2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修第二冊4-2電磁波的發(fā)射傳播和接收課時提升作業(yè)2含解析

2022-2023學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第二冊4.2電磁波的發(fā)射、傳播和接收課時提升作業(yè)2（含解析）一、單選題1．中國4G牌照發(fā)放是在2014年，比發(fā)達(dá)國家晚了整整三年；但在5G時代，中國已經(jīng)贏在了起跑線。已知5G信號使用頻率更高的電磁波，每秒傳送的數(shù)據(jù)量是4G的50~100倍，則相比4G信號（）A．5G信號的光子能量更小 B．5G信號的波長更短C．5G信號的傳播速度更大 D．5G信號的波動性更明顯2．下列物理現(xiàn)象解釋正確的是（）A．人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時由于受地磁場影響，在金屬外殼中形成的渦流是導(dǎo)致軌道半徑變小的原因之一B．為更好接收波長為10m的無線電波，應(yīng)把收音機(jī)的調(diào)諧頻率調(diào)到34HzC．小鳥站在高壓電線上不會觸電主要是因?yàn)樾▲B的電阻很大D．手機(jī)信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的3．太赫茲波是一種電磁波，波長在之間，不少專家確信太赫茲波將顛覆未來絕大多數(shù)行業(yè)，甚至還有人認(rèn)為太赫茲波將是或者通信的基礎(chǔ)，因?yàn)樘掌澆úㄩL短，穿透力強(qiáng)于雷達(dá)波。下列說法正確的是（）A．太赫茲波是縱波B．雷達(dá)是利用微波來測定物體位置的無線電設(shè)備，是利用微波波長短，衍射不明顯的特點(diǎn)，太赫茲波不能用于測定物體的位置C．使接收電磁波的電路產(chǎn)生電諧振的過程叫解調(diào)，是調(diào)制的逆過程D．波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，接收者接受到波信號的頻率會比波源頻率高4．網(wǎng)絡(luò)使用的無線電波通信頻率是以上的超高頻段和極高頻段，比目前通信頻率在間的特高頻段的網(wǎng)絡(luò)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率，如圖所示網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率是網(wǎng)絡(luò)的50~100倍。與網(wǎng)絡(luò)相比（）A．信號的波長更長B．信號的傳播速度更大C．信號相同時間內(nèi)能傳遞更大的信息量D．信號的衍射更明顯，因此基站搭建更稀疏5．發(fā)射電視信號時通常采用波長較短的米波，在高樓密集的城市樓群中，電視機(jī)上經(jīng)常出現(xiàn)重影，當(dāng)電視天線接收到強(qiáng)信號后，接著又接收到弱信號，屏幕上出現(xiàn)強(qiáng)弱交替的影像，這是由于（）A．電磁波的干涉 B．電磁波的衍射 C．電磁波的反射 D．電磁波的折射6．下列說法正確的是（）A．紅外體溫計是依據(jù)人體輻射的紅外線強(qiáng)度來測體溫的B．依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是變化的C．炎炎夏日，我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，這是全反射現(xiàn)象D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸7．太赫茲波是一種電磁波，波長在3mm-0.03mm之間，不少專家確信太赫茲波將顛覆未來絕大多數(shù)行業(yè)，甚至還有人認(rèn)為太赫茲波將是6G或者7G通信的基礎(chǔ)，因?yàn)樘掌澆úㄩL短，穿透力強(qiáng)于雷達(dá)波。下列說法正確的是（）A．當(dāng)觀察者不動，波源朝著觀察者運(yùn)動時，波源的頻率增大B．使電磁波接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫解調(diào)，是調(diào)制的逆過程C．變化的電場必能產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場必能產(chǎn)生變化的電場，這樣交替產(chǎn)生電磁波D．雷達(dá)是利用微波來測定物體位置的無線電設(shè)備，是利用微波波長短，衍射不明顯的特點(diǎn)，太赫茲波有望用于測定物體的位置8．