4.3无线电波的发射和接收（原卷版）-2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第二册）

4.3无线电波的发射和接收学习目标学习目标课程标准物理素养1.知道有效发射电磁波的两个条件.2.了解无线电波的特点及传播规律.3.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．物理观念：了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振的概念及其相互关系。科学思维：能解释无线电波发射、接收的过程。科学探究：了解电视广播的发射与接收的原理与过程。科学态度与责任：领会高频电磁波在无线电发射与接收中的重要作用。002思维导图003知识梳理课前研读课本，梳理基础知识：一、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的，频率越，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，因此采用电路．2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的随信号的强弱而变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的随信号的强弱而变的调制方法．二、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是．2．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的．(1)调谐：使接收电路产生的过程．(2)解调：把声音或图像信号从中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．三、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面传输、有线网络传输以及传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．004题型精讲【题型一】无线电波的发射1．有效发射电磁波的条件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，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去．(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图．2．调制(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.(2)调制的分类①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．【典型例题1】实际发射无线电波的过程如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示．则发射出去的电磁波图像应是()【对点训练1】1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是（）A．实验证实了电磁波的存在B．实验证实了法拉第的电磁场理论C．实验可以说明电磁波是一种纵波D．在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电【题型二】无线电波的接收1．无线电波的接收原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流．2．方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强．(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来．(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程．【典型例题2】如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是（）A．改变电容器C的电容的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同B．将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号C．在t1~t2时间内，电容器C正在放电D．电路中电场能随时间变化的周期等于t4【对点训练2】“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00501强化训练【基础强化】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．2．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输3．下图是中国载人航天工程办公室官方发布的神舟十四号乘组航天员在轨拍摄的摄影作品之一，这些作品是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波说法正确的（）

A．长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输B．除可见光外，我们看不到其他电磁波，所以电磁波不具有能量C．空间站离地面高约，图片从空间站传回地面最少需要D．麦克斯韦预言并通过实验验证了电磁波，为无线电技术发展开拓了道路4．我国北斗导航系统的电磁波频率约1561MHz，家用WiFi的电磁波频率约5725MHz。则（）A．这两种电磁波不会产生偏振现象B．北斗导航系统的电磁波更容易产生明显的衍射现象C．家用WiFi的电磁波穿墙壁进入另一个房间时频率会减小D．家用WiFi与北斗导航的电磁波叠加时将会产生干涉现象5．关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（

）A．机械波都是横波，电磁波都是纵波 B．机械波和电磁波都可以在真空中传播C．机械波和电磁波都可以传递信息和能量 D．机械波能发生衍射现象，电磁波不能发生衍射现象6．关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（）A．无线电波发射时，应使信号产生电谐振B．天线在接收到电磁波时，天线上不会产生感应电流C．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程D．音频信号在发射时，调频是调制的唯一方法【素养提升】7．（多选）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8．（多选）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9．（多选）关于无线电波的传播，下列叙述正确的是（）A．频率越高，越适合沿地面传播B．频率越高，越接近直线传播C．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界10．（多选）关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（）A．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的C．当接收电路的固有频率与接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，必须要有解调过程11．（多选）第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（）A．4G比5G使用的电磁波发生衍射现象更明显B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长12．（多选）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。水声通信目前还面临链路质量差。极端多普勒效应等棘手问题，但我国在该领域已达到世界领先水平。2020年11月10日，中国载人潜水器“