专题46 电磁波与现代通信【三大题型】-2025年中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破(全国通用)
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内容正文:
专题46 电磁波与现代通信【三大题型】
【题型一 电磁波的传播与应用】
1.(2024•成都中考)电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中,主要利用电磁波的能量特性工作的是( )
A.微波炉 B.手机 C.雷达 D.电吹风
2.(2024•福建中考)神舟飞天,探梦苍穹。2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。飞船与地面间的通信是利用( )
A.空气 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
3.(2024•武汉中考)如图所示,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,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号
D.电磁波只能在空气中传播
4.(2024•湖北中考)我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图),采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108m/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
5.(2024•淮安中考)利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时,导航仪与北斗卫星之间通过 传递信息,它在真空中传播的速度为 m/s。
6.(2024•哈尔滨中考)手机在日常生活中被广泛使用,在充电过程中将电能转化为手机电池的 能。手机与北斗卫星间利用 波来传递信息,实现导航的目的。
7.(2024•泰州中考)2023年10月15日,全程为21.0975公里的泰州首届半程马拉松比赛激情开跑。奔跑中运动员看到路边的树木向后退去,是以 为参照物的;跑步结束后运动轨迹图片随即发送到运动员的手机上,手机是通过 接收信息的;泰州籍运动员的最好成绩为1h11min50s,他全程的“配速”(定义:跑1km路程所需要的时间)约为 min/km(整数部分正确即可)。
8.(2024•东营中考)2024年5月3日,嫦娥六号探测器由长征五号运载火箭成功发射,探测器是通过 (选填“电磁波”或“次声波”)与地球通信的;采集的月壤样品带回地球后质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【题型二 波速、波长和频率的关系】
9.(2024•常州中考)英国科学家研究发现,用特定波长的红光持续照射人体背部15min,可明显刺激人体线粒体,增加葡萄糖消耗,降低血糖水平。该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖。该红光的波形图如图所示,已知OA=AB=BC=CD=335nm,则该红光的波长为( )
A.335nm,合3.35×10﹣4m B.335nm,合3.35×10﹣7m
C.670nm,合6.70×10﹣4m D.670nm,合6.70×10﹣7m
10.(2023•广州中考)各色光在真空中的波长如图所示,植物中叶绿素a会吸收波长在430nm~662nm之间的光。真空中,波长650nm的光( )
A.是紫光
B.不是电磁波
C.波长比蓝光的长
D.比波长500nm的光传播速度大
11.(2024•珠海模拟)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.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
12.(2024•徐州模拟)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( )
A.属超声波,周期为4×10﹣8s
B.属超声波,周期为4×10﹣9s
C.属电磁波,周期为4×10﹣8s
D.属电磁波,周期为4×10﹣9s
13.(2024•韶关模拟)如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图象,下列说法正确的是( )
A.甲电磁波振动的波长较长
B.甲、乙两种电磁波的振动频率相同
C.甲电磁波的传播速度较快
D.甲电磁波振动的频率较大
14.(2024•广州模拟)波长在1cm至1mm之间的无线电波叫做毫米波,近年来利用毫米波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段划分如图。则( )
A.毫米波属于UHF频段的电磁波
B.毫米波在空气中的传播速度为340m/s
C.6×1010Hz毫米波波长比8×1010Hz的波长短
D.UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同
15.(2024•武汉模拟)5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高,下载速度比4G网络快数百倍,与4G相比,5G电磁波的波长更 (选填“长”或“短”);如图是一款华为折叠屏5G手机,其折叠屏主要是由 材料制成的柔性发光二极管(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
16.(2024•佛山模拟)电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等,它们的 相同(选填“频率”、“波长”或“波速”),它们都 在真空中传播,电台发射的某种电磁波波长为3m,其频率是
Hz。
【题型三 现代通信技术】
17.(2024•广州中考)如图,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
18.(2024•宜宾模拟)手机广泛运用于现代生活,已成为人们不可或缺的通信工具,下列有关手机的说法中不正确的是( )
A.接手机时能根据对方语言音色来判断对方是谁
B.手机是利用电磁波来传递信息的唯一通信设备
C.手机来电振动时将电能转化为机械能
D.手机的话筒是将声信号转化为电信号的装置
