4.3 无线电波的发射与接收 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

4.3 无线电波的发射与接收 分层一：夯实基础训练 一、单选题 1．关于电磁波和电磁波谱，下列说法不正确的是（　　） A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 B．微波炉利用微波（一种电磁波）使食物中的水分子共振产生热效应 C．电视机遥控器通常使用红外线脉冲信号进行遥控 D．遥感技术中利用了紫外线探测器接收物体发出的紫外线来探测被测物体的特征 2．中国神舟二十号载人飞船已于2025年4月24日17时17分在酒泉卫星发射中心成功发射。若航天员要与地面工作人员联系，则需通过（　　） A．直接喊话 B．紫外线 C．无线电波 D．红外线 3．“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 B．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 C．电磁波和声波均能传递信息 D．电磁波在真空中的传播速度大于 4．如图是我国于2016年9月25日在贵州落成启用的世界最大的500m口径球面射电望远镜（简称FAST），被誉为“中国天眼”，关于FAST，下列说法错误的是（　　） A．FAST能探测引力波、为太空飞船导航，开展对地外文明的搜索 B．FAST是利用无线电波段观测天体的，无线电波不能通过星际尘埃 C．FAST的直径很大，会聚的无线电波很多，能捕捉来自遥远星尘最细微的“声音” D．脉冲星是高速旋转的中子星（内部有磁场），会发出周期性的电磁脉冲信号，是可以被FAST发现的 5．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图)，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率，未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍，关于5G网络使用的无线电波，下列说法不正确的是（　　） A．在真空中的传播速度相同 B．在真空中的波长更短 C．衍射的本领更强 D．频率更高，相同时间传递的信息量更大 6．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，它的电磁辐射功率是5.0 W，若要让电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.1 W/m2，则人体与该装置的安全距离至少为（　　） A．3.0 m B．2.5m C．2.0 m D．1.0 m 7．手机是当下使用最广泛的通讯工具。人们在使用手机时，经常通过Wi-Fi联网，有时也会通过蓝牙传输数据。Wi-Fi技术与蓝牙技术同属于短距离无线电技术，所使用的无线电波频率一般在2.4GHz附近。由此可知（　　） A．Wi-Fi和蓝牙使用的无线电波是横波 B．无论Wi-Fi还是蓝牙使用的无线电波都具有能量，但不是一种客观存在的物质 C．蓝牙技术属于短距离无线电技术，其无线电波波长比可见光波长短 D．Wi-Fi使用的无线电波不会发生多普勒效应 分层二：能力提升训练 二、多选题 8．我国自行研制的北斗卫星导航系统，是用时间测距方法进行导航定位。时间测距是通过定位卫星与用户间发出信号和接受信号的时间差计算出用户与卫星间的距离，通常导航信号传输使用电磁波。下列关于电磁波的说法中，不正确的是（　　） A．电磁波可以传递信息和能量，只能在介质中传播 B．无线电台利用LC电路形成振荡电流，从而发射电磁波 C．增大电容器的电容C，可以增大LC电路产生的电磁波频率 D．减小线圈的自感系数L，可以增大LC电路产生的电磁波频率 9．利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，两天线同时都发出波长为和的两种无线电波。飞机降落过程中，当接收到和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法不正确的是（　　） A．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 B．导航利用了与两种无线电波之间的干涉 C．天线发出的两种无线电波强度必须一样 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布不完全重合 10．济青高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向匀速行驶的汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的电磁波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个尖形波在显示屏上的距离，可以计算出汽车距雷达距离。显示屏如图乙所示，根据给出的、、t的意义，结合电磁波的传播速度为c可求出汽车车速表达式，则下面关于测速原理及结果表达不正确的是（　　） A．第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 B．第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 C．汽车速度大小可表示为 D．汽车速度大小可表示为 分层三：拓展训练 三、解答题 11．1895年，一位年轻的意大利人马可尼（公元1874～1937年）发明了无线电通信技术。从此，携带了人类信息的电磁波开始在空间自由旅行，人们不必依赖电线，就可以在遥远的地方互通信息。电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？ 