2021年春高中物理选修3-4-课时达标·效果检测-14.3-电磁波的发射和接收.docx

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课时达标·效果检测

一、选择题
1.为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上放射到远方,必需对振荡电流进行(　　)
A.调谐　　　　B.放大　　　　C.调制　　　　D.检波
【解析】选C。声音、图像信号的频率很低,不能直接放射出去,只有高频电磁波才能向外放射。所以要用高频携带着低频才能向外放射出去。而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制。
2.(多选)(2021·杭州高二检测)要提高LC振荡电路辐射电磁波的本事,应当实行的措施是(　　)
A.增大电容器极板间距
B.使振荡电容器的正对面积足够大
C.尽可能使电场和磁场分散开
D.增加回路中的电容和电感
【解析】选A、C。要提高LC振荡电路辐射电磁波的本事,应从两个方面考虑,一是提高振荡频率,二是使电磁场尽可能地分散开,所以C正确;由f=可知,当增大电容器极板间的距离时,C变小,f增大,A正确;使电容器正对面积变大,C变大,f变小,B错误;增大回路中的L、C,f变小,D也错误。
3.(多选)(2021·宜昌高二检测)关于移动电话,下列说法正确的是(　　)
A.随身携带的移动电话(手机)内,只有无线电接收装置,没有无线电放射装置
B.随身携带的移动电话(手机)内,既有无线电接收装置,又有无线电放射装置
C.两个携带手机的人,可以不通过固定的基地台转接,相互通话
D.无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置,没有无线电放射装置
【解析】选B、D。由于手机既能听到对方说话,又能说话让对方听到,因而既是放射装置又是接收装置,而寻呼机只能接收外来信号,不能向外放射,因而B、D对;但手机信号必需经过基地台处理转接才能收到,C错。
【变式训练】关于电视信号的放射,下列说法中错误的是(　　)
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外放射
B.摄像管输出的电信号必需“加”在高频振荡电流上,才能向外放射
C.伴音信号和图像信号是同步向外放射的
D.电视台放射的是带有信号的高频电磁波
【解析】选A。摄像管输出的电信号是低频的电流,不能直接放射,要放射必需将其“加”在高频振荡电流上,因而B、C、D均对,只有A项错误。
4.假如收音机调谐电路是接受转变电容的方式来转变回路固有频率。当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时,则电容的最大电容与最小电容之比为
(　　)
A.3∶1 B.9∶1 C.1∶3 D.1∶9
【解题指南】由f=和c=λf分析求解。
【解析】选B。调谐电路固有频率f=,当接收电磁波的频率为f时,调谐电路发生电谐振,接收电磁波的波长λ==c·2π,可见λ与成正比,由于
λmax∶λmin=3∶1,所以Cmax∶Cmin=9∶1,B正确。
二、非选择题
5.(2021·潍坊高二检测)如图所示,原线圈接频率为f的沟通电源,将电感为L的副线圈接一个适当的电容器成为LC振荡电路,这种振荡和机械振动中的　　　　振动相类似,其振荡周期等于　　　　。转变电容器的电容量,当电容等于　　　　时,振荡电流的幅度值可达最大值。
【解析】变压器的副线圈中感应电流的频率与原线圈中的电流频率相同,类似于机械振动中的受迫振动,其振荡周期为,转变电容器的电容量,可以转变LC振荡回路的固有频率,当固有频率与接收信号的频率相等时,发生电谐振,即f=,求得C=。
答案:受迫　　
【变式训练】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?

【解析】由于谐振时两电路的固有频率相同。为使回路发生电谐振,可以转变可变电容器C2,使满足条件f2=f1,即=
C2==pF=50pF。
发生电谐振时的频率
f==1.78×106Hz=1.78 MHz。
答案:转变可变电容器C2的电容,使得C2为50pF
1.78 MHz
6.有波长分别为290m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时,
(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强?
(2)假如想接收到波长为290m的无线电波,应当把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些?
【解析】(1)依据公式f=,设波长分别为290m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3,则有
f1==Hz≈1034kHz
f2==Hz≈756kHz
f3==Hz≈530kHz
所以波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强。
(2)要接收波长为290m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率,因此,应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
答案:(1)波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强　(2)旋出一些

