4.4 无线电波的发射、传播和接收同步练习 2021—2022 学年高中物理 教科版（2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁波 B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波 C．电磁波传播的速度总是 3×108m/s D．电磁波是一种物质，因而只可以在物质中传播 2．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中， 既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正 确的是（ ） A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波的波速都仅由介质决定 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波和电磁波都能产生干涉、衍射现象 3．下列关于无线电广播的叙述中，不正确的是：（ ） A．发射无线电广播信号必须采用调频方式 B．发射无线电广播信号必须进行调制 C．接收无线电广播信号必须进行调谐 D．接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放 4．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ） A．变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场 B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ 射线都是电磁波 C．只有光在真空中的速度是 3×108m/s D．利用无线电波传递声音或图象信号时，都需要调制 5．太赫兹波是一种电磁波，波长在 3mm-0.03mm 之间，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业， 甚至还有人认为太赫兹波将是 6G 或者 7G 通信的基础，因为太赫兹波波长短，穿透力强于雷达波。下列说 法正确的是（　　） A．当观察者不动，波源朝着观察者运动时，波源的频率增大 B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程 C．变化的电场必能产生变化的磁场，变化的磁场必能产生变化的电场，这样交替产生电磁波 D．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波有 望用于测定物体的位置 6．“神舟十三号”载人飞船于 2021 年 10 月 16 日凌晨成功发射，发射过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测 量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　） A．红外线 B．微波 C．紫外线 D．X 射线 7．关于汽车中的物理知识，下述说法正确的是（　　） A．打雷时，呆在汽车里要比呆在木屋里危险 B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后可快速清除霜雾 C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的 D．汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力 8．关于电磁波，下列说法不正确的是（ ） A．电磁波和机械波都可以在真空中传播 B．电磁波和机械波都能产生多普勒效应 C．电磁波中电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性的变化 D．电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程 8 9．电磁波在空气中的传播速度为 3 �10 m/s ，某广播电台能够发射波长为 50m 的无线电波，那么收音机接 收这个电台时调谐的频率应工作在（ ） A．150MHz B．500MHz C．6.0MHz D．3.0MHz 10．手机发射和接收的信号属于电磁波。手机将信号通过天线发送到最近的一个移动基站，基站通过有线 连接到机房的交换机，交换机再通过线连接到另一部手机最近的基站，基站将信号发送出去，通过已知信 道被另一部手机接收。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．只要有电场和磁场，并且发生变化，就能产生电磁波 B．电磁波的传播必须在介质中才能进行 C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播 D．电磁波的传播也就是能量的传播 11．下列关于信息的传递的说法中，正确的是（　　） A．声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息 B．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的 C．收音机的天线和手机天线一样，既可以接收电磁波传来的信息，又可以同时发射电磁波 D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 12．目前雷达发出的电磁波频率多在 200MHz～1000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的 是 （ ） A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在 30m～150m 之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播 D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离 13．下列关于信息传递的说法中,正确的是(　　) A．声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息 B．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的 C．摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息 D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 14．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．波长比手机通信的电磁波短 C．在真空中的传播速度大小为 340 m s D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小 15．下面说法正确的是 ( 　　 ) A．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场 B．发射无线电广播信号须先进行调制 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．在 LC 振荡电路里，当电容器放电完毕时，线圈中电流为零 二、填空题（共 4 题） 16．无线电波的接收 （1）接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电 磁波，这个导体就是接收_____。 （2）电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率_____时，接收电路中产生的振荡电流最强， 这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的_____。 ① 调谐：使接收电路产生_____的过程。 ② 解调：把声音或图像信号从_____中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波。 17．电视: （1）摄影机把图像变成_____。 （2）发射机把电信号加载到频率很高的_____上。 （3）发射天线将_____信号发射到空中。 （4）电视机的接收天线把_____信号接收下来。 （5）电视机把_____信号取出并_____。 （6）显像管将_____信号还原为____。 18．判断下列说法的正误。 （1）各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，振荡周期越大，越容易辐射电磁波。_________ （2）为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。_________ （3）当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流。_________ （4）调幅就是高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。_________ （5）解调就是使声音或图像信号从高频电流中还原出来。_________ （6）要使电视机的屏幕上出现图像，必须将电视机接收到的无线电信号解调。 _________ 19．如图所示，感应圈 G 上装两根带有球形电极的铜管 a、b 构成发射天线，两球的间隙约 0.5cm。将一根 导线弯成环状，导线两端安装两个小金属球。其间留有空隙，将导线固定到绝缘支架 B 上靠近感应线圈放 置。让感应线圈工作，当电火花在铜管 a、b 上两个金属球间跳动时，支架 B 上导线环两端的两个小球间也 有电火花跳动。据此回答下列问题。 （1）人类历史上，首先捕捉到电磁波的科学家是___________。 （2）对于这一实验现象的解释如下，请完成其中的填空。 ① 感应线圈本质上是一个变压器，它利用___________将低压交流电变成数千伏的高电压，由于铜管 a、b 上两球间的电压很高，间隙中电场___________，空气分子被电离，从而形成一个导电通路。 ② 当电火花在铜管 a、b 上的两个金属球间跳动时，必定建立了一个迅速变化的电磁场。这种变化的电磁 场以___________的形式在空间快速传播。当其经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出_____ ______，击穿导线环中的空气，使得导线环的空隙中也产生了电火花。 ③ 在此实验中，感应圈及金属棒构成了电磁波的___________，导线环成了电磁波的___________。 三、综合题（共 4 题） 20．在如图所示的电路中，C1=200pF，L1=40μH，L2=160μH，怎样才能使回路 2 与回路 1 发生电谐振？发 生电谐振的频率是多少？ 21．将两根铝管固定在感应圈的两极上，另两根铝管接微安表的表头并固定在绝缘手柄上，如图所示。 （1）接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到了什么现象？为什么？ （2）当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？ 22．LC 振荡电路的电容 C=556 pF，电感 L=1 mH，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所 带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？ 23．无线电波的发射和接收主要经历哪些过程？无线电波传播的方式跟什么因素有关？有哪些传播方式？ 参考答案： 1．B 2．B 3．A 4．C 5．D 6．B 7．B 8．A 9．C 10．D 11．D 12．D 13．D 14．B 15．B 16． 天线 相同 共振 17． 电信号 18． 错误 正确 19． 赫兹 电磁感应 电磁波 电谐振 高频 错误 高频 正确 很强 高频电流 正确 图像 电磁波 放大 图像 图像 正确 感应电动势 发射器 检测器 20．改变可变电容器 C2 的电容，使得 C2 为 50pF，1.78MHz 21．（1）微安表的表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管接收到了电磁波；（2）没有装铝管时，微安 表的表头指针不偏转，说明绝缘手柄上的铝管没有接收到电磁波。因为发射电磁波要有天线 22．4.68×10-6 s，1.17×10-6 s 23． 电磁波的发射和接收两个过程。 （1）电磁波的发射过程： ① 原理：利用电磁波发送声音和图像信号的工作是由广播电台和电视台来承担的，电台中的振荡器先产生 高频振荡电流，同时将声音信号变为电信号，由调制器将这个信号加载到无线电波上，通过发射机的天线 将无线电波发射到空中； ② 振荡器：产生高频振荡电流的装置； ③ 调制器：把高频振荡电流变为带有信号的高频振荡电流的装置。 （2）电磁波的接收过程 ① 原理：声音的接收工作是由收音机来完成的，收音机的接收天线将空中载有信号的电磁波接收下来，经 过调谐器的处理后，再经过检波器将声音的电信号取出来，由喇叭将电信号还