第二十一章 电磁波及其应用（单元培优）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版（2024）

第二十一章 电磁波及其应用 一．选择题（共9小题） 1．关于接收无线电波的过程，下列说法正确的是（　　） A．接收无线电波→检波→高频放大→调谐→低频放大 B．接收无线电波→调谐→高频放大→检波→低频放大 C．接收无线电波→高频放大→调谐→检波→低频放大 D．接收无线电波→低频放大→调谐→检波→高频放大 2．下列有关信息的叙述中，不太确切的是（　　） A．“信息”资源不污染环境 B．信息不是物质，也不是能量，但具有知识的秉性 C．信息可以复制，可以被多人使用 D．信息只是消息，只可以听或看 3．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 4．“蓝牙技术”实际上是一种短距离无线通信技术，“蓝牙”传递信息利用的是（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．引カ波 5．如图所示，“望舒之辇”是清华大学载人月球车的设计方案，灵感来源于古代传说中的月亮女神望舒，同时融入了秦始皇陵铜车马的关键元素，体现了中国文化的博大精深。控制中心和载人月球车的通信，利用的是（　　） A．电磁波 B．光导纤维 C．超声波 D．次声波 6．航天员从天宫空间站传回一组视频，向全国人民致以新春祝福。地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系，依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．水波 7．2024年4月30日16时56分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，“神舟十七号”载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。之后，返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，减速“刹车”，最终成功着陆。下列说法错误的是（　　） A．控制中心发出的返回指令是通过电磁波传递的 B．向下推动空气，返回舱减速，表明物体间力的作用是相互的 C．返回舱减速下落的过程中，重力势能减小 D．返回舱减速下落的过程中，机械能保持不变 8．灯汇天下，龙舞盐都。今年春节自贡灯会大型无人机灯光秀表演点亮自贡夜空，无人机群接收到地面指挥系统的指令，在空中编织出各种美丽的图案，如图所示。地面指挥系统向无人机群发出编队指令的“传递使者”是（　　） A．探照灯光 B．电磁波 C．超声波 D．光纤 9．“天宫课堂”在充满趣味的教育中，让我们掌握科学知识，树立航天强国的梦想。我国航天员在“天宫课堂”向我们传递信息是通过（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 二．多选题（共5小题） （多选）10．周末小明参观了辽宁省科技馆，通过参观他深深地感受到了科技的魅力。下列有关科学技术叙述正确的是（　　） A．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务 B．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它使用的电磁波传播速度更快 C．若实现常温超导，会大大减少输电过程中能量的损失 D．太阳能电池利用的单晶硅是半导体材料 （多选）11．关于电磁波，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁波是无线电波的一部分 B．光是电磁波 C．频率越低的电磁波，相同时间内传输的信息就越多 D．电磁波在任何介质中传播的速度都等于3×108km/s （多选）12．下列现象能说明电磁波具有能量的是（　　） A．微波炉能利用电磁波加热食物 B．电磁波能在真空中传播 C．太阳能热水器能将太阳能转化为内能 D．电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直 （多选）13．下列说法中正确的是（　　） A．光是一种电磁波，可以用来传递信息 B．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 C．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流 D．如果通电线圈在磁场作用下转动，则线圈的机械能是由电能转化来的 （多选）14．随着“4G时代”的到来，人们使用智能手机进行交流变得更加便捷，下列说法中正确的是（　　） A．智能手机靠电磁波传递信息 B．在真空中，智能手机无法接收视频信息 C．智能手机电池充电时，化学能转化为电能 D．智能手机可以把声音信号转化为变化的电流 三．填空题（共8小题） 15．如图所示，是宇航员王亚平太空授课时演示“液桥”的实验情景。水滴被拉成水桥时，没有脱离液桥板，说明它们的分子间存在 　 　 。水滴被拉成水桥后密度 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），他们在空间站授课是通过 　 　 （选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”）传到地面的。 16．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”）。 17．打开收音机收听广播电台节目，是利用电磁波来传递信息。在电磁波的波速一定时，频率越高，波长 　 　 （越长/越短/保持不变）；用收音机收听中央人民广播电台第一套节目，这套节目的发射频率为640kHz，则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是 　 　 m。 18．吃饭时，人闻到饭菜的香味是 　 　 现象；图中的年夜饭照片用手机发布到网上，是通过 　 　 波完成的。 19．北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，顺利将汤洪波，唐胜杰和江新林3名航天员送入太空。3名航天员将在太空中度过6个月太空生活。在太空生活期间，宇航员和地面之间传递信息主要是通过 　 　 （选填“超声波”“电磁波”或“次声波”）。 20．如图为“会飞”的救生圈，不受环境影响，能精准救人，救援范围达1000米： （1）某款救生圈电池标有“25V•9Ah”，充满电时储存 　 　 J的电能，可潜入水下最大深度1.5m工作一小时，潜入水下受到水的最大压强 　 　 Pa，为防止漏电，其电池外壳应利用良好的 　 　 体。 （2）救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者，因为人体温度高于周围环境，辐射红外线比周围环境 　 　 ，相机将拍摄的实时照片通过 　 　 传给工作人员。 （3）该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时利用流体压强与流速的关系：　 　 ，从而产生向上的升力；为增大可以利用的浮力，该救生圈做成空心的，且密度 　 　 的材料，当该救生圈以12m/s的速度冲向200m处的落水者，需要 　 　 s。 21．2023年2月16日，国内首例5G超远程机器人肝胆手术成功进行，杭州的医生通过5G远程机器人为远在新疆的患者实施了手术，手术时信号传输利用的是 　 　 。 22．2023年10月26日，长征2F遥十七运载火箭搭载着神舟十七号的三名航天员，从酒泉卫星发射中心发射升空。高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，该过程将火箭的 　 　 能转化为 　 　 能；地面控制中心与宇航员主要是通过 　 　 实现通信联系的。 