试验。为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看到火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)，这是因为________________。[解析]　从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置。电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发。[答案]　电视信号　电视信号波长短，不易衍射，几乎沿直线传播，会受山坡阻挡13．如图所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在150～300 pF之间变化，S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。[解析]　根据T＝2πeq \r(LC)得Tmax＝2πeq \r(LmaxCmax)＝2πeq \r(3×10－6×300×10－12) s≈1.88×10－7 s，根据f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,2π\r(LC))得fmax＝eq \f(1,2π\r(LminCmin))＝eq \f(1,2π\r(1.5×10－6×150×10－12)) Hz≈1.06×107 Hz。[答案]　1.88×10－7 s　1.06×107 Hz