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4.5、无线电波与移动互联网
一、单选题
1．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
2．以下场合能用移动电话的是（ ）
A．正在起飞的飞机上 B．加油站中
C．面粉加工厂的厂房里 D．运动的汽车里
3．关于电磁波下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以发生干涉现象 B．电磁波无法携带信息
C．电磁波的传播必须依赖介质 D．电磁波无法发生衍射现象
4．目前人们的生活已离不开电磁波，关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁场
B．电磁波在传播过程中，其波长始终保持不变
C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波
D．微波炉内所产生的微波不是电磁波
5．某人有两部手机A和B，当用手机A（或B）拨打B（或A）的号码时，既能听到手机B（或A）的响声，又能看到B（或A）的显示屏上显示出A（或B）的号码。现把手机A放到一个透明玻璃罩内，并抽成真空，再用手机B拨打手机A的号码，以下说法正确的是 （　　）
A．既能听到A的响声，又能看到A的显示屏上显示出B的号码
B．能听到A的响声，但不能看到A的显示屏上显示出B的号码
C．不能听到A的响声，但能看到A的显示屏上显示出B的号码
D．既不能听到A的响声，也不能看到A的显示屏上显示出号码
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．电流 D．电子
7．5G时代移动通信技术采用3300×106Hz~5000×106Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1880×106Hz~2635×106Hz频段而言，具有更大的优势，下列说法正确的是（　　）
A．4G和5G信号相遇可能发生稳定干涉
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播
C．5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更明显
D．在真空中5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
8．下列家用电器工作时，不涉及电磁波的发射或接收的是( )
A．电视机 B．收音机 C．洗衣机 D．微波炉
9．下列过程中，没有利用电磁波的是 （　　）
A．电视机接收卫星电视信号
B．移动电话通话
C．电风扇通电后正常运转
D．雷达发现飞机
10．关于声和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．吹笛子时笛管振动发声
B．泥石流发生时会伴有次声波产生
C．手机和固定电话都是利用电磁波来传输信息
D．女高音的“高”和引吭高歌的“高”都是指音调高
11．哈尔滨工程大学科研团队研发的“悟空号”全海深AUV，于当地时间2021年11月6日15时47分，在马里亚纳海沟“挑战者”深渊完成万米挑战最后一潜，最大下潜深度达10896米，再次刷新下潜深度纪录。在幽深的海底，要想知道潜水器所在位置并不容易，因为海水是导电媒质，电磁波在海水中的传播衰减很大，且频率越高衰减越大，导致使用无线电波的GPS的定位手段无计可施。声波是最有效的水下远距离传播信息的载体。“悟空号”AUV就是通过装载的高速水声通信系统来传输信息的。声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反而吸收少。结合以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．无线电波在海水中传播时，不会使海水产生感应电流
B．若海水清澈，光波在海水中的传播衰减就会很小
C．无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关
D．声波的频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度越小
12．下列关于电磁波的说法，不正确的是（ ）
A．电磁波不能传播能量
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
C．手机既可接收电磁波，又可发射电磁波
D．电磁波在真空中的速度约为c＝3.0×108 m/s
二、多选题
13．2022冬奥会开幕进入倒计时，北京也将成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播当然就成为人们关注的焦点！北京冬奥会山地转播中心位于北京2022年冬奥会张家口赛区的核心区，包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分。山地转播中心面积约1.2万平米，内设四个转播技术分隔区；电视演播室建筑面积约8000平方米，分上、中、下三层，设有10个电视演播间。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度是
B．电磁波不能传播能量
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线均属于电磁波
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
14．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波不能发生干涉和衍射
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，电磁波属于横波
C．麦克斯韦证实了电磁波的存在
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，电磁波不仅能传递电磁信号也能传递能量
15．关于如下现象的表述正确的是（ ）
A．甲图中是利用紫外线进行防伪 B．乙图中利用β射线照射人体进行透视的
C．丙图中夜视系统是利用红外线 D．丁图中蝙蝠和雷达均利用超声波定位
三、填空题
16．如图所示，为某品牌四旋翼无人机，其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS 定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有 _______（ 选填“指向性强”或“传播速度最快”）的特点；无人机是悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由控制系统下达，其中 GPS 定位模块利用______ 波传递信息。
17．现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________.
