2022-2023学年鲁科版选择性必修第二册4-2电磁波的发射传播和接收课时提升作业2含解析

2022-2023学年鲁科版（2019）选择性必修第二册4.2电磁波的发射、传播和接收课时提升作业2（含解析）一、单选题1．中国4G牌照发放是在2014年，比发达国家晚了整整三年；但在5G时代，中国已经赢在了起跑线。已知5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是4G的50~100倍，则相比4G信号（）A．5G信号的光子能量更小 B．5G信号的波长更短C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波动性更明显2．下列物理现象解释正确的是（）A．人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响，在金属外壳中形成的涡流是导致轨道半径变小的原因之一B．为更好接收波长为10m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到34HzC．小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的电阻很大D．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的3．太赫兹波是一种电磁波，波长在之间，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业，甚至还有人认为太赫兹波将是或者通信的基础，因为太赫兹波波长短，穿透力强于雷达波。下列说法正确的是（）A．太赫兹波是纵波B．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波不能用于测定物体的位置C．使接收电磁波的电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程D．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，接收者接受到波信号的频率会比波源频率高4．网络使用的无线电波通信频率是以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在间的特高频段的网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示网络的传输速率是网络的50~100倍。与网络相比（）A．信号的波长更长B．信号的传播速度更大C．信号相同时间内能传递更大的信息量D．信号的衍射更明显，因此基站搭建更稀疏5．发射电视信号时通常采用波长较短的米波，在高楼密集的城市楼群中，电视机上经常出现重影，当电视天线接收到强信号后，接着又接收到弱信号，屏幕上出现强弱交替的影像，这是由于（）A．电磁波的干涉 B．电磁波的衍射 C．电磁波的反射 D．电磁波的折射6．下列说法正确的是（）A．红外体温计是依据人体辐射的红外线强度来测体温的B．依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生的磁场一定是变化的C．炎炎夏日，我们在树下看到茂密的树叶间有彩色的光环，这是全反射现象D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输7．太赫兹波是一种电磁波，波长在3mm-0.03mm之间，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业，甚至还有人认为太赫兹波将是6G或者7G通信的基础，因为太赫兹波波长短，穿透力强于雷达波。下列说法正确的是（）A．当观察者不动，波源朝着观察者运动时，波源的频率增大B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程C．变化的电场必能产生变化的磁场，变化的磁场必能产生变化的电场，这样交替产生电磁波D．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波有望用于测定物体的位置8．出海捕鱼的渔船，船长会通过海事对讲机电台来与甲板上的船员沟通，在这个过程中需要使海事对讲机接收频率与电台频率相同，船员才能用海事对讲机接收信号，与此过程原理相似的是（）A．乐器利用共鸣腔提高声音的响度B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱C．在较空旷地方高声喊，能听到回声D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度9．手机信息的接收和发射、对讲机信息的接收和发射都靠电磁波，则关于手机和对讲机发射的两列电磁波，下列叙述正确的是（）A．频率一定相等 B．波长一定相等C．能量一定相等 D．波速一定相等10．关于电磁波的调制技术，下列说法不正确的是（）A．使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅B．使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频C．中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式D．调幅波的优点是抗干扰能力强，传递过程中失真比较小11．在下列装置中，既能发射又能接收电磁波的是（）A．收音机 B．移动电话 C．固定电话 D．电视机12．手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。下列有关电磁波的说法正确的是（）A．只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波跟机械波一样，只能在介质中传播C．基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播D．电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播二、多选题13．关于电磁波和电磁振荡，下列说法正确的是（）A．LC振荡电路中，当电流最大时，线圈L中的磁通量最大B．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率C．根据麦克斯韦电磁波理论，电磁波中的电场和磁场方向相互垂直，电磁波是横波D．电磁波从发射电路向空间传播时，电磁振荡一旦停止产生的电磁波就立即消失E．雷达是利用波长较长的无线电波来测定物体位置的无线电装置14．关于调制的作用，下列说法正确的是（）A．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去B．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去C．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去D．调制的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去15．如今共享单车随处可见，与大多山地自行车相比，共享单车具有以下特点：①质量更小更轻便；②科技含量更高，携带GPS模块和SIM卡便于定位和传输信息；③每辆车自带二维码，以方便手机扫描进行连接；④自行车可通过车轮转动给车内电池进行充电。根据以上信息，下列说法不正确的是（）A．共享单车比山地自行车惯性更大更容易改变运动状态B．App上定位共享单车位置信息须通过人造通讯卫星C．共享单车和手机之间是靠电磁波传递信息D．共享单车内部电源的充电是利用电磁感应原理实现的三、解答题16．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述．