四．作图题（共2小题） 23．在下面图中是表示某一段光导纤维，一束激光从一端射入光导纤维，试在图中画出激光在光导纤维中传播时的情形。 24．在如图所示中完成电磁波的发射过程示意图。 五．实验探究题（共2小题） 25．我们生活在电磁波的海洋中，生活中有很多的设备都是利用电磁波来通信的，例如手机之间的通信。当需要防止（或屏蔽）电磁波干扰时，通常用金属壳将电磁波与需加以屏蔽的区域隔开，避免电磁波进入，这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金属小屋，侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃，如图所示。请你用一部或两部手机检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。 26．学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如表的知识归纳表，其中　 　 和　 　 （填表中序号）的说法是错误的。 波的种类 电磁波 声波 传播速度 ①真空中所有电磁波的传播速度都是3×108m/s ②声波在固体、液体、气体中的传播速度相同 传播介质 ③电磁波的传播一定要有介质 ④声波传播一定要有介质 应用事例 ⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控 ⑥超声波可用于清洁物品 六．计算题（共4小题） 27．所谓“黑匣子“并非外表为黑色，而一般为醒目的橙色，以便人们寻找，为了保证能安全回收“黑匣子“，人们把它设计制造成具有耐撞击、耐火烧、耐腐蚀的特殊结构， （1）黑匣子能发出频率为37.5kHz的无线电信号，它在真空中的传播速度为　 　 m/s，它的波长为多长？ （2）黑匣子在水深3000m以上的地方发出的超声波可以正常传播（超声波在海水中的传播速度为1500m/s），停在海水中的潜艇发出的声波信号在2s内接收到经黑匣子反射回来的信号，且信号频率不变，则黑匣子到潜艇的距离是多少？ （3）如果黑匣子失落在月球表面，能否用声呐系统来探测黑匣子，为什么？ 28．雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波，当电磁波遇到障碍物时要发生反射，雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达荧光屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示，且已知雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10﹣4s，则被测目标与雷达的距离约多少米？ 29．雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离。某地面雷达站向某卫星发射出波长为0.1m的电磁波，经过0.3s的时间，接收到了反射波。请你回答： （1）电磁波在真空中的传播速度C＝？ （2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？ （3）该卫星距地面多远？ 30．通常根据无线电波的波长和频率不同，把无线电波分成几个波段，如表所示： 波段 长波 中波 中短波 短波 微波 米波 分米波 厘米波 毫米波 波长 30000m ～3000m 3000m ～200m 200m ～50m 50m ～10m 10m ～1m 10dm ～ldm 10dm ～lcm 10mm ～1mm 频率 10kHz ～100kHz 100kHz ～150kHz 1500kHz ～6000kHz 6kHz ～30MHz 30kHz ～300MHz 300kHz ～3000MHz 3000kHz～30000 MHz 30000kHz～300000 MHz 主要用途 超远程无 线电通信 无线电广播和电报通信 无线电广 播、电视、 导航 电视、雷达、导航 （1）把对应的波长和频率相乘，可得出什么结论？ （2）一般中波收音机的频率是520kHz～1600kHz，对应的波长是多少？ （3）我国电视频道的划分是这样的：1～12频道，13～48频道，其中1～12频道的波长是5.71m～1.37m，则它们相应的频率范围是多少？ 七．综合能力题（共3小题） 31．小明的奶奶家住在一个风景秀丽的小山村，放暑假了，小明到奶奶家避暑，小明发现奶奶家的电视节目跟自己家一样，也有许多卫视频道。在山区是怎么收看到这些电视节目的呢？小明决心弄个究竟，于是小明在叔叔的带领下参观了当地的卫星电视信号接收及传递设施，初步弄清了其中的道理，如图甲所示是小明自己绘制的一张卫星电视信号的接收流程图。 （1）卫星电视的接收天线的“锅口”大致是朝斜上方放置，这样做是为了接收来自 　 　 的电视信号。 （2）在机房内，技术人员可以通过调试，接收来自不同电视台的节目信息，这主要是因为不同电视台通过卫星发射的电磁波的 　 　 不同，能将电视节目信号变得更清楚的设备是 　 　 。 （3）一般的电视机除了能接收有线信号外，还可直接接收 　 　 。 （4）小明发现：天线接收的信号都是通过如图乙所示的电缆线传输到各家各户的，而不是类似于家庭电路中的两根相互平行的单芯导线传输，使用图中的电缆线传输的好处是 　 　 （写出三点）。 32．如图是某款使用燃油发动机的无人机，该无人机外壳采用极轻的新型复合材料制成，遥控距离可达200km，具有载荷能力大、续航时间长、遥控距离远等特点。下表为该无人机的部分参数，其中“升阻比”是飞机飞行时受到空气的升力与受到空气的阻力的比值，飞机飞行时受到的空气阻力f与迎风面积S、飞行速度v的平方均成正比，即f＝kSv2，其中k是常量。（g取10N/kg） 升阻比 10～15 机身质量/t 1.1 最大迎风面积/m2 10 最大载荷量/t 0.5 （1）该无人机在空中飞行时，流过机翼上方的气流速度 　 　 机翼下方的气流速度，机翼下方气体对机翼的压力 　 　 机翼上方气体对机翼的压力。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） （2）该无人机是通过遥控器发射和接收 　 　 （选填“声波”或“电磁波”）从而控制其飞行的；若某个阶段无人机的发动机关停，无人机在空中加速向下滑翔，这个过程中的能量转化主要是 　 　 能转化为动能。 （3）若无人机以最大载荷量停在水平跑道上，无人机轮胎与地面接触的总面积为0.4m2，此时无人机对水平跑道的压强为 　 　 Pa。 （4）若无人机的飞行速度和受到的空气升力不变，增加迎风面积，则该无人机的升阻比 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）该无人机以50m/s的速度在空中飞行时，受到的空气阻力为1×103N；若保持迎风面积不变，使该无人机以60m/s的速度在空中飞行时，测得升阻比达到最大，则无人机以60m/s速度飞行时受到空气的升力为 　 　 N。 33．阅读下面短文，并回答问题。 光纤的奥秘 光纤电缆是21世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传递信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？ 如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫作全反射。 并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。 光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 （1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角 　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角。 （2）图乙中：当入射角逐渐增大时 　 　 。 A.折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B.折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C.折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D.折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 （3）光从空气进入玻璃时，增大入射角 　 　 （选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。 （4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时 　 　 。 A.折射角大于入射角，可能会发生全反射 B.折射角小于入射角，可能会发生全反射 C.折射角大于入射角，不可能会发生全反射 D.折射角小于入射角，不可能会发生全反射 （5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完成这束入射光的光路图。 第二十一章 电磁波及其应用 参考答案与试题解析 一．选择题（共9小题） 1．关于接收无线电波的过程，下列说法正确的是（　　） A．接收无线电波→检波→高频放大→调谐→低频放大 B．接收无线电波→调谐→高频放大→检波→低频放大 C．接收无线电波→高频放大→调谐→检波→低频放大 D．接收无线电波→低频放大→调谐→检波→高频放大 【答案】B 【分析】在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程。 【解答】解：发射：话筒把声音信号转换成音频电信号；通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上；通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去。 接收：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音。 故选：B。 【点评】知道无线电广播的发射和接收过程是解决该题的关键。 2．下列有关信息的叙述中，不太确切的是（　　） A．“信息”资源不污染环境 B．信息不是物质，也不是能量，但具有知识的秉性 C．信息可以复制，可以被多人使用 D．信息只是消息，只可以听或看 【答案】D 【分析】信息是以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。 【解答】解： A、信息资源是指以文字、图形、图象、声音、动画和视像等形式储存在一定的载体上并可供利用的信息，因此不污染环境，故A正确； BC、信息既不是（物质），也不是能量，但他必须是以（物质介质）为载体，靠（媒介传播）来驱动，它的重要性在于它不断地（更新），故BC正确； D、信息可以复制，可以听或看，可以被多人使用，故D不太准确。 故选：D。 【点评】社会的进步赋予信息更丰厚的内涵，信息的膨胀与人们对其需求的激增，使信息成为当今社会生活的一大支柱，成为一种与能源、材料并存的重要战略资源。 3．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 【答案】A 【分析】只要能区分电磁波“传递信息”和“具有能量”两个特性，可以较为轻松地解决这道题。 【解答】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。 故选：A。 【点评】此题为电磁波简单应用，难度不大。 4．“蓝牙技术”实际上是一种短距离无线通信技术，“蓝牙”传递信息利用的是（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．引カ波 【答案】A 【分析】电磁波能够传播信息，广播、电视、通信等都是利用电磁波来传递信息的。 【解答】解：“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术，是利用电磁波来传递信息的。 故选A。 【点评】本题考查电磁波能够传播信息，属于基础知识的考查。 5．如图所示，“望舒之辇”是清华大学载人月球车的设计方案，灵感来源于古代传说中的月亮女神望舒，同时融入了秦始皇陵铜车马的关键元素，体现了中国文化的博大精深。控制中心和载人月球车的通信，利用的是（　　） A．电磁波 B．光导纤维 C．超声波 D．次声波 【答案】A 【分析】电磁波的传播不需要介质。 【解答】解：月球车的通信用电磁波传播。 故选：A。 【点评】本题考查了电磁波，属于基础题。 6．航天员从天宫空间站传回一组视频，向全国人民致以新春祝福。地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系，依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．水波 【答案】B 【分析】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。 【解答】解：电磁波可以在真空传播，地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系，依靠的是电磁波，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【点评】本题考查了电磁波的传播与应用，属于基础题。 7．2024年4月30日16时56分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，“神舟十七号”载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。之后，返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，减速“刹车”，最终成功着陆。下列说法错误的是（　　） A．控制中心发出的返回指令是通过电磁波传递的 B．向下推动空气，返回舱减速，表明物体间力的作用是相互的 C．返回舱减速下落的过程中，重力势能减小 D．返回舱减速下落的过程中，机械能保持不变 【答案】D 【分析】A.太空中没有空气，电磁波传播不需要介质，电磁波能够传递信息； B.返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，对空气施力，同时空气对返回舱也有一个反作用力； C.返回舱减速下降，离地面的距离变小； D.返回舱减少下落的过程中速度变小，离地面的距离变小。 【解答】解：A.太空中没有空气，电磁波传播不需要介质，故A正确，不符合题意； B.返回舱的反推发动机启动，向下推动空气，同时空气对返回舱也有一个反作用力，物体间的作用力是相互的，故B正确，不符合题意； C.返回舱减少下落的过程中，离地面的距离变小，质量不变，重力势能与质量和离开地面的高度成正比，重力势能变小，故正确，不符合题意； D.返回舱减小下落的过程中，速度变小，动能变小，离地面的高度变小，重力势能变小，所以机械能变小，故D错误，符合题意； 故选：D。 【点评】本题考查了电磁波、作用力反作用力、机械能的有关知识。 8．灯汇天下，龙舞盐都。今年春节自贡灯会大型无人机灯光秀表演点亮自贡夜空，无人机群接收到地面指挥系统的指令，在空中编织出各种美丽的图案，如图所示。地面指挥系统向无人机群发出编队指令的“传递使者”是（　　） A．探照灯光 B．电磁波 C．超声波 D．光纤 【答案】B 【分析】广播、电视、卫星和移动通信都是通过电磁波传递信息的。 【解答】解：地面指挥系统向无人机群发出编队指令的“传递使者”是电磁波，故B正确。 故选：B。 【点评】本题考查电磁波的应用，属于基础内容，难度不大。 9．