3. 无线电波的发射和接收（同步讲义）物理人教版选择性必修第二册

3. 无线电波的发射和接收 【知识梳理】 1 一、 无线电波的发射 1 二、 无线电波的接收 1 三、 电视广播的发射和接收 2 【重难探究】 2 探究1 　探究无线电波的发射 2 探究2 探究无线电波的接收 4 探究3 探究电视广播的发射和接收 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 无线电波的发射 1．要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点： ①要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。 ②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路。 2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。 3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术。 调制包括： ①调幅（AM）：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方法。 ②调频（FM）：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方法。 知识点2 无线电波的接收 1．接收原理：电磁波在传播时遇到导体，会使导体中产生感应电流，导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。 2．电谐振：接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，相当于机械振动中的共振。 ①调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 ②解调：把声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波 知识点3 电视广播的发射和接收 1．电视广播信号的发射： （1）电视广播信号是一种无线电信号。 （2）电视广播信号的发射过程： ①通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号。 ②通过载波将信号调制成高频信号进行传播。 ③高频电视信号的主要传播方式：地面无线电传输、有线网络传输、卫星传输。 不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。 2．电视广播信号的接收： 电视接收端接收到高频电磁波信号后，经过解调处理，就可以将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器。 【重难探究】 探究1 　探究无线电波的发射 【探究导入】 手机通话、收听广播、观看无线电视节目，这些日常生活中常见的通信方式都依赖于无线电波的传递。我们虽然看不见、摸不着这些波，但它们正以极高的速度在空中传播，将声音、图像等信息从发射端传送到接收端。这背后的关键，是电磁波的有效发射与信号的搭载技术。 问题 1. 为什么普通的LC振荡电路不能有效发射电磁波？ 提示： 普通LC电路中，电场集中在电容器内部，磁场集中在线圈内部，能量被束缚在电路附近，难以向空间辐射。同时，其振荡频率通常较低，辐射能力弱。 2.将电容器极板拉开、减小正对面积，对电场和磁场的分布有什么影响？ 提示：拉开极板、减小正对面积会减弱电容器的储能集中性，使电场更多地扩展到外部空间，配合线圈结构的调整，磁场也随之分散，从而为电磁波的辐射创造条件。 3.开放电路为什么能更有效地辐射电磁波？ 提示： 开放电路使电场和磁场分布到更大的空间区域，增强了向周围空间辐射电磁能量的能力，且可工作在高频率下，因此能有效发射电磁波。 4.为什么要用高频电磁波作为载波来传递声音等信号？ 提示：高频电磁波辐射能力强，且在传播中不易衰减。将声音等低频信号“搭载”到高频载波上，才能实现远距离、高效传输。 5. 调幅和调频两种调制方式在原理上有何不同？ 提示：调幅是让载波的振幅随信号强弱变化，调频则是让载波的频率随信号强弱变化。两者都是通过改变载波的某一特征来携带信息，但调频抗干扰能力更强。 【探究归纳】 1. 要有效发射电磁波，振荡电路必须具有足够高的振荡频率。 2. 振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样的电路称为开放电路。 3. 开放电路可通过将电容器极板拉开、减小正对面积等方式实现，最终可简化为一条导线。 4. 实际发射中，线圈一端接地线，另一端接天线，以有效发射无线电波。 5. 用于携带信号的高频电磁波称为载波；使载波随信号变化的技术称为调制。 6. 调制方式包括调幅（AM）和调频（FM）：调幅是使载波振幅随信号变化，调频是使载波频率随信号变化。 【典例赏析】 [例1]　无线电波的发射和接收离不开天线。如图甲、乙、丙所示，LC振荡电路逐步成为开放电路，电场和磁场就可以分散到更大的空间，这样就形成了天线。手机作为常用的通讯工具同样也需要天线来接收和发射信号。早期的手机有长长的天线，现在逐渐内置到手机内部。实践中发现当天线的长度大约等于无线电波波长的时，收发电磁波的能力最好。曾经有手机将外壳的金属边框设计成天线，既提升收发信号效果，又节省了手机的内部空间。随着5G时代的来临，信号频率进一步提升，对天线设计的要求更加复杂。下列关于手机发射与接收无线电波的说法正确的是（　　） A．只有特定频率的无线电波才能在天线上产生振荡电流 B．与4G相比，5G使用的电磁波传播速度更大 C．手机信号的频率估计在10MHz左右 D．手机天线在发射信号时，天线上会有电荷出现，且周期性变化 　【针对训练】 1某甲图是需要利用电磁波输送的低频信号，乙和丙图是经调制后发射的电磁波．则（　　） A．电台可直接发射图甲中的低频信号 B．图乙所示的电磁波是调频波 C．图丙所示的电磁波是调幅波 D．调谐电路通过电谐振接收所需电磁波 2．如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。电磁波发射端电路中的电磁振荡电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的电流正在减小 B．磁场能正向电场能转化 C．线圈产生的自感电动势正在减小 D．增加线圈匝数，可以提高电磁波的发射频率 探究2 探究无线电波的接收 【探究导入】 情境探究 每天早晨，许多同学会打开收音机收听新闻或音乐。收音机能够从空中众多无线信号中准确地选出某个电台的节目，并将其转化为清晰的声音。这一过程看似简单，实则依赖于电磁波的接收与处理技术。我们周围的空气中充满了来自不同电台的电磁波，收音机是如何从中“挑选”出特定频率的信号并还原成声音的呢？ 问题 1. 为什么收音机天线能接收到空中的电磁波？ 提示：电磁波在传播过程中遇到导体时，会在导体中激发出感应电流。