第10章 电磁波与信息技术（复习讲义）物理教科版2024九年级下册

第10章 电磁波与信息技术（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题预测 神奇的电磁波 知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。知道电磁波的产生、传播、描述和屏蔽。知道波长、频率和波速。 本专题的主要内容是学生了解性和常识性内容，本专题的考题难度不大。要求考生对本专题的内容做到熟记的程度。本单元常见考点主要集中在电磁波的传播及波长、频率和波速的关系、电磁波谱及电磁波在信息方面的应用。 电磁波的应用 知道电磁波谱和在信息方面的应用及电磁波具有能量的认识。 改变世界的 信息技术 了解信息的传播和移动通信，了解物联网。 跨学科实践：探寻信息技术的力量 认识信息的身影和力量。 一、神奇的电磁波 考点1.电磁波的产生 1.电磁波的作用：电磁波能传播声音、文字和图像，还能进行各种远距离控制。 2.电磁波的产生：当导体中有方向、大小迅速变化的电流时，就会在空间激起电磁波。 警示： ①不要误认为只要导体中有电流通过就会产生电磁波，因为只有当电流迅速变化时，才会产生电磁波，稳定的电流不能激起电磁波。 ②电流的迅速变化会产生电磁波。其中“电流的迅速变化”是指电流的方向或大小的迅速变化，或电流的方向和大小同时迅速变化。 考点2.电磁波的传播 电磁波可以在气体、液体、固体和真空中传播，即电磁波的传播不需要介质。 考点3.电磁波的描述 频率的高低与介质无关，由振源振动的快慢决定，振源振动越快，频率越高；振动越慢，频率越低。 波速的快慢由传播介质决定。在同种介质中，不同频率的电磁波传播速度相同；在不同介质中，同一频率的电磁波传播速度不同。 波长的大小由波的频率和波速决定，即由振源振动的快慢和传播的介质决定。 警示：公式 c=λf 反映了波长和频率之间的定量关系，但电磁波的波长大小、频率高低，不影响电磁波的传播速度！！ 考点4.电磁屏蔽 在很长的铁路隧道内，通常收音机听不到节目，手机信号也不好；在某些电梯内，手机信号也很差。原来大部分电磁波不能穿透金属，遇到金属会发生反射，金属或金属网罩对电磁波有屏蔽作用，所以微波炉内可以使用玻璃、陶瓷等容器，但不能使用金属容器。 密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。 二、电磁波的应用 考点1.电磁波谱——“吴红光，治死马” 频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 波长的单位是纳米（nm），1 nm=10-9m 考点2.电磁波的应用 1.信息方面的应用： ①利用电磁波携带的物质信息，人们可以鉴别物质，分析材料中包含的元素； ②电磁波的检测功能：利用电磁波的反射能力，可以发现目标，测量距离。利用电磁波的透射能力，可以检查人体。 ③电磁波承载并传播信息，早期主要是电报、广播和电视。 2.能量特性的应用： ①一切电磁波都具有能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。 ②高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后快速冷却，使齿表耐磨；医生用γ射线切割肿瘤；医生利用激光对眼睛视力进行矫正手术。 三、改变世界的信息技术 考点1.信息的传播 信息有许多形式，如符号、声音、图像、视频、文字、指令等，我们需要把它们转变成电磁波等形式的信号发送出去；接收方收到信号后，便可从中获得信息。 信源——信息的来源，可以是人、机器甚至自然界的物体。 信道——信息传递的道路，需要借助电磁波和各种设备来铺设。 信宿——接收信息的一方，同样可以是人、机器或者各类物体。 1895年，马可尼成功进行了无线电波传播信号的实验。 为了使信号传输距离很远，可以用卫星作为中继站，接力传递，这就是卫星通信。 利用光纤进行通信，有传输距离长、抗干扰能力强等特性。 考点2.移动通信 手机通讯系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。 （1）移动台：就是手机或车载电话它既能发射无线电波，也能接收无线电波。 （2）基站：就是基地台，它是一种固定的无线电台，可以将收到的手机信号传递到移动通讯网，也可以将信号从移动通讯网传递到手机。 （3）移动交换中心：是整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的信息都要经由它分拣、处理、传递。 考点3.物联网 物联网（Internet of Things，简称IoT）使这样的设想成为现实。利用各种传感器、卫星定位系统、识别和感应设备等，可以实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，再按照预先约定的规则（即协议）将信息接人互联网中，便实现了原先独立的各个设备的彼此连接。最后借助软件，我们可以对各个过程中涉及的物体和设备进行智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理。 考点4.从烽火台到智能时代 1.能量、物质、信息被认为是主导未来的“关键技术”。 2.1835年，莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机，使摒弃古老信息传递方式的曙光初现。 3.1862年，麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。20多年后，赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，由此揭开了电磁波时代的序幕。 4.网络广泛渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等已经普及。庞大、快捷的网络，使人类仿佛生活在同一个“地球村”中。同时，借助芯片的强大计算能力，人们还可以将传来的信息进行分拣、筛查、挖掘、优化，形成更有效的内容和更有力的指令。 