最新届高三物理专项基础训练第73练电磁振荡电磁波的发射和接收电磁波谱资料

电磁波的发射、传播和接收电磁波谱(建议用时：40分钟)题组一电磁波的发射、传播与接收1．(多选)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．减小电容器两极板正对面积D．在电容器两极板间加入电介质BD[由v＝λf，f＝12πLC ，可知：λ＝vf＝v·2πLC即λ2与C成正比，又C＝εS4πkd，故BD正确。

]2．(多选)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AD[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，只不过频率跟接收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。

]3．一台无线电接收机，当接收频率为535 kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容是360 pF。

如果调谐回路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐回路里电容器的电容应改变为( )A．40 pF B．120 pFC．1 080 pF D．3 240 pFA[由f＝12πLC，得：f1＝535×103 Hz＝12πL×360×10－12①f2＝1 605×103 Hz＝12πL×C②由①②得C＝40×10－12 F＝40 pF。

]4．(多选)关于电磁波的传播，下列说法正确的是( )A．真空中传播速度都等于光速B．波长较长的波绕过障碍物的能力更强C．波长较长的波贯穿障碍物的能力更强D．波长较短的波能量大，穿透能力强ABD[电磁波在真空中以光速传播，波长长的波，绕过障碍物的能力较强，但其贯穿能力差，波长越短，能量越大，穿透能力越强，故正确答案为ABD。

第三节电磁波的发射、传播和接收一、无线电波的发射1．有效地向外发射电磁波时，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．电磁波的调制1．原理电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流．因此，导体可以用来接收电磁波．2．电谐振与调谐（1）电谐振：当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的现象．(2）调谐:使接收电路产生最强的振荡电流的过程．3．解调使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程．4．无线电波技术上把波长范围是1_mm~30_km的电磁波称做无线电波，并按波长把无线电波分为若干波段:长波、中波、中短波、短波、微波．预习交流学生讨论：调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号,可采用什么办法？答案：①增加谐振线圈的匝数；②在线圈中插入铁芯；③在线圈两端并联一个较小的电容器；④在电容器两板间插入电介质等方法．一、无线电波的发射1．开放电路是如何形成的？答案:在LC振荡电路中减小电容器的极板面积,增大极板间距，使电容器变成两条长的直线，一条竖立在高空成为天线，另一条接入地下成为地线，使电场完全暴露在空中,形成开放电路．2．在发射电磁波时为什么要对电磁波进行调制？答案:声音、图象信号的频率很低，不能直接发射出去，只有把声音、图象的低频信号加到高频电磁波上才能向外发射，高频电磁波带着低频信号向外发射，电磁波随着各种信号而改变．3．通常情况下如何对电磁波进行调制？答案：有调幅和调频两种．(1）调幅是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变化．（2)调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变化．无线电波的发射和接收主要经历哪些过程？无线电传播的方式跟什么因素有关?有哪些传播方式?答案：见解析解析：无线电波的发射主要经历调制、信号放大和通过天线向外发射的过程;无线电波的接收主要经历调谐、检波等过程；无线电波传播的方式跟波长（频率）有关，其传播方式有地波传播、天波传播和直线传播．1．要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点:(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）必须是开放电路．2．无线电波的波长范围是1 mm~30 km，不同波长的电磁波在传播方式上也各不相同．无线电波主要的传播方式有：地波传播、天波传播和直线传播三种．二、无线电波的接收1．如何才能接收到我们所需要的电磁波？答案：用一个LC接收电路，使LC回路的固有频率等于所要接收的电磁波的频率，使接收电路产生电谐振，即应用调谐电路．2．如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图象信号?答案:要对接收到的调制信号进行解调,去掉高频成分，只保留声音、图象这些低频信号，即从振荡电流中“检"出声音、图象信号．3．为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？答案：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段．微波波长短，传播时直线性好．雷达正是应用了微波直线性好的特点．4．无线电的接收过程如图所示:由图可知，一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外,至少还必须具备哪些单元电路？答案：调谐电路和检波电路．下图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射试验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看到火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号"或“电视信号”),这是因为______________________．点拨：弄清波发生明显衍射现象的条件是正确处理此题的关键．答案：电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山体阻挡,不易衍射解析:从题中知，传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0。