收音机的天线是导体，因此可以接收空中的电磁波并产生相应的感应电流。 2.众多电台同时发射信号，收音机如何只选出我们想听的那一个？ 提示：为了从众多信号中选择特定电台，需要使接收电路对目标频率的电磁波响应最强。这可以通过调节电路的固有频率来实现 3.当接收电路的频率与某电磁波频率相同时，为什么感应电流会更强？ 提示：当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时，发生电谐振现象，此时电路中的振荡电流达到最大，类似于机械振动中的共振. 4.接收到的高频电流是否可以直接驱动扬声器发声？ 提示：接收到的电流是经过调制的高频电流，不能直接驱动扬声器，因为扬声器需要的是与声音对应的低频信号。 5.如何从高频电流中还原出原始的声音信号？ 提示： 必须将原始信号从高频电流中提取出来，这一过程称为解调，是调制的逆过程。调幅波的解调也称为检波，之后信号经放大才能在扬声器中重现声音。 【探究归纳】 1. 电磁波在传播中遇到导体时，会在导体中产生感应电流，因此可用天线接收电磁波。 2. 电谐振是指当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时，电路中振荡电流最强的现象。 3. 使接收电路产生电谐振的过程称为调谐。 4. 解调是将声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，是调制的逆过程。 调幅波的解调也叫检波，解调后的信号经放大可在扬声器或显示器中 [例2]晓君学习了“无线电波的发射和接收”一节后，发现有三个名词“调制”“调谐”“解调”经常混淆，为此他设计了一个方框图来明确它们的关系。下列设计中正确的是（　　） A． B． C． D． 【针对训练】 3“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙是利用电磁波来传递信息的），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器就能传出老师的声音。下列说法正确的是（　　） A．“小蜜蜂”只能接收到来自麦克风的信号 B．“小蜜蜂”接收电磁波时，通过解调来使接收电路中出现电谐振现象 C．麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出电磁波信号 D．麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领 4．科技发展日新月异，一些曾经很流行的物件慢慢边缘化，如下左图是一个收音机（简笔画），可以用来收听广播电台节目。广播电台将电磁波发射出去，人们通过调节收音机上的调频旋钮来选择自己想要收听的电台。收音机内部有一个LC振荡电路，需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实际上就是个可调电容器，其原理简化图如下右图所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮的时候，改变两个铜片的正对面积从而改变其电容，当前收音机正在接收中山人民广播电台（调频96.7MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B．电磁波从真空进入水中，传播速度减小，波长变大 C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，会发生干涉，有些时候信号加强，有些时候信号减弱 D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则需要将上右图中的动片逆时针旋转 探究3 探究电视广播的发射和接收 【探究导入】 情境探究 每天晚上，家人围坐在电视机前观看新闻或节目，电视画面清晰、声音清楚。这些图像和声音并不是直接从电视台“飞”到家中，而是通过某种方式跨越遥远距离传送到电视机中。就像手机可以接收无线信号一样，电视机也能接收空中的信号，只是这些信号承载的是图像和声音信息。问题 1. 为什么摄像机拍摄的图像不能直接通过导线远距离传输？ 提示 摄像机将光信号转换为电信号后，若用导线传输，信号会因电阻、干扰和失真而逐渐衰减，尤其在长距离传输时损失严重，无法保证图像质量 2： 电视信号是如何实现远距离传播的？ 提示 为了减少损耗，将图像电信号加载到高频电磁波（载波）上，通过调制技术变为高频信号，再以电磁波形式发射出去，实现远距离无线传播 3： 不同的电视信号传播方式有什么区别？ 提示 地面无线电传输利用地面基站发射信号，适合局部覆盖；有线网络通过电缆传输，稳定性高；卫星传输利用通信卫星覆盖广阔区域，适合偏远地区。三者使用的电磁波频率和调制方式各不相同。 4： 接收到的电磁波如何还原成图像和声音？ 提示 接收天线捕获高频电磁波后，电视机对其进行解调，分离出图像和伴音信号。图像信号驱动显示屏还原画面，伴音信号经放大后通过扬声器播放声音 【探究归纳】 1. 电视广播信号是一种无线电信号。 2. 摄像机将景物的光信号转变为电信号。 3. 电信号需通过载波调制成高频信号才能有效远距离传播。 4. 高频电视信号的传播方式主要有地面无线电传输、有线网络传输和卫星传输。 5. 不同传播方式使用不同频率范围的电磁波，并采用不同的调制方式。 6. 接收端通过解调处理，将高频信号还原为电信号，再由显示设备转为图像，伴音信号经解调后送扬声器发声。 【例3】关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　） A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程 B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 【针对训练】 5.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 6．关于电视信号的接收原理，下列说法正确的是（　　） A．电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号 B．电视接收天线接收到电磁波，天线上并不产生感应电流 C．电视机接收到电磁波，通过显示器显示电视节目的伴音信号 D．电视机接收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号 【课堂自测·基础练】 1．（多选题）如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c） 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 2．（多选题）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．调幅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．