19.(2024•绵阳模拟)各地高高耸立的电视塔是地标性建筑,电视塔上天线的作用是( )
A.让声音、图像信号转化为电信号
B.让声音、图像信号加载到高频电流上
C.让音频、视频电信号加载到高频电流上
D.让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
20.(2024•南宁模拟)关于信息传递,下列说法正确的是( )
A.一条光导纤维只能传输一条信息
B.5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C.用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D.“北斗”卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
21.(2024•广元模拟)如图是一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波频率 ,波长 。(两空均填“变大”、“变小”或“不变”)
22.(2024•石家庄模拟)某无线电波在空气中传播。如果它的频率越大,则它的波长 ;如果它的波长越大,则它的波速 ,表示它们三者之间关系的公式是 。
23.(2024•衡水模拟)信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”,研究表明,原来信鸽是利用 (选填“地磁场”或“电磁波”)来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内壁多次 (选填“反射”或“折射”)而实现的。光纤利用激光传递信息,大幅提高了信息传输量,是因为激光具有较高的 (选填“速度”或“频率”)。
24.(2024•乌鲁木齐模拟)同步通信卫星是在离地面高度为3.6×107m,绕地心转动的圆轨道(同步轨道)上运行
的卫星,运行周期跟地球自转周期相同。
(1)同步通信卫星绕地球运行时 (选填“受”或“不受”)地球的引力,周期是 h.同步通信卫星相对于地面的建筑物是 的, 颗同步通信卫星基本可以实现全球通信。
(2)理论和实践表明,质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行,若同步通信卫星上的天线脱落,天线 (选填“仍然”或“不会”)在同步轨道上运行。
(3)地面上的甲、乙两人用卫星电话通过同步通信卫星联系,从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要 s。
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专题46 电磁波与现代通信【三大题型】
【题型一 电磁波的传播与应用】
1.(2024•成都中考)电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中,主要利用电磁波的能量特性工作的是( )
A.微波炉 B.手机 C.雷达 D.电吹风
解:BC两个选项,利用到的是电磁波可以传递信息;D是利用到电流的热效应和磁效应,并没有用到电磁波。A选项利用到了电磁波中的微波波段可以提供能量,给食物加热,故A选项符合题意。
答案:A。
2.(2024•福建中考)神舟飞天,探梦苍穹。2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。飞船与地面间的通信是利用( )
A.空气 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
解:飞船与地面间的通信是利用电磁波,不是声波和空气,故A、C、D错误,B正确;
答案:B。
3.(2024•武汉中考)如图所示,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,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号
D.电磁波只能在空气中传播
解:A、将导线的一端与电池的负极相连,另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,这样会损伤电池,故A正确;
B、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,电路中有时断时续的电流出现,迅速变化的电流产生了电磁波,产生的电磁波被收音机接收到,听到“咔咔”的声音,故B正确;
C、收音机接收到的声音是通过电磁波传播的,故C正确;
D、磁波能在真空中传播,故D错误。
答案:D。
4.(2024•湖北中考)我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图),采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108m/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
解:AB、声音的传播需要介质,真空不能传声,鹊桥号利用电磁波进行信号传输,故A错误、B正确;
C、镀金钼丝天线反射的信号靠电磁波传播,电磁波的传播速度为3×108m/s,故C正确;
D、由题意可知,相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近,所以信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短,故D正确。
答案:A。
5.(2024•淮安中考)利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时,导航仪与北斗卫星之间通过 电磁波 传递信息,它在真空中传播的速度为 3.0×108 m/s。
解:利用北斗导航系统进行定位和导航时,导航仪与通讯卫星之间是通过电磁波来传递信息的;
电磁波在真空中的传播速度和光的传播速度相等,都是3.0×108m/s。
答案:电磁波;3.0×108。
6.(2024•哈尔滨中考)手机在日常生活中被广泛使用,在充电过程中将电能转化为手机电池的 化学 能。手机与北斗卫星间利用 电磁 波来传递信息,实现导航的目的。
解:电池给手机供电时,将化学能转化为电能,电池充电时,是将电能转化为化学能;手机通讯是利用电磁波传递信息的,手机与北斗卫星间也是利用电磁波来传递信息,实现导航的目的。
答案:化学;电磁。
7.(2024•泰州中考)2023年10月15日,全程为21.0975公里的泰州首届半程马拉松比赛激情开跑。奔跑中运动员看到路边的树木向后退去,是以 自己 为参照物的;跑步结束后运动轨迹图片随即发送到运动员的手机上,手机是通过 电磁波 接收信息的;泰州籍运动员的最好成绩为1h11min50s,他全程的“配速”(定义:跑1km路程所需要的时间)约为 3.4 min/km(整数部分正确即可)。