四、跨学科实践：探寻信息技术的力量 考点1.信息技术的身影 手机是一个随时在线的智能终端，它让我们每一个人都可以便捷地获取和转发信息，发起和接通视频通话，随时与他人进行情感交流。 北斗卫星导航系统，使行驶在地面上的每一辆车，都可以随时获知自己的位置，不再迷失方向。 在自动化工厂里，通过视频监控，可以使控制系统随时知道生产线上的安全情况，一旦发现异常，及时发出预警信息…… 2.信息技术的力量 在信息时代，让我们充分利用信息技术，了解并描述信息技术给予我们的磅礴力量吧！这些技术对应的是哪此物理学原理？ ( 题型一 　电磁波的产生 ) 【例1】下列有关声和电磁波的说法正确的是（　　） A.电磁波是由物体的振动产生的 B.安装噪声监测仪可以在传播过程中减弱噪声 C.使用B超检查时，利用声传递信息 D.发声体的振幅越大，人听到的声音就越响亮 【变式1-1】下列几种情况中，会产生电磁波的是（　　） A.用电锯锯铝材时溅出火花 B.用声呐探测海底时接收到海底反射回来的波 C.敲击音叉时，音叉高速振动 D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间 【变式1-2】如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验。图甲中收音机发出喀喀声，说明了_________的存在；图乙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在________；图丙中的气球不会被刺破，是由于钉子的数量多，气球受到的________小。 ( 题型二 电磁波的传播 ) 【例2】华为推出全球首款支持双向北斗卫星消息的智能手机，在无地面网络信号时，仍可通过卫星发送和接收信息。在传递信息过程中主要依靠的是（　　） A.微波　　　　　　　　B.红外线　　　　　　　　C.X射线　　　　　　　　D.光导纤维 【变式2-1】（2025·江西）“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收________波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度c约为_________m/s。 【变式2-2】（2025·上海）地球上的科学家可以通过__________和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程 中，相对月球是________（选填“运动”或“静止”）的，“嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下了“压痕”，说明力可以使物体发生________。 【变式2-3】（2025·江苏苏州）如图，2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭受到向上的推力________重力，加速上升；火箭与飞船分离过程中，火箭相对于飞船是________的；火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过________的方式改变内能的；飞船进入轨道后，利用__________传输信号与地面联系。 ( 题型三 电磁波的描述 ) 【例3】（2025 山东东营一模）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.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 【变式3-1】在抗击新冠病毒期间利用红外线测温仪测量体温，红外线是一种__________（选填“超声波”或“电磁波”），它在真空中的传播速度为_________km/s。身体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为_________Hz。 【变式3-2】我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（　　） A.5×10-9s　　　　　　　　B.2×10-8s　　　　　　　　C.5×10-6s　　　　　　　　D.5×10-3s 【变式3-3】如图为一列波某时刻的波形图，振动频率为5Hz，此波波长是________m，周期是________s，若波速为7km/s，则这列波传播14km，需要________s。 ( 题型 四 电磁波在信息方面的应用 ) 【例4】转动收音机调谐器的旋钮是为了（ ） A.选定某一频率的电台信号 B.调节收音机的音量 C.把音频信号转换成声音 D.把声音信号从高频调制信号中检出来 【变式4-1】观众在家中选择不同频道观看电视直播时，实际上是在改变（ ） A.电视台发射的电磁波的波速 B.电视机接收的电磁波的波速 C.电视台发射的电磁波的频率 D.电视机接收的电磁波的频率 【变式4-2】我国已经进入移动通信的5G时代。移动通信实际上是利用_________传递信号的。将手机悬挂在密闭的玻璃瓶中，用抽气机抽去瓶中的空气，打电话呼叫瓶内的手机，手机_______（选填“能”或“不能”）收到呼叫信号。 【变式4-3】载有声音和音像信号的电磁波分别从________和_________发射出去，在空间传播分别被_______和_________接收后将信号检出，还原成声音和图像。 【变式4-4】下图是无线电广播过程的简易图。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，调制器把音频信号加载到________电流上发射到空中，收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号。通过解调将_______信号留下，通过扬声器把播音员的声音从收音机播放出来。 ( 题型五 电磁波能量特性的应用 ) 【例5】以下是电磁波在医学中的一些应用，其中不利用电磁波能量特性的是（ ） A.利用激光，对眼睛进行精巧的手术，治疗近视眼 B.胃镜 C.核磁共振成像技术 D.