21.1 现代顺风耳—电话 21.2 电磁波的海洋（7大题型）-2024-2025学年九年级物理全一册同步题型分类讲与练（人教版）

21.1 现代顺风耳—电话 21.2 电磁波的海洋 知识点1 电流把信息传到远方 1876年，贝尔发明了电话，实现了语音信息的实时远距离传递。 1、电话的结构及工作原理 最简单的电话由话筒和听筒组成，话筒和对方的听筒之间通过电话线连接。 （1）老式电话的话筒 ①结构：主要由炭粒和膜片等组成。 ②作用：将声信号转换为电信号。 ③工作原理：声波振动→膜片相应振动→炭粒忽松忽紧→电阻忽大忽小→电流忽弱忽强→声信号转换为电信号。 （2）老式电话的听筒 ①结构：主要由电磁铁和薄铁膜片等组成。 ②作用：将电信号转换为声信号。 ③工作原理：电流忽弱忽强→电磁铁磁性忽弱忽强→薄铁膜片受忽小忽大的磁场力而振动→电信号转换为声信号。 2、电话中的话筒和听筒的连接方式 同一部电话中，话筒和听筒是并联的，话筒与对方的听筒是串联的，对方的话筒与自己的听筒是串联的。 知识点2 电话交换机 1、电话交换机的作用 为了提高线路利用率，电话之间都是通过电话交换机来转接的。 （1）一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机自动把需要通话的两部电话接通，通话完毕再自动将线路断开。 （2）如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线，这样两个不同交换机的用户就能互相通话了，如图所示。 2、电话交换机的发展 名称 特点 第一代 人工电话交换机 依靠话务员手工操作来接线和断线，工作效率低，劳动强度大 第二代 自动电话交换机 电磁继电器进行接线，效率大大提高 第三代 程控电话交换机 利用电子计算机技术，对所需指令编程后输入计算机，自动接通电话机 知识点3 模拟通信和数字通信 1、模拟通信 （1）概念：在话筒将声音转换成信号电流时这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 （2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。 2、数字通信 （1）概念：用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号。使用数字信号的通信方式叫做数字通信。数字信号在通信中常用的两种表示方式：电报中用“·”和“－”的组合来表示各种数字；而计算机及光盘等则用“0”和“1”的组合来表示数字（即二进制编码），再用数字来表示各种信息。 （2）特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 3、模拟信号和数字信号的比较 信号与声音的关系 信号电流的形式 优缺点 应用 模拟信号 与声音的频率、振幅变化的情况完全一样 连续 信号易丢失、失真，现代通信中常将其转化为数字信号，方便用计算机进行处理 温度传感器、压力传感器的信号，磁带录音机录下的声音等 数字信号 用不同符号的不同组合表示传递的信息 离散 抗干扰能力强，易加工处理，可以发挥计算机的巨大威力，还可以通过不同的编码进行加密 电报，光缆信号，计算机存储信息等 知识点4 电磁波的产生 1、探究电磁波是怎样产生的 打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触。在收音机里能听到“喀喀”的杂音。 这是因为在导线与电池组成的电路中产生了迅速变化的电流，迅速变化的电流产生了电磁波。收音机接收到这一电磁波，并把它放大转换成声音，这就是我们听到的“喀喀”声。 2、电磁波的产生：电流的迅速变化会在空间激起（产生）电波。 3、电磁波的特点：看不见（可见光除外）、摸不到，但确实存在，它可以给我们传递各种信息。 4、电磁波的常见应用 广播电台、电视台以及移动电话都是靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波，并利用电磁波来传递信息的。收音机、电视机一般只能接收电磁波，而移动电话既可以接收电磁波，也能发出电磁波。 知识点5 电磁波的传播 1、探究电磁波的传播 将一部手机置于一密封玻璃罩内，并给这个移动电话打电话。可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气，会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是在连通状态。 电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。 2、描述电磁波的物理量 （1）波长：一列波在传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离，叫波长，用字母λ表示，单位是米（m）。 （2）频率：在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用字母f表示,其单位是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率很高，所以常用的单位是千赫和兆赫。 （3）波速：用字母c表示，波传播的快慢叫做波速。