第二十章 第三节 跨学科：电磁波与信息技术-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级全一册物理(沪科版2024)

传递图像信号和声音信号的,故A错 误;微波炉中不能使用金属容器,它会 损坏微波炉,故B错误;用模拟信号 传输图像信息比数字信号容易失真, 故C错误;要实现全球通信,在地球 周围至少要均匀地配置3颗地球静止 卫星,故D正确。 6. D 解析:波长在1mm至1cm之 间的无线电波叫毫米波,即波长为 10-3~10-2m。根据题图中波长确定 是极高频波,不属于UHF频段的电 磁波,故A错误;毫米波也是电磁波, 各种电磁波在空气中的传播速度近似 等于光在真空中的传播速度,大约为 3×108m/s,电磁波在真空中的传播 速度相同,故B错误,D正确;根据题图 可知波长越短,频率越高,6×1010Hz的 毫米波波长比8×1010Hz波的波长 长,故C错误。 7. D 解析:已知雷达监视屏上相邻刻 度线间表示的时间间隔为1×10-4s,从 图甲中可以看出两次时间间隔为4个 刻度线,即t1=4×10-4s;由v= s t 可得,刚 开 始 相 距s1= 0.5vt1= 0.5×3×108m/s×4×10-4s=6× 104 m;同 理,173s后 相 距s2 = 0.5vt2=0.5×3×108 m/s×2× 10-4s=3×104m;结合几何关系有 移 动 的 距 离 Δs= s12-s22 = (6×104m)2-(3×104m)2 ≈ 5.2×104 m,飞行速度v'=Δst = 5.2×104m 173s ≈300.6m /s,与300m/s 接近,故选D。 8. A 解析:降落在月球背面的嫦娥 六号要时刻与地球保持通信,需要鹊 桥二号中继星进行信号转发。该通信 利用电磁波传递信息,超声波和次声 波不能在真空中传播,故A错误,符 合题意,B正确,不符合题意。电磁波 在真空中传播的速度为3×108m/s, 故C正确,不符合题意。根据题意知 道,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, 不符合题意。 9. 电磁波 反射 不易 解析:电磁 波的传播不需要介质,可以在真空中 传播,我国探月工程四期“鹊桥二号” 中继星通过电磁波实现地球与月球背 面的信息传递;中继星的星载天线缩 比模型,形如“金色大伞”,“伞面”由高 反射率的“镀金钼丝”制成,能将信号 反射会聚到信号接收器,实现信息传 输;“镀金钼丝”具有热膨胀系数低的 性质,即受温度影响小,因此可以确保 其在温度变化较大时不易发生形变。 10. 解析:(1) c=3×108m/s=3× 105km/s,由c=st 可得,传播时间 t=sc = 46×104km+8×104km 3×105km/s = 1.8s。(2) 由c=λν 得,ν=cλ = 3×108m/s 0.1m = 3 × 10 9 Hz = 3000MHz。 第三节　跨学科：电磁波与 信息技术 1. ① 微波 ② 卫星 ③ 光纤 ④ 网络 2. 光纤 微波 静止 3. A 4. A 5. 地磁场 电磁波 解析:极光的产 生与地球的地磁场有关;地磁暴活动 还会对电子设备(如手机、电视)等产 生影响,这些电子设备是依靠电磁波 传递信息的。 6. B 解析: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,这样就把它携带的信息传 到了远方。 光纤通信的原理及其最大优点 激光在光导纤维中传播的原 理是光的全反射,多个激光信号可 以同时在一根光导纤维中传播,且 互不干扰,所以光纤通信的容量极 大,这是光纤通信的最大优点。 7. A 解析:北斗卫星导航系统传输 信息的速度与光速相同,故A正确; 北斗卫星导航系统的空间段采用电磁 波传输信息,故B错误;北斗卫星导 航系统采用电磁波为汽车导航,故C 错误;北斗卫星导航系统在传输大量 信息时,其传输频率不变,故D错误。 