2023年新教材高中物理第4章电磁振荡与电磁波第3节电磁波的发射传播和接收课后提升训练粤教版选择性必修第二册

第四章第三节A组·基础达标1．(多选)为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构改变可采用下列哪些措施()A．减小电容器极板的正对面积B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数D．向外抽出铁芯【答案】ABD【解析】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f＝eq\f(1,2π\r(LC))知，减小L和C可以提高f.要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法．故选ABD．2．(2021年北京名校一模)在电磁信号传输过程中，把传输的电信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫作()A．调制 B．调频C．调幅 D．调谐【答案】A【解析】把电信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫作调制，调制分为调幅和调频两种方式，A正确．3．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是()A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高【答案】B【解析】电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大．B正确．4．关于电视信号的发射，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发射B．摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射C．伴音信号和图像信号是同步向外发射的D．电视台发射的是带有信号的高频电磁波【答案】A【解析】摄像管输出的电信号是低频电流，不能直接发射，必须将其“加”在高频振荡电流上才能向外发射，伴音信号和图像信号同步向外发射高频电磁波，故选A．5．电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)．这种调制方式称为()A．调频 B．调谐C．调幅 D．解调【答案】C【解析】使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，而调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变电磁波的频率来实现信号加载．由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，故为调幅，故选C．6．当电冰箱的电路接通或断开时，可从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这是因为()A．电路通、断时，发出的声音被收音机所接收B．电路通、断时，发出的电流被收音机所接收C．电路通、断时，发出的电磁波被收音机所接收D．电路通、断时，发出的振荡电流被收音机所接收【答案】C【解析】当电冰箱的电路接通或断开时，会产生一定频率的电磁波，当电磁波被收音机接收到会听到“喀喀”的杂音，C正确．7．(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要减小电磁波的发射频率，可采用的做法是()A．增大电容器两极板间的距离B．减小电容器两极板间的距离C．减小电容器两极板的正对面积D．增大电容器两极板的正对面积【答案】BD【解析】由f＝eq\f(1,2π\r(LC))可知，要减小f，就必须增大平行板电容器的电容C或线圈的自感系数L；由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，要增大C，就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质，故B、D正确．B组·能力提升8．(多选)关于电视信号的发射过程，下列说法正确的是()A．必须对信号进行调制B．必须使信号产生电谐振C．必须把传输信号加到高频电流上D．必须使用开放电路【答案】ACD【解析】电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，把传输信号加到高频电流上，为了有效地向外发射电磁波，必须使用开放电路，A、C、D正确．而产生电谐振是在接收过程，B错误．9．(多选)雷达是利用无线电波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波．测速雷达主要是利用多普勒效应，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度．以下说法正确的是()A．雷达发射的是不连续的电磁波B．雷达用的是微波波段的无线电波C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率【答案】ABD【解析】雷达发射的是不连续的电磁波，采用微波进行发射．根据多普勒效应，当目标离雷达天线远去时反射信号频率低于发射信号频率，当目标向雷达天线靠近时反射信号频率高于发射信号频率，A、B、D正确，C错误．10．(多选)如图为一个调谐接收电路，甲、乙、丙为电路中的电流随时间变化的图像，则()A．i1是L1中的电流图像B．i1是L2中的电流图像C．i2是L2中的电流图像D．i3是流过耳机的电流图像【答案】ACD【解析】C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流，即i1，A正确，B错误；L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同甲图相似的，但是由于L2和二极管D串联，所以L2中的电流图像应是i2，C正确；通过D的电流，高频成分由C2流过，所以i3是流过耳机的电流图像，D正确．11．某收音机接收电磁波的波长范围在577m和182m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39pF，试分析：(计算结果保留3位有效数字)(1)动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC回路的线圈的自感系数为多少？(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？解：(1)由λ＝c·T，T＝2πeq\r(LC)，可得λ＝2πceq\r(LC).动片完全旋出时，电容器极板正对面积最小，对应电容器的电容最小，因此，对此接收电磁波的波长最小，为182m，此时电容器的电容为C＝39pF，由关系式可导出L＝eq\f(λ2,4π2c2C)，代入数据可求出L≈0.239mH.(2)由λ＝2πceq\r(LC)得eq\f(Cmax,Cmin)＝eq\f(λ\o\al(2,max),λ\o\al(2,min))，所以Cmax＝eq\f(λ\o\al(2,max),λ\o\al(2,min))Cmin＝eq\f(5772,1822)×39pF≈392pF.12．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20cm，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝0.02μs.求：(1)该电磁波的频率；(2)此雷达的最大侦察距离．解：(1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于真空中光速c＝3×108m/s，因此f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,20×10－2)Hz＝1.5×109Hz.(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t＝0.02μs，在两个脉冲时间间隔内，