在真空中，电磁波的传播速度与光速相同，约为c＝3×108m/s，空气中的波速近似等于真空中的波速。 （4）在真空中电磁波的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。波长越长，频率越低；反之，波长越短，频率越高。 知识点6 电磁波家族及电磁波的应用 1、电磁波家族 电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米不等，通常根据波长把无线电波又分成几个波段（长波、中波、短波、微波）。 题型1 电话的结构及工作原理 【例1】最简单的电话是由 和 组成的，话筒把声音变成随声音变化的电流，电流沿着 把信息传到远方．现在的电话话筒种类很多，它们都是把 信号变成了 信号．在另一端电流使听筒的薄铁膜片振动，携带信息的电流就变成了声音．听筒种类也很多，它们都是把 信号变成 信号。 【答案】话筒 听筒 导线 声 电 电 声 【解析】[1][2][3]最简单的电话装置是由听筒、话筒组成，它们应串联在电路中。电话的话筒把声音的信号转变为强弱变化的电流的信号沿着电话线，即导线传递出去，再通过听筒把强弱变化的电流信号变成声音的信号，把传输的声音还原出来。 [4][5][6][7]通过对电话的了解可知，现在的电话话筒种类很多，它们都是把声信号变成了电信号，在另一端电流使听筒的薄铁膜片振动，携带信息的电流就变成了声音，听筒种类也很多，它们都是把电信号变成声音信号。 【变式1-1】（2024·广东广州·三模）关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如下图。则下列说法正确的是（　　） A．它们的作用是一样的 B．它们的物理原理是一样的 C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能 D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能 【答案】A 【解析】麦克风利用了电磁感应来实现它的功能，电话机话筒利用欧姆定律来实现它的功能，因此两者工作的物理原理是不一样的，但是两者的作用是一样的，即把声音信号转化为电信号，故BCD错误，A正确。 故选A。 【变式1-2】（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示为一种老式电话机，关于电话机话筒和听筒这两部分的作用，下列说法正确的是（    ） A．话筒能将声信号转化为电信号 B．听筒能将声信号转化为电信号 C．话筒和听筒都能将声信号转化为电信号 D．话筒和听筒都能将电信号转化为声信号 【答案】A 【解析】AD．电话的话筒把声音信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，故A正确，D错误； BC．电话的听筒是把变化的电流转化为声音的装置，故BC错误。 故选A。 题型2 电话交换机 【例2】（22-23九年级上·全国·课后作业）电话之间是通过电话交换机来连接的，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上“号码”时，交换机把需要通话的两部电话 ，通话完毕再将线路 。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码 接通转接的话机。 【答案】接通 断开 自动 【解析】[1][2][3]最早发明电话后，若想使得电话间相互通话时，即必须将其连接在一起，故若想实现几部电话间的通话，就必须将所有的电话都相互连接才可以实现，这样大大的浪费了导线，故为提高线路的利用率，人们发明了电话交换机，即一个地区的电话都要接到同一台交换机上，每部电话都编上号码，电话之间相互通话时，只需将两部通话的电话线路接通，通话完毕再将线路断开即可，这样大大的节省了资源，提高了线路的利用率。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，能够按用户所拨号码自动接通话机，不需要人工操作。 【变式2-1】（22-23九年级上·全国·课后作业）一个地区有5部电话，要使这5部话机中的任意两部都能互相通话，要架设多少对电话线？在图甲中把电话线画出来，每对电话线可用一条线代表。你能否想出一个办法，要尽量减少线路的数量，但仍能保证5部电话中的任意两部可以相互通话（这时其他几部暂不能通话）？在图乙中把电话线画出来。 【答案】见详解 【解析】如果一部话机只能固定地同另一部话机接通，要使这5部话机中的任意两部都能互相通话，必须把这5部电话两两连接起来，一部电话要引出4条线，5部电话就是20条线，但有一半重复了，所以要架设10条电话线；采用电话交换机，可以减少线路数量，每部电话与交换机相连就可以实现任意两部之间的通话，需要5条电话线即可，如下图所示： 题型3 模拟通信和数字通信 【例3】（23-24九年级上·全国·课后作业）关于模拟信号和数字信号的下列描述中正确的是（　　） A．数字信号长距离传输或多次放大时可能造成声音和图像的失真 B．模拟信号形式简单，抗干扰能力强 C．数字信号可以通过不同的编码进行加密 D．用不同数字的不同组合表示的信号叫做数字信号 【答案】C 【解析】A．数字信号长距离传输或多次放大时不易造成声音、图象的失真，故A错误； B．