高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 电磁波的发射、传播和接收课后复习题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册

4.3电磁波的发射、传播和接收 跟踪训练（解析版）

1．如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。下列选项正确的是（　　）

A．无线电波属于电磁波

B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫解调

C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟

D．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，带来了通信技术的快速发展

2．以下说法正确的是（　　）

A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，楞次通过实验证实了电磁波存在

B．只有高温物体才能辐射出红外线，红外线具有热效应

C．在电磁波的发射过程，必须对信号进行调制

D．在LC振荡电路放电过程中电流增大，电场能增大，磁场能减小

3．如图所示的收音机内部含有调谐电路，调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率，从而选出不一样的电台，这一过程叫作（　　）

A．调谐 B．调频 C．调幅 D．调制

4．网络信号的稳定传输通常需要用到光纤和Wi-Fi无线路由器，下列表述正确的是（　　）

A．光纤通讯利用光纤来传输包含信息的电流信号

B．光纤通讯利用光的全反射原理传输包含信息的光信号

C．Wi-Fi无线路由器发射包含信息的超声波信号

D．Wi-Fi无线信号可以绕过障碍物传播是利用了波的干涉原理

5．华为手机采用了双麦克风降噪技术，以保证优秀的通话体验。一个麦克风为用户通话时使用的麦克风，用于收集人声，而另一个配置在机身顶端的麦克风采集周围环境噪音，通过特定的模块对这两路信号进行技术处理，实现降噪功能。技术处理用到的原理是（　　）

A．干涉 B．衍射 C．调制 D．解调

6．无线电广播需要对电磁波进行调制的原因是（　　）

A．未经调制的高频电磁波无法向外界辐射

B．调制后的电磁波在空间传播的波长保持不变

C．调制后的电磁波在空间传播得更快

D．调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去

7．如图所示，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极。芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连，组成振荡电路，使该振荡电路产生电磁振荡。已知振荡电路的周期为。下面对此振荡回路分析正确的是（　　）

A．当电容器放电时，电容器储存的电场能增加

B．增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期

C．增加线圈的匝数，能更有效地发射电磁波

D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小

8．关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　）

A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程

B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波

C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强

D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路

9．“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8GHz~2.7GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（　　）

A．5G信号和4G信号都是横波

B．5G信号比4G信号波长更长

C．5G信号比4G信号传播速度更快

D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播

10．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作

B．电磁波发射时需要进行调谐和解调

C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大

D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化

11．关于电磁波的调制技术，下列说法不正确的是（　　）

A．使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅

B．使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频

C．中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式

D．调幅波的优点是抗干扰能力强，传递过程中失真比较小

12．为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以（　　）

A．增大电容器极板间的距离 B．减小电容器极板的正对面积

C．减小线圈的匝数 D．采用低频振荡电流

13．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（　　）

A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的

B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波

C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强

D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程

14．不能发射电磁波的电场是（　　）

A． B．

C． D．

15．图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（　　）

A．FM97.5电磁波的波长约为

B．真空中的电磁波比的电磁波传播速度更快

C．FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变

D．为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容

16．下列说法正确的是（　　）

A．发射图像信号不需要调制过程

B．接收图像信号要经过调谐、解调

C．电视信号包括图像信号和伴音信号

D．电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同

17．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．经调制后 B．经调谐后

C．经解调后 D．耳机中

18．关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是（　　）

A．必须对信号进行调制

B．必须使信号产生电谐振

C．必须把传输信号加到高频电流上

D．必须使用开放电路

19．雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，已知真空中光速c=3×108 m/s，下列说法中正确的是（　　）

A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生

B．电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生

C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间

D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定

20．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？

21．一雷达向某一方向发射不连续的无线电波，每次发射的时间为百万分之一秒，两次发射的时间间隔是万分之一秒。如图是雷达指示器的显示屏上显示的情景，P为发射出去的无线电波的某一尖形波，Q为其遇到障碍物反射回来被雷达接收到的尖形波。由图中所给信息计算障碍物离雷达站的距离。

参考答案

1．A

【详解】

A．无线电波和激光都是电磁波，故A正确；

B．将图像、声音等信号加载到高频电磁波上的过程叫调制，故B错误；

C．信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的，信号都有一定的传输速度，所以传输中会有时间延迟，故C错误；

D．麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在，故D错误。

故选A。

2．C

【详解】

A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波存在，选项A错误；

B．任何物体都能辐射出红外线，物体的温度越高，辐射出的红外线越强，红外线具有热效应，选项B错误；

C．在电磁波的发射过程，必须对信号进行调制，选项C正确；

D．在LC振荡电路放电过程中电流增大，磁场能增大，电场能减小，选项D错误。

故选C。

3．A

【详解】

调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率，使它与要接收的电台的电磁波的频率相同，这个电磁波在调谐电路里激起较强的电流，从而选出了这个电台。这一过程叫作调谐。