调频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．调频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 3．（多选题）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 4．（多选题）黑匣子是分析飞机事故的重要装置。如图甲所示为搜索黑匣子的原理图，黑匣子以一定的频率自动发出信号，搜索人员利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号就能确定黑匣子的位置。若某时刻黑匣子中电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图乙所示。则下列关于LC电磁振荡电路的说法中正确的是（　　） A．该时刻电容器的电荷量正在增加 B．该时刻线圈的自感电动势正在减少 C．若减小发射端线圈的自感系数L，则发射电磁波的频率增大 D．若减小发射端线圈的自感系数L，为了更好的接收到黑匣子发出的电磁波信号，则可在接收端减小可调电容器两极板间的距离 5．（多选题）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 6．（多选题）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 7．（多选题）下列说法正确的是（　　） A．电磁波发射时需要用到调谐技术 B．真空中的光速在不同的惯性系中大小都相同是相对论时空观的基本假设之一 C．照相机镜头表面涂上增透膜是利用光的偏振原理 D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉原理 8．（多选题）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去．两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点—节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（　　） A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000Hz B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点附近 C．小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上 D．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 9．（多选题）2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大 B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失 C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号 D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同 10．（多选题）2021年6月中国电子信息产业发展研究院科研人员接受采访时表示我国“”和“”芯片的发展攻克了许多技术难题，有望在2022年实现量产，届时中国将打破海外的芯片垄断．其中“”、“”表示芯片内单个晶体管的栅极宽度，如图甲所示为芯片内单个晶体管的示意图，下列说法正确的是（　　） A．在形状相同的芯片内，“”工艺要比“”工艺集成的晶体管数量更少 B．一宽度大于的平行紫光照射宽度为的缝隙后，紫光的宽度变为 C．用相同材料制成的如图乙所示的方形导体，保持d不变，L减小，导体的电阻不变 D．波长为的电磁波，可以用于城市电视、广播等信号的无线远距离传输 11．（多选题）有一种多功能LED限速牌，如图所示，没有车通过的时候，它显示出该路段的限速值。当有车通过时，它显示出该车的车速，并根据该车是否超速给出提示，这是雷达在生活中的一种应用。下列说法正确的是（　　） A．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车的速度 B．该雷达至少要发送两次电磁脉冲才能知道车的速度 C．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车离雷达的距离 D．该雷达必须发送两次电磁脉冲才能知道车离雷达的距离 12．（多选题）图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（　　） A．FM97.5电磁波的波长约为 B．真空中的电磁波比的电磁波传播速度更快 C．FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变 D．为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容 【素养进阶·提升练】 1．（25-26高二上·全国·课后作业）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 2．（2025·江苏南京·模拟预测）某段时间内中继卫星向地球接收器发射了一种电磁波。当接收器的频率设置为f0时，接收到的能量最大，产生“电谐振”现象。则中继卫星发射的电磁波频率约为（　　） A．f0 B．2 f0 C． D． 3．（多选）（25-26高二上·全国·课后作业）关于移动电话，下列说法中正确的是（　　） A．随身携带的移动电话（手机）内，只有无线电接收装置，  没有无线电发射装置 B．随身携带的移动电话（手机）内，既有无线电接收装置，  又有无线电发射装置 C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话 D．移动电话发射的是声波和电磁波 4．（24-25高二下·广东·期中）空鹊桥二号作为一颗中继通信卫星，主要用于转发月面航天器与地球之间的通信，它首次任务是为嫦娥六号服务。嫦娥六号着陆点位于月球的背面，受到月球的遮挡，它无法直接与地球之间通信，因此需要鹊桥二号电磁波来转发。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．有些电磁波是横波，有些电磁波是纵波 B．月面航天器与地球之间的通信的电磁波属于电磁波谱中的无线电波 C．发射电磁波进行信号传递时，可以采用调频和调谐两种方式进行调制 D．电磁波能够传递信号，但是不能传播能量 5．（24-25高二下·江苏南京·期末）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 6．（多选）（25-26高三上·甘肃陇南·月考）如图所示为无线电波实际发射过程的示意图，如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像，关于这三种图像，下列说法中正确的是（　　） A．