新課改高中物理選修二同步專題講義：14 B無線電波的發(fā)射和接收 中檔版（學生版）

無線電波的發(fā)射和接收知識點：無線電波的發(fā)射和接收一、無線電波的發(fā)射1．要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有的兩個特點：(1)要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大．(2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，因此采用開放電路．2．實際應用中的開放電路，線圈的一端用導線與大地相連，這條導線叫作地線；線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連．3．電磁波的調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號而改變的技術(shù)．調(diào)制分為調(diào)幅和調(diào)頻．(1)調(diào)幅(AM)：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變的調(diào)制方法．(2)調(diào)頻(FM)：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變的調(diào)制方法．二、無線電波的接收1．接收原理：電磁波在傳播時如果遇到導體，會使導體中產(chǎn)生感應電流，空中的導體可以用來接收電磁波，這個導體就是接收天線．2．電諧振：當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫作電諧振，相當于機械振動中的共振．(1)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程．(2)解調(diào)：把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程．調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波．三、電視廣播的發(fā)射和接收1．電視廣播信號是一種無線電信號，實際傳播中需要通過載波將信號調(diào)制成高頻信號再進行傳播．2．高頻電視信號的三種傳播方式：地面無線電傳輸、有線網(wǎng)絡傳輸以及衛(wèi)星傳輸．3．電視信號的接收：電視機接收到的高頻電磁波信號經(jīng)過解調(diào)將得到的信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號和伴音信號．技巧點撥一、無線電波的發(fā)射1．有效發(fā)射電磁波的條件要有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有的兩個特點：(1)要有足夠高的振蕩頻率．頻率越高，振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大，如果是低頻信號，要用高頻信號運載才能將其更有效地發(fā)射出去．(2)采用開放電路．采用開放電路可以使振蕩電路的電磁場分散到盡可能大的空間，如下圖.2．調(diào)制(1)概念：把要傳遞的信號“加”到高頻等幅振蕩電流上，使載波隨各種信號而改變.(2)調(diào)制的分類①調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變的調(diào)制技術(shù)，如下圖所示．②調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變的調(diào)制技術(shù)，如下圖所示．二、無線電波的接收1．無線電波的接收原理利用電磁感應在接收電路產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流．2．方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應電流最強．(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號分離出來．(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個選臺的過程，即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強的感應電流的過程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程．例題精練1．（2021?臺州二模）關(guān)于下列教材中的四幅圖片，說法正確的是（）A．圖甲表明光具有波動性 B．圖乙接收信號的頻率從95Hz到100Hz，可以將可變電容的正對面積調(diào)大 C．圖丙中的微波爐的微波是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的 D．圖丁中的高頻扼流圈的匝數(shù)要比低頻扼流圈少2．（2021?章丘區(qū)模擬）下列說法正確的是（）A．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 B．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要淺 D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用藍光時得到的條紋間距更寬隨堂練習1．（2021春?虹口區(qū)校級期末）電磁輻射是一種復合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環(huán)境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害?！董h(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》等法規(guī)規(guī)定：當電磁輻射強度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不超過0.1W/m2時，對人體沒有任何影響。