2024届全国高考复习物理历年好题专项（电磁振荡与电磁波、传感器）练习1.在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（ ）A.电容器正在放电B．振荡电流正在减小C．线圈中的磁场最强D．磁场能正在向电场能转化2.如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像是（振荡电流以电路中逆时针方向为正）（ ）3.[2020ꞏ浙江7月卷]在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示．下列说法正确的是（ ）A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的4.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（ ）A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线D．紫外线、X射线、γ射线5.（多选）关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（ ）A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路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．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程6.[2022ꞏ北京卷]某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统．如图所示，电路中的R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）.水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小．当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（U1、U2为定值）时，控制开关自动开启高水位预警．下列说法正确的是（ ）A．U1<U2B．R2为压力传感器C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高7.[2023ꞏ上海浦东新区6月模拟]最新车载GPS导航仪通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车所处的准确位置，并在电子地图上显示出来，如图所示为汽车驾驶员导航，下列有关说法正确的是（ ）A．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢B．导航仪上的移动电话通过电流传递信息C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播D．导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息8.（多选）关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是（ ）A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强9.（多选）LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ）A．若磁感应强度正在减弱，则电容器正在充电，电流方向由b向aB．若磁感应强度正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C．若磁感应强度正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D．若磁感应强度正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b10.[2023ꞏ浙江桐乡二模]如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计（水银导电）.则下列说法正确的是（ ）A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不报警11.[2023ꞏ江苏无锡一模]（多选）有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线框内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（阻值可随压力变化而变化的电阻）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）.设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0～3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，压力传感器的电阻R随压力变化的函数关系为R＝30－0.02F（Ω）.下列说法正确的是（ ）A．该秤能测量的最大体重是1 400 NB．该秤能测量的最大体重是1 300 NC.该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375 A处D．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.400 A处12.[2023ꞏ辽宁沈阳模拟]（多选）如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的曲线，由图可知（ ）A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．在t1～t2时间内，电路中的电流值不断变小C．在t2～t3时间内，电容器正在充电D．在t4时刻，电容器中的电场能最小13.[2023ꞏ北京西城二模]某同学想用一只半导体热敏电阻R t制作一支能测量水温的温度计．他查阅资料获得了图1所示的该热敏电阻的R - t特性曲线，并设计了图2所示的温度计电路，图中R0＝100 Ω，电压表的量程是0～3 V，电源电动势恒定，内阻可不计．