γ射线切割肿瘤 【变式5-1】在机械制造中，用激光加工精密模具、钻打精细小孔、进行精密焊接等，都是利用电磁波的________（选填：“能量”或“消息”）特性。 【变式5-2】我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（ ） A.月球上没有空气，电磁波不能传播 B.手机不是用电磁波来传递信息的 C.微波炉是用电磁波来加热食品的 D.利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 ( 题型六 改变世界的信息技术 ) 【例6】下列各种活动中，能通过互联网做到的是（ ） A.传送网购的运动鞋 　 B.远程学习物理课程 C.输送发电厂的电能 　D.传输纸质信件 【变式6-1】北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端（导航仪）组成，可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航等服务。北斗卫星导航系统传递信息利用了（ 　 ） A.电磁波　　　　　　　　B.激光　　　　　　　　C.超声波　　　　　　　　D.次声波 【变式6-2】“能量”和“信息”是人类赖以生存的基本需求，每个房子都通过各种管线与外界进行“能量”和“信息”的交换。下列住房中会用到的管线主要用于传送“信息”的是（　 ） A.输电线　　　　　　　　B.天然气管道　　　　　C.光纤　　　　　　　　　D.暖气管道 【变式6-3】下列关于电磁波和通信技术说法正确的是（ 　 ） A.卫星通信只需要3颗同步通信卫星就可以实现全球通信 B.手机在偏远山区没信号，是电磁波的频率变小了，传播距离变短了 C.手机5G技术有“传输的信息多”的特点，主要是其所用电磁波比4G所用电磁波传播速度快 D.光纤通信中使用的导线是金属导线 【变式6-4】在光纤通信中应用________传递信息，该波在空气中的传播速度是________km/s，该波_______（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 ( 基础巩固通关测 ) 一、选择题： 1.下列过程中不能产生电磁波的是（　　） A.打开或者关闭电灯时 B.电炉子在关闭状态时 C.电冰箱的电路接通或断开时 D.电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时 2.（2025·安徽省六安市金安区六安市·二模）2025年2月22日，我国成功将中星10R卫星发射升空，该卫星将为我国多个行业提供优质的卫星通信传输服务。下列说法中错误的是（ ） A.中星10R卫星是通过电磁波传递信息 B.中星10R卫星在太空中利用的太阳能属于一次能源 C.中星10R卫星表面的复合材料具有极好的耐热性 D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时受平衡力 3.（2025·四川省成都市邛崃市·二模）体考前，小玲同学使用手机上的人工智能软件查阅体考相关信息，手机实现信息传递主要依靠（ ） A.电流　　　　　　　　B.超声波　　　　　　　　C.电磁波　　　　　　　D.次声波 4.（2025·陕西省西安市·三模）科技是立国之本，是国家竞争力的重要体现。下列选项中说法错误的是 A，钱学森被誉为“中国航天之父”，火箭升空——利用了物体间力的作用是相互的 B，南仁东被誉为“天眼之父”，天眼射电望远镜的外形相当于凹面镜——利用了光的反射原理 C．袁隆平被誉为“杂交水稻之父”，“稻花香里说丰年”—分子不停地做无规则运动 D.孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统——通过接收和反射超声波传递信息 5. 2024年5月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将通信卫星“智慧天网一号01星”发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功（忽略由于燃料燃烧引起的质量变化）。下列对长征三号乙运载火箭加速升空过程的说法正确的是（ ） A.火箭使用的燃料，其燃烧过程是将内能转化为化学能 B.火箭使用的燃料，其燃烧过程中热值变小 C.运载火箭加速升空，动能不变，重力势能增加 D.通信卫星“智慧天网一号01星”利用电磁波传递信息 6.下表是不同电磁波的频率。但人们却都在说“5G网络比4G快”，是因为（　　） 项目 CCTV1广播台 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.061×105 1.88～1.90×109 3.3～3.4×109 4.2～7.8×1014 A.相同时间内，5G网络的波长比4G网络长 B.相同时间内，5G网络的频率范围比4G网络大 C.相同时间内，5G网络的传播速度比4G网络快 D.相同时间内，5G网络的信息传递量比4G网络多 7.天问一号于2021年5月在火星着地，火星车次表层探测雷达使用电磁波可以探测火星土壤的地下分层和厚度。包含两个通道，低频通道（15×106Hz～95×106Hz）可以穿透10～100米的深度；高频通道（0.45×109Hz～2.15×109Hz）可以穿透3～10米的深度，图是电磁波家族。（　　） A.低频通道的电磁波在真空中传播速度是340m/s B.低频通道的电磁波波长比高频通道电磁波波长长 C.低频通道的电磁波在真空中的波速比高频通道电磁波慢 D.高频通道电磁波是X射线 二、填空题： 8.（2025·四川省泸州市·二模）据报道，2025年3月，我国第六代战斗机一歼-36成功亮相。六代机集成了众多先进技术，不仅在速度、隐身性能、智能化和网络化等方面有了显著提升，还引入了更多创新性的武器系统和作战模式，其亮相标志着中国航空科技的全新高度（如图所示）。歼-36的机翼设计是利用了空气流动速度大的地方，压强_______的原理来提供升力，歼-36能隐身主要是大幅降低雷达反射面积，吸收对方雷达发射的__________，从而实现电磁隐身，飞行过程中，飞行员需要带上耳罩，这是在_________减弱噪声。 