图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B．图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C．图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D．图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 7．（24-25高二下·山东枣庄·期中）2024年10月30日，神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩哲在中国空间站进行了第五次“太空会师”。航天员“太空会师”的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发形成的 B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 C．空间站附近有稀薄的空气，信号才可以传回地面，所以电磁波的传播需要介质 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3. 无线电波的发射和接收 【知识梳理】 1 一、 无线电波的发射 1 二、 无线电波的接收 1 三、 电视广播的发射和接收 2 【重难探究】 2 探究1 　探究无线电波的发射 2 探究2 探究无线电波的接收 4 探究3 探究电视广播的发射和接收 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 无线电波的发射 1．要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点： ①要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。 ②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路。 2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。 3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术。 调制包括： ①调幅（AM）：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方法。 ②调频（FM）：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方法。 知识点2 无线电波的接收 1．接收原理：电磁波在传播时遇到导体，会使导体中产生感应电流，导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。 2．电谐振：接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，相当于机械振动中的共振。 ①调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 ②解调：把声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波 知识点3 电视广播的发射和接收 1．电视广播信号的发射： （1）电视广播信号是一种无线电信号。 （2）电视广播信号的发射过程： ①通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号。 ②通过载波将信号调制成高频信号进行传播。 ③高频电视信号的主要传播方式：地面无线电传输、有线网络传输、卫星传输。 不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。 2．电视广播信号的接收： 电视接收端接收到高频电磁波信号后，经过解调处理，就可以将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器。 【重难探究】 探究1 　探究无线电波的发射 【探究导入】 手机通话、收听广播、观看无线电视节目，这些日常生活中常见的通信方式都依赖于无线电波的传递。我们虽然看不见、摸不着这些波，但它们正以极高的速度在空中传播，将声音、图像等信息从发射端传送到接收端。这背后的关键，是电磁波的有效发射与信号的搭载技术。 问题 1. 为什么普通的LC振荡电路不能有效发射电磁波？ 提示： 普通LC电路中，电场集中在电容器内部，磁场集中在线圈内部，能量被束缚在电路附近，难以向空间辐射。同时，其振荡频率通常较低，辐射能力弱。 2.将电容器极板拉开、减小正对面积，对电场和磁场的分布有什么影响？ 提示：拉开极板、减小正对面积会减弱电容器的储能集中性，使电场更多地扩展到外部空间，配合线圈结构的调整，磁场也随之分散，从而为电磁波的辐射创造条件。 3.开放电路为什么能更有效地辐射电磁波？ 提示： 开放电路使电场和磁场分布到更大的空间区域，增强了向周围空间辐射电磁能量的能力，且可工作在高频率下，因此能有效发射电磁波。 4.为什么要用高频电磁波作为载波来传递声音等信号？ 提示：高频电磁波辐射能力强，且在传播中不易衰减。将声音等低频信号“搭载”到高频载波上，才能实现远距离、高效传输。 5. 调幅和调频两种调制方式在原理上有何不同？ 提示：调幅是让载波的振幅随信号强弱变化，调频则是让载波的频率随信号强弱变化。两者都是通过改变载波的某一特征来携带信息，但调频抗干扰能力更强。 【探究归纳】 1. 要有效发射电磁波，振荡电路必须具有足够高的振荡频率。 2. 振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样的电路称为开放电路。 3. 开放电路可通过将电容器极板拉开、减小正对面积等方式实现，最终可简化为一条导线。 4. 实际发射中，线圈一端接地线，另一端接天线，以有效发射无线电波。 5. 用于携带信号的高频电磁波称为载波；使载波随信号变化的技术称为调制。 6. 调制方式包括调幅（AM）和调频（FM）：调幅是使载波振幅随信号变化，调频是使载波频率随信号变化。 【典例赏析】 [例1]　无线电波的发射和接收离不开天线。如图甲、乙、丙所示，LC振荡电路逐步成为开放电路，电场和磁场就可以分散到更大的空间，这样就形成了天线。手机作为常用的通讯工具同样也需要天线来接收和发射信号。早期的手机有长长的天线，现在逐渐内置到手机内部。实践中发现当天线的长度大约等于无线电波波长的时，收发电磁波的能力最好。曾经有手机将外壳的金属边框设计成天线，既提升收发信号效果，又节省了手机的内部空间。随着5G时代的来临，信号频率进一步提升，对天线设计的要求更加复杂。下列关于手机发射与接收无线电波的说法正确的是（　　） A．只有特定频率的无线电波才能在天线上产生振荡电流 B．与4G相比，5G使用的电磁波传播速度更大 C．手机信号的频率估计在10MHz左右 D．手机天线在发射信号时，天线上会有电荷出现，且周期性变化 【答案】D 【详解】A．