模拟信号形式简单，抗干扰能力弱，故B错误； C．因为易于使用不同的编码进行加密，所以数字信号有很强的保密性，故C正确； D．用不同数字或符号的不同组合表示的信号都叫做数字信号，故D错误。 答案C。 【变式3-1】（23-24九年级上·全国·单元测试）在网络通信中，计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过 信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过 信号进行信息传递的。 【答案】数字 模拟 【解析】[1][2]在网络通信中，各种信号的传递方式有数字信号和模拟信号两种，在计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过数字信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过模拟信号进行信息传递的。 【变式3-2】（22-23九年级上·全国·课后作业）如果图电码中的点和划分别用数字0和1表示，现要根据图的汉字电报码表示一个“学”字，其数字码是怎样的？ 【答案】见详解 【解析】由图中字符与对应电码可知，“学”字下面对应的电码是1331，由图可知数字1的电码为·----，数字3的电码为···---，电码中的点和划分别用数字0和1表示，所以其数字码是01111000110001101111。 【变式3-3】阅读下列材料并回答问题。 传递信息的电信号有两种：模拟信号和数字信号。 例如打电话声音转换成电流时，电流的频率和幅度全都“模仿”着声音的频率和幅度变化，所以这种信号称为模拟信号。目前的广播和电视中的声音和图像使用的都是模拟信号。录音带和录像带上记录的也是模拟信号。模拟信号的特点是连续变化，如上图甲所示，模拟信号的缺点是放大时会使信号的“形状”改变而造成失真。传输过程中受到的干扰不易排除。例如汽车发动机的火花塞工作时会产生电磁波，使得电视画面上出现杂乱的点或条纹。 计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的；“0”代表低电压，“1”代表高电压。如上图乙表示字母“K”的数字信号，它的编码是“01 001 011”。数字信号的优点是易于用计算机识别和进行复杂的处理，抗干扰能力强，能够进行高密度的存储等等。CD盘、VCD盘和计算机软件光盘上记录的都是数字信号。 由图可知，如下图所示，甲是声音信号波形，乙和丙是通过处理后传递的电流信号，其中 是模拟信号， 是数字信号。 【答案】甲和乙 丙 【解析】[1]模拟信号的特点是连续变化，甲和乙都是模拟信号。 [2]计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的，丙是数字信号。 题型4 电磁波的产生 【例4】（2023·广东清远·二模）下列关于电磁波的说法不正确的是（    ） A．导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波 B．电磁波不能在真空中传播 C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．无线电广播信号是靠电磁波传播的 【答案】B 【解析】A．电磁波产生的原理是变化的电场会产生磁场，故A正确，不符合题意； B．电磁波能在真空中传播，故B错误，符合题意； C．微波穿透力比较强，微波炉是利用微波来加热食品的，微波属于电磁波，故C正确，不符合题意； D．电磁波可以在真空中进行传播，电磁波可以传递信息，无线电广播信号是靠电磁波传播的，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式4-1】（2023·江苏宿迁·三模）5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（    ） A．太空中是真空，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量 D．中央电视台和泗阳电视台发射的电磁波传播速度不同 【答案】C 【解析】A．电磁波的传播不需要介质，可以在太空中传播，故A错误； B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故B错误； C．电磁波和声一样，可以传递信息，也可以传递能量，故C正确； D．中央电视台和郴州电视台发射的电磁波频率和波长不同，但传播速度相同，故D错误。 故选C。 【变式4-2】如图所示，打开收音机的开关，将调谐旋钮调到没有电台的位置并将音量放大，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极接触后， （选填“能”或“不能”）听到持续的“咔嚓”声，这是因为 。 【答案】不能 变化的电流激起电磁波，时断时续地接触才会听到持续的“咔擦”声 【解析】[1][2]只有电磁波被收音机接收才能产生“咔嚓”声。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极接触后，无法得到变化的电流，无法产生电磁波，无法听到持续的“咔嚓”声，时断时续地接触才会听到持续的“咔擦”声。 