9.人工智能飞速发展，智能服务机器人也进入我们日常生活，如图为某商场的智能服务机器人，它能为客户提供咨询服务，在与客户的沟通过程中为了不打扰到其他客户，需要改变声音的________来减小音量，这是在________处控制噪声；智能服务机器人在网上查找资料时，其与互联网之间是通过_________来传递信息的。 10.如图几幅图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容。 （1）钢锯条以如图甲所示方式紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，锯条由于_______而发出声音； （2）如图乙对碘锤缓慢加热，书本上没有用酒精灯直接给碘锤加热，而是采用水浴法对碘锤加热的，是因为碘的熔点比水的沸点_______（高/低）； （3）如图丙装置可探究______________________跟电阻大小的关系； （4）如图丁说明：断断续续的电流可产生__________。 11.如图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容。 （1）图a将点燃的蜡烛放在扬声器前方，扬声器发出有节奏的音乐，烛焰晃动说明声音具有_______。 （2）图b装置可探究____________________跟电阻大小的关系。 （3）图c说明：断断续续的电流可产生__________。 （4）图d是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是________冲程。 12.汽车涉及很多物理知识。 （1）车上安装了“北斗卫星导航”，它是通过__________来传递信息的。 （2）四冲程汽油机的_________冲程的能量转化与图甲相同，该冲程中________能转化为________能。 （3）如图乙，加装了尾翼（气流偏导器，截面如图丙所示），汽车在高速行驶过程中对路面的压力增大，这是由于尾翼上方空气流速较________（填“大”或“小”）。 13. 2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统、定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用__________（选填“次声波”、“电磁波”或“超声波”）相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是_________m/s。若此波波长是3m，则频率是_________Hz 14.如表所示为某品牌工程用绿光激光笔的部分参数，该笔的电池充满电可以储存__________J电能，该激光笔工作时的输出功率为_________W，该激在空气中传播的的频率f约为_________Hz。（光在空气中传播的速度约3×108m/s） 输出电压 3V 工作电流 200mA 电量 2000mA•h 激光在空气中的波长λ约 500nm 三、实验探究题： 15.小明用五号电池 A、B做了如下一些实验。 （1）如图甲是小明将电池A放在手掌上，电池的长度最接近5________。 （2）如图乙为小明用电池B制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动，其原理为______________________。 （3）如图丙小明用两个电池探究“平面镜成像特点”，将玻璃板竖直放在水平桌面上，玻璃板前放置电池A，移动玻璃板后的电池B，直到_______________________________________，才能确定A像的位置。将电池A远离玻璃板，它的像的大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）如图丁小明在打开的收音机附近，将导线一端与电池B的一极相连，再用导线的另一端与该电池的另一极时断时续地接触，能听到“咔咔”的声音，这验证了__________的存在，它在真空中传播的速度为_________m/s。 16.图甲为部分电磁波的频率分布示意图。 （1）由图可知，紫外线________（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为________ m/s，其波长为________m。 （2）下列实例中，属于紫外线应用的是________（填字母）。 A.遥控器控制电视 B.体检时拍X光片 C.医院杀菌消毒灯 D.“测温枪”测量体温 （3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。 步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在_______（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行； 步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光； 步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光； 步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。 由此可推断，该防晒霜________（选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。 四、计算题： 17.郑东新区5G无人驾驶公交线路为绕龙湖金融岛一周。无人驾驶公交车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶，还支持语音控制。一辆质量为12t的无人驾驶公交车，静止轮子与地面的总接触面积为0.6m2，在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经3×10﹣7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内车行驶的距离忽略不计）。