4.3 电磁波的发射、传播和接收基础巩固 2021—2022 学年高中物理粤 教版（2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．在电磁波的发射与接收过程中，互为逆过程的是（ ） A．调制与调谐 B．调幅与调频 C．调制与检波 D．调谐与检波 2．关于电磁波，下列说法正确的是 A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变 B．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调 C．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波 D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波 3．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下 列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（ A． B． C． D． ） 4．北京时间 2019 年 4 月 10 日 21 时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜” 观测到位于室女 A 星 系（M87）中央的超大质量黑洞照片，如图甲所示．宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电 望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图乙所示．天体甲距地球 1 万光年，M87 的黑洞距离地球 5500 万光年，假设天体甲和 M87 的黑洞辐射功率相同，忽略电磁波在传播过程中的损耗，用一架射电望远镜接 收到甲发出的电磁波功率为 P1，则该望远镜接收到的来自 M87 的黑洞发出的电磁波功率为 A． 1 P1 5500 B． 1 P1 55002 C． 5500P 1 D． 55002 P 1 5．20 世纪中叶以后，移动电话快速发展．移动电话机（ ） A．既能发射电磁波，也能接收电磁波 B．只能发射电磁波，不能接收电磁波 C．不能发射电磁波，只能接收电磁波 D．既不能发射电磁波，也不能接收电磁波 6．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 7．由电容为 C、电感为 L 组成的 LC 振荡电路在电磁振荡过程中，所激发的电磁波以速度 v 向空间传播， 则电磁波的波长为（　　） 1 A． 2 LC B． 2 LC v C． 2 LC 2 LC D． v � 8．在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是 （　　） A．调谐→高频放大→检波→音频放大 B．检波→高频放大→调谐→音频放大 C．调谐→音频放大→检波→高频放大 D．检波→音频放大→调谐→高频放大 ）. 9．对于电磁波和声波，以下说法正确的是（ A．它们都能在真空中传播 B．它们都能发生干涉和衍射 C．它们的传播速度相同 D．它们具有相同的波的特性和本质 10．图为手机信号屏蔽器．手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所． 手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系起来，完成数据和声音的传输．针对这 种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在 扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰． 对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是（ ） A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的 C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的 11．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（　　） A．发射长波、中波、短波的天线使用的是 Lc 闭合电路 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐 C．把声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫解调 D．使接收电路产生电谐振的过程叫做调制 12．对讲机是深山探险爱好者必备的通讯工具，原理如图甲所示，不使用时高频振荡器产生的高频等幅振 荡如图乙所示，在正常使用的过程中，即探险家对话筒喊话时产生的低频振荡如图丙所示。根据以上可知， 该对讲机发射的无线电波应为（　　） A． B． C． D． 13．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．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 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．使接收电磁波的电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程 14．5G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G 网络．5G 网络使用的无线电波通信 频率在 3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前 4G 及以下网络（通信频率在 0.3GHz～ 3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来 5G 网络的传输速率（指单位时间传送的 数据量大小）可达 10G bps（bps 为 bits per second 的英文缩写，即比特率、比特/秒），是 4G 网络的 50- 100 倍．关于 5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是 A．在真空中的传播速度更快 B．在真空中的波长更长 C．衍射的本领更强 D．频率更高，相同时间传递的信息量更大 15．下列说法正确的是（　　） A．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息 B．物质波属于机械波 C．全息照相是利用光的偏振 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的 X 射线波长相同 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．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐（______） 18．我国 500 米口径球面射电望远镜  FAST  被誉为“中国天眼”，如图(1)所示。其主动反射面系统是一个球 冠反射面，球冠直径为 500m ，由 4450 块三角形的反射面单元拼接而成。它能探测到频率在 70MHz  3GHz 之间的电磁脉冲信号（ 1MHz  106 Hz ， 1GHz  109 Hz ）。 (1)计算探测到的电磁脉冲信号的波长，并根据图(2)判断对应哪种电磁波___________； (2)为了不损伤望远镜球面，对“中国天眼”进行维护时，工作人员背上系着一个悬在空中的氦气球，氦气球 5 对其有大小为人自身重力的 6 、方向竖直向上的拉力作用，如图(3)所示。若他在某处检查时不慎从距底部 直线距离 20m 处的望远镜球面上滑倒（球面半径 R  300m ）。 ① 若不计人和氦气球受到的空气阻力，氦气球对人的竖直拉力保持不变，估算此人滑到底部所用的时间并 写出你的估算依据___________； ② 真实情况下需要考虑人和氦气球受到的空气阻力，简单判断此人滑到底部所用的时间如何变化________ ___。 19．如图所示，某同学打开收音机的开关，将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导 线，将导线的端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发 出“咔咔”声。这一现象说明_________________的电流能够产生________。某同学把手机放在真空罩中，给 这个手机打电话，发现能收到信号但听不到手机的铃声，前者说明真空_____________；后者说明真空___ _____________。 三、综合题（共 4 题） 20．雷达可以用来测量飞机与雷达站的距离，雷达发射出电磁波后，若经过 1.8s 收到敌机反射后的回波， 求敌机距雷达站的距离为多少？ 21．某无线电广播的中波波段波长限定在 300  3000m 的范围内。为了避免邻近电台的干扰，两个电台的 频率范围至少应相差 104Hz。此波段中最多能容纳的电台数约为多少个？ 22．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 8 频率为 400kHz 的中波和 400kHz 的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为 3 �10 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？ 23．宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图所 示．假设 A、B 两个天体辐射功率相同，且都在均匀持续地辐射．天体 A 距地球 1 万光年，天体 B 距地球 5 万光年．（忽略电磁波传播过程中的损耗） （1）用一架射电望远镜接收到 A 发出的电磁波功率为 P1，则该望远镜接收到的来自天体 B 的电磁波功率 P2 是多大？ （2）为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一种常用方法．为使接受到天体 B 的信号功率和天体 A 一 样强，可将望远镜口径增大为原来的多少倍？ 参考答案 1．C 2．D 3．D 4．B 5．A 6．D 7．D 8．A 9．B 10．D 11．C 12．B 13．B 14．D 15．A 16．天线 相同 共振 电谐振 高频电流 17．错误 18．无线电波 21.28s ，考虑人和氦气球受到的空气阻力，对人的运动有阻碍作用，滑到底部所用的时间 变长。 变长 19．时断时续（或变化） 20． 电磁波 能传播电磁波 不能传声 2.7 �108 m 21．91 个 22．（1）750m；0．75m（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 23．（1）P2＝ 1 P （2）d2＝5d1 25 1