无线电波的发射接收和传播含同步练习含答案.docx

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无线电波的发射接收和传播含同步练习含答案

无线电波的发射、接收和传播含同步练习（含答案）

教学目标

　　1、了解无线电波的波长范围。

　　2、了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。

　　3、了解调谐、检波及无线电波的接收的基本原理。

教材分析

本节知识主要分为下面两个方面：

一、知道无线电波的发射和接收的过程。

内容包括：

　　1、具有什么特点的电磁振荡有利于向外发射电磁波。

开放电路。

　　2、什么是调制和为什么要调制。

　　3、接收无线电波的原理。

电谐振。

　　4、什么是调谐和检波。

二、知道无线电波的几种传播方式。

　　无线电波传送的三种主要方式：

天波、地波和直线传播，以及各自的主要特点和适应的波段。

教法建议

　　1、无线电波的应用对生产、科技日常生活的影响越来越大，可结合简单易做的无线电实验来介绍和讲解这部分内容。

　　2、关于无线电波的教学可结合初中的有关知识进行，注意让学生从整体上了解向外发射的无线电波为什么要进行调制，接收无线电波时为什么要调谐、检波等。

教学过程

一、学生有效的阅读配合CAI课件演示进行学习：

（一）介绍无线电波的波段的划分：

　　通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：

（二）无线电波的发射

　　在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，例如，广播、电视要利用电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波……那么，学习了前面几节的电磁学内容，我们知道了电磁波是怎样产生的以及电磁波的性质。

那么怎样利用电磁波来传递各种信号呢？

下面我们便来学习无线电波的发射。

1、阅读课文（P76）回答下列问题（学生通过复习电磁波一节的内容可以得到正确答案）：

问题1：

有效的向外发射电磁波的条件是什么？

（1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，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，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。

问题2：

采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？

　　改造

振荡电路——由闭合电路成开放电路

2、教师总结：

无线电波的发射装置是：

　　天线、地线、开放电路构成的基本发射装置与振荡器电路耦合构成了实际应用的发射无线电波的装置。

3、在利用无线电波传递信号时，需要通过调制过程，使得电磁波随着信号而改变，如图所示过程，分为调幅和调频。

讲解时分步绘制。

调幅：

使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。

调频：

使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。

电磁波发射全过程示意图

（三）无线电波的接收

1、阅读课文回答下面的问题：

问题3：

发射的无线电波如何被接收到呢？

答案：

电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。

因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。

问题4：

如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？

答案：

当接收电路的固有频率跟接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。

这就是谐振。

2、这样我们便可以接收无线电波了，右图是收音机内接收无线电波的调谐装置：

通过改变可变电容的电容大小改变调谐电路的固有频率，进而使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。