8. B 解析:声波不能在真空中传播, 而电磁波能在真空中传播,所以北斗 卫星在太空中与深海之间是通过电磁 波传递数据的,A错误,B正确;要使 用光纤传递数据,需在太空和海底间 铺设光纤,显然是不现实的,C错误; 电磁波传播速度非常快,在真空中约 为3×108m/s,在水中的传播速度约 为在真空中传播速度的3 4 ,因此海水 深度达到6000m的大容量数据的即 时传输延迟很小,D错误。故选B。 9. C 解析:人们通过互联网可以浏 览新闻、查阅资料、发送电子邮件等。 数字通信可以使传输的信号更准确、 更逼真,传输的信息量也更大,所以网 络通信采用数字通信。计算机间的连 接需要金属导线、光缆、通信卫星等多 种手段,以便在很短的时间内传输更 大的信息量。宽带网的频率范围更 大,因而传输量更大,传输的信息也更 多。故选C。 10. B 解析:5G网络依靠电磁波来 传递信息,A错误;5G网络和4G网 络都是采用数字信号来传递信息的, B正确;5G网络传输速度比4G网络 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 95 传输速度快数百倍,所以在相同时间 内5G网络传输的信息量更多,C错 误;电磁波在真空中的传播速度都是 3×108m/s,D错误。 11. (1) 发射 接收 (2) 不能 (3) 手机发射的电磁波被飞机上的仪 器接收后,会影响飞机的正常飞行 解析:(1) 手机既是电磁波的发射台, 也是电磁波的接收台,是通过天线来 实现这一功能的。(2) 某部手机配定 使用频率后,其他手机就不能使用该 频率。(3) 飞机是一种通过电磁波保 持通信、确定飞行高度等的高精密工 具,手机的电磁波会影响到飞机上一 些设备的正常使用。 12. (1) 不会 (2) 会 (3) 光疏介 质 解析:(1) 由题意可知,只有当光 由光密介质斜射入光疏介质且入射角 大于或等于临界角时,才会发生全反 射现象,因此,当光从空气斜射到水中 时不会发生全反射现象。(2) 若光由 水进入空气的临界角是48.5°,则入射 光以60°的入射角从水射向空气时,此 时入射角大于临界角,所以会发生全 反射现象。(3) 由题意可知,光在内 芯传播时会发生全反射现象,所以光 导纤维的外套相对于内芯来说是光疏 介质。 第二十一章　能源、 材料与社会 第一节　能量的转化与守恒 1. 光(或太阳) 内 电 2. 内 不变 机械能守恒有条件, 能量守恒无条件 机械能守恒是有条件的——— 只有机械能的转移和转化,没有机 械能的损失和补充;能量守恒是无 条件的,任何能量在转移和转化过 程中都是守恒的。 3. 力臂 能量守恒 4. 热传递 方向 5. 机械 可再生 9×1010 6. 机械 化学 解析:以发电机发电 产生的阻力来制动,此时,将机械能转 化为电能;再给蓄电池充电,将电能转 化为化学能储存起来。 7. ① 40% 解析:正常行驶的汽车 关闭发动机后,开启再生制动器时,汽 车的动能同时转化为电能和克服路 面、空气的阻力产生的内能;关闭再生 制动器时,汽车的动能只转化为克服 路面、空气的阻力产生的内能,故前一 种情况下,汽车的动能减小得快,其 Ek-s图像是图中的图线①。设路面 和空气的阻力为f,则据能量守恒定 律和题意:Ek0=f×(40m-30m)= f×10m,E电=Ek0-f×(36m- 30m)=f×10m-f×6m=f× 4m,储能效 率η= E电 Ek0×100%= f×4m f×10m×100%=40% 。 8. D 解析:题图①中将热水的一部 分内能转移给冷水,使冷水的内能增 加,温度升高;题图②中煤气燃烧时, 煤气的化学能转化为火焰的内能,火 焰的一部分内能被转移给水;题图③ 中下降的球的部分机械能被转移给上 升的球;题图④中蓄电池的化学能转 化为电能,小灯泡亮时将电能转化为 内能和光能。