题型5 电磁波的传播 【例5】（24-25九年级上·云南曲靖·期中）手机是人们常用的通信工具，移动网络让我们的生活悄悄发生改变，打电话、微信聊天等服务是通过 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）来传递信号的；其在真空中的传播速度约为 m/s。 【答案】电磁波 【解析】[1]打电话、微信聊天等这些服务是通过电磁波来传递信息的。 [2]电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s。 【变式5-1】（2024·江苏苏州·一模）下列有关声和电磁波的说法中正确的是（    ） A．声传播的速度远小于电磁波的传播速度 B．蝙蝠在夜间正常飞行利用次声波 C．利用卫星打电话，其信息传递的媒介与“B超”相同 D．电磁波可以穿透任何物质，声音不能穿透任何物质 【答案】A 【解析】A．在空气中，声速约为340m/s，电磁波的速度约为3×108m/s，声传播的速度远小于电磁波的传播速度，故A正确； B．蝙蝠在夜间正常飞行利用超声波回声定位，故B错误； C．利用卫星打电话，其信息传递的媒介是电磁波，而“B超”是利用超声波，则它们传递信息的媒介不同，故C错误； D．声音可以穿透任何物质，电磁波不能穿透金属，故D错误。 故选A。 【变式5-2】（2024·江苏南通·一模）2023年，杭州亚洲运动会上首次探索使用了更高频率范围的5.5G网络，“5.5G网络”传递信号是通过（　　） A．超声波 B．红外线 C．紫外线 D．电磁波 【答案】D 【解析】5.5G网络通信是依靠电磁波传递信息，电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质；电磁波既能传递声音信号，又能传递图象信号，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式5-3】（2024·四川泸州·一模）华为5G“黑科技”有高传输速率优点，在相同时间内，5G通讯传输的倍息量约为4G的10倍。5G智能巡检机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（    ） A．5G电磁波可以传递信息，但不传播能量 B．5G电磁波是由迅速变化的电流来产生的 C．5G电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中的传播速度是340m/s D．5G电磁波在真空中的传播速度是4G电磁波在真空中的传播速度的10倍 【答案】B 【解析】A．电磁波可以传递信息和能量；因此5G电磁波既可以传递信息，也可以传递能量，故A错误； B．根据电磁波的产生原理可知，5G电磁波是由迅速变化的电流来产生的，故B正确； C．电磁波的传播不需要介质，电磁波的速度与介质种类有关，5G电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中的传播速度约为3×108m/s，故C错误； D．不同频率的电磁波在真空中传播的速度是相同的，5G电磁波在真空中的传播速度是4G电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误。 故选B。 题型6 波速、波长、频率的关系 【例6】（24-25九年级上·甘肃张掖·阶段练习）中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz，则中央电视台第一套节目的波长为 m。 【答案】5.7 【解析】根据波速等于波长乘以频率得，中央电视台第一套节目的波长为 【变式6-1】（21-22九年级上·海南海口·期末）目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　） A．频率比可见光小 B．属于红外线 C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小 【答案】A 【解析】A．由图可知，可见光的频率大于1014Hz，所以WiFi信号的频率小于可见光的频率，故A符合题意； B．由图可知，WiFi信号属于无线电波，不属于红外线，故B不符合题意； C．由图可知，WiFi信号的频率小于可见光的频率，波速一定时，由可知，WiFi信号的波长大于可见光，故C不符合题意； D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的，故D不符合题意。 故选A。 【变式6-2】（2022·江苏常州·一模）1965年，美国发射通信卫星les-1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les-1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号属于 （超声波/电磁波），周期为 s。 【答案】电磁波 4×10-9 【解析】[1]电磁波能在真空中传播，超声波不能，故卫星发出的是电磁波。 [2]频率为2.5×108Hz的信号的周期为 【变式6-3】（2022·广东清远·二模）手机是人类常用的通讯工具，如图所示是手机信号从2G、3G、4G不断升级，到现在的5G，下列说法正确的是（　　） A．