g取10N/kg。试问： （1）车外景物离摄像头越近，成的像越________。该车还可以利用__________将车辆的实时位置信息传递给控制中心。 （2）该车静止时对水平地面的压强大小？ （3）发射激光信号时车头到障碍物多远？ （4）该车以36km/h的速度匀速行驶10min牵引力做功多少？ 18.如图所示是郑东新区运行的5G无人驾驶智慧公交车“小宇2.0”，它配置的摄像头、激光雷达、毫米波雷达可以大大提高驾驶的安全性。假设“小宇2.0”的部分参数如表所示，回答下列问题。（g取10N/kg） 空车质量 3000kg 最大行驶速度 40km/h 满载量 8人 电动机输出功率 20kW 最大续航里程 200km 轮胎与地面总接触面积 0.08m2 （1）“小宇2.0”利用_________进行信息传递，做出避障、变道等综合反应。用来驱动车辆前进的电动机的工作原理是_________________________。 （2）“小宇2.0”在空车状态下对地面的压强是多大？ （3）“小宇2.0”以36km/h的速度行驶200km，此过程中牵引力做了多少功？若这些能量全部由效率为40%的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是多少？（q汽油＝4×107J/kg） ( 能力提升进阶练 ) 一、填空题： 1.（2025 哈尔滨一模）如图所示是我国首台 5G 氢燃料无人驾驶拖拉机，它依托 5G 网络通过_________（填“超声波”或“电磁波”）实现远程控制，采用氢燃料提供动力是因为氢的_________（填“比热容”或“热 值”）大。以行进中的拖拉机为参照物，路旁的树是________的。 2.（2024广东中考真题）广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力，从而获得升力，这说明了力的作用是_________的。航空器升空过程中，重力势能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。航空器靠__________（选填“超声波”或“电磁波”）与控制中心联系。 3.（2025 长春一模·期末）1876年________发明了电话，最简单的电话由________和________组成，在电话的一端话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方.在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。 4.如图，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时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音，这个现象反映了迅速变化的电流能在周围的空间中产生__________。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，进行同样的操作，________（选填“能”或“不能”）听到咔嚓声，这说明密闭的金属容器能_________电磁波。 5.（2025·新疆）2025年4月24日，神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。 （1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是________（选填“运动”或“静止”）的；空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站________（选填“具有”或“没有”）惯性，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的________（选填“快慢”或“方向”）。 （2）航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过________（选填“空气”或“电磁波”）传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了________（选填“增大”或“减小”）抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态，已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N，空间站运行的速度为7.7km/s，当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时，每台霍尔发动机推力的功率为________W。 二、选择题： 6. 2023年6月3日，我国神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列说法不正确的是（　　） A.指挥中心响起的热烈掌声是由物体振动产生的 B.搜救直升机发出的声音震耳欲聋是因为音调高 C.现场直播画面通过电磁波传到千家万户 D.返回舱下落时，它相对于地面是运动的 7.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 8. 2023年4月2日，天龙二号遥一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功首飞，并成功将爱太空科学号卫星送入预定轨道，用于开展遥感成像实验等技术验证，天龙二号是我国首款采用三机并联发动机技术的运载火箭，在全球首次使用液氧煤基航天煤油作为燃料，开辟了我国商业航天从固体向液体运载火箭跨越的新时代，则以下说法正确的是（　　） A.煤基航天煤油是一种新型航天燃料，应具有较高的热值 B.该火箭三机并联发动机在工作时，将内能转化为机械能 C.火箭在升空过程中，动能减小，势能增大，机械能增大 D.遥感技术是通过电磁波从高空或外层空间接收各类信息 三、综合题： 9. 