“天宫课堂”在充满趣味的教育中，让我们掌握科学知识，树立航天强国的梦想。我国航天员在“天宫课堂”向我们传递信息是通过（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 【答案】B 【分析】电磁波可以传递信息。 【解答】解：AC．超声波、次声波属于声音，而声音的传播需要介质，太空中没有空气，不能传声，所以不能利用超声波或次声波来传递航天员与地面的信息。故AC不正确； B．电磁波可以在真空中传播，航天员与地面的互动利用电磁波来传递信息，故B正确； D．红外线与紫外线属于不可见光，虽然可以在真空中传播，但不是用来传递信息的，故D不正确。 故选：B。 【点评】此题考查了电磁波可以传递信息，属于基础知识。 二．多选题（共5小题） （多选）10．周末小明参观了辽宁省科技馆，通过参观他深深地感受到了科技的魅力。下列有关科学技术叙述正确的是（　　） A．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务 B．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它使用的电磁波传播速度更快 C．若实现常温超导，会大大减少输电过程中能量的损失 D．太阳能电池利用的单晶硅是半导体材料 【答案】ACD 【分析】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。 超导现象：某些物质在很低的温度时，电阻变成0的现象。在一定条件下能发生超导现象的材料就是超导材料。 半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。 【解答】解：A.我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务，故A正确； B.“5G”比“4G”传递信息量大，不是因为它使用的电磁波传播速度更快，故B错误； C.若实现常温超导，会大大减少输电过程中能量的损失，故C正确； D.太阳能电池利用的单晶硅是半导体材料，故D正确； 故选：ACD。 【点评】本题考查了电磁波的应用，超导体、半导体的理解。 （多选）11．关于电磁波，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁波是无线电波的一部分 B．光是电磁波 C．频率越低的电磁波，相同时间内传输的信息就越多 D．电磁波在任何介质中传播的速度都等于3×108km/s 【答案】ACD 【分析】电磁波包括：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波；在真空和空气中，电磁波的传播速度等于3×108m/s是一个定值；电磁波的信息传递量跟频率的关系：电磁波的频率越高，同时间内传输的信息就越多。 【解答】解：A、无线电波是电磁波的一部分，而不是电磁波是无线电波的一部分，故A错误； B、电磁波包括可见光和不可见光，故光是电磁波的一部分，故B正确； C、从信息理论角度分析可知：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多，故C错误； D、电磁波在真空和空气中的传播速度等于3×108m/s，而在其它介质中的传播速度会小于这一数值，故D错误。 故选：ACD。 【点评】此题考查：电磁波的传播速度、电磁波的传播、电磁波的种类，是一道基础题。 （多选）12．下列现象能说明电磁波具有能量的是（　　） A．微波炉能利用电磁波加热食物 B．电磁波能在真空中传播 C．太阳能热水器能将太阳能转化为内能 D．电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直 【答案】AC 【分析】电磁波自身是一种物质，有一定的频率，具有一定能量，由变化的电磁场产生，属于横波。 【解答】解：A、微波炉能利用电磁波加热食物，则说明电磁波具有能量，故该选项正确； B、电磁波能在真空中传播，则说明自身也是一种物质，不能体现能量，故该选项错误； C、太阳能热水器能将太阳能转化为内能，从而体现电磁波具有能量，故该选项符合题意； D、电磁波是横波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直，但不能体现能量，故该选项错误； 故选：AC。 【点评】本题考查电磁波的产生原理及电磁波的特点，电磁波具有能量。 （多选）13．下列说法中正确的是（　　） A．光是一种电磁波，可以用来传递信息 B．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 C．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流 D．如果通电线圈在磁场作用下转动，则线圈的机械能是由电能转化来的 【答案】AD 【分析】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。 磁场的方向规定：放在磁场中的小磁针静止时，北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。 【解答】解：A．光是一种电磁波，可以用来传递信息，故A正确，符合题意； B．利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况，判断不出磁场的方向，方向是人为规定的，故B错误，不符合题意； C．产生感应电流同时具备三个条件：闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动，该选项说法不完整，故C错误，不符合题意； D．如果通电线圈在磁场力的作用下转动，将电能转化为线圈的机械能，故D正确，符合题意。 故选：AD。 【点评】本题考查了电磁波的应用，磁场的方向，产生感应电流的方向。 （多选）14．随着“4G时代”的到来，人们使用智能手机进行交流变得更加便捷，下列说法中正确的是（　　） A．智能手机靠电磁波传递信息 B．在真空中，智能手机无法接收视频信息 C．智能手机电池充电时，化学能转化为电能 D．智能手机可以把声音信号转化为变化的电流 【答案】AD 【分析】移动通信是利用电磁波传递信息的； 电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播； 给电池充电时，电能转化为化学能；放电时化学能转化为电能； 移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台，可将声音和图象信号转化为电信号，再通过天线向空中发射电磁波。 【解答】解：A、智能手机靠电磁波传递信息，说法正确； B、电磁波可以在真空中传播，所以真空中智能手机可以接收视频信息，说法错误； C、智能手机电池充电时，电能转化为化学能，说法错误； D、智能手机可以把声音信号转化为变化的电流，说法正确。 故选：AD。 【点评】本题以智能手机考查了对无线电通信的原理认识和了解，都属于基础知识。我们生活在信息时代，我们要关注身边的科学技术的发展，将物理与生活、科技紧密相连。 三．填空题（共8小题） 15．如图所示，是宇航员王亚平太空授课时演示“液桥”的实验情景。水滴被拉成水桥时，没有脱离液桥板，说明它们的分子间存在 　引力　 。水滴被拉成水桥后密度 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），他们在空间站授课是通过 　电磁波　 （选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”）传到地面的。 【答案】引力；不变；电磁波。 【分析】（1）分子间存在相互作用的引力和斥力； （2）密度是物质的一种特性，密度与物体的形状无关，但密度与物体的种类、状态和温度有关； （3）真空不能传播声音，电磁波的传播不需要介质。 