某ZZZ辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖所示的無線路由器，若它的電磁輻射功率是5.0W，則人體與該裝置的安全距離至少為（）A．1.5m B．2.0m C．2.5m D．3.0m2．（2021春?菏澤期中）我們身處信息時代越來越離不開電磁波，對電磁波的說法中正確的是（）A．電磁波的傳播需要介質(zhì) B．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān) C．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波 D．電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射，但不能發(fā)生反射和折射3．（2021春?德清縣校級月考）某同學自己繞制天線線圈，制作一個簡單的收音機，用來收聽中波無線電廣播，初步制作后發(fā)現(xiàn)有一個頻率最高的中波電臺收不到，但可以接收其他中波電臺，適當調(diào)整后，去戶外使用，假設(shè)空間中存在波長分別為290m、397m、566m的無線電波，下列說法正確的是（）A．為了能收到頻率最高的中波電臺。應增加線圈的匝數(shù) B．為更好接收290m的無線電波，應把收音機的調(diào)諧頻率調(diào)到756kHz C．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做解調(diào) D．為了能接收到長波，應把電路中電容器的電容調(diào)大一點綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2020秋?朝陽區(qū)月考）如圖所示，2020年11月13日，萬米深潛器“奮斗者號”再次深潛至地球的最深處﹣﹣馬里亞納海溝。借助無線電波、激光等傳輸信號，實現(xiàn)深潛器艙內(nèi)和海底作業(yè)的電視直播。要有效的發(fā)射電磁波，振蕩電路首先要有足夠高的振蕩頻率，下列選項正確的是（）A．若要提高振蕩頻率，可增大自感線圈的自感系數(shù) B．無線電波比紅外線更容易發(fā)生衍射 C．機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波不適用 D．在真空中電磁波的傳播速度小于光速2．（2020秋?徐匯區(qū)期末）第5代移動通信技術(shù)（簡稱5G），使用的電磁波頻率更高，頻率資源更豐富，在相同時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛?。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．速度更大 B．光子能量更大 C．波長更長 D．更容易發(fā)生衍射3．（2020?青島三模）2020年5月19日消息，華為5G智能手機在今年一季度全球市場占有率為33.2%，中國品牌名揚全球。第四代移動通信技術(shù)4G，采用1880～2635MHz頻段的無線電波；第五代移動通信技術(shù)5G，采用3300～5000MHz頻段的無線電波，未來5G網(wǎng)絡的每秒傳送的數(shù)據(jù)量是4G網(wǎng)絡的50～100倍，下列說法正確的是（）A．5G信號和4G信號都是橫波 B．在空氣中5G信號比4G信號波長長 C．在空氣中5G信號比4G信號傳播速度快 D．在空氣中5G信號和4G信號的波長比可見光短4．（2020春?海淀區(qū)校級期末）根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）A．電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場 B．變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場 C．變化的磁場周圍一定產(chǎn)生恒定的電場 D．電磁波是電場和磁場相互激發(fā)而形成的5．（2020春?海淀區(qū)校級期末）利用所學物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC的振蕩電路。公交卡上的讀卡機（刷卡時“嘀”的響一聲的機器）向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應電流，給電容C充電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是（）A．IC卡工作場所所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池 B．IC卡只能接收讀卡器發(fā)射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息 C．僅當讀卡器發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作 D．若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，在線圈L中不會產(chǎn)生感應電流6．（2020春?東城區(qū)校級期末）愛因斯坦在廣義相對論中曾這樣描述：任何有質(zhì)量的物體都會使它周圍的時空發(fā)生扭曲，物體質(zhì)量越大，時空就扭曲的越厲害。當有質(zhì)量的物體加速運動，如兩個天體加速旋轉(zhuǎn)的時候，他們周圍的時空會發(fā)生起伏，震顫，波浪……．這種“時空擾動”以波（漣漪）的形式向外傳播，這就是引力波。引力波探測是難度最大的尖端技術(shù)之一，因為只有質(zhì)量非常大的天體加速運動時才會產(chǎn)生較容易探測的引力波。2016年2月11日，美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）宣布探測到了引力波，該引力波是由距離地球13億光年之外的兩個黑洞合并時產(chǎn)生的。