第三节 电磁波的发射、传播和接收（分层作业）物理粤教版选择性必修第二册

第三节 电磁波的发射、传播和接收 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、电磁波的发射和接收 1 【拓思维·重难突破】 4 【链高考·精准破局】 6 考点一、电磁波的发射和接收 1．图甲为收音机中的调谐电路，图乙为一种LC振荡电路，下列有关说法正确的是（　　） A．收音机为了接收更高频率的电磁波，需将甲图中电容器的电容调大 B．在甲图中，接收电路产生电谐振时，电路中产生的振荡电流最弱 C．乙图中某一时刻电流为顺时针方向且在减小，该时刻电容器上极板带负电 D．乙图中某一时刻线圈的自感电动势为最大值，该时刻电容器带电量也最大 2．图甲为某车载收音机调台画面，收音机的调谐电路如图乙所示，图丙为调谐电路中接收到的感应电流i随时间t的变化规律。下列说法正确的是（　　） A．图甲显示此时车上接收的是“调幅”信号 B．在t1~t2时间内，电容器C正在放电 C．收音机经过调谐后可以直接得到我们所需要的声音信号 D．若想接收“FM89.5”信号需要将可变电容器的电容减小 3．电磁弹射器在我国自行研制的第三艘航空母舰“福建号”进行了使用。其原理是弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞，下列与其原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，线框在匀强磁场中绕虚线转轴匀速转动会产生正弦交流电 B．图2中， C．图3中，不导电液体液面降低，测得LC回路振荡电流的频率增大 D．图4中，电磁波发射过程中采用的调制方式为调幅 5．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波能传输电视信号 B．电磁波由恒定的电场和磁场组成 C．接收无线电波时，先进行解调找到需要的信号，再进行调谐放大信号 D．可见光、红外线、紫外线、超声波都属于电磁波 6．图为我国最大的射电望远镜“中国天眼”，射电望远镜是主要接收天体长波电磁波辐射的望远镜。国家天文台射电望远镜的直径为，射电望远镜最远可观测到距离为、长波电磁波辐射功率为的天体，则射电望远镜在感知范围内，单位时间接收的长波电磁波辐射的最低能量为（　　） A． B． C． D． 7．下列说法正确的是（　　） A．LC振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零 B．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔就是振荡周期 C．电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像 D．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 8．把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成如图所示的电路。先把开关置于1为电容器充电，稍后再把开关置于2，使电容器放电。下列判断正确的是（    ） A．电容器刚要放电的瞬间，电路中的电流最大 B．电容器放电完毕时，电路中的电流立即减为0 C．线圈的自感系数越大，振荡电路发射电磁波的本领越大 D．电容器两极板a、b间的距离越大，振荡电路发射电磁波的本领越大 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图中，柔软的弹簧悬挂后下端刚好跟槽中的水银接触，通电后会上下振动 B．乙图是调谐器，它的作用是把信号加载到高频电磁波上并有效地发射出去 C．丙图中，闭合开关待稳定，当断开开关瞬间，线圈中电流向右，灯泡中电流向左 D．丁图中，当磁体靠近干簧管时，干簧管的作用是把电信号转化为磁信号 10．（多选）图（a）所示，为无线门铃的发射器和接收器，图（b）为无线门铃的按键（发射器）内部电路简化图，匝的长方形导线框，单匝线框面积，处在垂直其所在平面向里的匀强磁场中，磁感应强度，、间接有一小指示灯。某次按压按键时，在0.4s内，线框有效面积变为，下列说法正确的是（    ） A．发射器和接收器是通过声波传递信号的 B．本次按压过程中点的电势高于点的电势 C．本次按压过程，、间的平均电动势为 D．按住按键不动、间会产生稳定的电势差 11．下列关于电磁场、电磁波、电磁波谱的说法中正确的是（　　） A．均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场 B．电磁波谱按波长由长到短的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线 C．电磁波可由恒定的电场或磁场产生 D．振荡电路只需有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波 12．屏幕上有一面积较小的圆形光能接收器，离光能接收器正上方距离为d处有功率恒定的点光源S，光能接收器接收到的光能功率为P。现在离接收器上方垂直距离为2d处增加一个与屏幕平行的足够大平面镜，不考虑光经平面镜反射及传输时的能量损失。放上平面镜后，接收器接收到的光能功率为（　　） A． B． C． D． 