12．在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是。下面列出的设备中工作时所发出的波，哪些不属于电磁波？ (1)微波炉加热食物时发出的波。 (2)电视发射塔发出的波。 (3)互联网光缆中传播的波。 (4)电视机遥控器发出的波。 13．如图所示，某车载收音机的LC电路由固定线圈和可调电容器组成。一听众通过旋转可变电容器的动片，使收音机接收电路产生电谐振，从而清晰地收听到FM101.5MHz山西文艺广播电台的节目。已知电感线圈的自感系数，光速，取。求： （1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长； （2）电谐振时电容器的电容量。 试卷第2页，共2页 试卷第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 4.3 无线电波的发射与接收参考答案 1．D 【详解】A. 北斗导航系统通过卫星发射电磁波（如无线电波）进行定位和导航，故A正确。 B. 微波炉利用微波（一种电磁波）使食物中的水分子共振产生热效应，故B正确。 C. 电视机遥控器通常使用红外线脉冲信号进行遥控，故C正确。 D. 遥感技术中常用红外线探测器接收物体发出的红外辐射（如热辐射）来探测特征，紫外线探测器仅用于少数特定场景（如臭氧监测），且物体主要发出红外线而非紫外线，故D错误。 故选D。 2．C 【详解】A．太空中为真空，声音无法传播，故A错误； B．紫外线波长较短，穿透能力弱且易被大气吸收，不适用于远距离通信，故B错误； C．无线电波（如微波）波长较长，能够穿透大气层，是航天与地面通信的主要方式，故C正确。 D．红外线同样易被大气吸收，且常用于短距离通信（如遥控器），不适合航天通信，故D错误； 故选C。 3．C 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场（磁场）不会产生磁场（电场），故B错误； C．电磁波和声波均能传递信息，例如声波用于语音交流，故C正确； D．电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．FAST能够探测引力波、为太空飞船导航，开展对地外文明的搜索等工作，A正确； B．FAST利用无线电波段观测天体，无线电波比光波波长更长，更能通过星际尘埃，B错误； C．FAST直径大，能会聚很多无线电波，可捕捉来自遥远星尘细微“声音”，C正确； D．脉冲星是高速旋转的中子星（内部有磁场），会发出周期性的电磁脉冲信号，是可以被FAST发现的，D正确。 故选B。 5．C 【详解】A．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A正确； B．因5G信号的频率更高，则波长短，故B正确； C．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故C错误； D．频率越高，光子的能量越大，故相同时间传递的信息量更大，故D正确。 故选C。 6．C 【详解】设人与该安全装置的安全距离至少为x，则 解得。 故选C。 7．A 【详解】A．无线电波属于电磁波，电磁波均为横波（电场与磁场方向垂直于传播方向），故Wi-Fi和蓝牙使用的无线电波均为横波，A正确。 B．电磁波具有能量，且电磁场是物质存在的一种形式。无论Wi-Fi还是蓝牙的无线电波均携带能量，属于客观物质，B错误。 C．无线电波频率为2.4 GHz，波长计算为 可见光波长范围为400~700 nm（），显然无线电波波长更长，C错误。 D．多普勒效应是波的普遍现象，只要波源与接收者有相对运动，频率就会变化。Wi-Fi的无线电波同样会发生多普勒效应，D错误。 故选A。 8．AC 【详解】A．电磁波可以传递信息和能量，既能够在介质中传播，也能够在真空中传播，故A错误； B．无线电台利用LC电路形成振荡电流，根据麦克斯韦电磁理论可知，能够形成电磁波，从而发射电磁波，故B正确； C．根据 可知，增大电容器的电容C，可以减小LC电路产生的电磁波频率，故C错误； D．结合上述可知，减小线圈的自感系数L，可以增大LC电路产生的电磁波频率，故D正确。 故选AC。 9．BC 【详解】AD．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故AD； B．由于无线电波以光速传播，根据知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误； C．两列波叠加时对波的强度没有要求，故C错误； 故选BC。 10．BD 【详解】A．汽车第一次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为 第二次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为 故A正确，B错误； C D．汽车两次反射电磁波的时间间隔内的位移为 两次反射电磁波的时间间隔内 则汽车的速度 故C正确，D错误。 故选BD。 11．见解析 【详解】电视信号要有效地发射出去，必须采用高频开放电路，电视信号所用电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些。 12．(1)电磁波 (2)电磁波 (3)电磁波 (4)电磁波 【详解】（1）微波炉加热食物时发出的是微波，微波属于电磁波的一种。 （2）电视发射塔发出的波用于电视信号传输，属于无线电波，也是电磁波的一部分 。 （3）互联网光缆中传播的是光波，光属于电磁波，具有波粒二象性。 （4）电视机遥控器发出的是红外线，红外线同样属于电磁波谱中的一部分，主要用于遥控设备的信号传输。 13．（1）；（2） 【详解】（1）由 得 （2）由 得 2 学科网（北京）股份有限公司 $