解:奔跑中的运动员以自己为参照物,路边的树木相对于自己有位置的变化;
手机是通过电磁波接收信息的;
由题知,t=1h11min50s=60min+11min+0.83min≈71.83min,s=21.0975km,
他的配速= ≈3.4min/km。
答案:自己;电磁波;3.4。
8.(2024•东营中考)2024年5月3日,嫦娥六号探测器由长征五号运载火箭成功发射,探测器是通过 电磁波 (选填“电磁波”或“次声波”)与地球通信的;采集的月壤样品带回地球后质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
解:嫦娥六号探测器由长征五号运载火箭成功发射,探测器是通过电磁波与地球通信的;采集的月壤样品带回地球后质量不变。
答案:电磁波;不变。
【题型二 波速、波长和频率的关系】
9.(2024•常州中考)英国科学家研究发现,用特定波长的红光持续照射人体背部15min,可明显刺激人体线粒体,增加葡萄糖消耗,降低血糖水平。该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖。该红光的波形图如图所示,已知OA=AB=BC=CD=335nm,则该红光的波长为( )
A.335nm,合3.35×10﹣4m B.335nm,合3.35×10﹣7m
C.670nm,合6.70×10﹣4m D.670nm,合6.70×10﹣7m
解:波长指的是振动一个完整周期时,在传播方向上移动的距离。在图像上,波长为OB的长度,即335nm×2=670nm。而1nm=10﹣9m,代入得到670nm=6.70×10﹣7m。
答案:D。
10.(2023•广州中考)各色光在真空中的波长如图所示,植物中叶绿素a会吸收波长在430nm~662nm之间的光。真空中,波长650nm的光( )
A.是紫光
B.不是电磁波
C.波长比蓝光的长
D.比波长500nm的光传播速度大
解:A、根据题图可知:紫光的波长比650nm的波长更短,故A不符合题意;
B、所有的可见光都属于电磁波,故B不符合题意;
C、从题图可知:波长650nm的光波的波长比蓝光的波长长,故C符合题意;
D、不同波长的光在真空中的传播速度相同,故D不符合题意。
答案:C。
11.(2024•珠海模拟)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.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
解:A、人看不见红外线和紫外线,红外线和紫外线都属于不可见光,故A错误;
B、根据电磁波谱的波长顺序可知,红外线的波长比可见光的波长长,故B错误;
C、由图可知,X射线的频率比无线电波高,故C错误;
D、可见光与γ射线都是电磁波,电磁波在真空中的传播速度相同,故D正确。
答案:D。
12.(2024•徐州模拟)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( )
A.属超声波,周期为4×10﹣8s
B.属超声波,周期为4×10﹣9s
C.属电磁波,周期为4×10﹣8s
D.属电磁波,周期为4×10﹣9s
解:电磁波能在真空中传播,卫星发出的是电磁波;
频率为2.5×108Hz的信号的周期为:T===4×10﹣9s。
答案:D。
13.(2024•韶关模拟)如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图象,下列说法正确的是( )
A.甲电磁波振动的波长较长
B.甲、乙两种电磁波的振动频率相同
C.甲电磁波的传播速度较快
D.甲电磁波振动的频率较大
解:甲乙都是电磁波,电磁波速是相等的。由图可知,甲的波长大,乙的波长小,
根据波速=波长×频率,电磁波速不变,甲的波长大,甲的频率小。
答案:A。
14.(2024•广州模拟)波长在1cm至1mm之间的无线电波叫做毫米波,近年来利用毫米波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段划分如图。则( )
A.毫米波属于UHF频段的电磁波
B.毫米波在空气中的传播速度为340m/s
C.6×1010Hz毫米波波长比8×1010Hz的波长短
D.UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同
解:A.波长在1cm至1mm之间的无线电波叫做毫米波,即波长为10﹣3m~10﹣2m,根据图中波长确定是极高频波,不是属于UHF频段的电磁波,故A错误;
BD.毫米波也是电磁波,各种电磁波在空气中的传播速度近似等于在真空中的传播速度,大约为3×108m/s,UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同,故B错误,D正确;
C.根据图中知波长越短,频率越高,6×1010Hz毫米波波长比8×1010Hz的波长长;故C错误。
答案:D。
15.(2024•武汉模拟)5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高,下载速度比4G网络快数百倍,与4G相比,5G电磁波的波长更 短 (选填“长”或“短”);如图是一款华为折叠屏5G手机,其折叠屏主要是由 半导体 材料制成的柔性发光二极管(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
解:电磁波在真空中传播速度是3×108m/s确定不变的,由于c=fλ,因此频率高的波长短、频率低的波长长,所以5G电磁波的波长比4G更短;
折叠屏主要是由半导体材料制成的柔性发光二极管。
答案:短;半导体。
16.(2024•佛山模拟)电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等,它们的 波速 相同(选填“频率”、“波长”或“波速”),它们都 能 在真空中传播,电台发射的某种电磁波波长为3m,其频率是 108 Hz。
解:电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等,它们的波速相同,它们都能在真空中传播;
电磁波的波速是3×108m/s,根据c=λf得:f===108Hz;
答案:波速;能;108。
17.(2014•广元模拟)如图是一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波频率 变大 ,波长 变小 。(两空均填“变大”、“变小”或“不变”)