13．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．1.5 m B．2.0 m C．2.5 m D．3.0 m 14．重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（    ） A．对接收信号进行调制 B．增大电容器两端的电压 C．减小电容器的正对面积 D．减小电容器两极板间的距离 15．（多选）电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（    ） A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 16．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。 17．（2020·天津·高考真题）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（    ） A． B． C． D． / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 电磁波的发射、传播和接收 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、电磁波的发射和接收 1 【拓思维·重难突破】 4 【链高考·精准破局】 6 考点一、电磁波的发射和接收 1．图甲为收音机中的调谐电路，图乙为一种LC振荡电路，下列有关说法正确的是（　　） A．收音机为了接收更高频率的电磁波，需将甲图中电容器的电容调大 B．在甲图中，接收电路产生电谐振时，电路中产生的振荡电流最弱 C．乙图中某一时刻电流为顺时针方向且在减小，该时刻电容器上极板带负电 D．乙图中某一时刻线圈的自感电动势为最大值，该时刻电容器带电量也最大 【答案】D 【详解】A．当收音机中的LC振荡电路的频率等于要接收到的无线电波的频率时，才会产生电谐振，从而接收到该频率的电台信号，根据振荡电路的频率公式，收音机为了接收更高频率的电磁波，需将甲图中电容器的电容调小，故A错误； B．产生电谐振时，电路中产生的振荡电流最强，故B错误； C．若电流在减小，则为电容器的充电过程，又因为电流为顺时针方向，因此上极板应该带正电，故C错误； D．若自感电动势最大，说明瞬间电流为零，则该时刻电容器充电完毕，则带电量最大，故D正确。 故选D。 2．图甲为某车载收音机调台画面，收音机的调谐电路如图乙所示，图丙为调谐电路中接收到的感应电流i随时间t的变化规律。下列说法正确的是（　　） A．图甲显示此时车上接收的是“调幅”信号 B．在t1~t2时间内，电容器C正在放电 C．收音机经过调谐后可以直接得到我们所需要的声音信号 D．若想接收“FM89.5”信号需要将可变电容器的电容减小 【答案】D 【详解】A．FM是调频的缩写，指通过改变载波频率来传输信号的调制方式，图甲显示此时车上接收的是“调频”信号，故A错误； B．在t1~t2时间内，电流在减小，电容器所带电荷量在增加，电容器C正在充电，故B错误； C．收音机经过调谐电路后必须经过调谐与解调才能够得到我们所需要的声音信号，故C错误； D．由，若想接收“FM89.5”信号应增大接收频率，需要将可变电容器的电容减小，故D正确。 故选D。 3．电磁弹射器在我国自行研制的第三艘航空母舰“福建号”进行了使用。其原理是弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞，下列与其原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】电磁弹射器的工作原理是通电导体在安培力作用下开始运动。 A．图中工作原理是电磁感应，与电磁弹射器的工作原理不相同，故A错误； B．图中是LC振荡回路的原理，故B错误； C．图中是通电导体在安培力作用下开始运动，两者原理相同，故C正确； D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，与电磁弹射器的工作原理不相同，故D错误。 故选C。 4．下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，线框在匀强磁场中绕虚线转轴匀速转动会产生正弦交流电 B．图2中， C．图3中，不导电液体液面降低，测得LC回路振荡电流的频率增大 D．图4中，电磁波发射过程中采用的调制方式为调幅 【答案】C 【详解】A．图1中，线框在匀强磁场中绕虚线转轴匀速转动，通过线圈的磁通量不会发生变化，不会产生电流。故A错误； B．图2中，理想变压器原副线圈与匝数的关系为 故B错误； C．图3中，不导电液体液面降低，由可知，电容减小，根据可知，LC回路振荡电流的频率增大。故C正确； D．图4中，电磁波发射过程中采用的调制方式为调频。故D错误。 故选C。 5．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波能传输电视信号 B．电磁波由恒定的电场和磁场组成 C．接收无线电波时，先进行解调找到需要的信号，再进行调谐放大信号 D．可见光、红外线、紫外线、超声波都属于电磁波 【答案】A 【详解】A．电磁波能传输电视信号，故A正确； B．电磁波由周期性变化的电场和磁场组成，故B错误； C．