出海捕魚的漁船，船長會通過海事對講機(jī)電臺來與甲板上的船員溝通，在這個過程中需要使海事對講機(jī)接收頻率與電臺頻率相同，船員才能用海事對講機(jī)接收信號，與此過程原理相似的是（）A．樂器利用共鳴腔提高聲音的響度B．調(diào)節(jié)共振篩的振動頻率，以較小的驅(qū)動力驅(qū)動質(zhì)量較大的篩箱C．在較空曠地方高聲喊，能聽到回聲D．在大廈底部安裝阻尼器以減小大風(fēng)天氣時大廈的晃動幅度9．手機(jī)信息的接收和發(fā)射、對講機(jī)信息的接收和發(fā)射都靠電磁波，則關(guān)于手機(jī)和對講機(jī)發(fā)射的兩列電磁波，下列敘述正確的是（）A．頻率一定相等 B．波長一定相等C．能量一定相等 D．波速一定相等10．關(guān)于電磁波的調(diào)制技術(shù)，下列說法不正確的是（）A．使高頻載波的振幅隨信號改變的調(diào)制叫作調(diào)幅B．使高頻載波的頻率隨信號改變的調(diào)制叫作調(diào)頻C．中、短波段的無線電廣播，使用的是調(diào)幅方式D．調(diào)幅波的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，傳遞過程中失真比較小11．在下列裝置中，既能發(fā)射又能接收電磁波的是（）A．收音機(jī) B．移動電話 C．固定電話 D．電視機(jī)12．手機(jī)通信系統(tǒng)主要由手機(jī)、基站和交換網(wǎng)絡(luò)組成，信號通過電磁波傳播。下列有關(guān)電磁波的說法正確的是（）A．只要有變化的電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波B．電磁波跟機(jī)械波一樣，只能在介質(zhì)中傳播C．基站停止工作，發(fā)射出去的電磁波也就停止傳播D．電磁波的傳播過程同時伴隨能量和信息的傳播二、多選題13．關(guān)于電磁波和電磁振蕩，下列說法正確的是（）A．LC振蕩電路中，當(dāng)電流最大時，線圈L中的磁通量最大B．電磁波的頻率等于激起電磁波的振蕩電流的頻率C．根據(jù)麥克斯韋電磁波理論，電磁波中的電場和磁場方向相互垂直，電磁波是橫波D．電磁波從發(fā)射電路向空間傳播時，電磁振蕩一旦停止產(chǎn)生的電磁波就立即消失E．雷達(dá)是利用波長較長的無線電波來測定物體位置的無線電裝置14．關(guān)于調(diào)制的作用，下列說法正確的是（）A．調(diào)制的作用是把低頻信號的信息加載到高頻電磁波上去B．調(diào)制的作用是把低頻信號的信息加載到高頻電磁波的振幅上去C．調(diào)制的作用是把低頻信號的信息加載到高頻電磁波的頻率上去D．調(diào)制的作用是將低頻信號變成高頻信號，再放大后直接發(fā)射出去15．如今共享單車隨處可見，與大多山地自行車相比，共享單車具有以下特點(diǎn)：①質(zhì)量更小更輕便；②科技含量更高，攜帶GPS模塊和SIM卡便于定位和傳輸信息；③每輛車自帶二維碼，以方便手機(jī)掃描進(jìn)行連接；④自行車可通過車輪轉(zhuǎn)動給車內(nèi)電池進(jìn)行充電。根據(jù)以上信息，下列說法不正確的是（）A．共享單車比山地自行車慣性更大更容易改變運(yùn)動狀態(tài)B．App上定位共享單車位置信息須通過人造通訊衛(wèi)星C．共享單車和手機(jī)之間是靠電磁波傳遞信息D．共享單車內(nèi)部電源的充電是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)的三、解答題16．（1）靜電場可以用電場線和等勢面形象描述．a(chǎn)．請根據(jù)電場強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場強(qiáng)表達(dá)式；b．點(diǎn)電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面S?、S?到點(diǎn)電荷的距離分別為r?、r?．我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小．請計算S?、S?上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2．（2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難．為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要路徑．2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國天眼”．