3 无线电波的发射和接收 课后训练提升 基础巩固 一、选择题（第1~5题为单选题，第6~7题为多选题） 1.关于电磁波的发射，下列说法正确的是() A.各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例 不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波 B.为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率 C.为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率 D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振 荡频率也随之提高 答案B 解析：根据仁知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，选项A错误； 电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大，选项B正确，C、D 错误。 2.关于电视信号的发射，下列说法错误的是( ) A.摄像机输出的电信号可以直接通过天线向外发射 B.摄像机输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射 C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的 D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波 答案：A 解析：摄像机输出的电信号是低频电流，不能直接发射，必须将其“加”在高频振荡 电流上才能向外发射：伴音信号和图像信号同步向外发射，选项A符合题意。 3.关于无线电波的发送和接收，下列说法正确的是( ) A.为了将信号发送出去，先要进行调谐 B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制 C为了从高频电流中还原出声音信号，就要进行调频 D.以上说法都不对 答案D 解析：为了将信号发送出去，先要进行调制，选项A错误；为了从各个电台发出的电 磁波中将需要的选出来，要进行调谐，选项B错误；为了从高频电流中还原出声音 信号，要进行解调，选项C错误。 4.电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频 载波上，使高频载波的振幅随电信号改变（如图丙所示）。这种调制方式称为()
3 无线电波的发射和接收 课后· 基础巩固 一、选择题(第 1~5 题为单选题,第 6~7 题为多选题) 1.关于电磁波的发射,下列说法正确的是( ) A.各种频率的电磁振荡都能发射电磁波,只是发射的能量所占振荡总能量的比例 不同罢了,振荡周期越大,越容易发射电磁波 B.为了有效向外发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率 C.为了有效向外发射电磁波,振荡电路不必采用开放电路,但要提高振荡频率 D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段,振荡电路开放的同时,其振 荡频率也随之提高 答案:B 解析:根据 f=1 𝑇 知,振荡周期越大,振荡频率越小,越不容易辐射电磁波,选项 A 错误; 电磁波的发射应该采用开放电路,同时频率越高,发射范围越大,选项 B 正确,C、D 错误。 2.关于电视信号的发射,下列说法错误的是( ) A.摄像机输出的电信号可以直接通过天线向外发射 B.摄像机输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射 C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的 D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波 答案:A 解析:摄像机输出的电信号是低频电流,不能直接发射,必须将其“加”在高频振荡 电流上才能向外发射;伴音信号和图像信号同步向外发射,选项 A 符合题意。 3.关于无线电波的发送和接收,下列说法正确的是( ) A.为了将信号发送出去,先要进行调谐 B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调制 C.为了从高频电流中还原出声音信号,就要进行调频 D.以上说法都不对 答案:D 解析:为了将信号发送出去,先要进行调制,选项 A 错误;为了从各个电台发出的电 磁波中将需要的选出来,要进行调谐,选项 B 错误;为了从高频电流中还原出声音 信号,要进行解调,选项 C 错误。 4.电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频 载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)。这种调制方式称为( )