【解答】解：水滴是由分子构成的，分子间存在引力和斥力，水滴被拉成水桥时，是分子间存在的引力使水桥没有脱离液桥板； 密度是物质的一种特性，不会随形状的改变而改变，所以水滴被拉成水桥后密度不变； 由于真空不能传声，空间站不能通过超声波和次声波来传递信息到地面，电磁波可以传递信息，且电磁波可以在真空中传播，所以他们在空间站授课是通过电磁波传到地面的。 故答案为：引力；不变；电磁波。 【点评】本题考查了分子动理论、密度的特点、电磁波等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础内容。 16．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”）。 【答案】地磁场；反射；频率。 【分析】（1）地球周围有磁场，鸽子是靠地磁场来导航的； （2）光纤通信是利用激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，这样就把它携带的信息传到远方； （3）激光的频率比较高，相同的时间内就可以传递大量的信息。 【解答】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。 故答案为：地磁场；反射；频率。 【点评】本题考查信息传递的有关知识，难度不大。 17．打开收音机收听广播电台节目，是利用电磁波来传递信息。在电磁波的波速一定时，频率越高，波长 　越短　 （越长/越短/保持不变）；用收音机收听中央人民广播电台第一套节目，这套节目的发射频率为640kHz，则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是 　468.75　 m。 【答案】越短；468.75。 【分析】根据c＝λf分析在电磁波的波速一定时，频率和波长的关系，知道频率和电磁波速，根据c＝λf，计算波长。 【解答】解：由c＝λf可知，在电磁波的波速一定时，频率越高，波长越短； 电磁波速c＝3×108m/s， 该电台的波长：λ468.75m。 故答案为：越短；468.75。 【点评】（1）电磁波速没有出现在题干中，但是它是一个已知量，注意挖掘。 （2）波长、波速、频率的有关计算都是比较简单的，注意单位都统一成国际单位即可。 18．吃饭时，人闻到饭菜的香味是 　扩散　 现象；图中的年夜饭照片用手机发布到网上，是通过 　电磁　 波完成的。 【答案】扩散；电磁。 【分析】不同物质的分子在互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散；电磁波可以传递信息。 【解答】解：人们在吃饭时，人闻到菜饭的香味是扩散现象，是分子无规则运动的结果；年夜饭照片用手机发布到网上，是通过电磁波完成的，电磁波的传递不需要介质，而且传播速度快为3×108m/s。 故答案为：扩散；电磁。 【点评】本题考查的是扩散现象；知道电磁波的特点及应用。 19．北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，顺利将汤洪波，唐胜杰和江新林3名航天员送入太空。3名航天员将在太空中度过6个月太空生活。在太空生活期间，宇航员和地面之间传递信息主要是通过 　电磁波　 （选填“超声波”“电磁波”或“次声波”）。 【答案】电磁波。 【分析】电磁波可以传递信息。 【解答】解：超声波和次声波属于声波，声音和电磁波都可以传递信息，声音的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，太空是真空环境，因此在真空环境下不能传播，因此宇航员和地面之间传递信息主要是通过电磁波。 故答案为：电磁波。 【点评】本题考查电磁波的应用，是一道基础题。 20．如图为“会飞”的救生圈，不受环境影响，能精准救人，救援范围达1000米： （1）某款救生圈电池标有“25V•9Ah”，充满电时储存 　8.1×105　 J的电能，可潜入水下最大深度1.5m工作一小时，潜入水下受到水的最大压强 　1.5×104　 Pa，为防止漏电，其电池外壳应利用良好的 　绝缘　 体。 （2）救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者，因为人体温度高于周围环境，辐射红外线比周围环境 　强　 ，相机将拍摄的实时照片通过 　电磁波　 传给工作人员。 （3）该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时利用流体压强与流速的关系：　流速越大的位置，压强越小　 ，从而产生向上的升力；为增大可以利用的浮力，该救生圈做成空心的，且密度 　小　 的材料，当该救生圈以12m/s的速度冲向200m处的落水者，需要 　16.7　 s。 【答案】（1）8.1×105；1.5×104；绝缘；（2）强；电磁波；（3）流速越大的位置，压强越小；小；16.7。 【分析】（1）根据电能公式可得救生圈电池充满电时储存的电能W＝UIt； 根据液体压强公式可得，受到水的最大压强p＝ρgh； 为防止漏电，其电池外壳应利用良好的绝缘材料。 （2）红外线是一种电磁波，‌位于可见光红光的外侧，‌具有强热作用，‌且是绝对零度以上的物体都会辐射的能量形式。 广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。 （3）流体流速越大的位置，压强越小。 密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料。 根据速度公式v，可得所需时间为：t。 【解答】解：（1）根据电能公式可得救生圈电池充满电时储存的电能W＝UIt＝ 25V×9A×3600s＝8.1×105J； 根据液体压强公式可得，受到水的最大压强p＝ρgh＝1000kg/m3×10N/kg×1.5m＝1.5×104Pa； 为防止漏电，其电池外壳应利用良好的绝缘材料。 （2）因为人体温度高于周围环境，辐射红外线比周围环境强。 相机将拍摄的实时照片通过电磁波传给工作人员。 （3）该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时利用流体压强与流速的关系：流体在流速越大的地方压强越小，从而产生向上的升力。 为增大可以利用的浮力，该救生圈做成空心的，且采用密度小的材料。 根据速度公式v，可得所需时间为：t16.7s。 故答案为：（1）8.1×105；1.5×104；绝缘；（2）强；电磁波；（3）流速越大的位置，压强越小；小；16.7。 【点评】本题考查了电能、压强、速度的计算，绝缘材料、红外线概念，流体压强与流速的关系。 21．2023年2月16日，国内首例5G超远程机器人肝胆手术成功进行，杭州的医生通过5G远程机器人为远在新疆的患者实施了手术，手术时信号传输利用的是 　电磁波　 。 【答案】电磁波。 【分析】电磁波可以传递信息和能量。 【解答】解：5G网络信号传输，是利用电磁波进行传递信息的。 故答案为：电磁波。 【点评】本题考查了电磁波的应用，属于基础知识，熟记即可。 22．2023年10月26日，长征2F遥十七运载火箭搭载着神舟十七号的三名航天员，从酒泉卫星发射中心发射升空。高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，该过程将火箭的 　机械　 能转化为 　内　 能；地面控制中心与宇航员主要是通过 　电磁波　 实现通信联系的。 【答案】机械；内；电磁波。 【分析】（1）机械能转化为内能； （2）电磁波可以在真空中传播，可以利用电磁波传递信息。 【解答】解：火箭整流罩外壳温度升高，该过程将火箭的机械能转化为内能；电磁波可以在真空中传播，可以利用电磁波传递信息，地面控制中心与宇航员主要是通过电磁波实现的。 故答案为：机械；内；电磁波。 【点评】本题考查了能量转化与电磁波的相关知识，较为基础。 四．作图题（共2小题） 23．在下面图中是表示某一段光导纤维，一束激光从一端射入光导纤维，试在图中画出激光在光导纤维中传播时的情形。 