故选D。 能量的转移 内能、机械能和电能都可能发 生转移。 9. D 解析:冲击钻在工作时,有电流 通过电动机,电流做功,消耗的电能转 化为机械能和内能。钻头冲击墙壁, 克服摩擦做功,将机械能转化为内能。 由此可知,在该过程中存在电能、机械 能和内能的转化。故D正确。 10. C 11. B 解析:据题意可知,小球在从 A 点滚动到B 点的过程中,由于克服 轨道的摩擦力f 做功而消耗的机械 能ΔE=100J-80J=20J,这部分机 械能将转化为内能;小球在从B 点向 左侧滚动到所能达到的最高位置的过 程中,因f 不变,s变小,故消耗的机 械能ΔE'<ΔE=20J,据能量守恒定 律可知,小球滚动到左侧所能达到的 最高位置时具有的机械能满足80J- 20J<E<80J,即60J<E<80J,故 选B。 12. B 解析:据能量守恒定律和题 意:P电 = P机 + P热,即 UI = Fv + I2R,R = UI-FvI2 = 110V×5A-500N×0.9m/s (5A)2 =4Ω 。 13. D 解析:节能灯正常工作时消耗 的电能W=Pt=10W×t,白炽灯正 常工作时消耗的电能 W'=P't= 60W×t,则60W的白炽灯的发光效 率 大 约 是 η = W W' × 100% = 10W×t 60W×t×100%≈17% 。故选D。 14. 内能 做功 机械能 解析:在 用电低谷时段利用电网多余电能驱动 压缩机压缩空气,对空气做功,使空气 内能增大。在用电高峰时段高压空气 被释放,膨胀对外做功,使膨胀机转 动,将内能转化为机械能,带动发电机 产生电能输送至电网。 15. 做减速直线运动直至静止 金属 棒的动能不断转化为电能再转化为内 能,直至动能为零 解析:金属棒ab 从倾斜导轨进入水平导轨时,以一定 的速度向右运动(具有动能),由于金 属棒ab属于闭合回路的一部分导体 且进入水平导轨后做切割磁感线运 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 06 129 第三节　跨学科：电磁波与信息技术 ▶ “答案与解析”见P59 1. 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信等 通信方式是从不同的视角进行分类的,请你 完成以下通信方式的分类。 现代通信方式: ① 通信———按加载信号的电磁波 波长分类。 ② 通信———按传播设备分类。 ③ 通信———按传播介质分类。 ④ 通信———按通信者之间的联络 方式分类。 (第2题) 2. 现代通信主要由卫星通信和 通信两种方式组成; 通信卫星转发信号是通过 来实现的。如图所 示为通信卫星在赤道上空约 3.6×104km高的轨道上运行的图片,它与地 球同步转动,则卫星相对地面是 的。 3. 如图所示为光导纤维的结构图,其纤芯和包 层材料不同,光在纤芯中传播。以下关于光 导纤维的说法正确的是 ( ) A. 光纤通信利用光作为载体来传递信息 B. 光纤导电,不会受外界电磁场的干扰 C. 光在光纤中沿着中轴线直线传播 D. 光导纤维在传输中信号不会衰减 (第3题) (第4题) 4. 新情境·科技民生 (2024·陕西)2024年4月 28日,神舟十七号、神舟十八号航天员乘组 在中国空间站举行了交接仪式。如图所示的 画面从空间站传回地球,利用的是 ( ) A. 电磁波 B. 光导纤维 C. 超声波 D. 次声波 5. (2024·临夏)北京时间2024年5月10日 23时起发生地磁暴,最大级别达到超大地磁 暴(Kp=9)水平,受地磁暴影响,全球多地在 5月10日至12日出现绚烂的极光。极光的 产生与地球的 有密切关系。地磁暴 活动还会对电子设备(如手机、电视)等产生 影响,这些电子设备是依靠 来传递 信息的。 6. ★(2024·广州)如图所示,光导纤维 在传递信息时,光从内芯的一端传 输到另一端,其运用的原理是光的 ( ) A. 