手机对特定频率的无线电波产生的振荡电流最大，其他频率的产生的振动频率较小，A错误； B．电磁波的传播速度与光速相同，与电磁波的频率无关，B错误； C．手机金属边框长度几十厘米，因此无线电波长在几米数量级，根据 可知手机信号的频率估计在100MHz左右数量级，C错误； D．手机天线在发射信号时，天线上会形成LC振荡电路，因此会有电荷出现，且周期性变化，D正确。 故选D。 　【针对训练】 1某甲图是需要利用电磁波输送的低频信号，乙和丙图是经调制后发射的电磁波．则（　　） A．电台可直接发射图甲中的低频信号 B．图乙所示的电磁波是调频波 C．图丙所示的电磁波是调幅波 D．调谐电路通过电谐振接收所需电磁波 【答案】D 【详解】A．电台不能直接发射低频信号。因为低频信号的波长较长，天线尺寸过大，且发射效率低，所以需要将低频信号加载到高频电磁波上进行发射，故A错误； BC．调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，调频是通过改变频率来实现信号加载，故乙为调幅波，丙为调频波，故BC错误； D．调谐电路通过电谐振接收所需电磁波。当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时，发生电谐振，从而接收该频率的电磁波信号，故Ｄ正确。 故选D。 2．如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。电磁波发射端电路中的电磁振荡电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的电流正在减小 B．磁场能正向电场能转化 C．线圈产生的自感电动势正在减小 D．增加线圈匝数，可以提高电磁波的发射频率 【答案】C 【详解】AB．由图乙可知，电容器正在放电，则线圈中的电流正在增大，电场能正在向磁场能转化，故AB错误； C．电容器放电过程中，线圈中的电流增大得越来越慢，故线圈产生的自感电动势正在减小，故C正确； D．增加线圈匝数，则线圈的自感系数增大，根据可知，电磁波的发射频率减小，故D错误。 故选C。 探究2 探究无线电波的接收 【探究导入】 情境探究 每天早晨，许多同学会打开收音机收听新闻或音乐。收音机能够从空中众多无线信号中准确地选出某个电台的节目，并将其转化为清晰的声音。这一过程看似简单，实则依赖于电磁波的接收与处理技术。我们周围的空气中充满了来自不同电台的电磁波，收音机是如何从中“挑选”出特定频率的信号并还原成声音的呢？ 问题 1. 为什么收音机天线能接收到空中的电磁波？ 提示：电磁波在传播过程中遇到导体时，会在导体中激发出感应电流。收音机的天线是导体，因此可以接收空中的电磁波并产生相应的感应电流。 2.众多电台同时发射信号，收音机如何只选出我们想听的那一个？ 提示：为了从众多信号中选择特定电台，需要使接收电路对目标频率的电磁波响应最强。这可以通过调节电路的固有频率来实现 3.当接收电路的频率与某电磁波频率相同时，为什么感应电流会更强？ 提示：当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时，发生电谐振现象，此时电路中的振荡电流达到最大，类似于机械振动中的共振. 4.接收到的高频电流是否可以直接驱动扬声器发声？ 提示：接收到的电流是经过调制的高频电流，不能直接驱动扬声器，因为扬声器需要的是与声音对应的低频信号。 5.如何从高频电流中还原出原始的声音信号？ 提示： 必须将原始信号从高频电流中提取出来，这一过程称为解调，是调制的逆过程。调幅波的解调也称为检波，之后信号经放大才能在扬声器中重现声音。 【探究归纳】 1. 电磁波在传播中遇到导体时，会在导体中产生感应电流，因此可用天线接收电磁波。 2. 电谐振是指当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时，电路中振荡电流最强的现象。 3. 使接收电路产生电谐振的过程称为调谐。 4. 解调是将声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，是调制的逆过程。 调幅波的解调也叫检波，解调后的信号经放大可在扬声器或显示器中 [例2]晓君学习了“无线电波的发射和接收”一节后，发现有三个名词“调制”“调谐”“解调”经常混淆，为此他设计了一个方框图来明确它们的关系。下列设计中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】要将信号发射出去，首先要调制再传播，接收电路要经过接收、调谐，选出需要的信号，再经过解调将信号还原出来。 故选A。 【针对训练】 3“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”（蓝牙是利用电磁波来传递信息的），麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器就能传出老师的声音。下列说法正确的是（　　） A．“小蜜蜂”只能接收到来自麦克风的信号 B．“小蜜蜂”接收电磁波时，通过解调来使接收电路中出现电谐振现象 C．麦克风中只要有变化的电场，就一定能发出电磁波信号 D．麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领 【答案】D 【详解】A．因为蓝牙属于电磁波，周围空间存在其他电磁波信号，所以“小蜜蜂”不只接收到了来自麦克风的信号，故A错误； B．“小蜜蜂”接收电磁波时，需要接收电磁波的LC振荡电路的固有频率与电磁波的频率相同，从而发生电谐振现象，这个过程叫做调谐，故B错误； C．均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能产生电磁波信号，故C错误； D．电磁波的能量与频率有关，麦克风回路可通过增大发射电磁波的频率来提高发射电磁波的本领，故D正确。 故选D。 4．科技发展日新月异，一些曾经很流行的物件慢慢边缘化，如下左图是一个收音机（简笔画），可以用来收听广播电台节目。广播电台将电磁波发射出去，人们通过调节收音机上的调频旋钮来选择自己想要收听的电台。收音机内部有一个LC振荡电路，需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实际上就是个可调电容器，其原理简化图如下右图所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮的时候，改变两个铜片的正对面积从而改变其电容，当前收音机正在接收中山人民广播电台（调频96.7MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B．电磁波从真空进入水中，传播速度减小，波长变大 C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，会发生干涉，有些时候信号加强，有些时候信号减弱 D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则需要将上右图中的动片逆时针旋转 【答案】D 【详解】A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率不相同，故A错误； B．