新教材2024高中物理第四章電磁振蕩與電磁波4.3無線電波的發(fā)射和接收同步測(cè)試新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第四章電磁振蕩與電磁波3無線電波的放射和接收【基礎(chǔ)鞏固】1.下列哪些設(shè)備內(nèi)部只有電磁波接收裝置而沒有電磁波放射裝置 ()A.發(fā)報(bào)機(jī) B.對(duì)講機(jī)C.收音機(jī) D.雷達(dá)解析:收音機(jī)只能接收電磁波,不能放射電磁波.答案:C2.用一臺(tái)簡(jiǎn)易收音機(jī)收聽某一電臺(tái)的廣播,必需經(jīng)過的兩個(gè)過程是 ()A.調(diào)制和解調(diào) B.調(diào)諧和解調(diào)C.檢波和解調(diào) D.調(diào)頻和調(diào)幅解析:首先要選出與此電臺(tái)對(duì)應(yīng)的高頻電磁波,此過程叫調(diào)諧或選臺(tái);選出后將高頻電磁波與低頻音頻信號(hào)分開,叫解調(diào).答案:B3.電臺(tái)將播音員的聲音轉(zhuǎn)換成如圖甲所示的電信號(hào),再加載到如圖乙所示的高頻載波上,使高頻載波的振幅隨電信號(hào)變更,如圖丙所示.這種調(diào)制方式稱為 ()A.調(diào)幅 B.調(diào)諧C.調(diào)頻 D.解調(diào)解析:使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)變更的調(diào)制方式叫調(diào)幅.答案:A4.下列關(guān)于無線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的緣由的說法正確的是()A.經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本事更強(qiáng)B.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)不變D.以上說法都不正確解析:調(diào)制是把要放射的低頻電信號(hào)“加”到高頻電磁波上去,電磁波的頻率越高,傳播信息實(shí)力越強(qiáng),選項(xiàng)A正確.電磁波在空氣中以接近光速傳播,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.由v=λf得波長(zhǎng)與波速和頻率有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案:A5.關(guān)于電磁波,下列說法正確的是 ()A.放射電磁波要運(yùn)用振蕩器、調(diào)諧器和天線B.接收電磁波要運(yùn)用天線、調(diào)制器、檢波器和喇叭C.電磁波只能傳遞聲音信號(hào),不能傳遞圖像信號(hào)D.電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s解析:電磁波放射時(shí)要把各種電信號(hào)加載到高頻振蕩電流上,這個(gè)過程叫作調(diào)制,而不是調(diào)諧,調(diào)諧的通俗講法就是選臺(tái),它發(fā)生在接收過程,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.電磁波既能傳遞聲音信號(hào),也能傳遞圖像信號(hào),選項(xiàng)C錯(cuò)誤.電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s,選項(xiàng)D正確.答案:D6.(多選)用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路,要增大放射電磁波的波長(zhǎng),可采納的做法是 ()A.增大電容器兩極板間的距離B.減小電容器兩極板間的距離C.減小電容器兩極板間的正對(duì)面積D.在電容器兩極板間加入電介質(zhì)解析:由λ=cf可知,要增大放射電磁波的波長(zhǎng),必需減小振蕩電路的振蕩頻率f.由f=12πLC可知,在保證L不變時(shí),要減小f,就必需增大平行板電容器的電容C.由C=εrS答案:BD7.下圖是一臺(tái)收音機(jī)的屏板示意圖,當(dāng)向右調(diào)指針(圖中黑塊)時(shí),所接收的電磁波 ()A.頻率變大,波長(zhǎng)變大 B.頻率變大,波長(zhǎng)變小C.頻率變大,波長(zhǎng)不變 D.頻率變小,波長(zhǎng)變大解析:從題圖可看出,圖中數(shù)據(jù)代表收音機(jī)接收電磁波的頻率,當(dāng)向右調(diào)指針時(shí),接收頻率變大,再依據(jù)v=λf(v為電磁波在介質(zhì)中的傳播速度,是個(gè)不變量)可推斷波長(zhǎng)變小.答案:B8.下圖為某收音機(jī)的接收電路,其線圈電感系數(shù)L=10-3mH,為了接收波長(zhǎng)為500m的電磁波,其電容器的電容C應(yīng)調(diào)到多少微法?已知電磁波在空氣中的傳播速度c=3×108m/s.解析:該電磁波的頻率為f=cλ=3×1該電路的固有頻率也應(yīng)調(diào)到f=6×105Hz.由電磁振蕩的頻率公式f=12πLC得C代入數(shù)據(jù)得C=7.04×10-2μF.答案:7.04×10-2μF9.波長(zhǎng)分別為290m、397m、566m的電磁波同時(shí)傳向收音機(jī)的接收天線,把收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz.電磁波在空氣中的傳播速度為c=3.0×108m/s.(1)哪種波長(zhǎng)的電磁波在收音機(jī)中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)?(2)假如想接收到波長(zhǎng)為290m的電磁波,應(yīng)當(dāng)把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片旋進(jìn)一些還是旋出一些?