折射 B. 反射 C. 色散 D. 直线传播 (第6题) 7. 跨学科实践·社会发展 北斗卫星导航系统是我 国自主研制的全球卫星定位与通信系统,目前 已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北 斗卫星导航系统,下列说法正确的是 ( ) A. 北斗卫星导航系统传输信息的速度与光 速相同 B. 北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传 输信息 C. 北斗卫星导航系统用超声波为汽车导航 D. 北斗卫星导航系统在传输大量信息时,其 传输频率降低 8. (2023·益阳)2022年中国科学院新一代远 洋综合科考船“科学”号历经74天的航程,完 成了一项基于北斗卫星的深海通信实验。这 次实验突破了海水深度达到6000m的大容 量数据的即时传输,解决了水下无线通信的 世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二十章　电磁波与信息时代 130 数据传输的说法正确的是 ( ) A. 通过声波传递数据 B. 通过电磁波传递数据 C. 通过光纤传递数据 D. 数据传输有较长时间的延迟 9. 下列说法中,错误的是 ( ) A. 利用互联网可以向全球的互联网用户发 送电子邮件 B. 网络通信是数字通信 C. 计算机间的连接需要金属导线,不可以用 光缆、通信卫星等手段 D. 宽带网是指频率范围更宽、能传输更多信 息的网络 10. 5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高, 网络下载速度比4G网络快数百倍,下列说 法中,正确的是 ( ) A. 5G网络在传递信息时通过光导纤维来传输 B. 5G网络采用数字信号来传递信息 C. 在相同时间内5G网络传输的信息量更少 D. 5G信号在真空中传播速度更快 11. 阅读材料,回答问题。 手机是集成度很高的能接收和发射高频 电磁波的微型高精密机器。大致可分为五个 部分:听筒、话筒、控制模组、天线及电源,采 用双向异频率双工制,即接收和发射采用不 同频率的调频电磁波。根据国家标准局和有 关方面的规定,某型号手机的发射频率为 890.0125MHz,接收频率为935.0125MHz, 双频间隔为45MHz。用户在某个交换局 的业务服务区购机,并配定使用的频率和编 码后,就成为该局的原登记用户。 (1) 当对着话筒讲话时,手机天线是作为 天线使用的;当用听筒听对方讲话 时,手机天线是作为 天线使用的。 (选填“发射”或“接收”) (2) 属于某一交换局业务服务区的另一部 手机, (选 填“能”或“不 能”)用 890.0125MHz的发射频率。 (3) 为什么在飞行的飞机上不能使用手机? 。 12. 如图甲所示,光线从一种介质斜射 向另一种介质发生折射。如图乙 所示,当入射角增大时,折射角先 增大到90°,此时折射光消失,只剩下反射 光,这种现象称为全反射现象。相对于空气 而言,水是光密介质,空气是光疏介质;水相 对于玻璃而言,水就是光疏介质。只有当光 由光密介质斜射入光疏介质且入射角大于 或等于临界角时,才会发生全反射现象,光 纤通信就是利用光的全反射原理,如图丙所 示,光导纤维在结构上有内芯和外套两种不 同介质,光在内芯传播时会发生全反射现 象,而保证光线不会泄漏到光纤外。 (第12题) (1) 由全反射的条件可知,当光从空气斜射 到水中时 (选填“会”或“不会”)发 生全反射现象。 (2) 若光由水进入空气的临界角是48.5°, 则入射光以 60°的入射角从水中射向空气时 (选填“会”或“不会”)发生全反射 现象。 (3) 光导纤维的外套相对于内芯来说是 (选填“光疏介质”或“光密介质”)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)九年级