【答案】见试题解答内容 【分析】激光在光导纤维中传播时，遵循光的反射定律，据此作图。 【解答】解：激光在光导纤维中传播时的情形，遵循光的反射定律，满足反射角等于入射角，光路图如下： 答：如上图。 【点评】本题考查了光的反射定律，会根据光的反射定律作图。 24．在如图所示中完成电磁波的发射过程示意图。 【答案】（1）调制器；（2）高频振荡器。 【分析】音频信号的发射，要将低频的音频电流信号调制到高频的电流信号，然后再通过天线以电磁波的形式发射出去。 【解答】解：音频信号的发射，要将低频的音频电流信号调制到高频的电流信号，然后再通过天线以电磁波的形式发射出去。高频电流信号是在高频振荡器中产生的，调制过程是在调制器中完成的。 故答案为：（1）调制器；（2）高频振荡器。 【点评】本题考查了电磁波的发射机制，属于基础题型。 五．实验探究题（共2小题） 25．我们生活在电磁波的海洋中，生活中有很多的设备都是利用电磁波来通信的，例如手机之间的通信。当需要防止（或屏蔽）电磁波干扰时，通常用金属壳将电磁波与需加以屏蔽的区域隔开，避免电磁波进入，这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金属小屋，侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃，如图所示。请你用一部或两部手机检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。 【答案】见试题解答内容 【分析】要探究电磁波是否能够被屏蔽，首先要知道电磁波的产生和接收，然后将电磁波的接受装置置于电磁屏蔽玻璃箱内，看看电磁波是否能够被接收，据此可选择相应的器材，设计方法进行实验。 【解答】解： 实验器材：两部手机； 实验方法：把一部正常的手机放在电磁屏蔽玻璃箱内，用另一部手机拨打这部手机的号码，听手机是否放出铃声，看手机是否接收到来电信号； 判断方法：如果电磁屏蔽玻璃箱内的手机接收不到信号，说明电磁屏蔽玻璃有屏蔽作用；如果手机接收到信号，说明电磁屏蔽玻璃没有屏蔽作用。 【点评】本题考查了运用实验手段解决问题的能力，能运用所学知识进行有关电磁波的实验设计，手机可以接收电磁波，这是设计实验的关键。 26．学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如表的知识归纳表，其中　②　 和　③　 （填表中序号）的说法是错误的。 波的种类 电磁波 声波 传播速度 ①真空中所有电磁波的传播速度都是3×108m/s ②声波在固体、液体、气体中的传播速度相同 传播介质 ③电磁波的传播一定要有介质 ④声波传播一定要有介质 应用事例 ⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控 ⑥超声波可用于清洁物品 【答案】见试题解答内容 【分析】声波的传播需要介质，并且在不同的介质中的传播速度不同，一般情况下，固体最快，液体次之，气体最慢；由于声音可以传递能量，对于其应用，可以用来清洗精密仪器，击碎结石等。 光波是电磁波的一种，所有的电磁波在传播速度、传播介质方面都是相同的：其传播不需要介质，但在透明介质中也可以传播。其在真空中的传播速度最大为3×108m/s．关于其应用，电磁波是一个大家族，针对不同频率的电磁波的特性不同，有不同的应用。 【解答】解：在声波这一栏目中，声音的传播需要介质，真空不能传声。利用声音可以传递能量这一理论，可以利用超声波来清洗精密仪器。这些描述都是正确的。对于声波的传播，描述不正确。声音在不同的介质中的传播速度是不同的，其在固体中最快，液体次之，气体最慢。所以②错误。 由于光波是电磁波的一种，所以可以将光波和电磁波这两个栏目中，并做一栏进行研究。关于其传播，在真空中的速度都是3×108m/s．利用激光的方向性好，可以用于激光准直，来指导掘进方向。可以利用电磁波来传递信息。这些描述都是正确的。对于其传播，两者的结论直接是对立的，在光波中，认为其传播不需要介质是正确的。而在电磁波中认为其传播需要介质是错误的。真空中利用无线电来传递信息就说明了电磁波的传播不需要介质，故③错误。 故答案为：②；③。 【点评】此题对于声波与电磁波在传播及应用进行了考查，两者在过程中既有相同的方面：都以波得形式传播；也有很多不同的地方：速度不同，光速远大于声速；声音的传播需要介质，而光的传播不需要介质。解决此题，在把握关于两者传播的基础知识的前提下，认真审题是解决此题的关键。 六．计算题（共4小题） 27．所谓“黑匣子“并非外表为黑色，而一般为醒目的橙色，以便人们寻找，为了保证能安全回收“黑匣子“，人们把它设计制造成具有耐撞击、耐火烧、耐腐蚀的特殊结构， （1）黑匣子能发出频率为37.5kHz的无线电信号，它在真空中的传播速度为　3×108　 m/s，它的波长为多长？ （2）黑匣子在水深3000m以上的地方发出的超声波可以正常传播（超声波在海水中的传播速度为1500m/s），停在海水中的潜艇发出的声波信号在2s内接收到经黑匣子反射回来的信号，且信号频率不变，则黑匣子到潜艇的距离是多少？ （3）如果黑匣子失落在月球表面，能否用声呐系统来探测黑匣子，为什么？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，根据c＝λf可求得它的波长。 （2）先算出超声波从潜艇传到黑匣子的时间，再根据速度公式求两者的距离。 （3）真空不能传声，所以无法使用声呐探测黑匣子。 【解答】解： （1）电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s， 由c＝λf可得它的波长λ8000m， （2）超声波从发出传到黑匣子的时间： t2s＝1s， 由v可得，黑匣子到潜艇的距离： s＝vt＝1500m/s×1s＝1500m； （3）月球周围是真空，因为真空不能传声，所以如果黑匣子失落在月球表面，用声呐技术无法探测黑匣子。 答：（1）3×108；它的波长为8000m； （2）黑匣子到潜艇的距离是1500m； （3）不能；月球周围是真空，真空不能传声。 【点评】此题借助飞机上的黑匣子，考查速度公式变形及其应用，电磁波的波速、波长与频率的关系，声音的传播条件等，综合性较强，但难度不大。 28．雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波，当电磁波遇到障碍物时要发生反射，雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达荧光屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示，且已知雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10﹣4s，则被测目标与雷达的距离约多少米？ 【答案】被测目标与雷达的距离约6×104m。 【分析】电磁波从发射到接收，走的距离是雷达到目标距离的双倍，从图中可以看出，两个尖形波间隔为四个小格，即全程的时间就是4×10﹣4s，单程的时间为2×10﹣4s，根据s＝vt求出被监视目标与雷达的距离。 【解答】解：已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10﹣4s， 从图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即t＝4×10﹣4s，则单程的时间为4×10﹣4s＝2×10﹣4s， 由v得，被测目标与雷达的距离： s＝vt＝3×108m/s×2×10﹣4s＝6×104m； 答：被测目标与雷达的距离约6×104m。 【点评】这是通过实际问题，结合雷达波形图考查对速度公式的理解，特别注意电磁波的所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离。 29．雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离。