故选A。

4．B

【详解】

AB．光纤通讯利用光的全反射原理传输包含信息的光信号，通信中的光波主要是激光，不是电流信号，A错误B正确；

C．Wi-Fi无线路由器发射包含信息的电磁波信号，C错误；

D．Wi-Fi无线信号可以绕过障碍物传播是利用了波的衍射原理，D错误。

故选B。

5．A

【详解】

降噪麦克风是通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波与噪音叠加从而实现降噪的效果，且环境噪音与降噪声波频率相同，两列波发生了干涉现象。

故选A。

6．D

【详解】

A．未经调制的高频电磁波也能向外界辐射，但是传递目的地不确定，所以A错误；

B．调制后的电磁波不同频率在空间传播的波长不同，所以B错误；

C．电磁波在空间传播速度一般不变，所以C错误；

D．经过调制后的高频电磁波才能把要发射的信号传递出去，所以D正确；

故选D。

7．B

【详解】

A．当电容器放电时，电容器储存的电场能减小，磁场能增加，选项A错误；

B．增加导电液体的高度，则相当于电容器相对面积变大，则电容变大，根据

可知有利于增大此振荡电路的周期，选项B正确；

C．增加线圈的匝数，则增大L，根据

可知，周期变大，频率变小，不利于有效地发射电磁波，选项C错误；

D．当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能增大，选项D错误。

故选B。

8．D

【详解】

A．电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频信号中取出来，否则就不能显示，故A不符题意；

B．一般的音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波，故B不符题意；

C．电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似，当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，故C不符题意；

D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须采用开放电路和高频发射，故D符合题意；

故选D。

9．A

【详解】

A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；

B．5G信号比4G信号频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，但其波长要比4G信号短，故B错误；

C．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C错误；

D．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故D错误；

故选A。

10．D

【详解】

A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；

B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；

C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；

D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确；

故选：D。

11．D

【详解】

A．使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅，故A正确，不符合题意；

B．使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频，故B正确，不符合题意；

C．中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式，故C正确，不符合题意；

D．调频波的振幅不变，抗干扰能力比较强，传递过程中失真比较小，故D错误，符合题意。

故选D。

12．ABC

【详解】

实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由

f＝

C＝

故选ABC。

13．BCD

【详解】

A．有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射，A错误；

B．一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波，B正确；

C．接收电磁波时会在接收电路中产生电谐振，与机械振动中的共振有些相似，C正确；

D．电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有用的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示，故D正确。

故选BCD。

14．ABC

【详解】

A．由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时，由于它不激发磁场，故无电磁波产生，A正确；

B．当出现均匀变化的电场，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波，B正确；

C．同B选项一样，当出现均匀变化的电场，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波，C正确；

D．只有周期性变化的电场，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场，如此不断激发，便会形成电磁波，D错误。

故选ABC。

15．AC

【详解】

A．根据波速公式得

A正确；

B．真空中的电磁波与的电磁波传播速度一样，均是光速。B错误；

C．FM97.5在信号调制的过程中，载波的频率变化，振幅不变。C正确；

D．信号频率增大，根据振荡电路频率公式 可知，需要减小接收模块的电容。D错误。

故选AC。

16．BC

【详解】

AB．发射图像和声音信号都需要调制，A错误；B正确；

CD．电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送，所以传播速度相同，C正确；D错误。

故选BC。

17．AB

【详解】

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。调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅。在接收电路中，经过调谐，使电路与所需接收的电磁波产生电谐振，电路中将会出现调幅振荡电流。经解调后，调幅振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉动电流，再经过滤波电路，把高频交流成分滤除掉，在耳机中就只有随信号而变化的音频（属于低频）电流。

故选AB。

18．ACD

【详解】

无线电波的发射过程中，一定要把传输信号加到高频电流上，对低频输入信号进行调制，用开放电路发射。

故选ACD。

19．BCD

【详解】

A．恒定的电场不能产生磁场，A错误；

B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场，这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁场，B正确；

C．雷达发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内，因此，它在真空中的波长可由λ=求得，则其波长范围为0.3m至1m，C正确；

D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定，即满足

D正确。

故选BCD。

20．（1）182 m，0.239 mH；（2）392 pF

【详解】

（1）由

λ＝c·T

得

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

21．12km

【详解】

由题图知从发射无线电波到接收到此信号经历的时间为

Δt = × s = s

障碍物到雷达站的距离为l，则有

2l = cΔt

得

l = = × m = 12000m = 12km