a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂．我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2．（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围．a．设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂；b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N．17．某高速公路自动测速仪装置如图2甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动打下的纸带如图2所示，求出该汽车的车速，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．参考答案1．B【解析】【分析】【详解】A．因为5G信号使用的电磁波频率比4G高，根据可知5G信号的光子能量更小，故A错误；B．由可知频率越高的电磁波，信号的波长更短，故B正确；C．任何电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中要看折射率，故C错误；D．因5G信号的电磁波频率更高，波长更短，波动性比4G的差，故D错误。故选B。2．A【解析】【详解】A．人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响，在金属外壳中形成的涡流，导致卫星机械能减小，是导致轨道半径变小的原因之一，故A正确；B．波长为10m的无线电波，频率为故B错误；C．小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟的体积很小，站在同一根线上，两脚间电压很低，故C错误；D．手机信号屏蔽器是通过干扰基站信号来工作的，故D错误。故选A。3．D【解析】【详解】A．太赫兹波是电磁波，是横波，选项A错误；B．雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短，衍射不明显的特点，太赫兹波也具有波长较短，衍射不明显的特点，则也能用于测定物体的位置，选项B错误；C．使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，俗称选台，该过程能把声音或图象信号从高频电流中还原出来，也叫解调，调谐是调制的逆过程，选项C错误；D．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，两者距离减小，产生多普勒效应，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故D正确。故选D。4．C【解析】【详解】A．因5G信号的频率更高，则波长更小，故A错误；B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；C．5G信号的带宽更大，并且由于5G信号频率更高，根据可知光子能量更大，故相同时间内传递的信息量比4G更大，故C正确；D．由于5G信号的频率更高，则波长小，其衍射更不明显，因此基站搭建更密集，故D错误。故选C。5．C【解析】【分析】【详解】根据题意可知，出现重影时是因为我们又收到弱信号，此信号只能是通过楼群反射的信号；故选C。【点睛】6．A【解析】【详解】A．红外体温计是依据人体辐射的红外线强度来测体温的，选项A正确；B．依据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场会产生稳定的磁场，选项B错误；C．炎炎夏日，我们在树下看到茂密的树叶间有彩色的光环，这是由于光的直线传播产生的小孔成像，选项C错误；D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波能通过电缆、光缆传输，选项D错误。故选A。7．D【解析】【详解】A．多普勒效应，声源频率不变，观察者接受到的频率发生改变，故A错误；B．使电磁波接收电路产生电谐振的过程叫调谐，解调是调制的逆过程，故B错误；C．均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故C错误；D．雷达测物体位置就是利用无线电波中的微波，波长短，衍射不明显，有利于波的直线传播，有利于确定物体位置，太赫兹波，波长更短，可能有利于测物体位置，故D正确。故选D。8．B【解析】【分析】【详解】A．海事对讲机频率与电台频率相同时振荡电流最强，这个过程属于调谐，是使接收装置与信号产生电谐振的过程，乐器利用共鸣腔提高声音的响度利用波的叠加原理，故A错误；B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱是使共振筛与筛箱发生共振的过程，故B正确；C．在较空旷地方高声喊，能听到回声属于波的反射，故C错误；D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度的过程中阻尼器的作用是避免大厦发生共振，故D错误。故选B。9．D【解析】【详解】电磁波的频率、波长和能量均由波源决定，而电磁波在相同介质中的传播速度相同，D正确ABC错误。故选D。10．D【解析】【分析】【详解】A．使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅，故A正确，不符合题意；B．使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频，故B正确，不符合题意；C．中、短波段的无线电广播，使用的是调幅方式，故C正确，不符合题意；D．调频波的振幅不变，抗干扰能力比较强，传递过程中失真比较小，故D错误，符合题意。故选D。11．B【解析】【分析】【详解】AD．收音机和电视机只能接收电磁波，故AD错误；B．移动电话可发射和接收电磁波，故B正确；C．固定电话接收和发送的是电流信号，故C错误。故选B。12．D【解析】【详解】A．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波，故A错误；B．电磁波能在真空中传播，且在真空中传播速度最大，故B错误；C．基站停止工作，发射出去的电磁波会继续传播，故C错误；D．电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播，故D正确。故选D。13．ABC【解析】【分析】【详解】A．LC振荡电路中，当电流最大时，线圈L中的磁场最强，线圈的磁通量最大，选项A正确；B．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率，选项B正确；C．根据麦克斯韦电磁波理论，电磁波中的电场和磁场方向相互垂直，电磁波是横波，选项C正确；D．电磁波从发射电路向空间传播时，电磁振荡一旦停止，但是空中产生的交变的电磁场不会消失，则电磁波不会立即消失，选项D错误；E．雷达是利用波长较短的微波来测定物体位置的无线电装置，选项E错误。故选ABC。14．ABC【解析】【详解】调制器的作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频．由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去。故选ABC。15．BCD【解析】【分析】【详解】A．共享单车质量小，惯性小。A错误；B．GPS模块通过人造卫星定位，所以App上定位共享单车位置信息须通过人造通讯卫星。B正确；C．共享单车和手机之间是靠电磁波传递信息。C正确；D．自行车可通过车轮转动给车内电池进行充电，利用电磁感应原理将动能转化为电能。D正确。故选BCD。16．（1）a．b．（2）a．b．【解析】【详解】（1）a．在距Q为r