从2G到5G，频率越来越高 B．从2G到5G，波长越来越长 C．从2G到5G，波速越来越大 D．5G信号不是利用电磁波进行信息传输的 【答案】A 【解析】ABC．2G到5G都属于电磁波，因此波速是一定的，由图可知，从2G到5G，单位时间内波的个数越多，即频率越来越高，根据c=λf可知，波长越来越短，故A正确，BC错误； D．手机信号是利用电磁波进行信息传输的，因此2G、3G、4G、5G都是利用利用电磁波进行信息传输的，故D错误。 故选A。 【变式6-4】（2024·广东广州·二模）图中是电磁波，小明用收音机收听广州交通电台FM106.1MHz（1MHz=106Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏音符“do”“la”，频率分别为261.6Hz、440Hz，此时（　　） A．收音机接收的信息是无线电波，只能在空气中传播 B．440Hz表示钢琴的琴弦每分钟振动440次 C．收音机收到空中电磁波的频率是106.1MHz D．小明听到“do”比“la”音调要高 【答案】C 【解析】A．无线电波可以在各种介质中传播，也可以无需介质传播的，故A不符合题意； B．440Hz表示钢琴的琴弦每秒钟振动440次，故B不符合题意； C．广州交通电台的频率是FM106.1MHz，所以收听广州交通电台的收音机接收到空中电磁波的频率是106.1MHz，故C符合题意； D．“do”“la”，频率分别为261.6Hz、440Hz，因此是“la”的音调较高，故D不符合题意。 故选C。 题型7 电磁波的应用 【例7】（24-25九年级上·河北石家庄·期中）如图是电磁波及其应用实例，下列说法正确的是（    ） A．可见光也属于电磁波的一种 B．体检胸透用的X射线频率比无线电波低 C．电视机遥控器用γ射线遥控 D．电磁波和声音在真空中的传播速度相同 【答案】A 【解析】A．由图可知，可见光也属于电磁波的一种，频率约为，故A正确； B．由图可知，体检胸透用的X射线频率高于，无线电波频率低于，所以体检胸透用的X射线频率比无线电波高，故B错误； C．电视机遥控器用红外线遥控，故C错误； D．声音不能在真空中传播，而电磁波可以，故D错误。 故选A。 【变式7-1】（2024·广东阳江·二模）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（    ） A．红外线属于可见光 B．无线电波的波长比X射线的短 C．电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线 D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 【答案】D 【解析】A．红外线属于不可见光，故A错误； B．频率越高，波长越短，无线电波频率比X射线低，则波长要长，故B错误； C．遥控器利用的是红外线，故C错误； D．光波也属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D正确。 故选D。 【变式7-2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波 B．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了 C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【答案】D 【解析】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意； B．由图中的信息可知，人眼可见的电磁波只有可见光，可见光的光谱就是电磁波谱中很窄的一段，大部分电磁波是人眼是感觉不到的，如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线等，故B正确，不符合题意； C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，故C正确，不符合题意； D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式7-3】（2024·广东广州·三模）a、b分别为两种电磁波，其部分波形如图甲所示，其中a波是红外线。结合图乙的电磁波谱，下列分析正确的是（　　） A．b波可能是微波 B．两种电磁波在真空中的波速可能不同 C．a波能使荧光物质发光 D．相比a波，b波的频率更大、波长更短 【答案】D 【解析】A．由图甲得，b波的频率大于a波的频率，a波是红外线，则b波不可能是微波，故A错误； B．两种电磁波在真空中的波速相同，故B错误； C．使荧光物质发光的是紫外线，故C错误； D．相比a波，b波的频率更大，由图乙得，频率越大，波长越短，故D正确。 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 21.1 现代顺风耳—电话 21.2 电磁波的海洋 知识点1 电流把信息传到远方 1876年，贝尔发明了电话，实现了语音信息的实时远距离传递。 1、电话的结构及工作原理 最简单的电话由话筒和听筒组成，话筒和对方的听筒之间通过电话线连接。 （1）老式电话的话筒 ①结构：主要由炭粒和膜片等组成。 ②作用：将声信号转换为电信号。 ③工作原理：声波振动→膜片相应振动→炭粒忽松忽紧→电阻忽大忽小→电流忽弱忽强→声信号转换为电信号。 （2）老式电话的听筒 ①结构：主要由电磁铁和薄铁膜片等组成。 ②作用：将电信号转换为声信号。 ③工作原理：电流忽弱忽强→电磁铁磁性忽弱忽强→薄铁膜片受忽小忽大的磁场力而振动→电信号转换为声信号。 2、电话中的话筒和听筒的连接方式 同一部电话中，话筒和听筒是并联的，话筒与对方的听筒是串联的，对方的话筒与自己的听筒是串联的。 知识点2 电话交换机 1、电话交换机的作用 为了提高线路利用率，电话之间都是通过电话交换机来转接的。 （1）一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机自动把需要通话的两部电话接通，通话完毕再自动将线路断开。 （2）如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线，这样两个不同交换机的用户就能互相通话了，如图所示。 2、电话交换机的发展 名称 特点 第一代 人工电话交换机 依靠话务员手工操作来接线和断线，工作效率低，劳动强度大 第二代 自动电话交换机 电磁继电器进行接线，效率大大提高 第三代 程控电话交换机 利用电子计算机技术，对所需指令编程后输入计算机，自动接通电话机 知识点3 模拟通信和数字通信 1、模拟通信 （1）概念：在话筒将声音转换成信号电流时这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 （2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。 2、数字通信 （1）概念：用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号。使用数字信号的通信方式叫做数字通信。数字信号在通信中常用的两种表示方式：电报中用“·”和“－”的组合来表示各种数字；而计算机及光盘等则用“0”和“1”的组合来表示数字（即二进制编码），再用数字来表示各种信息。 （2）特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 3、模拟信号和数字信号的比较 信号与声音的关系 信号电流的形式 优缺点 应用 模拟信号 与声音的频率、振幅变化的情况完全一样 连续 信号易丢失、失真，现代通信中常将其转化为数字信号，方便用计算机进行处理 温度传感器、压力传感器的信号，磁带录音机录下的声音等 数字信号 用不同符号的不同组合表示传递的信息 离散 抗干扰能力强，易加工处理，可以发挥计算机的巨大威力，还可以通过不同的编码进行加密 电报，光缆信号，计算机存储信息等 知识点4 电磁波的产生 1、探究电磁波是怎样产生的 打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触。在收音机里能听到“喀喀”的杂音。 这是因为在导线与电池组成的电路中产生了迅速变化的电流，迅速变化的电流产生了电磁波。收音机接收到这一电磁波，并把它放大转换成声音，这就是我们听到的“喀喀”声。 2、电磁波的产生：电流的迅速变化会在空间激起（产生）电波。 3、电磁波的特点：看不见（可见光除外）、摸不到，但确实存在，它可以给我们传递各种信息。 4、电磁波的常见应用 广播电台、电视台以及移动电话都是靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波，并利用电磁波来传递信息的。收音机、电视机一般只能接收电磁波，而移动电话既可以接收电磁波，也能发出电磁波。 知识点5 电磁波的传播 1、探究电磁波的传播 将一部手机置于一密封玻璃罩内，并给这个移动电话打电话。可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气，会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁。同时呼叫它的手机也仍然是在连通状态。 电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。 2、描述电磁波的物理量 （1）波长：一列波在传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离，叫波长，用字母λ表示，单位是米（m）。 （2）频率：在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。用字母f表示,其单位是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率很高，所以常用的单位是千赫和兆赫。 （3）波速：用字母c表示，波传播的快慢叫做波速。在真空中，电磁波的传播速度与光速相同，约为c＝3×108m/s，空气中的波速近似等于真空中的波速。 （4）在真空中电磁波的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。波长越长，频率越低；反之，波长越短，频率越高。 知识点6 电磁波家族及电磁波的应用 1、电磁波家族 电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米不等，通常根据波长把无线电波又分成几个波段（长波、中波、短波、微波）。 