3、用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，要直接感受到所需要的信号，还需要检波。

（分步绘制）

教师讲解：

检波是调制的逆过程，因此也叫做解调。

检波以后信号再经过放大、重现，我们就可以听到和看到了。

比喻：

调制相当于装货物；解调（检波）相当于卸货

例题分析：

例1、无线广播的中波段波长的范围是187m～560m，为了避免临近电台的干扰，两个电台的频率范围至少相差

Hz，则在此波段中最多容纳的电台数约为多少？

分析：

这是一道实例题，运用中波段波长范围，得到中波段频率范围，进而得到此波段中最多容纳的电台数。

解：

，

　　根据

可以得到：

，

，

　　中波段频率范围是：

。

　　这样此波段中能容纳的电台数为：

例2、一个LC振荡电路能与波长为

的电磁波发生谐振，为了使它能与波长为3

的电磁波发生谐振，保持电容不变，线圈的自感系数应是原来的（  ）。

　　A、9倍　　B、

倍　　C、

倍　　D、

倍

分析与解：

由于电磁波谐振条件是频率（周期）相同，即

中LC相同即可。

　　而电磁波频率可通过光速

算出：

，

　　若波长变为3

，则：

　　由于电容：

，

　　则：

。

　　答案：

A。

例3、　如图是LC振荡电路中产生的振荡电流，该电路中电感为

H。

求振荡电路在真空中激发的电磁波波长及振荡电路中电容器的电容。

　　根据：

　　得：

电容

　　而由光速解得：

人教版高中物理选修2-1第五章

第二节无线电波的发射、接收和传播同步测试

一、单选题（共8题；共16分）

1.红外线的主要作用是热作用，这是因为（　　）

A. 红外线波长较大，容易绕过障碍物到达被照物    

B. 红外线波长较小，容易穿透障碍物到达被照物

C. 红外线的频率与固体分子的固有频率更接近        

D. 一切物体都在辐射红外线

2.以下说法中正确的是（　　）

A. 无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线的波长逐渐减小

B. 折射率越大，介质对光的偏折本领越大

C. 海市蜃楼产生是因为光的衍射现象

D. 相机镜头上的增透膜利用的是光的偏振现象，增加了透射光的能量，让成像更清晰

3.在日常生活中，摄像机、电视机是常见的电子产品，对它们的认识，下列说法不正确的是（　　）

A. 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置

B. 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置

C. 摄像机在1秒内传送25帧图象

D. 电视机接收的画面是连续的

4.电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　）

A. 电磁波不能产生衍射现象

B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度

D. 光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同

5.已知真空中的电磁波波速是3×108m/s。

在真空中波长是5m的无线电波，它的频率是（   ）

A. 6×107Hz                        

B. 1.5×109Hz                        

C. 8×108Hz                        

D. 1.7×108Hz

6.卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号．卫星发送的是（　　）

A. 声波                                 

B. 电磁波                                 

C. 次声波                                 

D. 机械波

7.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（   ）

A. 减小                                 

B. 增大                                 

C. 不变                                 

D. 以上都不对

8.关于电磁辐射，以下说法中正确的是（   ）

A. 电子设备不论是否使用，都向外辐射电磁波

B. 长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大的伤害

C. 电磁辐射对电器设备的影响不大

D. 由于电磁辐射会影响人的健康，因此人们不应使用微波炉、电磁炉等家用电器

二、多选题（共3题；共9分）

9.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是（　　）

A. 增大电容器两极板间的距离                                

B. 减小电容器两极板间的距离

C. 减小电容器两极板的正对面积                             

D. 在电容器两极板间加入电介质

10.关于电磁波的接收，下列说法正确的是（　　）

A. 当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流

B. 当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流

C. 由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了

D. 由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音

11.对红外线的作用及来源正确的叙述有（   ）

A. 一切物体都在不停地辐射红外线                         

B. 红外线有很强的荧光效应

C. 红外线最显著的作用是热作用                             

D. 红外线容易穿过云雾、烟尘

三、填空题（共4题；共13分）

12.下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的答案填写在运用这些现象的医疗器械后面的空格上．

①X光机________．

②紫外线灯________．

③理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．

13.某电磁波相邻两波峰之间的距离为5m，则他的波长为________m，频率为________Hz，合________KHz=________MHz．在电磁波谱中，它是________。

14.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一预言．电磁波按照波长由长到短排列依次是：

无线电波、红外线、可见光、紫外线、________、γ射线．南京调频音乐电台的播放频率是105.8MHz，已知电磁波的传播速度为3.0×108m/s，则该电台信号的波长是________m．

15.电磁波用于超远程通信的波段名称是________，用于无线电广播和电报的波段名称是________，用于电视和宇航通讯的波段名称是________

四、综合题（共2题；共20分）

16.有波长分别为290m、397m、566m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时．

（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？

（2）如果想接收到波长为290m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？

17.在真空中传播的波长为15m的电磁波，进入某一介质中传播时，若传播速度变为2×108m/s，求：

（1）该电磁波的频率是多少赫兹？

（2）该电磁波在此介质中的波长是多少？

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】因红外线的频率最接近固体分子的固有频率，更容易引起固体分子的共振，故红外线有热效应，故C正确，ABD错误．故选：

C

【分析】红外线的频率最接近固体分子的固有频率，更容易引起固体分子的共振．

2.【答案】B

【解析】【解答】A、红外线的波长大于可见光的波长；故A错误；B、折射率反映介质对光偏折本领的大小；折射率越大，介质对光的偏折本领越大；故B正确；

C、海市蜃楼产生是因为光的折射现象形成的；故C错误；

D、相机镜头上的增透膜利用的是光的干涉原理制成的；故D错误；

故选：

B．

【分析】解答本题应掌握：

光谱中波长的分布规律；光的折射现象及应用；明确增透膜利用了光的干涉原理制成的．

3.【答案】D

【解析】【解答】由题意可知，摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置，摄像机在1秒内传送25帧图象；电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置，电视机接收的画面是不连续的，一帧一帧的．故ABC正确，D错误；本题选择错误的，故选：

D．

【分析】摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置；电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置．

4.【答案】C

【解析】【解答】AB、电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视，故A不正确B，错误；C、由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故C正确；

D、根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小相等，故D错误．

故选：

C．

【分析】电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视；利用多普勒效应和光速不变原理判断CD选项．