A.调频 B.调谐 C.调幅 D.解调 答案：C 解析：使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，而调制共有两种方式：一种是 调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载：另一种是调频，即通过改变电磁 波的频率来实现信号加载。由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，故为调幅 选项C正确。 5.当电冰箱的电路接通或断开时，可从附近的收音机中听到喀喀”的杂音，这是因 为) A.电路通、断时，发出的声音被收音机所接收 B.电路通、断时，发出的电流被收音机所接收 C.电路通、断时，发出的电磁波被收音机所接收 D.电路通、断时，发出的振荡电流被收音机所接收 答案：C 解析：当电冰箱的电路接通或断开时，会产生一定频率的电磁波，当电磁波被收音 机接收到，会放出“喀喀”的杂音，选项C正确。 6.关于电磁波的发射过程，下列说法正确的是() A.必须对信号进行调制 B.必须使信号产生电谐振 C.必须把传输信号加到高频电流上 D.必须使用开放电路 答案：ACD 解析：电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，把传输信号加到高 频电流上，选项A、C正确：为了有效地向外发射电磁波，必须使用开放电路，选项 D正确：而产生电谐振是在接收过程，选项B错误。 7.图甲为一个调谐接收电路，图乙为电路中的电流随时间变化的图像，则()
A.调频 B.调谐 C.调幅 D.解调 答案:C 解析:使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制,而调制共有两种方式:一种是 调幅,即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载;另一种是调频,即通过改变电磁 波的频率来实现信号加载。由题意可知高频载波的振幅随电信号改变,故为调幅, 选项 C 正确。 5.当电冰箱的电路接通或断开时,可从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音,这是因 为( ) A.电路通、断时,发出的声音被收音机所接收 B.电路通、断时,发出的电流被收音机所接收 C.电路通、断时,发出的电磁波被收音机所接收 D.电路通、断时,发出的振荡电流被收音机所接收 答案:C 解析:当电冰箱的电路接通或断开时,会产生一定频率的电磁波,当电磁波被收音 机接收到,会放出“喀喀”的杂音,选项 C 正确。 6.关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是( ) A.必须对信号进行调制 B.必须使信号产生电谐振 C.必须把传输信号加到高频电流上 D.必须使用开放电路 答案:ACD 解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,把传输信号加到高 频电流上,选项 A、C 正确;为了有效地向外发射电磁波,必须使用开放电路,选项 D 正确;而产生电谐振是在接收过程,选项 B 错误。 7.图甲为一个调谐接收电路,图乙为电路中的电流随时间变化的图像,则( ) 甲
(a A.i1是L1中的电流图像 B.i1是L2中的电流图像 C.2是2中的电流图像 D.3是流过耳机的电流图像 答案：ACD 解析：C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流，即，选项A正确，B错误；L2中 由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同()图相似的，但是由于L2和二极管 D串联，所以L2中的电流图像应是2，选项C正确：通过D的电流，高频成分由C2 流过，所以3是流过耳机的电流图像，选项D正确。 二、非选择题 8.某高速公路自动测速仪装置如图所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电 磁波，每次发射时间为106s,相邻两次发射时间间隔为1。当雷达向汽车发射无线 电波时，在显示屏上呈现一个尖形波：在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上 呈现第二个尖形波。根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，根据自动 打下的纸带（如图所示），可求出车速。请根据1、2、t、c求出汽车车速表达式。 月雷达 答案 2t-t1+t2 解析：第一次测量时汽车距雷达的距离x1= 第二次测量时汽车距雷达的距离2=当 时间间AM-(+)-兰=空 2 则汽车速度v=3=2 2t-t1+t2 9.某地的雷达正在跟踪一架向雷达匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电 磁波后到再接收到反射波历时200μs:经4s后又发出一个电磁波，雷达从发出电 磁波到再接收到反射波历时186us。则该飞机的飞行速度多大？ 答案：525m/s 解析：由电磁波发射至接收到反射波历时200μs,可算出此时飞机距雷达的距离为 4-3.0x108×20×109m=3.0×104m 2