题型1 电话的结构及工作原理 【例1】最简单的电话是由 和 组成的，话筒把声音变成随声音变化的电流，电流沿着 把信息传到远方．现在的电话话筒种类很多，它们都是把 信号变成了 信号．在另一端电流使听筒的薄铁膜片振动，携带信息的电流就变成了声音．听筒种类也很多，它们都是把 信号变成 信号。 【变式1-1】（2024·广东广州·三模）关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如下图。则下列说法正确的是（　　） A．它们的作用是一样的 B．它们的物理原理是一样的 C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能 D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能 【变式1-2】（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示为一种老式电话机，关于电话机话筒和听筒这两部分的作用，下列说法正确的是（    ） A．话筒能将声信号转化为电信号 B．听筒能将声信号转化为电信号 C．话筒和听筒都能将声信号转化为电信号 D．话筒和听筒都能将电信号转化为声信号 题型2 电话交换机 【例2】（22-23九年级上·全国·课后作业）电话之间是通过电话交换机来连接的，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上“号码”时，交换机把需要通话的两部电话 ，通话完毕再将线路 。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码 接通转接的话机。 【变式2-1】（22-23九年级上·全国·课后作业）一个地区有5部电话，要使这5部话机中的任意两部都能互相通话，要架设多少对电话线？在图甲中把电话线画出来，每对电话线可用一条线代表。你能否想出一个办法，要尽量减少线路的数量，但仍能保证5部电话中的任意两部可以相互通话（这时其他几部暂不能通话）？在图乙中把电话线画出来。 题型3 模拟通信和数字通信 【例3】（23-24九年级上·全国·课后作业）关于模拟信号和数字信号的下列描述中正确的是（　　） A．数字信号长距离传输或多次放大时可能造成声音和图像的失真 B．模拟信号形式简单，抗干扰能力强 C．数字信号可以通过不同的编码进行加密 D．用不同数字的不同组合表示的信号叫做数字信号 【变式3-1】（23-24九年级上·全国·单元测试）在网络通信中，计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过 信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过 信号进行信息传递的。 【变式3-2】（22-23九年级上·全国·课后作业）如果图电码中的点和划分别用数字0和1表示，现要根据图的汉字电报码表示一个“学”字，其数字码是怎样的？ 【变式3-3】阅读下列材料并回答问题。 传递信息的电信号有两种：模拟信号和数字信号。 例如打电话声音转换成电流时，电流的频率和幅度全都“模仿”着声音的频率和幅度变化，所以这种信号称为模拟信号。目前的广播和电视中的声音和图像使用的都是模拟信号。录音带和录像带上记录的也是模拟信号。模拟信号的特点是连续变化，如上图甲所示，模拟信号的缺点是放大时会使信号的“形状”改变而造成失真。传输过程中受到的干扰不易排除。例如汽车发动机的火花塞工作时会产生电磁波，使得电视画面上出现杂乱的点或条纹。 计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的；“0”代表低电压，“1”代表高电压。如上图乙表示字母“K”的数字信号，它的编码是“01 001 011”。数字信号的优点是易于用计算机识别和进行复杂的处理，抗干扰能力强，能够进行高密度的存储等等。CD盘、VCD盘和计算机软件光盘上记录的都是数字信号。 由图可知，如下图所示，甲是声音信号波形，乙和丙是通过处理后传递的电流信号，其中 是模拟信号， 是数字信号。 题型4 电磁波的产生 【例4】（2023·广东清远·二模）下列关于电磁波的说法不正确的是（    ） A．导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波 B．电磁波不能在真空中传播 C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．无线电广播信号是靠电磁波传播的 【变式4-1】（2023·江苏宿迁·三模）5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（    ） A．太空中是真空，电磁波不能传播 B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量 D．中央电视台和泗阳电视台发射的电磁波传播速度不同 【变式4-2】如图所示，打开收音机的开关，将调谐旋钮调到没有电台的位置并将音量放大，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极接触后， （选填“能”或“不能”）听到持续的“咔嚓”声，这是因为 。 