解:收音机屏板上的单位为MHz和KHz,是频率的单位,所以向右调指针时所接收的电磁波的频率变大。
由公式c=λf可得,电磁波的波速一定,电磁波的波长和频率互成反比例关系。所以,频率变大,波长变小。
答案:变大、变小。
18.(2024•石家庄模拟)某无线电波在空气中传播。如果它的频率越大,则它的波长 越短 ;如果它的波长越大,则它的波速 不变 ,表示它们三者之间关系的公式是 c=λf 。
解:电磁波的波速是一定值。即它的波速是不变的;
电磁波的波速、波长、频率之间的关系式为c=λf,由关系式可知,在电磁波波速一定的情况下,波长和频率成反比,电磁波的频率越高,波长越短。
答案:越短;不变;c=λf。
【题型三 现代通信技术】
19.(2024•广州中考)如图,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其原理应用了光的( )
A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播
解:光纤通信,光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,故ACD错误,B正确。
答案:B。
20.(2024•宜宾模拟)手机广泛运用于现代生活,已成为人们不可或缺的通信工具,下列有关手机的说法中不正确的是( )
A.接手机时能根据对方语言音色来判断对方是谁
B.手机是利用电磁波来传递信息的唯一通信设备
C.手机来电振动时将电能转化为机械能
D.手机的话筒是将声信号转化为电信号的装置
解:A、接手机时能根据对方语言音色来判断对方是谁,这种说法正确,故A不符合题意。
B、手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的,但除了手机外无线电广播、电视机工作时也是利用电磁波。故B错,符合题意。
C、手机来电振动时将电能转化为机械能,这种说法正确,故C不符合题意。
D、手机的话筒是将声信号转化为电信号的装置,这种说法正确,故D不符合题意。
答案:B。
21.(2024•绵阳模拟)各地高高耸立的电视塔是地标性建筑,电视塔上天线的作用是( )
A.让声音、图像信号转化为电信号
B.让声音、图像信号加载到高频电流上
C.让音频、视频电信号加载到高频电流上
D.让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
解:电磁波可以传递声音、图像等信息,电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的;电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去,故选项D正确,选项ABC错误;
答案:D。
22.(2024•南宁模拟)关于信息传递,下列说法正确的是( )
A.一条光导纤维只能传输一条信息
B.5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C.用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D.“北斗”卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
解:A、一条光导纤维可以同时传输不同频率的光信号,即一条光导纤维可以同时传输多条信心,故A错误;
B、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,不用通过光导纤维传输,故B错误;
C、数字信号具有:传播距离长、可同时传递大容量的信号、抗干扰能力强、不失真、能加密、易储存等优点;模拟信号:传播距离较短,传递容量小,保真性较差,抗干扰能力弱,所以用模拟信号传输图像信息比数字信号容易失真,故C错误;
D、我国独立自主建立的北斗卫星定位系统,可提供全天候的即时定位服务,该系统利用电磁波传递信息,故D正确。
答案:D。
23.(2024•衡水模拟)信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”,研究表明,原来信鸽是利用 地磁场 (选填“地磁场”或“电磁波”)来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内壁多次 反射 (选填“反射”或“折射”)而实现的。光纤利用激光传递信息,大幅提高了信息传输量,是因为激光具有较高的 频率 (选填“速度”或“频率”)。
解:(1)鸽子在飞行时是靠地磁场来导航的;
(2)光纤通信利用的就是全反射的道理,光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外;
(3)由于激光的频率很高,在光导纤维中利用激光传递信息,从而大幅提高了信息传输量。
答案:地磁场;反射;频率。
24.(2024•乌鲁木齐模拟)同步通信卫星是在离地面高度为3.6×107m,绕地心转动的圆轨道(同步轨道)上运行的卫
星,运行周期跟地球自转周期相同。
(1)同步通信卫星绕地球运行时 受 (选填“受”或“不受”)地球的引力,周期是 24 h.同步通信卫星相对于地面的建筑物是 静止 的, 3 颗同步通信卫星基本可以实现全球通信。
(2)理论和实践表明,质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行,若同步通信卫星上的天线脱落,天线 仍然 (选填“仍然”或“不会”)在同步轨道上运行。
(3)地面上的甲、乙两人用卫星电话通过同步通信卫星联系,从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要 0.48 s。
解:(1)由万有引力可知同步通信卫星绕地球运行时受球的引力,地球的自传周期为24h,同步通信卫星绕地球运行周期也是24h,同步通信卫星相对于地面的建筑物的位置没有发生变化,故是静止的,在地球的周围均匀配置3颗同步通信卫星,就可以实现全球通信;
(2)理论和实践表明,质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行,同步通信卫星上的天线脱落,天线仍然在同步轨道上运行;
(3)离地面高度为3.6×107m,甲发出信号到他收到乙自动回复的信号,信号传的距离是4×3.6×107m=1.44×108m,由v=可得,t===0.48s。
答案:(1)受;24;静止;3;(2)仍然;(3)0.48。
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