一、选择题
1.(2021·威海高二检测)无线电广播的过程是(　　)
A.调制—调谐—解调　　　　　 B.调制—解调—调谐
C.解调—调制—调谐 D.调谐—解调—调制
【解析】选A。首先通过话筒把声音信号转变成为音频信号,音频信号频率很低,不能用来直接放射电磁波。此时需要把音频信号加到高频电磁波上,这个过程叫作调制。经过调制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去。接收机上的天线,接收来自广播电台的电磁波,经过调谐器选取所需信号,这个过程叫电谐振调谐。然后,从接收到的高频电磁波中分别出所携带的音频信号,这个过程叫作检波,也叫解调。最终,检波出来的音频信号经过放大器放大,送到扬声器再现声音。
2.(多选)(2021·武汉高二检测)如图所示为调幅振荡电流图像,此电流存在于电磁波放射和接收中的哪些阶段(　　)

A.经调制后 B.经调谐后
C.经检波后 D.耳机中
【解析】选A、B。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。而图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化,这叫调幅。在接收电路中,经过调谐,回路中将毁灭调幅振荡电流,经检波后,调幅振荡电流将被削去一半,而在耳机中只有低频信号电流。
3.(多选)关于电磁波的传播,下列叙述正确的是(　　)
A.电磁波频率越高,越简洁沿地面传播
B.电磁波频率越高,越简洁沿直线传播
C.电磁波在各种介质中传播的波长恒定
D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波,就可把信号传遍全世界
【解析】选B、D。由c=λf可判定:电磁波频率越高,波长越短,衍射性越差,不易沿地面传播,而跟光的传播相像,沿直线传播,故选项B正确,A错误;电磁波在介质中传播时,频率不变,而传播速度转变,由v=λf可知波长转变,故选项C错误;由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000km高的地方,用它作微波中继站,只要有三颗互成120°的同步卫星,就几乎可掩盖全球。故选项D正确。
【变式训练】(多选)下列关于无线电波的叙述正确的是(　　)
A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B.无线电波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/s
C.无线电波不能产生干涉和衍射现象
D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短
【解析】选A、D。无线电波的波长是从几十千米到几毫米的电磁波,故选项A正确;干涉、衍射是一切波都具有的特性,故选项C错误;无线电波由真空进入介质时,波速变小,故选项B错误;由v=λf知,频率不变时,波速变小,波长变短,故选项D正确。
4.(多选)(2021·大连高二检测)下列说法正确的是(　　)
A.当处于电谐振时,全部的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B.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
C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
D.由调谐电路接收的感应电流,再经过检波、放大,通过耳机才可以听到声音
【解析】选A、D。当处于电谐振时,全部的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波,在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流,要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以听到声音,故正确答案为A、D。
二、非选择题
5.某居住地A位于某山脉的一侧,山脉的另一侧P处建有无线电波放射站,如图所示。该放射站可发送频率为400 kHz的中波和400MHz的微波,已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s,求:

(1)该中波和微波的波长各是多少?
(2)放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?
【解析】(1)由λ=知,中波的波长为λ1=750m,微波的波长为λ2=0.75m。
(2)无线电波绕过山脉到达A处,发生了衍射现象。
(3)中波的接收效果更好,由于它的波长长,衍射现象更明显。
答案:(1)750m　0.75m　(2)衍射　(3)中波的接收效果好,由于它的波长长,衍射效果更好。
【总结提升】无线电波传播问题的分析方法
(1)推断无线电波是否能沿直线传播时,可以依据波长与障碍物的大小关系进行推断,波长较长的无线电波衍射现象明显,波长较短的无线电波衍射现象不明显,近似直线传播。
(2)在同种均匀介质中,无论波长多长,都沿直线传播,其波速、波长、频率关系符合v=λf。
6.(2021·温州高二检测)科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。频率超过0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威逼。依据有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50 W/m2。若小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W,那么在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的平安区域?(已知球面面积S=4πR2)
【解析】设半径为R的圆以外是平安区。
由于=0.50W/m2,所以R≈0.40m。
答案:0.40m
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