电磁波从真空进入水中，根据可知，传播速度减小，根据可知，波长变小，故B错误； C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，由于频率不同，则电磁波不会发生干涉，故C错误； D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则频率减小，根据可知，需增大电容，需要将上右图中的动片逆时针旋转即可，故D正确； 故选D。 探究3 探究电视广播的发射和接收 【探究导入】 情境探究 每天晚上，家人围坐在电视机前观看新闻或节目，电视画面清晰、声音清楚。这些图像和声音并不是直接从电视台“飞”到家中，而是通过某种方式跨越遥远距离传送到电视机中。就像手机可以接收无线信号一样，电视机也能接收空中的信号，只是这些信号承载的是图像和声音信息。问题 1. 为什么摄像机拍摄的图像不能直接通过导线远距离传输？ 提示 摄像机将光信号转换为电信号后，若用导线传输，信号会因电阻、干扰和失真而逐渐衰减，尤其在长距离传输时损失严重，无法保证图像质量 2： 电视信号是如何实现远距离传播的？ 提示 为了减少损耗，将图像电信号加载到高频电磁波（载波）上，通过调制技术变为高频信号，再以电磁波形式发射出去，实现远距离无线传播 3： 不同的电视信号传播方式有什么区别？ 提示 地面无线电传输利用地面基站发射信号，适合局部覆盖；有线网络通过电缆传输，稳定性高；卫星传输利用通信卫星覆盖广阔区域，适合偏远地区。三者使用的电磁波频率和调制方式各不相同。 4： 接收到的电磁波如何还原成图像和声音？ 提示 接收天线捕获高频电磁波后，电视机对其进行解调，分离出图像和伴音信号。图像信号驱动显示屏还原画面，伴音信号经放大后通过扬声器播放声音 【探究归纳】 1. 电视广播信号是一种无线电信号。 2. 摄像机将景物的光信号转变为电信号。 3. 电信号需通过载波调制成高频信号才能有效远距离传播。 4. 高频电视信号的传播方式主要有地面无线电传输、有线网络传输和卫星传输。 5. 不同传播方式使用不同频率范围的电磁波，并采用不同的调制方式。 6. 接收端通过解调处理，将高频信号还原为电信号，再由显示设备转为图像，伴音信号经解调后送扬声器发声。 【例3】关于高频电视信号的发射和接收，下列说法中不正确的是（　　） A．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程 B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 【答案】D 【详解】A．电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频信号中取出来，否则就不能显示，故A不符题意； B．一般的音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波，故B不符题意； C．电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似，当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，故C不符题意； D．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须采用开放电路和高频发射，故D符合题意； 故选D。 【针对训练】 5.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。 6．关于电视信号的接收原理，下列说法正确的是（　　） A．电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号 B．电视接收天线接收到电磁波，天线上并不产生感应电流 C．电视机接收到电磁波，通过显示器显示电视节目的伴音信号 D．电视机接收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号 【答案】A 【详解】A．电视信号中有图像信号和伴音信号，因此电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号，A正确； B．电视接收天线接收到电磁波，在天线上引起电磁感应，从而在天线上产生感应电流，B错误； C．电视机接收到电磁波，然后经过解调还原出电视信号，通过显示器显示电视节目的图像信号和伴音信号，C错误； D．电视机接收到电磁波，经过电谐振选出需要的电视信号，然后经过解调还原出电视信号中的伴音信号，再经过功率放大器，后经扬声器得到电视节目的伴音信号，D错误。 故选A。 【课堂自测·基础练】 1．（多选题）如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c） 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 【详解】A．L1中的电流应为完整的波形，（a）图是完整的高频调幅电流，所以i1是L1中的电流图像，故A正确； BC．L2中的波形在二极管的作用下为单向，则只有L1中的一半，（b）图是经二极管半波整流后的电流，所以i2是L2中的电流图像，故B错误，C正确； D．流过耳机的电流为经C2的高频分流后的载波信号，故（c）图是通过耳机的低频电流，所以i3是流过耳机的电流图像，故D正确。 故选ACD。 2．（多选题）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．调幅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．调频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．调频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 【答案】ABC 【详解】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，故A正确； B．如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅，故B正确； C．如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频，故C正确； D．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D错误。 故选ABC。 3．（多选题）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。 4．（多选题）黑匣子是分析飞机事故的重要装置。