他的制作目标是温度计的测量范围是0～100 ℃，且水温100 ℃时电压表指针偏转达到最大位置．则（ ）A．电源的输出电压为3 VB．水温越高，电压表的示数越小C．电压表的0刻度对应水温0 ℃D．水温55 ℃时电压表的示数为2.40 V[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7答案题号8 9 10 11 12 13答案参考答案1．答案：A答案解析：由线圈中的磁场方向，结合安培定则可知，电流从上向下流过线圈．分析电容器中电场强度方向可知，电容器上极板带正电，则电容器正在放电，A正确；根据电磁振荡规律可知，电容器放电时，振荡电流增大，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，B、C、D错误．2．答案：D答案解析：电容器极板间的电压U＝QC，随电容器带电荷量的增加而增大，随电容器带电荷量的减少而减少．从题图乙可以看出，在0～T4这段时间内电容器充电，且U AB>0，即U A>U B，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻，电压为零，电容器带电荷量为零，电流最大，可知t＝0时刻，电流为负向最大，D正确．3．答案：D答案解析：一切物体都在辐射红外线，温度越高，其辐射红外线的强度越大，A、B、C错误，D正确．4．答案：B答案解析：红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误．紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，C错误．在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长，B正确，D错误．5．答案：BCD答案解析：有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；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；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．A错误，B、C、D正确．6．答案：C答案解析：水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小．控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于U1，根据串联电路电压分部特点可知，R1为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，R1压力传感器两端电压变小，U1>U2，A、B错误；根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为U＝ER1＋R2R1＝E1＋R2R1，若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于U1时，R1压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于U2时开启高水位预警时，R1压力传感器阻值需要越大，则水位越低，C正确，D错误．7．答案：D答案解析：电磁波和光的传播速度是一样的，A错误；导航仪上的移动电话也是通过电磁波来传递信息的，B错误；电磁波可以在真空中传播，C错误；导航仪和导航卫星是通过电磁波来传递信息的，D正确．8．答案：BCD答案解析：一切物体均发出红外线，随着温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，B正确；γ射线可以放疗，可以用来治疗某些癌症，C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，D正确．9．答案：ABC答案解析：若磁场正在减弱，则电流在减小，是电容器的充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误．10．答案：D答案解析：温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈中没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，B错误，D正确；温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点3与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯所在的电路中没有电流，指示灯不亮，A、C错误．11．答案：AC答案解析：当电路中电流I＝3 A时，电子秤测量的体重最大．由闭合电路的欧姆定律I＝ER＋r得R＝EI－r＝2 Ω，代入R＝30－0.2F(Ω)得F＝1 400 N，A正确，B错误；踏板空载时F＝0，代入R＝30－0.02F(Ω)得电阻R＝30 Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋r＝0.375A，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处，C正确，D错误．12．答案：ACD答案解析：在t1时刻，电容器极板上电荷量q为最大值，两板间电场能最大，线圈中磁场能最小，选项A正确；在t1～t2时间内，电容器极板上电荷量q从正的峰值降为零，电场能正在不断地转变为磁场能，电路中的电流正在不断增大，选项B错误；在t2～t3时间内，电容器极板上电荷量q又不断增大，表明电容器正在反向充电，选项C正确；在t4时刻，电容器放电结束，极板上电荷量为零，电场能也为零，已全部转化为磁场能，选项D正确．13．答案：D答案解析：根据图像可知，水温100 ℃时R t＝100 Ω，此时电压表指针偏转达到最大位置，即3 V；根据题意可知U＝ER0＋R tR0，解得E＝6 V；由于内阻不计，所以电源输出电压为6 V，A错误．根据U＝ER0＋R tR0可知，水温越高，热敏电阻阻值越小，电压表的示数越大，B错误．水温0 ℃时，R t＝500 Ω，则U＝ER0＋R tR0＝1 V，C错误．水温55 ℃时，R t＝150 Ω，则U＝ER0＋R tR0＝2.4 V，D正确．。