乙 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 解析:C1、L1 振荡电路通过电谐振会产生调幅电流,即 i1,选项 A 正确,B 错误;L2 中 由于电磁感应,产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的,但是由于 L2 和二极管 D 串联,所以 L2 中的电流图像应是 i2,选项 C 正确;通过 D 的电流,高频成分由 C2 流过,所以 i3 是流过耳机的电流图像,选项 D 正确。 二、非选择题 8.某高速公路自动测速仪装置如图所示,雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电 磁波,每次发射时间为 10-6 s,相邻两次发射时间间隔为 t。当雷达向汽车发射无线 电波时,在显示屏上呈现一个尖形波;在收到反射回来的无线电波时,在荧光屏上 呈现第二个尖形波。根据两个波的距离,可以计算出汽车距雷达的距离,根据自动 打下的纸带(如图所示),可求出车速。请根据 t1、t2、t、c 求出汽车车速表达式。 答案: 𝑐(𝑡1 -𝑡2 ) 2𝑡- 𝑡1+𝑡2 解析:第一次测量时汽车距雷达的距离 x1= 𝑐𝑡1 2 第二次测量时汽车距雷达的距离 x2= 𝑐𝑡2 2 时间间隔 Δt=(𝑡 + 𝑡2 2 ) − 𝑡1 2 =t- 𝑡1 -𝑡2 2 则汽车速度 v= 𝑥1 -𝑥2 Δ𝑡 = 𝑐(𝑡1 -𝑡2 ) 2𝑡-𝑡1+𝑡2 。 9.某地的雷达正在跟踪一架向雷达匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电 磁波后到再接收到反射波历时 200 μs;经 4 s 后又发出一个电磁波,雷达从发出电 磁波到再接收到反射波历时 186 μs。则该飞机的飞行速度多大? 答案:525 m/s 解析:由电磁波发射至接收到反射波历时 200 μs,可算出此时飞机距雷达的距离为 l1= 3.0×10 8 ×200 ×10 -6 2 m=3.0×104 m
经4s后，飞机距雷达的距离为h=30x10x186x10°m=2.79×104m 2 故飞机飞行的速度为v=业=021x10m/5=525mS。 4 拓展提高 一、选择题（第1题为单选题，第2~3题为多选题） 1.用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路，要使该调谐电 路能接收到波长为λ的无线电波，则电容器的电容应为（已知无线电波在空气中的 速度为c( A品 1 B. πVLc7 C. 2nLc2 D、2 4n2Lc2 答案D 解析：由=可得波长为入的无线电波的频率仁故调谐电路的频率也为∫ 又所以=证得C故选项D正确。 2.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要减小电磁波的发射频率，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.增大电容器两极板的正对面积 答案BD 解析：由∫户2匠可知，要减小就必须增大平行板电容器的电容C或线国的自感 系数L;由C=可知，要增大C,就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容 4πkd 器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质，故选项B、D正确。 3.下图为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段 () A经调制后 B.经调谐后 C.经解调后 D.耳机中 答案：AB 解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而 题中图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅，是调制的 一种。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经解调后，低频信号 从高频电流中还原出来，而在耳机中只有低频信号电流，选项A、B正确
经 4 s 后,飞机距雷达的距离为 l2= 3.0×10 8 ×186 ×10 -6 2 m=2.79×104 m 故飞机飞行的速度为 v= 𝑙1 -𝑙2 𝑡 = 0.21×10 4 4 m/s=525 m/s。 拓展提高 一、选择题(第 1 题为单选题,第 2~3 题为多选题) 1.用一自感系数为 L 的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路,要使该调谐电 路能接收到波长为 λ 的无线电波,则电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的 速度为 c)( ) A. 𝜆 2π𝐿𝑐 B. 1 2π√𝐿𝑐𝜆 C. 𝜆 2 2π𝐿𝑐 2 D. 𝜆 2 4π 2 𝐿𝑐 2 答案:D 解析:由 λ= 𝑐 𝑓可得波长为 λ 的无线电波的频率 f=𝑐 𝜆 ,故调谐电路的频率也为 f, 又 f= 1 2π√𝐿𝐶 ,所以𝑐 𝜆 = 1 2π√𝐿𝐶 ,得 C= 𝜆 2 4π 2 𝐿𝑐 2 ,故选项 D 正确。 2.用一平行板电容器和一个线圈组成 LC 振荡电路,要减小电磁波的发射频率,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.