如图甲所示为搜索黑匣子的原理图，黑匣子以一定的频率自动发出信号，搜索人员利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号就能确定黑匣子的位置。若某时刻黑匣子中电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图乙所示。则下列关于LC电磁振荡电路的说法中正确的是（　　） A．该时刻电容器的电荷量正在增加 B．该时刻线圈的自感电动势正在减少 C．若减小发射端线圈的自感系数L，则发射电磁波的频率增大 D．若减小发射端线圈的自感系数L，为了更好的接收到黑匣子发出的电磁波信号，则可在接收端减小可调电容器两极板间的距离 【答案】AC 【详解】AB．由图示磁场及安培定则可知，电路电流沿逆时针方向，电容器下板带正电，上板带负电，电容器正处在充电状态，电荷量正在增加，自感电动势正在增加，故A正确，B错误； C．若减小发射端线圈的自感系数L，由则发射的电磁波频率变大，故C正确； D．若减小发射端线圈的自感系数L，则发射的电磁波频率变大，为了更好的接收到黑匣子发出的电磁波信号，接收端频率变大，可调电容器使电容减小，由可知应增大可调电容器两极板间的距离，故D错误。 故选AC。 5．（多选题）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 【答案】AC 【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AC。 6．（多选题）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。 7．（多选题）下列说法正确的是（　　） A．电磁波发射时需要用到调谐技术 B．真空中的光速在不同的惯性系中大小都相同是相对论时空观的基本假设之一 C．照相机镜头表面涂上增透膜是利用光的偏振原理 D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉原理 【答案】BD 【详解】A．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故A错误； B．爱因斯坦对狭义相对论的最基本假设是：在不同的惯性参考系中，真空中光速都是不变的，故B正确； C．照相机增透膜，利用膜的内外表面反射光，相同的频率，相互叠加，从而增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故C错误； D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象。故D正确。 故选BD。 8．（多选题）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去．两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点—节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（　　） A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000Hz B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点附近 C．小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上 D．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 【答案】ACE 【详解】A．根据频率、波速、波长的关系有 故A正确； B．PQ看作两个波源，波源的振动步调相反，M点与两波源的波程差为2.5cm，即2.5个波长，则该点为加强点，小水珠不能悬浮在点附近，故B错误； C．根据小水珠受力可知，小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上，故C正确； D．质点只能沿y轴方向运动，不会随波传播方向迁移，故D错误； E．拔出铁芯，自感线圈的自感系数L减小，LC振荡电路的周期减小，频率变大，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故E正确。 故选ACE。 9．（多选题）2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大 B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失 C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号 D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同 【答案】BD 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度是光速，与频率，能量无关，故A错误； B．一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，故B正确； C．电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，电磁波既能传递声音信号，又能传递图像信号，故C错误； D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同，故D正确。 故选BD。 10．（多选题）2021年6月中国电子信息产业发展研究院科研人员接受采访时表示我国“”和“”芯片的发展攻克了许多技术难题，有望在2022年实现量产，届时中国将打破海外的芯片垄断．其中“”、“”表示芯片内单个晶体管的栅极宽度，如图甲所示为芯片内单个晶体管的示意图，下列说法正确的是（　　） A．在形状相同的芯片内，“”工艺要比“”工艺集成的晶体管数量更少 B．一宽度大于的平行紫光照射宽度为的缝隙后，紫光的宽度变为 C．用相同材料制成的如图乙所示的方形导体，保持d不变，L减小，导体的电阻不变 D．波长为的电磁波，可以用于城市电视、广播等信号的无线远距离传输 【答案】AC 【详解】A．由题意可知，由于“”、“”表示芯片内单个晶体管的栅极宽度，所以在形状相同的芯片内，“”工艺要比“”工艺集成的晶体管数量更少，A正确； B．一宽度大于的平行紫光照射宽度为的缝隙后，由于发生衍射现象，故紫光的宽度大于，B错误； C．根据电阻定律可知 故保持d不变，L减小，导体的电阻不变，C正确； D．根据电视、广播等信号传播，可知波长为的电磁波，不可以用于城市电视、广播等信号的无线远距离传输，D错误。 故选AC。 11．（多选题）有一种多功能LED限速牌，如图所示，没有车通过的时候，它显示出该路段的限速值。当有车通过时，它显示出该车的车速，并根据该车是否超速给出提示，这是雷达在生活中的一种应用。下列说法正确的是（　　） A．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车的速度 B．