18．[物理——选修3—4]
(1)关于电磁波，下列说法正确的是________．
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．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
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
(2)如图所示为某种材料做成的透明光学器件的横截面，AB为半径为R的四分之一圆弧，O为圆心．一束单色平行光垂直OA面入射，器件对该单色光的折射率为．点C、D位于OA表面上．OC=，从C点入射的光线从AB弧面上的E点射出，出射角为，从D点入射的光线经AB弧面一次反射后直接到达B点．求：
(i)的大小_____________；
(ii)通过计算说明从D点入射的光能否在AB弧面发生全反射___________
19．现在人类生活离不开手机,手机是利用电磁波来传递信息的，电磁波_______（选填“能”或“不能”）在真空中传播,电磁波______（选填“具有”或“不具有”）能量.
四、解答题
20．人们通过研究仿生学，并且应用最新的技术和材料，终于使庞大的飞机（如图所示）也实现了“隐形”，也就是让雷达无法侦察到飞机的存在。充分发挥想象力，并结合本章所学的电磁波的知识，设计出可能让飞机“隐形”的方案。
21．数字信号与模拟信号相比，有什么优点？
22．电磁波是一个大家族，生活中有许多应用会涉及电磁波，请举出几个与你关系密切或印象深刻的实例。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【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。
2．D
【解析】
【详解】
试题分析：要解答本题需掌握：移动电话既能发出电磁波，也能发出电磁波，以及加油站等场合的安全隐患．
解：A、飞机上不让用移动电话，是因为怕干扰通讯，电子通讯中最怕相近频率引起的干扰．所以A错．
B、加油站不让用移动电话，是因为怕引燃油雾，加油站内空气中的汽油分子浓度很高，很容易引燃．所以B错．
C、面粉加工厂的厂房里空气中弥漫着高浓度的面粉颗粒，用移动电话，很容易引燃，而导致爆炸．所以C错．
D、运动的汽车里使用移动电话无任何影响．所以D正确．
故选D．
点评：本题要求学生能用学过的物理知识，解释生活中的一些现象．
3．A
【解析】
【详解】
AD．一切波都能发生干涉和衍射，故A正确，D错误；
B．电磁波能够携带信息，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，故C错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．变化的磁场、电场才能产生电磁波，A错误；
B．电磁波由真空进入介质传播时，速度减小，波长变短，B错误；
C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波，C正确；
D．微波炉内的微波是波长较短的电磁波，D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
声音不能在真空中传播，所以拨打真空罩中的手机不能听到手机铃声；手机发射和接收的是电磁波信号，能在空气和真空中传播，所以真空罩中的手机能接收到呼叫信号；光也是电磁波，所以能看到手机A的显示屏上显示出B的号码，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
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），ACD错误，B正确。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．4G和5G信号频率不同，则相遇时不可能发生稳定干涉，选项A错误；
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；
C．5G信号比4G信号的波长短，则遇到相同障碍物时4G信号衍射现象更明显，选项C错误；
D．在真空中5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相等，选项D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
电视机的遥控器是通过红外线接受信号的，A不符合题意；收音机是通过不同频率的短波接受信号的，B不符合题意，洗衣机是利用将电能转化为机械能工作的，C符合题意；微波炉是利用电流的磁效应．通过电磁波高频率的振动，使物体中水分子发生共振，内能增大，温度升高，从而加热物体，故D不符合题意．
9．C
【解析】
【详解】
电视机用电磁波传递图象信号和声音信号，故A不符合题意；移动电话是利用电磁波传递信息的，故B不符合题意．电风扇是利用电动机把电能转化成机械能来工作，所以没有利电磁波，故C符合题意；雷达是利用电磁波进行工作的，故D不符合题意；故选C．
10．B
【解析】
【详解】
A．吹笛子时笛子中的空气柱振动发出声音，A错误；
B．泥石流时伴随有次声波的产生，B正确；
C．电视、手机、广播电台都是利用电磁波来传递信息的，固定电话是靠电流来传递信息的，C错误；
D．“女高音”中的“高”指的是音调高；“引吭高歌”中的“高”的意思是指响度大，D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A．因为海水是导电媒质，无线电波在海水中传播时，会使海水产生感应电流，故A错误；
B．光波在海水中的传播衰减，主要是由于产生感应电流而导致的，故B错误；
C．根据折射率与速度公式可知无线电波在介质中的传播速度，除了与介质有关外，还与本身的频率有关，故C正确；
D．根据声波在海水中传播时也会被海水吸收一部分，而且频率越高吸收就越厉害，对于频率低的声波海水反而吸收少，可知频率越低，在海水中传播的距离越远，但传播的速度不变，故D错误。
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
电磁波能传播能量，选项A错误； 根据电磁波谱的知识可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波．故B正确；手机既可接收信号，又可发射信号；既可接收电磁波，又可发射电磁波．故C正确；根据电磁理论以及目前的测量可知，电磁波在真空中的速度为c=3.0×108m/s．故D正确；本题选择不正确的，故选A.