电磁波的发射与接收知识点总结电磁波在我们的生活中无处不在，从手机通信到广播电视，从卫星导航到无线网络，它的应用极其广泛。

理解电磁波的发射与接收对于我们掌握现代通信技术至关重要。

下面我们来详细总结一下这方面的知识点。

一、电磁波的发射要发射电磁波，首先需要一个振荡电路。

这个振荡电路由电感和电容组成，能够产生高频的交变电流。

在实际的发射过程中，为了有效地将能量辐射出去，需要满足以下条件：1、开放电路普通的 LC 振荡电路由于电场和磁场被封闭在电路内部，辐射出去的能量很少。

而开放电路，比如将电容器的极板间距增大、电感线圈的匝数减少等，能够使电场和磁场分散到更大的空间，从而增强电磁波的辐射。

2、频率足够高只有频率足够高的交变电流才能有效地发射电磁波。

这是因为频率越高，单位时间内电流的变化次数越多，产生的电场和磁场的变化就越迅速，从而更有利于电磁波的发射。

为了产生高频的交变电流，通常会使用振荡器，如晶体振荡器等。

此外，为了让电磁波能够携带有用的信息，比如声音、图像等，需要对振荡电流进行调制。

调制分为调幅和调频两种方式。

调幅（AM）是使高频振荡电流的振幅随信号的强弱而改变。

在调幅波中，频率始终保持不变，而振幅则随着信号的变化而变化。

调频（FM）则是使高频振荡电流的频率随信号的强弱而改变。

在调频波中，振幅保持不变，而频率则随着信号的变化而变化。

二、电磁波的传播电磁波可以在真空中传播，不需要介质。

在真空中，电磁波的传播速度等于光速，约为 3×10^8 米/秒。

在介质中传播时，电磁波的速度会变慢，而且不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度可能不同。

例如，在无线电波中，频率越高的电磁波，在介质中的传播速度越慢。

电磁波的传播方式主要有地波传播、天波传播和直线传播三种。

地波传播是指沿着地球表面传播的电磁波。

由于地面会吸收电磁波的能量，所以地波传播主要适用于频率较低的电磁波，如长波和中波。

天波传播是指依靠电离层反射传播的电磁波。

3.无线电波的发射和接收课后训练巩固提升一、基础巩固1.转换电视频道,选择自己喜欢的电视节目,这个过程称为()A.调幅B.调频C.调制D.调谐答案:D解析:选择电视频道是调整谐振电路的频率与待选定频道信号的频率一致,从而产生电谐振,这是调谐的过程。

2.简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路A.①②③B.②③④C.①④D.①②④答案:B解析:比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。

调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送得更远。

而调谐电路是在接收端需要的电路。

3.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为()A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC电路B.天线只处于变化的电场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC电路C.天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电视台信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内答案:A解析:室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC电路;此电流中空间各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故A正确,B、C、D均错误。

4.下图为电视接收过程示意图,其工作过程顺序正确的是()A.解调——放大——调谐——显示B.调谐——放大——解调——显示C.调谐——解调——放大——显示D.放大——调谐——解调——显示答案:C解析:电视接收机首先利用电谐振通过调谐把空间高频电流选出来,然后解调,取下信号,最后经放大后再传给显像管显像,所以正确的顺序是C。

5.电磁波在空气中的传播速度为v,北京交通广播电台发射的电磁波的频率为f,电磁波的波长为()A.vfB.C.D.答案:D解析:根据速度、频率和波长之间的关系,有v=λf,所以λ=,故A、B、C错误,D正确。

高中物理第四章电磁波及其应用4.3电磁波的发射和接收练习含解析新人教版选修电磁波的发射和接收课后训练案巩固提升(20分钟)1.关于电磁波的调制技术,下列说法不正确的是()A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫作调幅B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫作调频C.中、短波段的无线电广播,使用的是调幅方式D.调幅波的优点是抗干扰能力强,传递过程中失真比较小解析:调频波的振幅不变,抗干扰能力比较强,传递过程中失真比较小,所以不正确的是D项。

答案:D2.(多选)下列说法正确的是()A.发射图像信号不需要调制过程B.接收图像信号要经过调谐、解调C.电视信号包括图像信号和伴音信号D.电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同解析:发射图像和声音信号都需要调制,A错;电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送,所以传播速度相同,D错。

答案:BC3.无线电广播的过程是()A.调制—调谐—解调B.调制—解调—调谐C.解调—调制—调谐D.调谐—解调—调制解析:首先通过话筒把声音信号转变成为音频信号,音频信号频率很低,不能用来直接发射电磁波。

此时需要把音频信号加到高频电磁波上,这个过程叫作调制。

经过调制的音频信号通过开放电路向四周辐射出去。

接收机上的天线,接收来自广播电台的电磁波,经过调谐器选取所需信号,这个过程叫电谐振调谐。

然后,从接收到的高频电磁波中分离出所携带的音频信号,这个过程叫作解调。

最后,检波出来的音频信号经过放大器放大,送到扬声器再现声音。

答案:A4.电视机换台时,实际上是在改变()A.电视台的发射频率B.电视机的接收频率C.电视台发射的电磁波的波速D.电视机接收的电磁波的波速解析:电视机接收节目是利用电磁波的频率不同使收看到的电视频道不同,所以是改变电视机的接收频率。

答案:B5.导学号66824078电视接收过程示意图如图所示,其工作过程顺序正确的是()A.解调—放大—调谐—显示B.调谐—放大—解调—显示C.调谐—解调—放大—显示D.放大—调谐—解调—显示解析:电视接收机首先利用电谐振通过调谐把空间高频电流选出来,然后解调,取下信号,最后经放大后再传给显像管显像,所以正确的顺序是C。