FAST直徑為500m，有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍．a(chǎn)．設(shè)直徑為100m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P?，計算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P?；b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，設(shè)直徑為100m望遠(yuǎn)鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0，計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N．17．某高速公路自動測速儀裝置如圖2甲所示，雷達(dá)向汽車駛來的方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時間約為10－6s，相鄰兩次發(fā)射時間間隔為t，當(dāng)雷達(dá)向汽車發(fā)射無線電波時，在顯示屏上呈現(xiàn)出一個尖形波；在接收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現(xiàn)出第二個尖形波，根據(jù)兩個波的距離，可以計算出汽車距雷達(dá)的距離，根據(jù)自動打下的紙帶如圖2所示，求出該汽車的車速，請根據(jù)給出的t1、t、t2、c求出汽車車速的表達(dá)式．參考答案1．B【解析】【分析】【詳解】A．因?yàn)?G信號使用的電磁波頻率比4G高，根據(jù)可知5G信號的光子能量更小，故A錯誤；B．由可知頻率越高的電磁波，信號的波長更短，故B正確；C．任何電磁波在真空中的傳播速度都相同，在介質(zhì)中要看折射率，故C錯誤；D．因5G信號的電磁波頻率更高，波長更短，波動性比4G的差，故D錯誤。故選B。2．A【解析】【詳解】A．人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時由于受地磁場影響，在金屬外殼中形成的渦流，導(dǎo)致衛(wèi)星機(jī)械能減小，是導(dǎo)致軌道半徑變小的原因之一，故A正確；B．波長為10m的無線電波，頻率為故B錯誤；C．小鳥站在高壓電線上不會觸電主要是因?yàn)樾▲B的體積很小，站在同一根線上，兩腳間電壓很低，故C錯誤；D．手機(jī)信號屏蔽器是通過干擾基站信號來工作的，故D錯誤。故選A。3．D【解析】【詳解】A．太赫茲波是電磁波，是橫波，選項(xiàng)A錯誤；B．雷達(dá)是利用微波來測定物體位置的無線電設(shè)備，是利用微波波長短，衍射不明顯的特點(diǎn)，太赫茲波也具有波長較短，衍射不明顯的特點(diǎn)，則也能用于測定物體的位置，選項(xiàng)B錯誤；C．使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧，俗稱選臺，該過程能把聲音或圖象信號從高頻電流中還原出來，也叫解調(diào)，調(diào)諧是調(diào)制的逆過程，選項(xiàng)C錯誤；D．波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，兩者距離減小，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，則接收者接收到波信號的頻率會比波源頻率高，故D正確。故選D。4．C【解析】【詳解】A．因5G信號的頻率更高，則波長更小，故A錯誤；B．任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，故B錯誤；C．5G信號的帶寬更大，并且由于5G信號頻率更高，根據(jù)可知光子能量更大，故相同時間內(nèi)傳遞的信息量比4G更大，故C正確；D．由于5G信號的頻率更高，則波長小，其衍射更不明顯，因此基站搭建更密集，故D錯誤。故選C。5．C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意可知，出現(xiàn)重影時是因?yàn)槲覀冇质盏饺跣盘?，此信號只能是通過樓群反射的信號；故選C?！军c(diǎn)睛】6．A【解析】【詳解】A．紅外體溫計是依據(jù)人體輻射的紅外線強(qiáng)度來測體溫的，選項(xiàng)A正確；B．依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，均勻變化的電場會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，選項(xiàng)B錯誤；C．