接收无线电波时，先进行调谐放大信号，再解调找到需要的信号，故C错误； D．超声波不属于电磁波，故D错误。 故选A。 6．图为我国最大的射电望远镜“中国天眼”，射电望远镜是主要接收天体长波电磁波辐射的望远镜。国家天文台射电望远镜的直径为，射电望远镜最远可观测到距离为、长波电磁波辐射功率为的天体，则射电望远镜在感知范围内，单位时间接收的长波电磁波辐射的最低能量为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】射电望远镜单位时间、单位面积上接收的长波电磁波辐射的能量 解得 故选D。 7．下列说法正确的是（　　） A．LC振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零 B．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔就是振荡周期 C．电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像 D．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 【答案】C 【详解】AB．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半，振荡电流为零时，电容器所带电荷量最大，电场能最大，故AB错误； C．由无线电波的发射、接收过程知，电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像，故C正确； D．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故D错误。 故选C。 8．把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成如图所示的电路。先把开关置于1为电容器充电，稍后再把开关置于2，使电容器放电。下列判断正确的是（    ） A．电容器刚要放电的瞬间，电路中的电流最大 B．电容器放电完毕时，电路中的电流立即减为0 C．线圈的自感系数越大，振荡电路发射电磁波的本领越大 D．电容器两极板a、b间的距离越大，振荡电路发射电磁波的本领越大 【答案】D 【详解】A．电容器刚要放电的瞬间，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大。故A错误； B．电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。故B错误； C．由公式可知，振荡电路中当电容不变时，线圈的自感系数越大，振荡电路中频率越小，则发射电磁波的本领就越小。故C错误； D．振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能使电磁波更好的发射出去，所以增大电容器两极板a、b间的距离或减小极板间的正对面积都能使振荡电路发射电磁波的本领增大。故D正确。 故选D。 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图中，柔软的弹簧悬挂后下端刚好跟槽中的水银接触，通电后会上下振动 B．乙图是调谐器，它的作用是把信号加载到高频电磁波上并有效地发射出去 C．丙图中，闭合开关待稳定，当断开开关瞬间，线圈中电流向右，灯泡中电流向左 D．丁图中，当磁体靠近干簧管时，干簧管的作用是把电信号转化为磁信号 【答案】AC 【详解】A．丁图中一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，弹簧中通过同向电流相互吸引，弹簧长度缩短，下端离开水银面，电路断开，电流消失，引力消失，在弹簧重力的作用下弹簧伸长，下端又与水银接触，又缩短，弹簧就会上下振动，A正确； B．乙图是调谐电路，利用电谐振的原理接收特定频率的电磁波，故B错误； C．闭合电键稳定后，流过线圈L的电流大于流过灯泡A的电流，两个电流都向右。断开开关的瞬间，由于线圈的自感作用，这一瞬间流过线圈L的电流大小和方向都不变，线圈L与灯泡A形成闭合回路，流过灯泡A的电流突然改为向左，故C正确； D． 干簧管中的铁磁性物质在磁场中被磁化为异名磁极，相互吸引而接通，因此干簧管就是一个由磁场控制的开关，将磁场信息转化为电信息，故D错误。 故选AC。 10．（多选）图（a）所示，为无线门铃的发射器和接收器，图（b）为无线门铃的按键（发射器）内部电路简化图，匝的长方形导线框，单匝线框面积，处在垂直其所在平面向里的匀强磁场中，磁感应强度，、间接有一小指示灯。某次按压按键时，在0.4s内，线框有效面积变为，下列说法正确的是（    ） A．发射器和接收器是通过声波传递信号的 B．本次按压过程中点的电势高于点的电势 C．本次按压过程，、间的平均电动势为 D．按住按键不动、间会产生稳定的电势差 【答案】BC 【详解】A．发射器和接收器是通过电磁波传递信号的，故A错误。 B．按压导致通过导线框的磁通量减少，根据楞次定律可知，线框中电流沿顺时针方向，点的电势高于点的电势，故B正确。 C．本次按压过程中，、两点间的平均电动势为 故C正确。 D．按住按键不动，通过导线框的磁通量不发生变化，、间电势差为零，故D错误。 故选BC。 11．