题型5 电磁波的传播 【例5】（24-25九年级上·云南曲靖·期中）手机是人们常用的通信工具，移动网络让我们的生活悄悄发生改变，打电话、微信聊天等服务是通过 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）来传递信号的；其在真空中的传播速度约为 m/s。 【变式5-1】（2024·江苏苏州·一模）下列有关声和电磁波的说法中正确的是（    ） A．声传播的速度远小于电磁波的传播速度 B．蝙蝠在夜间正常飞行利用次声波 C．利用卫星打电话，其信息传递的媒介与“B超”相同 D．电磁波可以穿透任何物质，声音不能穿透任何物质 【变式5-2】（2024·江苏南通·一模）2023年，杭州亚洲运动会上首次探索使用了更高频率范围的5.5G网络，“5.5G网络”传递信号是通过（　　） A．超声波 B．红外线 C．紫外线 D．电磁波 【变式5-3】（2024·四川泸州·一模）华为5G“黑科技”有高传输速率优点，在相同时间内，5G通讯传输的倍息量约为4G的10倍。5G智能巡检机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（    ） A．5G电磁波可以传递信息，但不传播能量 B．5G电磁波是由迅速变化的电流来产生的 C．5G电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中的传播速度是340m/s D．5G电磁波在真空中的传播速度是4G电磁波在真空中的传播速度的10倍 题型6 波速、波长、频率的关系 【例6】（24-25九年级上·甘肃张掖·阶段练习）中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz，则中央电视台第一套节目的波长为 m。 【变式6-1】（21-22九年级上·海南海口·期末）目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　） A．频率比可见光小 B．属于红外线 C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小 【变式6-2】（2022·江苏常州·一模）1965年，美国发射通信卫星les-1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les-1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号属于 （超声波/电磁波），周期为 s。 【变式6-3】（2022·广东清远·二模）手机是人类常用的通讯工具，如图所示是手机信号从2G、3G、4G不断升级，到现在的5G，下列说法正确的是（　　） A．从2G到5G，频率越来越高 B．从2G到5G，波长越来越长 C．从2G到5G，波速越来越大 D．5G信号不是利用电磁波进行信息传输的 【变式6-4】（2024·广东广州·二模）图中是电磁波，小明用收音机收听广州交通电台FM106.1MHz（1MHz=106Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏音符“do”“la”，频率分别为261.6Hz、440Hz，此时（　　） A．收音机接收的信息是无线电波，只能在空气中传播 B．440Hz表示钢琴的琴弦每分钟振动440次 C．收音机收到空中电磁波的频率是106.1MHz D．小明听到“do”比“la”音调要高 题型7 电磁波的应用 【例7】（24-25九年级上·河北石家庄·期中）如图是电磁波及其应用实例，下列说法正确的是（    ） A．可见光也属于电磁波的一种 B．体检胸透用的X射线频率比无线电波低 C．电视机遥控器用γ射线遥控 D．电磁波和声音在真空中的传播速度相同 【变式7-1】（2024·广东阳江·二模）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（    ） A．红外线属于可见光 B．无线电波的波长比X射线的短 C．电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线 D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等 【变式7-2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波 B．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了 C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【变式7-3】（2024·广东广州·三模）a、b分别为两种电磁波，其部分波形如图甲所示，其中a波是红外线。结合图乙的电磁波谱，下列分析正确的是（　　） A．b波可能是微波 B．两种电磁波在真空中的波速可能不同 C．a波能使荧光物质发光 D．相比a波，b波的频率更大、波长更短 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$