4.2 电磁波的发射、传播和接收同步练习 2021—2022 学年高中物理鲁 科版（2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．无线电广播的过程是（ ） A．调制一调谐一解调 B．调制一解调一调谐 C．解调一调制一调谐 D．调谐一解调一调制 2．下列设备中利用电磁波工作的是（　　） A．电饭煲 B．电风扇 3．以下说法中错误的是（ C．手机 D．电子钟表 ） A．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁 C．通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算 出星球靠近或远离我们的速度 D．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小 4．光纤光缆是 5G 信息传输网络的重要基石，2021 年 10 月 12 日，中国电信发布了 2021 年室外光缆集采 信息，预估采购规模为 4300 万芯公里；除了光纤光缆集采，此前运营商还进行了 5G 设备集采，2021 年 6 月 25 日，中国移动发布 5G 700M 无线网主设备集采招标公告，涉及 48 万个 5G 基站发标， 5G 信号比 4G 信号使用更高频率的传输波段。则下列说法正确的是（　　） A．光纤光缆利用了全反射，内壳的折射率比外壳小 B． 5G 单个基站的信号覆盖范围比 4G 信号的更大，更利于信号绕过障碍传播 C． 4G 信号和 5G 信号相遇能产生稳定的干涉现象 D． 4G 信号和 5G 信号都能发生偏振现象 5．以下关于原子、原子核的说法正确的是（ ） A．只要空间中某区域有均匀变化的电场或均匀变化的磁场就能产生电磁波 B．LC 振荡电路中，在电容器的放电过程中，振荡电流逐渐减小 C．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹 灯 β D． 衰变方程： 0 Th � 234 91 Pa  1 e 234 90 ，因为 234 90 Th 和 234 91 Pa 的核子数均为 234，所以这两个原子核的结合能相 等 8 6．电磁波在空气中的传播速度是 3 �10 m/s ，当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收反射回来的 电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示， 4 已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为 10 s ，则被监视目标与雷达的距离最接近（  ） 4 A． 4.5 �10 m 4 B． 6 �10 m 4 C． 9 �10 m 5 D． 1.2 �10 m 7．以下关于手机使用的说法中，正确的是（　　） A．在乘坐飞机时可以使用手机 B．在乘坐汽车时可以使用手机 C．在爆破工地可以使用手机 D．在雷雨天可以使用手机 8．实际发射无线电波的过程如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产 生低频信号如图乙所示．则发射出去的电磁波图像应是（　　） A． B． C． D． 9．周期为 T 频率为 f 的电磁波在某介质中的传播速度为 v，该电磁波的波长为（　　） A． vf v B． f v D． T f C． v 10．下列说法正确的是 A．结合能越大的原子核越稳定 B．收音机里的“磁性天线”利用自感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈 C．高压输电时在输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把离压线屏蔽起 来，可以预防雷击 D．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若降低紫外线的照射强度，从锌板表面逸出的光电 子的最大初动能可能变为零 11．关于无线电波的发送和接收，下列说法中正确的是（　　） A．为了将信号发送出去，先要进行调谐 B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制 C．为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频 D．为了将信号发送出去，先要进行调制 12．目前雷达发射的电磁波频率多在 200MHz 至 1000MHz 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 0.3m 至 1.5m 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 13．关于电视的接收原理，下说法中正确的是(　　)A．电视接收天线接收到的电磁波中包含有图像信号和 伴音信号 B．电视接收天线接收到的电磁波经过处理被还原成图像，天线上并不产生感应电流 C．电视接收机接收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信号和伴音信号 D．电视接收机接收到的电磁波，经扬声器得到电视节目的伴音信号 14．预碰撞安全系统  PCS 是智能技术在汽车安全性上的重要应用。如图所示，后车 PCS 系统配备的微波 雷达发射毫米级电磁波（毫米波），并利用传感器和电子控制单元对前车反射的毫米波进行收集与运算， 当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，则（　　） A．毫米波的频率比可见光高 B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象 C．后车发射的毫米波频率高于被前车反射后接收到的频率 D．前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流 15．下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是 甲 乙 A．甲图中的泊松亮斑说明光具有波动性 B．乙图中经调制后的无线电波的波形是调频波 丙 丁 C．丙图是薄膜干涉演示实验中，将膜竖直放置后，观察到的干涉图样 D．丁图中用相机拍摄玻璃橱窗内的景时，可通过镜头表面的增透膜减弱玻璃橱窗表面的反射光影响 二、填空题（共 4 题） 16．从地球向月球发射电磁波,经_____ s 才能在地球上收到反射回来的电磁波.(地球和月球间的距离为 3.84×105 km) 17．雷达: （1）雷达是利用______来测定物体位置的无线电设备。 （2）雷达既是电磁波的____端,又是电磁波的_____端。 （3）原理:雷达用直线性好的微波定位。无线电波的传播速度是 c,测出从发射无线电波到接收反射波的时 ct 间 t,就可以确定障碍物的距离 L= 2 。实际上,障碍物的距离等数据由电子电路自动计算并在荧光屏上显示。 18．“嫦娥三号”依靠________（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的 传播过程中，保持不变的是________（选填“速度”或“频率”）． 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） 20．一台收音机的 LC 调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是 30～300pF， 调谐电路能接收的电磁波的最小频率是 550kHz，已知光速 c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和 最小波长。 21．“没它，手机没信号；有它，辐射会不会比较大？”某高层住宅的用户们对新安装在楼道里的“蘑菇头”产 生了困惑，如图所示。他们所说的“蘑菇头”，实际上是一种手机室内分布系统，主要用于改善室内信号， 使基站的信号均匀分布在室内每个角落。有人称室内分布系统的信号辐射是手机的数十倍，其他居民也有 议论：“楼里有孕妇，要是被辐射了可咋办呀？”“要是辐射大，我宁愿不用手机！” 你认为应当如何看待和解除大家的这种担忧？ 22．(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述，电场线的疏密反映了电场强度的大小． (a)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷 Q 的场强表达式； (b)点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面 S1、S2 到点电荷的距离分别为 r1、r2．请计算 S1、S2 上 单位面积通过的电场线条数之比 N1/N2． (2)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) (a)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? (b)为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一一种常用方法．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? 23．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？参考答案： 1．A 2．C 3．A 4．D 5．C 6．B 7．B 8．B 9．B 10．C 11．D 12．B 13．A 14．D 15．A 16．2.56 17． 无线电波 发射 18． 电磁 频率 19． 赫兹 电磁感应 接收 很强 电磁波 感应电动势 发射器 检测器 20．1739kHz；173m． 21．大剂量的电磁辐射确实对人体有害，但是手机基站是国家安全部门检通过检测来进行设定的，如果基 站的放射量比较大对人体造成危害的话，那么是不允许使用的。有研究报道，即便在基站下近距离的工作， 对人体也不会造成损害。 22．(1)(a) Ek Q I2 N1 r22  2 (b) N 2 r1 (2)(a