下列关于电磁场、电磁波、电磁波谱的说法中正确的是（　　） A．均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场 B．电磁波谱按波长由长到短的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线 C．电磁波可由恒定的电场或磁场产生 D．振荡电路只需有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦方程组，均匀变化的电场（如电场强度随时间线性变化）会产生恒定的磁场，而非变化的磁场，故A错误。 B．电磁波谱按波长由长到短的顺序为：无线电波（波长最长）、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线（波长最短），该描述符合标准电磁波谱分类，故B正确。 C．电磁波是由变化的电场和磁场相互激发产生的，恒定的电场或磁场无法形成电磁波，故C错误。 D．有效发射电磁波要求振荡电路不仅具有足够高的振荡频率，还需具备开放结构（如天线）以实现能量辐射，仅高频率不足以保证有效发射，故D错误。 故选B。 12．屏幕上有一面积较小的圆形光能接收器，离光能接收器正上方距离为d处有功率恒定的点光源S，光能接收器接收到的光能功率为P。现在离接收器上方垂直距离为2d处增加一个与屏幕平行的足够大平面镜，不考虑光经平面镜反射及传输时的能量损失。放上平面镜后，接收器接收到的光能功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】依题意，可得 放上平面镜后，接收器接收到的光能功率为 故选D。 13．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．1.5 m B．2.0 m C．2.5 m D．3.0 m 【答案】B 【详解】设人与该安全装置的安全距离至少为x，则 解得。 故选B。 14．重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（    ） A．对接收信号进行调制 B．增大电容器两端的电压 C．减小电容器的正对面积 D．减小电容器两极板间的距离 【答案】C 【详解】由可知，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，则使频率变大，即或变小。 A．对接收信号进行调制，不改变、，故A不符合题意； B．增大电容器两端的电压，不改变、，故B不符合题意； C．减小电容器的正对面积，根据可知，变小，频率变大，故C符合题意； D．减小电容器两极板间的距离，根据可知，变大，频率变小，故D不符合题意。 故选C。 15．电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（    ） A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 【答案】ABD 【详解】A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的；故A正确； B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量，故B正确； C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是微波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强，故C错误； D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象，故D正确。 故选ABD。 16．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。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由 得 （2）由 得 17．（2020·天津·高考真题）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误； B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误； C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误； D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 第三节， 电磁波的发射、传播和接收 目录 【攻核心·技能提升 】 考点一、电磁波的发射和接收。 1 【拓思维重难突破】 4 【链高考精准破局】 6 攻核心技能提升 考点一、电磁波的发射和接收 1.D 2.D 3.c 4.C 5.A 6.D 7.c 8.d 9.AC 10.BC 拓思维重难突破 11B 12.D 13.B 14.c 15.ABD 16.【答案】(1)3.0m;(2)5.0×105F 【详解】(1)由 c=元f 得 =S=3.0m (2)由 1/2 函学科网·上好课 www .zxxk.com 上好每一堂课 ∫ 1 2π√LC 得 C= 1 =5.0x10-15F 4π2f2L 链高考 精准破局 17.D 2/2