探測裝置受引力波影響，激光干涉條紋發(fā)生相應的變化，從而間接探測到引力波。通過對探測數(shù)據(jù)研究，科學家發(fā)現(xiàn)引力波在空間傳播的方式與電磁波類似，以光速傳播，攜帶有一定能量，并有兩個獨立的偏振態(tài)。根據(jù)上述材料做下列推斷，下列說法正確的是（）A．引力波是縱波 B．引力波的傳播不需要介質(zhì) C．只有質(zhì)量非常大的天體加速旋轉(zhuǎn)時才能產(chǎn)生引力波 D．引力波可以與激光發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉條紋7．（2020春?遂寧期末）下列敘述錯誤的是（）A．激光的反射也遵循反射定律 B．振蕩的磁場會產(chǎn)生同頻率的振蕩的電場 C．只有聲波才能發(fā)生多普勒效應 D．真空中的光速在不同的慣性參考系中測得的數(shù)值都是相等的8．（2020春?海州區(qū)校級月考）下列關(guān)于機械波和電磁波的說法中正確的是（）A．電磁波與機械波都可以發(fā)生干涉和衍射 B．雷達是用X光來測定物體位置的設(shè)備 C．將聲音或圖象信號從高頻電流中還原出來的過程叫做調(diào)制 D．機械波在介質(zhì)中傳播一個周期的時間內(nèi)，波上的質(zhì)點沿波的傳播方向平移一個波長9．（2020?義烏市模擬）“額溫槍”能遠距離測量出人體體溫，主要是接收了人體輻射的紅外線。下列說法中正確的是（）A．紅外線是橫波，通常是由LC振蕩電路發(fā)射的 B．紅外線能發(fā)生反射、折射、衍射和干涉等波現(xiàn)象 C．紅外線光子能量大所以具有熱效應 D．家電遙控器和“額溫槍”工作時都接收了物體輻射的紅外線10．（2020?平谷區(qū)二模）2017年10月10日，中國科學院國家天文臺宣布，科學家利用被譽為“天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡﹣﹣500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）探測到數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，其中兩顆已通過國際認證。這是中國人首次利用自己獨立研制的射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星。脈沖星是中子星的一種，是會發(fā)出周期性脈沖信號的星體。與地球相似，脈沖星也在自轉(zhuǎn)著，并且有磁場，其周圍的磁感線分布如圖所示。脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成，只能沿著磁軸方向從兩個磁極區(qū)輻射出來；脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖。結(jié)合上述材料，下列說法正確的是（）A．脈沖信號屬于機械波 B．脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合 C．脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期 D．若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體，那么它表面各處重力加速度的大小都相等11．（2020春?海淀區(qū)月考）我們身處的信息時代越來越離不開電磁波，以下說法中正確的是（）A．變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生形成電磁波 B．電磁波既可以是橫波也可以是縱波 C．在外太空的真空環(huán)境下電磁波可以傳播 D．電磁波在不同介質(zhì)中傳播時頻率改變12．（2019春??？谄谀┫铝姓f法正確的是（）A．電磁波必須依賴介質(zhì)才能向遠處傳播 B．光由空氣進入水中，頻率不變，波長變短 C．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象表明光的粒子性 D．介質(zhì)折射率越大，光從介質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角越大13．（2019春?中牟縣期中）人們的現(xiàn)代生活越來越離不開電磁波，我國自主建立的北斗導航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約為1561MHz；家用微波爐所使用的電磁波頻率約為2450MHz；家用Wi﹣Fi所使用的電磁波頻率約為5725MHz．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．一定不會產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 B．Wi﹣Fi信號與北斗導航信號疊加時，不能產(chǎn)生明顯的干涉現(xiàn)象 C．Wi﹣Fi信號比微波更容易發(fā)生衍射 D．Wi﹣Fi信號從一個房間穿過墻壁進入另一個房間后，波長變短14．（2020春?敘州區(qū)校級月考）下列關(guān)于物理現(xiàn)象的描述錯誤的是（）A．任何波傳播都需要介質(zhì) B．一切物體都在不停地輻射紅外線 C．紅外線、可見光、紫外線、γ射線是按波長由長到短排列的電磁波 D．為了把需要傳遞的電信號發(fā)射到遠方，必須對高頻等幅電磁波進行調(diào)制15．（2020?江蘇三模）下列說法中正確的是（）A．紅外測溫儀根據(jù)人體發(fā)射紅外線的強弱來判斷體溫高低 B．相同頻率的機械波和電磁波疊加時也能發(fā)生干涉現(xiàn)象 C．雷電時發(fā)出的聲光從空氣傳入水中波長均減小 D．高速運動的飛船中測得舷窗的長度比靜止在地面上的該飛船中測得的短16．（2019春?青山區(qū)校級期末）以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波的說法正確的是（）A．頻率越大，傳播的速度越大 B．頻率越大，其波長越大 C．頻率不同，傳播的速度相同 D．頻率不同，傳播速度也不同17．（2019?