解析:(1)設(shè)波長(zhǎng)分別為290m、397m、566m的電磁波的頻率分別為f1、f2、f3,依據(jù)公式f=cλf1=cλ1=f2=cλ2=f3=cλ3=所以波長(zhǎng)為397m的電磁波在收音機(jī)中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng).(2)要接收到波長(zhǎng)為290m的無線電波,應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率,依據(jù)f=12πLC和C=答案:(1)波長(zhǎng)為397m的電磁波.(2)旋出一些.【拓展提高】10.(2024·廣東東莞)(多選)如圖所示,甲、乙兩圖是放射和接收無線電波的過程示意圖,關(guān)于無線電波的放射和接收,下列說法正確的是 ()甲乙A.甲圖是無線電波的放射過程,乙圖是無線電波的接收過程B.甲圖是無線電波的接收過程,乙圖是無線電波的放射過程C.甲圖中波形①到②的過程叫解調(diào),乙圖中③到④的過程叫調(diào)制D.接收到的無線電波的波形是④,放射的無線電波波形是⑤解析:視察發(fā)覺,甲圖是接收無線電波后經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換為聲音的過程,乙圖是將聲音經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換為無線電波放射的過程,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;甲圖是無線電波的接收過程,①到②的過程叫解調(diào),乙圖是無線電波的放射過程,乙圖中③到④的過程叫調(diào)制,故選項(xiàng)C正確;波形③和波形⑤經(jīng)過調(diào)制后,形成波形④,放射的無線電波波形是④,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC11.某收音機(jī)的調(diào)諧電路采納變更電容器電容的方式來變更回路的固有頻率.若該收音機(jī)能接收的電磁波的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的3倍,則電容器的最大電容與最小電容之比為 ()A.3∶1 B.9∶1C.1∶3 D.1∶9解析:調(diào)諧電路的固有頻率f=12πLC,當(dāng)接收的電磁波的頻率為固有頻率時(shí),調(diào)諧電路發(fā)生電諧振,接收的電磁波的波長(zhǎng)λ=cf=c·2πLC,可見在L不變時(shí),λ與C成正比.因?yàn)棣薽ax∶λmin=3∶1,所以Cmax∶Cmin答案:B12.(多選)在電磁波放射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號(hào)而變更的技術(shù)叫調(diào)制,調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種,其示意圖如圖甲、乙所示.在收音機(jī)電路中天線接收下來的電信號(hào)既有高頻成分又有低頻成分,經(jīng)放大后把高頻成分和低頻成分分開,只讓低頻成分輸入下一級(jí),該過程采納圖丙所示的電路,圖中虛線框a和b內(nèi)只用一個(gè)電容器或電感器.下列關(guān)于電磁波的放射和接收的說法正確的是 ()甲乙丙A.在電磁波的放射技術(shù)中,圖甲是調(diào)幅波B.在電磁波的放射技術(shù)中,圖乙是調(diào)幅波C.圖丙中a是電容器,用來通高頻阻低頻,b是電感器,用來阻高頻通低頻D.圖丙中a是電感器,用來阻溝通通直流,b是電容器,用來阻高頻通低頻解析:調(diào)幅即通過變更電磁波的振幅來實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載,故甲為調(diào)幅波,乙為調(diào)頻波,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.依據(jù)溝通電路中電容器的通高頻阻低頻和電感線圈的通低頻阻高頻作用可知,元件a讓高頻信號(hào)通過,阻擋低頻信號(hào)通過,故元件a是電容器;元件b讓低頻信號(hào)通過,阻擋高頻信號(hào)通過,故元件b是電感器,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC13.電磁波放射裝置的振蕩電路中電容器的電容為30pF時(shí),放射的電磁波的頻率是1605kHz.若保持線圈的電感不變,將電容器電容調(diào)為270pF,電磁波在空氣中的傳播速度c=3.0×108m/s,這時(shí)放射的電磁波的波長(zhǎng)約為 ()A.62m B.187mC.560m D.1680m解析:由f=12πLC得f所以f'=5.35×105Hz,又因?yàn)棣?cf'=3答案:C14.電腦、電視、手機(jī)、微波爐、電磁爐等用電器在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波對(duì)人體健康有肯定的影響,依據(jù)規(guī)定,人們?cè)诠ぷ鲌?chǎng)所接收到的電磁波輻射功率密度(微波在單位面積上的輻射功率)不得超過0.5W/m2.若某一小型無線電通信裝置的電磁波輻射功率是4W,已知球面面積為S=4πR2,則符合規(guī)定的平安區(qū)域與通信裝置的距離至少為 ()A.0.4m B.0.8mC.2m D.8m解析:半徑為R的球面上,勻稱輻射出的電磁波功率為4W,設(shè)離該無線通信裝置距離為R以外為平安區(qū)域,據(jù)題意44πR2W/m2≤0.5W/m2,計(jì)算得R答案:B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.某收音機(jī)接收電磁波的波長(zhǎng)范圍在182~577m之間,該收音機(jī)調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片完全旋出時(shí),回路的電容為39pF,電磁波在空氣中的傳播速度c=3.0×108m/s.(1)求該收音機(jī)接收電磁波的頻率范圍.(2)該收音機(jī)的可變電容器動(dòng)片完全旋入定片間,回路中的電容是多大?解析:(1)由λ=cf得f=cλ,代入數(shù)據(jù)可解得該收音機(jī)接收電磁波的頻率范圍為5.2×105~1.6×106(2