炎炎夏日，我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，這是由于光的直線傳播產(chǎn)生的小孔成像，選項(xiàng)C錯誤；D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，電磁波能通過電纜、光纜傳輸，選項(xiàng)D錯誤。故選A。7．D【解析】【詳解】A．多普勒效應(yīng)，聲源頻率不變，觀察者接受到的頻率發(fā)生改變，故A錯誤；B．使電磁波接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧，解調(diào)是調(diào)制的逆過程，故B錯誤；C．均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，故C錯誤；D．雷達(dá)測物體位置就是利用無線電波中的微波，波長短，衍射不明顯，有利于波的直線傳播，有利于確定物體位置，太赫茲波，波長更短，可能有利于測物體位置，故D正確。故選D。8．B【解析】【分析】【詳解】A．海事對講機(jī)頻率與電臺頻率相同時振蕩電流最強(qiáng)，這個過程屬于調(diào)諧，是使接收裝置與信號產(chǎn)生電諧振的過程，樂器利用共鳴腔提高聲音的響度利用波的疊加原理，故A錯誤；B．調(diào)節(jié)共振篩的振動頻率，以較小的驅(qū)動力驅(qū)動質(zhì)量較大的篩箱是使共振篩與篩箱發(fā)生共振的過程，故B正確；C．在較空曠地方高聲喊，能聽到回聲屬于波的反射，故C錯誤；D．在大廈底部安裝阻尼器以減小大風(fēng)天氣時大廈的晃動幅度的過程中阻尼器的作用是避免大廈發(fā)生共振，故D錯誤。故選B。9．D【解析】【詳解】電磁波的頻率、波長和能量均由波源決定，而電磁波在相同介質(zhì)中的傳播速度相同，D正確ABC錯誤。故選D。10．D【解析】【分析】【詳解】A．使高頻載波的振幅隨信號改變的調(diào)制叫作調(diào)幅，故A正確，不符合題意；B．使高頻載波的頻率隨信號改變的調(diào)制叫作調(diào)頻，故B正確，不符合題意；C．中、短波段的無線電廣播，使用的是調(diào)幅方式，故C正確，不符合題意；D．調(diào)頻波的振幅不變，抗干擾能力比較強(qiáng)，傳遞過程中失真比較小，故D錯誤，符合題意。故選D。11．B【解析】【分析】【詳解】AD．收音機(jī)和電視機(jī)只能接收電磁波，故AD錯誤；B．移動電話可發(fā)射和接收電磁波，故B正確；C．固定電話接收和發(fā)送的是電流信號，故C錯誤。故選B。12．D【解析】【詳解】A．均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場周圍不會產(chǎn)生電場，不能產(chǎn)生電磁波，故A錯誤；B．電磁波能在真空中傳播，且在真空中傳播速度最大，故B錯誤；C．基站停止工作，發(fā)射出去的電磁波會繼續(xù)傳播，故C錯誤；D．電磁波的傳播過程同時伴隨能量和信息的傳播，故D正確。故選D。13．ABC【解析】【分析】【詳解】A．LC振蕩電路中，當(dāng)電流最大時，線圈L中的磁場最強(qiáng)，線圈的磁通量最大，選項(xiàng)A正確；B．電磁波的頻率等于激起電磁波的振蕩電流的頻率，選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)麥克斯韋電磁波理論，電磁波中的電場和磁場方向相互垂直，電磁波是橫波，選項(xiàng)C正確；D．電磁波從發(fā)射電路向空間傳播時，電磁振蕩一旦停止，但是空中產(chǎn)生的交變的電磁場不會消失，則電磁波不會立即消失，選項(xiàng)D錯誤；E．雷達(dá)是利用波長較短的微波來測定物體位置的無線電裝置，選項(xiàng)E錯誤。故選ABC。14．ABC【解析】【詳解】調(diào)制器的作用是把低頻聲音信號加載到高頻振蕩信號上去，如果高頻信號的振幅隨低頻信號的變化而變化，則是調(diào)幅；如果高頻信號的頻率隨低頻信號的變化而變化，則是調(diào)頻．由于低頻信號不利于直接從天線發(fā)射，所以需要將低頻信號加載到高頻信號上去。故選ABC。15．BCD【解析】【分析】【詳解】A．共享單車質(zhì)量小，慣性小。A錯誤；B．GPS模塊通過人造衛(wèi)星定位，所以App上定位共享單車位置信息須通過人造通訊衛(wèi)星。B正確；C．共享單車和手機(jī)之間是靠電磁波傳遞信息。C正確；D．自行車可通過車輪轉(zhuǎn)動給車內(nèi)電池進(jìn)行充電，利用電磁感應(yīng)原理將動能轉(zhuǎn)化為電能。D正確。故選BCD。16．（1）a．b．（2）a．b．【解析】【詳解】（1）a．在距Q為r