海淀區(qū)模擬）過量接收電磁輻射有害人體健康。按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過某個臨界值W，若某無線電通訊裝置的電磁輻射功率為P，則符合規(guī)定的安全區(qū)域到該通訊裝置的距離至少為（）A． B． C． D．18．（2019春?雙流區(qū)校級期中）以下關(guān)于電磁場理論和電磁波的有關(guān)說法正確的是（）A．變化的電場周圍一定產(chǎn)生電磁波 B．電磁波由真空中進入某種介質(zhì)傳播時，波長會變短 C．麥克斯韋預言了電磁波的存在，法拉第用實驗驗證了電磁波的存在 D．電磁波是縱波19．（2018春?羅湖區(qū)校級期中）我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究創(chuàng)新的里程碑，米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是有（）A．必須依靠介質(zhì)傳播 B．頻率比厘米波的頻率高 C．比可見光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 D．遇到厘米波有可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象20．（2018春?東城區(qū)校級月考）關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．雷達是用X光來測定物體位置的 B．使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解調(diào) C．用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光 D．用紫外線可以殺菌消毒二．多選題（共10小題）21．（2020秋?海淀區(qū)月考）第5代移動通信技術(shù)（簡稱5G）逐步走進人們的生活，它所使用的電磁波頻率很高。家用微波爐使用的微波也是電磁波，其頻率較小。有關(guān)電磁波，下列說法中正確的是（）A．電磁波是橫波 B．電磁波在真空中的傳播速度等于光速 C．隨時間變化的磁場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的電場 D．微波爐的微波波長小于5G技術(shù)傳輸?shù)碾姶挪úㄩL E．電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象 F．電磁波不會發(fā)生衍射現(xiàn)象 G．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 H．電磁波無法攜帶信息傳播 I．隨時間均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場 J．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播的速度相同 K．只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波 L．電磁波具有能量22．（2020?丹東二模）“第五代移動通信技術(shù)”簡稱5G，其特征之一是高數(shù)據(jù)傳輸速率。5G信號采用3.3×109～6×109Hz頻段的無線電波，而4G信號的頻段范圍是1.88×109～2.64×109Hz，下列說法中正確的是（）A．5G信號比4G信號所用的無線電波在真空中傳播得一樣快 B．在太空中（可認為真空），聲波不可以傳播但5G信號可以傳播 C．5G信號和4G信號都是橫波，二者疊加可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D．5G信號所用的無線電波波段只具有波動性沒有粒子性 E．5G信號相比于4G信號更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站23．（2020春?曲周縣校級期中）下列說法中正確的是（）A．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在 B．機械波都能產(chǎn)生普勒效應，光波也可產(chǎn)生多普勒效應，所以光是機械波 C．在照相機鏡頭上涂一層氟化鎂，可以增透所需要的光，這是利用光干涉的現(xiàn)象 D．電磁波可以不依賴介質(zhì)傳播，不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度相同 E．電磁波會發(fā)生衍射現(xiàn)象、電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象、電磁波能夠攜帶信息傳播24．（2020?福建模擬）高精度全息穿透成像探測儀利用電磁波穿透非金屬介質(zhì)，探測內(nèi)部微小隱蔽物體并對物體成像，具有分辨率高體積小、輻射少等特點，應用領(lǐng)域比超聲波更廣。關(guān)于電磁波和超聲波，下列說法正確的是（）A．電磁波和超聲波均能發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．電磁波和超聲波均能傳遞能量和信息 C．電磁波和超聲波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．電磁波和超聲波均需依賴于介質(zhì)才能傳播 E．電磁波由空氣進入水中時速度變小，超聲波由空氣進入水中時速度變大25．（2020?眉山模擬）電磁波在生產(chǎn)生活中有廣泛應用。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．在同一介質(zhì)中所有電磁波傳播速度都相同 B．紫外線有助于人體合成維生素D C．一切物體都在不停地發(fā)射紅外線 D．電磁波譜中γ射線的波長最短 E．醫(yī)學上用γ射線透視人體，檢查體內(nèi)病變等26．（2019春?浙江月考）下列說法正確的是（）A．照相機鍍膜鏡頭呈現(xiàn)的淡紫色是由光的偏振引起的 B．在電磁波