该雷达至少要发送两次电磁脉冲才能知道车的速度 C．该雷达只需发送一次电磁脉冲就能知道车离雷达的距离 D．该雷达必须发送两次电磁脉冲才能知道车离雷达的距离 【答案】BC 【详解】CD．电磁脉冲测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的电磁脉冲，电磁脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收，假设目标距离为L，电磁脉冲往返的时间间隔为t，光速为c，则测距公式为，故C正确，D错误； AB．电磁脉冲测速是基于测距原理实现，即以一定时间间隔连续测量目标距离，用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值，故该雷达至少要发送两次电磁脉冲才能知道车的速度，故A错误，B正确； 故选BC。 12．（多选题）图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（　　） A．FM97.5电磁波的波长约为 B．真空中的电磁波比的电磁波传播速度更快 C．FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变 D．为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容 【答案】AC 【详解】A．根据波速公式得 A正确； B．真空中的电磁波与的电磁波传播速度一样，均是光速。B错误； C．FM97.5在信号调制的过程中，载波的频率变化，振幅不变。C正确； D．信号频率增大，根据振荡电路频率公式 可知，需要减小接收模块的电容。D错误。 故选AC。 【素养进阶·提升练】 1．（25-26高二上·全国·课后作业）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。 2．（2025·江苏南京·模拟预测）某段时间内中继卫星向地球接收器发射了一种电磁波。当接收器的频率设置为f0时，接收到的能量最大，产生“电谐振”现象。则中继卫星发射的电磁波频率约为（　　） A．f0 B．2 f0 C． D． 【答案】A 【详解】A．当接收器的固有频率与电磁波频率相同时发生电谐振，此时接收器频率设为f0，故卫星发射的电磁波频率为f0。故选A。 3．（多选）（25-26高二上·全国·课后作业）关于移动电话，下列说法中正确的是（　　） A．随身携带的移动电话（手机）内，只有无线电接收装置，  没有无线电发射装置 B．随身携带的移动电话（手机）内，既有无线电接收装置，  又有无线电发射装置 C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话 D．移动电话发射的是声波和电磁波 【答案】BC 【详解】AB．移动电话内既有无线电接收装置，又有无线电发射装置，故A错误，B正确； C．由于移动电话发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话，故C正确； D．移动电话发射的是电磁波，不是声波，故D错误。故选BC。 4．（24-25高二下·广东·期中）空鹊桥二号作为一颗中继通信卫星，主要用于转发月面航天器与地球之间的通信，它首次任务是为嫦娥六号服务。嫦娥六号着陆点位于月球的背面，受到月球的遮挡，它无法直接与地球之间通信，因此需要鹊桥二号电磁波来转发。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．有些电磁波是横波，有些电磁波是纵波 B．月面航天器与地球之间的通信的电磁波属于电磁波谱中的无线电波 C．发射电磁波进行信号传递时，可以采用调频和调谐两种方式进行调制 D．电磁波能够传递信号，但是不能传播能量 【答案】B 【详解】A．电磁波的传播方向和振动方向垂直，所以电磁波是横波，故A错误； B．无线电波常用于通信等领域，月面航天器与地球之间的通信的电磁波属于电磁波谱中的无线电波，故B正确； C．发射电磁波进行信号传递时，调制方式有调频和调幅等多种方式，故C错误； D．电磁波既能传递信号，也能传播能量，故D错误。故选B。 5．（24-25高二下·江苏南京·期末）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。 6．（多选）（25-26高三上·甘肃陇南·月考）如图所示为无线电波实际发射过程的示意图，如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像，关于这三种图像，下列说法中正确的是（　　） A．图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B．图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C．图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D．图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 【答案】ABC 【详解】A．由图甲可知，振荡电流周期很小，则图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流，故A正确； B．由图乙可知，振荡电流周期较大，则图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号，故B正确； CD．由图丙可知，高频电磁波的振幅发生变化，高频电磁波的周期不变，则频率不变，故C正确，D错误。故选ABC。 7．（24-25高二下·山东枣庄·期中）2024年10月30日，神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩哲在中国空间站进行了第五次“太空会师”。航天员“太空会师”的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发形成的 B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 C．空间站附近有稀薄的空气，信号才可以传回地面，所以电磁波的传播需要介质 D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 【答案】A 【详解】A．电磁波的产生机理就是周期性变化的电场和磁场相互激发，在空间传播，故A正确； B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，空间站信号传回地面是因为电磁波能在真空中传播，故C错误； D．电磁波在真空中传播速度是光速（约），声波传播需要介质，在空气中速度约，二者传播速度不同，画面与声音同步是因为信号处理等技术，并非传播速度相同，故D错误。故选A。 1 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $