高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收测试题，共10页。试卷主要包含了3 无线电波的发射与接收，4cm，5cm，即2等内容，欢迎下载使用。
一、刷基础
1．2023年8月，华为隆重推出可直接拨打卫星电话的Mate60手机，强力回击了美国封锁中国高端芯片的企图。Mate60手机信号上传到卫星接收器的速度约为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】Mate60手机信号是以电磁波上传到卫星接收器，速度接近是光速，故选C。
2．2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，将3名航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮送入中国空间站。在空间站，航天员与地面通信采用的是（ ）
A．超声波B．无线电波C．有线通信D．声波
【答案】B
【详解】AD．超声波、声波传播时需要介质，空间站真空，超声波、声波无法传播，故AD错误；
B．电磁波可以在真空中传播，并携带信息，可用于航天员与地面通信，故B正确；
C．地面和太空距离很远，航天员不可能通过有线通信与地面通信，故C错误。
故选B。
3．天宫二号实现了太空课堂，让我们实时观察到了失重环境下许多奇妙的物理现象，实现了天地互动环节，是因为电磁波在空中传播，下列关于电磁波的理解正确的是（ ）
A．电磁波在任何介质中传播速度都是相同的
B．电磁波和机械波一样，都依靠介质传播振动形式和能量
C．太空中传送至地面的无线电波是横波，其传播方向与电场强度方向和磁感应强度方向都垂直
D．电磁波与机械波一样可以发生反射、折射等现象，但不会产生偏振现象
【答案】C
【详解】A．电磁波在同种介质中传播速度都是相同的，不同介质中传播速度不同，选项A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，选项B错误；
C．太空中传送至地面的无线电波是横波，其传播方向与电场强度方向和磁感应强度方向都垂直，选项C正确；
D．电磁波与机械波一样可以发生反射、折射等现象，但电磁波会产生偏振现象，选项D错误。
故选C。
4．为了使需要传递的声音、图像等信息载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行（ ）
A．调谐B．压缩C．调制D．检波
【答案】C
【详解】为了使需要传递的声音、图像等信息载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行调制，从而使电磁波随着待传递的信号改变。
故选C。
5．“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”（蓝牙属于电磁波），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也能工作。下列说法正确的是（ ）
A．“小蜜蜂”直接接收到了来自麦克风的声波信号
B．为了将信号发射出去，先要进行解调
C．“小蜜蜂”接收电磁波时，要使接收电路中出现电谐振现象，称为调谐
D．载波频率越高，经调制后发射出来的电磁波传播的越快
【答案】C
【详解】A．无线麦克风含有一个无线电发射装置，可以把声音信号转化成电磁波信号，再发射出去，故A错误；
B．为了将信号发射出去，需要把声音信号加到高频电磁波中，这个过程叫调制，故B错误；
C．“小蜜蜂”接收电磁波时，需要使接收电磁波的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，这个过程叫调谐，故C正确；
D．真空中任何频率电磁波的速度都等于光速，故D错误；
故选C。
6．移动通信诞生于19世纪末，20世纪中叶以后，个人移动电话逐渐普及，下列关于移动电话功能的判别正确的是（ ）
A．移动电话是通过发射和接收电磁波来实现无线通信的
B．移动电话是通过发射和接收机械波来实现无线通信的
C．移动电话是一只“千里耳”，可以听到很远传来的微弱声音
D．移动电话是一只“千里眼”，可以接收到很远传来的红外线
【答案】A
【详解】移动电话也叫无线电话，既是无线电发射台又是无线电接收台，两部移动电话间通过基地台转接，靠电磁波传递声音信号，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．北京时间2023年12月15日，我国成功发射了“遥感四十一号”卫星。该星主要用于国土普查、农作物估产、环境治理、气象预警预报和综合防灾减灾等领域，可为国民经济建设提供信息服务。该卫星向地面传递信息采用的是（ ）
A．声波B．超声波C．电磁波D．同轴电缆
【答案】C
【详解】卫星利用电磁波向地面传递信息。
故选C。
8．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（ ）
A．是蓝光
B．波长比手机通信的电磁波短
C．在真空中的传播速度大小为
D．在真空中的传播速度比手机通信的电磁波速度小
【答案】B
【详解】A．蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是光信号。故A错误；
B．蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，波长短。故B正确；
C．电磁波在真空中的传播速度约为。故C错误；
D．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。故D错误。
故选B。
9．近年来，人们大量使用第五代移动通信技术（简称5G）智能手机，它既能实现好的通话信号，还能随时且快速无线上网，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在空气中的传播速度是B．手机无线上网是利用电磁波传输信息的
C．手机无线上网是利用声波传输信息的D．电磁波不能在真空中传播
【答案】B
【详解】A．电磁波在空气中的传播速度接近光速c，即接近，故A错误；
BC．手机无线上网是利用电磁波传输信息的，不是声波，故B正确，C错误；
D．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故D错误。
故选B。
二、刷提升
10．（多选）国产新能源汽车安装了“防撞预警安全系统”。如图所示，新能源汽车配备的雷达会发射毫米级电磁波（简称“毫米波”），并对前车反射的毫米波进行处理。下列关于毫米波和防撞系统的说法正确的是（ ）
A．毫米波是横波B．毫米波不能在真空中传播
C．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象D．该系统运用了多普勒效应
【答案】AD
【详解】A．雷达发射的毫米级电磁波是横波，A正确；
B．毫米波作为电磁波，能在真空中传播，B错误；
C．毫米波由于波长较短，遇到前车时，不会发生明显衍射现象，C错误；
D．设备对前车反射的毫米波进行处理，比较频率发生变化的情况，运用了多普勒效应，D正确。
故选AD。
11．（多选）关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波可以传递信息
B．声波不能传递信息
C．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度不相同
【答案】ACD
【详解】AB．电磁波可以传递能量和信息，声波也可以传递能量和信息，A正确，B错误；
C．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，C正确；
D．太阳光中的可见光属于电磁波，医院“B超”中的超声波是声波，两者的传播速度不相同，D正确。
故选ACD。
12．（多选）电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（ ）
A．图甲中经过调制后的电磁波的波长不变
B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究
C．图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点
D．图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
【答案】AB
【详解】A．图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确；
B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确；
C．红外线夜视仪利用红外遥感技术，C错误；
D．机通过X射线拍摄人体组织，D错误。
故选AB。
13．（多选）2022年8月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳hα波段光谱扫描成像，这相当于给太阳低层大气做了“CT”扫描。“羲和号”获得信息传输到地面，进入大气层时通信信息载体的（ ）
A．传播速度约为B．传播速度约为340m/s
C．频率不变D．频率变小
【答案】AC
【详解】AB．信息载体为电磁波，电磁波的传播速度约为，A正确，B错误；
CD．光在传播过程中频率保持不变，C正确，D错误。
故选AC。
14．（多选）2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法不正确的是（ ）
A．电磁波是横波，声波是纵波
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
【答案】BCD
【详解】A．电磁波的传播和振动垂直是横波，声波的振动和传播平行则是纵波，故A正确；
B．电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．航天员讲话时画面能与声音同步，那是因为画面与声音都同时转换成电信号，通过电磁波传回到地面接收器再转换成画面和声音的原因，电磁波的速度为光速，声波的传播速度为340m/s，两者差距很大，故D错误。
本题选错误项，故选BCD。
三、刷素养
15．（多选）下列电磁相关知识的说法中正确的是（ ）
A．图中的电容式话筒是利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作
B．传递声音图像等信息时，需要将其搭载在高频载波上发射出去，这一过程叫调谐
C．红外线具有较高能量，足以破坏细胞核中的物质，因此可以利用红外线灭菌消毒
D．干簧管可以感知磁场的存在，两簧片会因磁化而接通，因此常被用作磁控开关
【答案】AD
【详解】A.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号。所以电容式话筒是利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作，故A正确；
B.传递声音图像等信息时，需要将其搭载在高频载波上发射出去，这一过程叫调制，故B错误；
C.紫外线具有较高能量，足以破坏细胞核中的物质，因此可以利用紫外线灭菌消毒，故C错误；
D.干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当线圈通电后，管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路。线圈断电后，干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断。因此干簧管常被用作磁控开关，故D正确。
故选AD。
16．（多选）2022年3月8日，航天员王亚平从空间站送来的“圆际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地，关于电磁波和电磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，但证实电磁波的存在的是赫兹
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即停止传播
D．LC振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越强
【答案】AD
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A正确；
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围不一定产生变化的电场，如均匀变化的磁场，产生恒定的电场，B错误；
C．发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波不会立即消失，还会在空间继续传播，一直到能量消耗殆尽，C错误；
D．LC振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越强，D正确。
故选AD。
17．（多选）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。
18．（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500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围．
a．设直径为100 m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100 m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．
【答案】（1）a． b．（2）a． b．
【详解】（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷
根据库仑定律检验电荷受到的电场力
根据电场强度的定义
得
b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少，
故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比

（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积．
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则
可得L=5L0
则
故本题答案是：（1）a ; b.
（2）a ; b.
点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题．