增大电容器两极板的正对面积 答案:BD 解析:由 f= 1 2π√𝐿𝐶可知,要减小 f,就必须增大平行板电容器的电容 C 或线圈的自感 系数 L;由 C= 𝜀r𝑆 4π𝑘𝑑可知,要增大 C,就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容 器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质,故选项 B、D 正确。 3.下图为调幅振荡电流图像,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段 ( ) A.经调制后 B.经调谐后 C.经解调后 D.耳机中 答案:AB 解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。而 题中图像是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化,这叫调幅,是调制的 一种。在接收电路中,经过调谐,回路中将出现调幅振荡电流,经解调后,低频信号 从高频电流中还原出来,而在耳机中只有低频信号电流,选项 A、B 正确
二、非选择题 4.某收音机接收电磁波的波长范围在577m和182m之间，该收音机LC回路的 可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39pF。(计算结果保留三位有效数 字) (1)动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC回路的线圈的自 感系数为多少？ (2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？ 答案(1)182m0.239mH(2)392pF 解析：(1)由1=cT,T-2π√LC可得1=2πcVLC 动片完全旋出时，电容器极板正对面积最小，对应电容器的电容最小，因此，接收电 磁波的波长最小，为182m。 此时电容器的电容为C=39pF 由上面关系式可手出L 代入数据可求出L=0.239mH。 (2)由1=2πcVLC得Smax=max2 Cmin Amin 所以Cmax= Cmn=5772为 1822 ×39pF=392pF。 入min 挑战创新 某雷达工作时，发射电磁波的波长1=20cm,每秒脉冲数n=5000,每个脉冲持续时 间1=0.02μs。求： (1)该电磁波的频率 (2)此雷达的最大侦察距离。 答案(1)1.5×109Hz(2)3×104m 解析：()电磁波在空气中传播的速度一般认为等于在真空中的传播速度， 因此-片=0gHz15x10H. (2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间=0.02μS,在两个脉冲时间 间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影 响测量。设最大侦察距离为x两个脉冲时间间隔为△M=305=2×10s0.02us, 故脉冲持续时间可以略去不计，则2x=vA,y=c=3×108m5,所以x==3×104m
二、非选择题 4.某收音机接收电磁波的波长范围在 577 m 和 182 m 之间,该收音机 LC 回路的 可变电容器的动片全部旋出时,回路总电容为 39 pF。(计算结果保留三位有效数 字) (1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此 LC 回路的线圈的自 感系数为多少? (2)该收音机 LC 回路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大? 答案:(1)182 m 0.239 mH (2)392 pF 解析:(1)由 λ=cT,T=2π√𝐿𝐶可得 λ=2πc√𝐿𝐶 动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,对应电容器的电容最小,因此,接收电 磁波的波长最小,为 182 m。 此时电容器的电容为 C=39 pF 由上面关系式可导出 L= 𝜆 2 4π 2 𝑐 2𝐶 代入数据可求出 L=0.239 mH。 (2)由 λ=2πc√𝐿𝐶得 𝐶max 𝐶min = 𝜆max 2 𝜆min 2 所以 Cmax= 𝜆max 2 𝜆min 2Cmin= 57 7 2 18 2 2×39 pF=392 pF。 挑战创新 某雷达工作时,发射电磁波的波长 λ=20 cm,每秒脉冲数 n=5 000,每个脉冲持续时 间 t=0.02 μs。求: (1)该电磁波的频率; (2)此雷达的最大侦察距离。 答案:(1)1.5×109 Hz (2)3×104 m 解析:(1)电磁波在空气中传播的速度一般认为等于在真空中的传播速度, 因此 f=𝑐 𝜆 = 3×10 8 20×10 -2 Hz=1.5×109 Hz。 (2)雷达工作时发射电磁脉冲,每个电磁脉冲持续时间 t=0.02 μs,在两个脉冲时间 间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影 响测量。设最大侦察距离为 x,两个脉冲时间间隔为 Δt= 1 5 000 s=2×10-4 s≫0.02 μs, 故脉冲持续时间可以略去不计,则 2x=vΔt,v=c=3×108 m/s,所以 x= 𝑣Δ𝑡 2 =3×104 m