2018-2019高中物理 第十四章 電磁波 第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-4.doc

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第十四章　第三節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(廣州市十二中2015年高二學(xué)業(yè)水平測(cè)試)電磁場(chǎng)理論的建立，促進(jìn)了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，下列應(yīng)用中，同時(shí)使用了電磁波接收和發(fā)射技術(shù)的電器是(　D　) A．微波爐　　　 B．收音機(jī) C．電視機(jī)　 D．手機(jī) 解析：微波爐、收音機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等都要利用電磁波傳遞信息，但同時(shí)使用了電磁波接收和發(fā)射技術(shù)的電器只有手機(jī)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 2．簡(jiǎn)單的、比較有效的電磁波的發(fā)射裝置，至少應(yīng)具備以下電路中的(　B　) ①調(diào)諧電路；②調(diào)制電路；③高頻振蕩電路；④開放振蕩電路 A．①②③　　 B．②③④ C．①④　　 D．①②④ 解析：比較有效的發(fā)射電磁波的裝置應(yīng)該有調(diào)制電路、高頻振蕩電路和開放振蕩電路。調(diào)制電路是把需要發(fā)射的信號(hào)裝載在高頻電磁波上才能發(fā)射出去，高頻振蕩電路能產(chǎn)生高頻電磁波，開放振蕩電路能把電磁波發(fā)送的更遠(yuǎn)。而調(diào)諧電路是在接收端需要的電路。 3．電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來，是因?yàn)?　A　) A．天線處在變化的電磁場(chǎng)中，天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，相當(dāng)于電源，通過饋線輸送給LC電路 B．天線只處于變化的電場(chǎng)中，天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，相當(dāng)于電源，通過饋線輸送給LC電路 C．天線只是選擇地接收某電臺(tái)信號(hào)，而其他電視臺(tái)信號(hào)則不接收 D．天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi) 解析：室外天線處于空間變化的電磁場(chǎng)中，天線中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，此電流通過饋線輸送給LC電路，此電流中空間各電臺(tái)信號(hào)激起的電流均存在，但只有頻率與調(diào)諧電路頻率相等的電信號(hào)對(duì)應(yīng)電流最強(qiáng)，然后再通過解調(diào)處理進(jìn)入后面的電路，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 4．下列關(guān)于無線電波的敘述正確的是(　AD　) A．無線電波是波長(zhǎng)從幾十千米到幾毫米的電磁波 B．無線電波在任何介質(zhì)中傳播速度均為3.0108m/s C．無線電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．無線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)變短 解析：無線電波的波長(zhǎng)是從幾十千米到幾毫米的電磁波，故選項(xiàng)A正確；干涉、衍射是一切波都具有的特性，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；無線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)，波速變小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由v＝λf知，頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變短，故選項(xiàng)D正確。 5．如圖所示為調(diào)幅振蕩電流圖象，此電流存在于電磁波發(fā)射和接收中的哪些階段(　AB　) A．經(jīng)調(diào)制后　 B．經(jīng)調(diào)諧后 C．經(jīng)檢波后　 D．耳機(jī)中 解析：為了把信號(hào)傳遞出去，需要將信號(hào)“加”到高頻振蕩電流上，這就是調(diào)制。而圖象是將信號(hào)加上后使高頻振蕩電流的振幅隨信號(hào)變化，這叫調(diào)幅。在接收電路中，經(jīng)過調(diào)諧，回路中將出現(xiàn)調(diào)幅振蕩電流，經(jīng)檢波后，調(diào)幅振蕩電流將被削去一半，而在耳機(jī)中只有低頻信號(hào)電流。 二、非選擇題 6．如圖甲、乙所示是發(fā)射電磁波時(shí)常用的信號(hào)調(diào)制方式，請(qǐng)問這兩種調(diào)制方式有什么不同？ 答案：甲為調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。乙為調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)而改變。 7．(思維拓展題)科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍。電磁波的應(yīng)用也是這樣。它在使人類的生活發(fā)生日新月異變化的同時(shí)也存在副作用——電磁污染。頻率超過0.1MHz的電磁波的強(qiáng)度足夠大時(shí)就會(huì)對(duì)人體構(gòu)成威脅。按照有關(guān)規(guī)定，工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.50W/m2。若小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1W，那么在距離該通訊裝置多少米以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域？(已知球面面積S＝4πR2) 答案：0.40 解析：設(shè)半徑為R的圓以外是安全區(qū)。 因?yàn)椋?.50W/m2，所以R≈0.40m。 能力提升 一、選擇題(1、2題為單選題，3～6題為多選題) 1．世界各地有許多無線電臺(tái)同時(shí)廣播，用收音機(jī)一次只能收聽到某一電臺(tái)的播音，而不是同時(shí)收聽到許多電臺(tái)的播音，其原因是(　D　) A．因?yàn)槭章牭降碾娕_(tái)離收音機(jī)最近 B．因?yàn)槭章牭降碾娕_(tái)頻率最高 C．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng) D．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率相同，產(chǎn)生了電諧振 解析：選臺(tái)就是調(diào)諧過程，使f固＝f電磁波，在接收電路中產(chǎn)生電諧振激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。 2．有關(guān)電磁場(chǎng)和電磁波，下列說法中正確的是(　D　) A．麥克斯韋首先預(yù)言并證明了電磁波的存在 B．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) C．使用空間波來傳播信息時(shí)主要是應(yīng)用無線電波波長(zhǎng)大、衍射現(xiàn)象明顯，即可以繞過地面上的障礙物 D．頻率為750KHz的電磁波在真空中傳播時(shí)，其波長(zhǎng)為400m 解析：赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，A錯(cuò)；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，B錯(cuò)；空間波沿直線傳播，C錯(cuò)；λ＝＝m＝400m，D正確。 3．關(guān)于移動(dòng)電話，下列說法正確的是(　BD　) A．隨身攜帶的移動(dòng)電話(手機(jī))內(nèi)，只有無線電接收裝置，沒有無線電發(fā)射裝置 B．隨身攜帶的移動(dòng)電話(手機(jī))內(nèi)，既有無線電接收裝置，又有無線電發(fā)射裝置 C．兩個(gè)攜帶手機(jī)的人，可以不通過固定的基地臺(tái)轉(zhuǎn)接，相互通話 D．無線尋呼機(jī)(BP機(jī))內(nèi)只有無線電接收裝置，沒有無線電發(fā)射裝置 解析：由于手機(jī)既能聽到對(duì)方說話，又能說話讓對(duì)方聽到，因而既是發(fā)射裝置又是接收裝置，而尋呼機(jī)只能接收外來信號(hào)，不能向外發(fā)射，因而B、D對(duì)，但手機(jī)信號(hào)必須經(jīng)過基地臺(tái)處理轉(zhuǎn)接才能收到，C錯(cuò)。 4．下列說法正確的是(　AD　) A．當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過耳機(jī)就可以聽到聲音了 D．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過檢波、放大，通過耳機(jī)才可以聽到聲音 解析：當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過檢波(也就是調(diào)制的逆過程)、放大，通過耳機(jī)才可以聽到聲音，故正確答案為A、D。 5．調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào)，要收到電信號(hào)，應(yīng)(　CD　) A．增多調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B．加大電源電壓 C．減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D．將線圈中的鐵芯取走 解析：影響電感L的因素有線圈匝數(shù)、粗細(xì)、長(zhǎng)短及有無鐵芯等，而對(duì)鐵芯和匝數(shù)分析的題目較多。當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于電臺(tái)發(fā)出信號(hào)的頻率時(shí)，發(fā)生電諧振才能收聽到電臺(tái)信號(hào)。由題意知收不到電信號(hào)的原因是調(diào)諧電路固有頻率低，由以上分析可知在C無法調(diào)節(jié)的前提下，可減小電感L，即可通過C、D的操作增大f。 6．各地接收衛(wèi)星電視訊號(hào)的拋物面天線如圖所示，天線頂點(diǎn)和焦點(diǎn)的連線(OO′)與水平面間的夾角為仰角α，OO′在水平面上的投影與當(dāng)?shù)卣戏降膴A角為偏角β，接收定位于東經(jīng)105.5的衛(wèi)星電視訊號(hào)(如CCTV－5)時(shí)，OO′連線應(yīng)指向衛(wèi)星，則我國各地接收天線的取向情況是(我國自西向東的經(jīng)度約為73～135)(　BD　) A．有可能β＝0，α＝90 B．與衛(wèi)星經(jīng)度相同的各地，α隨緯度增加而減小 C．經(jīng)度大于105的各地，天線是朝南偏東的 D．在幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)，天線取向幾乎是相同的 解析：如圖所示，α隨緯度的增大而減小，我國不在赤道上，α不可能為零，經(jīng)度大于105的各地，天線應(yīng)該朝南偏西，由于地球很大，衛(wèi)星距地面很高，幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)天線取向幾乎是相同的。 二、非選擇題 7．某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示。該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和400MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3108m/s，求： (1)該中波和微波的波長(zhǎng)各是多少？ (2)發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的？ (3)若兩種波的接收效果不同，請(qǐng)說明哪一種波的接收效果更好？為什么？ 答案：(1)750m　0.75m　(2)衍射　(3)400kHz接收效果好，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)，衍射效果更好。 解析：(1)由λ＝知，λ1＝750m，λ2＝0.75m (2)無線電波繞過山脈到達(dá)A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象。 (3)頻率為400kHz的中波接收效果更好，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象更明顯。