【点睛】
电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
13．ACD
【解析】
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度是，选项A正确；
B．电磁波能传播能量，选项B错误；
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线均属于电磁波，选项C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项D正确。
故选ACD。
14．BDE
【解析】
【详解】
A．电磁波和其他机械波一样也能发生干涉和衍射，A错误；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，电磁波属于横波，B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，C错误；
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，D正确；
E．电磁波可以由电磁振荡产生，电磁波不仅能传递电磁信号也能传递能量，E正确。
故选BDE。
15．AC
【解析】
【详解】
A．紫外线具有荧光效应，则甲图中是利用紫外线进行防伪，选项A正确；
B．乙图中利用利用穿透力较强的X射线照射人体的，不是利用辐射性强的β射线，故B错误；
C．丙图中夜视系统是利用不可见光中的红外线，选项C正确；
D．丁图中蝙蝠是利用超声波定位，雷达是用电磁波定位，选项D错误．
故选AC．
16． 指向性强 电磁
【解析】
【详解】
[1]超声波具有方向性好、穿透力强，所以利用超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物。
[2] GPS定位模块利用电磁波来传递信息。
17． 不相同 用卫星传播太远，信号太弱
【解析】
【详解】
每部手机收到的电磁波频率是不相同的，“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远，信号太弱．
18． ABD 60o
【解析】
【详解】
(1) 电磁波在真空中的传播速度都等于c，与电磁波的频率无关，所以A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；电磁波可以在真空中传播，电磁波能通过电缆、光缆传输，C错误；电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，电场强度与磁场感应强度也垂直，所以D正确；电磁波可以由电磁振荡产生，变化的电场产生磁场，磁场又产生电场，这样由近向远处传播，所以若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，E错误．
（2）从C点入射到E点时，根据聚合关系得
由
解得β=60°
从D点入射的光经AB弧面一次反射后直接到达B点，光路图如图所示．
由几何关系可得入射角
设临界角为C，则
又
则
所以从D点入射的光能在AB弧面发生全反射
19． 能 具有
【解析】
【详解】
手机已成为人们普遍使用的通信工具，它是由电磁波来传递信息的，电磁波本身就是物质，故能在真空中传播．
【点睛】本题主要考查电磁波的应用和传播速度，要知道电磁波可以在真空中传播．
20．雷达一般是指利用电磁波的反射来侦测目标的专用设备，因为普通的飞机能反射电磁波，所以很容易被雷达发现；为了达到“隐形”的目的，可把飞机的表面可用能够吸收雷达电磁波的材料和涂料制作，它可以有效吸收大部分电磁波：另外，它的机身可设计为菱形，能使部分反射的电磁波偏离接收它的雷达，从而让飞机“隐形”。
【解析】
【详解】
雷达一般是指利用电磁波的反射来侦测目标的专用设备，因为普通的飞机能反射电磁波，所以很容易被雷达发现；为了达到“隐形”的目的，可把飞机的表面可用能够吸收雷达电磁波的材料和涂料制作，它可以有效吸收大部分电磁波：另外，它的机身可设计为菱形，能使部分反射的电磁波偏离接收它的雷达，从而让飞机“隐形”。
21．早期的电磁信号都是模拟信号，收音机、手机、电视的信号均如此，效果也比较好但数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理，现在传输的信号逐步采用数字信号今后的模拟电视广播也将被数字电视广播所取代
【解析】
【详解】
早期的电磁信号都是模拟信号，收音机、手机、电视的信号均如此，效果也比较好但数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理，现在传输的信号逐步采用数字信号今后的模拟电视广播也将被数字电视广播所取代．
【点睛】
明确数字信号和模拟信号的区别，从而明确数字信号的优点．数字信号在慢慢取代早期的模拟信号，要注意体会数字信号的优点．
22．可见光使人眼看见物体；无线电波运用在广播通信事业上；红外线热效应明显，红外探测仪；紫外线荧光效应明显．
【解析】
【分析】
【详解】
可见光使人眼看见物体；无线电波运用在广播通信事业上；红外线热效应明显，红外探测仪；紫外线荧光效应明显；
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