某地面雷达站向某卫星发射出波长为0.1m的电磁波，经过0.3s的时间，接收到了反射波。请你回答： （1）电磁波在真空中的传播速度C＝？ （2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？ （3）该卫星距地面多远？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电磁波在真空中的传播速度是一定的，和光速相同，即c＝3×108m/s； （2）由波速、波长和频率的关系可求得频率； （3）由电磁波的传播速度由速度公式可求得距离。 【解答】解：（1）因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度， 即电磁波在真空中的传播速度为C＝3×108m/s； （2）雷达向目标发出的电磁波的频率： 由v＝λf得：f3000MHz。 （3）由v得，s＝vt＝3×108m/s×0.3s＝9×107m 电磁波传播距离是单向距离的2倍，故卫星离地为：4.5×107m。 答：（1）电磁波在真空中的传播速度C＝3×108m/s； （2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是3000MHz； （3）该卫星距地面是4.5×107m。 【点评】本题中要注意电磁波是发射和接收的，应为距离的2倍；解答此题的关键是要知道电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同。 30．通常根据无线电波的波长和频率不同，把无线电波分成几个波段，如表所示： 波段 长波 中波 中短波 短波 微波 米波 分米波 厘米波 毫米波 波长 30000m ～3000m 3000m ～200m 200m ～50m 50m ～10m 10m ～1m 10dm ～ldm 10dm ～lcm 10mm ～1mm 频率 10kHz ～100kHz 100kHz ～150kHz 1500kHz ～6000kHz 6kHz ～30MHz 30kHz ～300MHz 300kHz ～3000MHz 3000kHz～30000 MHz 30000kHz～300000 MHz 主要用途 超远程无 线电通信 无线电广播和电报通信 无线电广 播、电视、 导航 电视、雷达、导航 （1）把对应的波长和频率相乘，可得出什么结论？ （2）一般中波收音机的频率是520kHz～1600kHz，对应的波长是多少？ （3）我国电视频道的划分是这样的：1～12频道，13～48频道，其中1～12频道的波长是5.71m～1.37m，则它们相应的频率范围是多少？ 【答案】（1）不同波段的无线电波，在同种介质中传播时，波长和频率的乘积相等； （2）一般中波收音机的频率是520kHz～1600kHz，对应的波长是187.5～577m； （3）波长是5.71m～1.37m的电磁波，相应的频率范围是52.5～219MHz。 【分析】（1）把表格中对应的波长和频率相乘，即可得出正确的结论； （2）知道频率和波速，根据波长、波速和频率的关系c＝λf计算对应的波长； （3）知道波长和波速，根据波长、波速和频率的关系c＝λf计算对应的频率。 【解答】解：（1）由表格中的数据知，长波、中波、中短波，短波、微波中，波长和频率相乘，都是3×108m/s，所以可以得出的结论是：不同波段的无线电波，在同种介质中传播时，波长和频率的乘积相等； （2）频率是520kHz的电磁波对应的波长；λ1577m， 频率是1600kHz的电磁波对应的波长；λ2187.5m， 所以频率520kHz～1600kHz的电磁波，对应的波长是187.5～577m； （3）波长是5.71m的电磁波对应的频率：f352.5×106Hz＝52.5MHz， 波长是1.37m的电磁波对应的频率：f4219×106Hz＝219MHz， 所以波长是5.71m～1.37m的电磁波，相应的频率范围是52.5～219MHz。 答：（1）不同波段的无线电波，在同种介质中传播时，波长和频率的乘积相等； （2）一般中波收音机的频率是520kHz～1600kHz，对应的波长是187.5～577m； （3）波长是5.71m～1.37m的电磁波，相应的频率范围是52.5～219MHz。 【点评】本题考查了电磁波的波长、波速和频率的关系，要求学生知道c＝λf（波长和频率的乘积等于波速）。 七．综合能力题（共3小题） 31．小明的奶奶家住在一个风景秀丽的小山村，放暑假了，小明到奶奶家避暑，小明发现奶奶家的电视节目跟自己家一样，也有许多卫视频道。在山区是怎么收看到这些电视节目的呢？小明决心弄个究竟，于是小明在叔叔的带领下参观了当地的卫星电视信号接收及传递设施，初步弄清了其中的道理，如图甲所示是小明自己绘制的一张卫星电视信号的接收流程图。 （1）卫星电视的接收天线的“锅口”大致是朝斜上方放置，这样做是为了接收来自 　卫星　 的电视信号。 （2）在机房内，技术人员可以通过调试，接收来自不同电视台的节目信息，这主要是因为不同电视台通过卫星发射的电磁波的 　频率　 不同，能将电视节目信号变得更清楚的设备是 　放大器　 。 （3）一般的电视机除了能接收有线信号外，还可直接接收 　无线信号　 。 （4）小明发现：天线接收的信号都是通过如图乙所示的电缆线传输到各家各户的，而不是类似于家庭电路中的两根相互平行的单芯导线传输，使用图中的电缆线传输的好处是 　防止信号泄漏；使信号变弱；防止信号对其它用电器的干扰　 （写出三点）。 【答案】（1）卫星；（2）频率；放大器；（3）无线信号；（4）防止信号泄漏；使信号变弱；防止信号对其它用电器的干扰。 【分析】（1）卫星是在太空中的，卫星天线是为了接收卫星传来的电视信号的； （2）不同的电视节目的频率不同；机房出来的电视信号经过放大器后，使信号得到放大，使得接收效果更好，更清晰； （3）电视机不但可以接收有线信号，还可以接收无线信号。 （4）电缆线传输视信是为了防止电视信号发生泄漏，使信号变弱。 【解答】解：（1）卫星传来的信号是从太空传来的，故“锅口”大致是朝上放置，这样是为了接收来自卫星的电视信号。 （2）不同的电视节目的频率不同，需要经过调试才能被接收；能将电视节目信号变得更清楚的设备是放大器； （3）一般的电视机除了能接收有线信号外，还可直接接收无线信号； （4）电线中的电视信号的频率很高，为了防止信号泄漏，影响接收效果，故要用有屏蔽层的电线来传输，同时防止信号对其它用电器的干扰。 故答案为：（1）卫星；（2）频率；放大器；（3）无线信号；（4）防止信号泄漏；使信号变弱；防止信号对其它用电器的干扰。 【点评】本题考查了卫星电视的接收、放大以及输送的环节中要用到的知识。 32．如图是某款使用燃油发动机的无人机，该无人机外壳采用极轻的新型复合材料制成，遥控距离可达200km，具有载荷能力大、续航时间长、遥控距离远等特点。下表为该无人机的部分参数，其中“升阻比”是飞机飞行时受到空气的升力与受到空气的阻力的比值，飞机飞行时受到的空气阻力f与迎风面积S、飞行速度v的平方均成正比，即f＝kSv2，其中k是常量。（g取10N/kg） 升阻比 10～15 机身质量/t 1.1 最大迎风面积/m2 10 最大载荷量/t 0.5 （1）该无人机在空中飞行时，流过机翼上方的气流速度 　大于　 机翼下方的气流速度，机翼下方气体对机翼的压力 　大于　 机翼上方气体对机翼的压力。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） （2）该无人机是通过遥控器发射和接收 　电磁波　 （选填“声波”或“电磁波”）从而控制其飞行的；若某个阶段无人机的发动机关停，无人机在空中加速向下滑翔，这个过程中的能量转化主要是 　重力势　 能转化为动能。 （3）若无人机以最大载荷量停在水平跑道上，无人机轮胎与地面接触的总面积为0.4m2，此时无人机对水平跑道的压强为 　4×104　 Pa。 （4）若无人机的飞行速度和受到的空气升力不变，增加迎风面积，则该无人机的升阻比 　变小　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）该无人机以50m/s的速度在空中飞行时，受到的空气阻力为1×103N；若保持迎风面积不变，使该无人机以60m/s的速度在空中飞行时，测得升阻比达到最大，则无人机以60m/s速度飞行时受到空气的升力为 　2.16×104　 N。 【答案】（1）大于；大于；（2）电磁波；重力势能；（3）4×104；（4）变小；（5）2.16×104。 【分析】（1）流体压强与流速的关系：流体流速越大的地方压强越小；流速越小的地方压强越大； （2）根据影响动能和重力势能的因素分析解答； （3）由表中数据知，无人机的最大载油量，根据密度公式计算一次最多可加燃油的质量； 无人机对水平跑道的压力等于燃油和最大载荷、机身总重力之和，利用p求出此时无人机对水平跑道的压强； （4）飞机飞行时的空气阻力与迎风面积、飞行速度的平方均成正比，据此分析无人机受到阻力的变化，从而判断升阻比的变化； （5）先计算无人机以60m/s的速度在空中飞行时的阻力，由表中数据知，升阻比的最大值，据此计算升力的大小。 【解答】解；（1）无人机在空中飞行时，机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，机翼下方气体对机翼的压力大于机翼上方气体对机翼的压力，所以机翼受到一个向上的压强差，飞机受到向上的压力差，也就是升力； （2）该无人机是通过遥控器发射和接收电磁波从而控制其飞行的；若某个阶段无人机的发动机关停，无人机在空中加速向下滑翔，这个过程中无人机的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以能量转化主要是重力势能能转化为动能； （3）无人机的最大载荷量m载＝0.5t＝500kg，机身质量m机＝1.1t＝1100kg， 此时无人机对水平跑道的压力： F＝G总＝（m载+m机）g＝（500kg+1100kg）×10N/kg＝1.6×104N， 此时无人机对水平跑道的压强： p4×104Pa； （4）因为飞机飞行时的空气阻力与迎风面积、飞行速度的平方均成正比，所以无人机的飞行速度和受到的空气升力不变，增加迎风面积，则该无人机飞行时的空气阻力变大，无人机升力不变，所以升阻比变小； 迎风面积不变，空气阻力与飞行速度的平方成正比，所以：， 即：， 解得f2＝1.44×103N， 此时无人机的升阻比达到最大值15，即15， 空气的升力F升2＝15f2＝15×1.44×103N＝2.16×104N。 故答案为：（1）大于；大于；（2）电磁波；重力势能；（3）4×104；（4）变小；（5）2.16×104。 【点评】本题以无人机为情景考查了流体压强与流速关系、密度、重力、压强公式的应用等，考查知识点多，综合性强，能从表格中获取有用信息是关键。 33．阅读下面短文，并回答问题。 光纤的奥秘 光纤电缆是21世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传递信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？ 如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到41.8°，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫作全反射。 并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。 光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 （1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角 　小于　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角。 （2）图乙中：当入射角逐渐增大时 　D　 。 A.折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B.折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C.折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D.折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 （3）光从空气进入玻璃时，增大入射角 　不可能　 （选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。 （4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时 　D　 。 A.折射角大于入射角，可能会发生全反射 B.折射角小于入射角，可能会发生全反射 C.折射角大于入射角，不可能会发生全反射 D.折射角小于入射角，不可能会发生全反射 （5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完成这束入射光的光路图。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）光的折射规律： 入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；并且折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总小于入射角； （2）根据“逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。”可得出结论； （3）（4）并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生； （5）当光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时，传播方向不变。当光从其他透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角。据此画出光路图。 【解答】解：（1）由光的折射定律可知，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射向空气时，折射角总是大于入射角。 因反射角等于入射角，所以反射角小于折射角。 （2）由“逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。”可知，当入射角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强；故选D； （3）已知全反射现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生； 光从空气进入玻璃时，增大入射角不可能发生全反射； （4）如果光是从空气进入玻璃，根据折射规律，由折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角不可能达到90°，故这种现象不会发生。 故选D； （5）光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；当光射到玻璃的右表面时，由于入射角为45°，大于临界角41.8°，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其大致路径如下图所示： 故答案为：（1）小于；（2）D；（3）不可能；（4）D；（5）见上图。 【点评】本题考查折射产生的条件、规律及对入射角和折射角的理解，重点考查全反射产生的条件及运用。关键是从题中获取有效的信息。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$