5.【答案】A

【解析】【分析】由

，A对；

【点评】难度较小，熟记波长与频率的关系式。

6.【答案】B

【解析】【解答】根据电磁波传播速度大，且在能真空中传播，等特点，卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号（加载在电磁波上），故B正确，ACD错误；

故选：

B．

【分析】卫星定位系统中，依靠电磁波来传递与接收信息，从而进行定位．

7.【答案】C

【解析】【分析】同种介质中各种频率的电磁波速度不相等，而在真空中和空气中各种频率的电磁波传播速度相同，根据c=λf知，f越低，λ越长．由c=λf知：

电磁波频率越高，波长越小。

故答案选C。

【点评】电磁波会由于产生机理不同具有不同的频率，所以的电磁波在没有介质的情况下传播速度是相同的即电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；属于基础题，应熟练掌握。

8.【答案】B

【解析】【分析】长期、过量的电磁辐射会对人体产生较大的伤害，B对；D错；电磁辐射对一些电器设备的危害是相当大的，C错；电子设备只有在产生电磁波的时候才有可能向外辐射电磁波，A错。

【点评】难度较小，理解电磁辐射机理，了解产生的条件。

二、多选题

9.【答案】B,D

【解析】【解答】由

可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率f；由

可知，要减小f，就必须增大平行板电容器的电容C或电感L；由

可知，要增大C，就必须减小电容器两极板间的距离或在电容器两极板间加入电介质，故选答案BD

【分析】对振荡电路产生的电磁波的频率公式为：

=

和电磁波波速与波长关系为：

c=

的理解．

10.【答案】A,D

【解析】【解答】当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波（也就是调制的逆过程）、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D．

【分析】理解电磁波的接收过程根据电磁波的接收过程进行解答。

11.【答案】A,C,D

【解析】【解答】一切物体都在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体的红外辐射本领大，A正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线的显著的作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．

【分析】掌握电磁波谱中各种波的产生机理，根据相关知识回答问题。

三、填空题

12.【答案】用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线；是用来杀菌消毒的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用，而非荧光作用；红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快

【解析】【解答】

（1）X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透能力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线．

（2）紫外线灯主要是用来杀菌消毒的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用，而非荧光作用．（3）“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快．

【分析】X射线有很强的穿透能力|紫外线具有杀菌消毒作用|红外线具有显著的热作用

13.【答案】5；6×107；6×104；60；无线电

【解析】【解答】已知相邻两波峰之间的距离为5m，可得波长为λ=5m频率：

由c=λf得f=

=6×107Hz；则f=6×107Hz=6×104kHz=60MHz．

由图可知，它属于无线电波．

【分析】波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离，根据c=λf，可求得频率，1MHz=1000KHz=1000000Hz，依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：

无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，χ射线，γ射线．

14.【答案】X射线；2.8

【解析】【解答】按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、紫外线和γ射线．

由v=λf可知，λ=

=

=2.8m；

故答案为：

X射线，2.8．

【分析】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．

15.【答案】长波；中波；微波

【解析】【解答】长波主要靠沿着地球表面的地波传播，其传播损耗小，绕射能力强，用于超远程通信．无线电广播和电报利用中波传播．中波传播的途径主要是靠地波，只有一小部分以天波形式传播．以地波形式传播的中波传播不远（约二三百公里）．于是白天难以收到远处的中波电台．到了夜间，中波可以通过天波途径，传送到较远的地方．于是夜间收到的中波电台就多了．由于微波频率很高，所以在不大的相对带宽下，其可用的频带很宽，这意味着微波的信息容量大，所以电视和宇航通讯都是工作在微波波段．

【分析】长波（包括超长波）是指频率为300kHz以下的无线电波；中波是指频率为300kHz～3MHz的无线电波；短波是指频率为3MHz～30MHz的无线电波．长波用途：

超远程通信；中波用途：

无线电广播和电报；微波的用途：

微波炉，电视、宇航通信等等．

四、综合题

16.【答案】

（1）根据公式

，设波长分别为290m、397m、566m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有

Hz≈1034kHz

Hz≈756kHz

Hz≈530kHz

所以波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强

（2）要接收波长为290m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些．

【解析】【分析】电磁波在真空中的传播速度及相关简单运算。

17.【答案】

（1）解：

电磁波的频率f= 

Hz=2x107Hz．

答：

该电磁波的频率是2×107Hz．

（2）电磁波在介质中的波长 

=10m．

答：

该电磁波在此介质中的波长是10m．

【解析】【分析】根据电磁波在真空中的波长和波速求出电磁波的频率，电磁波从真空进入介质，频率不变，根据电磁波在介质中的速度和波速求出电磁波在介质中的波长．