2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。 请回答下列问题： （1）这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？ （2）飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少m/s？ （3）航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？（天宫空间站所在位置g取8.7N/kg） （4）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？（P、η、S、t均为已知量） 四、科普阅读题： 10.（2024·广东深圳·中考真题）胶囊胃镜机器人 “胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15 分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。 （1）思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7________（填单位）； （2）如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图； （3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功W=__________； （4）如果小白医生想扫描更大范围时，应操作机器人________（靠近/远离）此区域； （5）小白医生在远程无线操控机器人时，通过________波来传递信号。 第 17 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10章 电磁波与信息技术（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题预测 神奇的电磁波 知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。知道电磁波的产生、传播、描述和屏蔽。知道波长、频率和波速。 本专题的主要内容是学生了解性和常识性内容，本专题的考题难度不大。要求考生对本专题的内容做到熟记的程度。本单元常见考点主要集中在电磁波的传播及波长、频率和波速的关系、电磁波谱及电磁波在信息方面的应用。 电磁波的应用 知道电磁波谱和在信息方面的应用及电磁波具有能量的认识。 改变世界的 信息技术 了解信息的传播和移动通信，了解物联网。 跨学科实践：探寻信息技术的力量 认识信息的身影和力量。 一、神奇的电磁波 考点1.电磁波的产生 1.电磁波的作用：电磁波能传播声音、文字和图像，还能进行各种远距离控制。 2.电磁波的产生：当导体中有方向、大小迅速变化的电流时，就会在空间激起电磁波。 警示： ①不要误认为只要导体中有电流通过就会产生电磁波，因为只有当电流迅速变化时，才会产生电磁波，稳定的电流不能激起电磁波。 ②电流的迅速变化会产生电磁波。其中“电流的迅速变化”是指电流的方向或大小的迅速变化，或电流的方向和大小同时迅速变化。 考点2.电磁波的传播 电磁波可以在气体、液体、固体和真空中传播，即电磁波的传播不需要介质。 考点3.电磁波的描述 频率的高低与介质无关，由振源振动的快慢决定，振源振动越快，频率越高；振动越慢，频率越低。 波速的快慢由传播介质决定。在同种介质中，不同频率的电磁波传播速度相同；在不同介质中，同一频率的电磁波传播速度不同。 波长的大小由波的频率和波速决定，即由振源振动的快慢和传播的介质决定。 警示：公式 c=λf 反映了波长和频率之间的定量关系，但电磁波的波长大小、频率高低，不影响电磁波的传播速度！！ 考点4.电磁屏蔽 在很长的铁路隧道内，通常收音机听不到节目，手机信号也不好；在某些电梯内，手机信号也很差。原来大部分电磁波不能穿透金属，遇到金属会发生反射，金属或金属网罩对电磁波有屏蔽作用，所以微波炉内可以使用玻璃、陶瓷等容器，但不能使用金属容器。 密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。 二、电磁波的应用 考点1.电磁波谱——“吴红光，治死马” 频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 波长的单位是纳米（nm），1 nm=10-9m 考点2.电磁波的应用 1.信息方面的应用： ①利用电磁波携带的物质信息，人们可以鉴别物质，分析材料中包含的元素； ②电磁波的检测功能：利用电磁波的反射能力，可以发现目标，测量距离。利用电磁波的透射能力，可以检查人体。 ③电磁波承载并传播信息，早期主要是电报、广播和电视。 2.能量特性的应用： ①一切电磁波都具有能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。 ②高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后快速冷却，使齿表耐磨；医生用γ射线切割肿瘤；医生利用激光对眼睛视力进行矫正手术。 三、改变世界的信息技术 考点1.信息的传播 信息有许多形式，如符号、声音、图像、视频、文字、指令等，我们需要把它们转变成电磁波等形式的信号发送出去；接收方收到信号后，便可从中获得信息。 信源——信息的来源，可以是人、机器甚至自然界的物体。 信道——信息传递的道路，需要借助电磁波和各种设备来铺设。 信宿——接收信息的一方，同样可以是人、机器或者各类物体。 1895年，马可尼成功进行了无线电波传播信号的实验。 为了使信号传输距离很远，可以用卫星作为中继站，接力传递，这就是卫星通信。 利用光纤进行通信，有传输距离长、抗干扰能力强等特性。 考点2.移动通信 手机通讯系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。 （1）移动台：就是手机或车载电话它既能发射无线电波，也能接收无线电波。 （2）基站：就是基地台，它是一种固定的无线电台，可以将收到的手机信号传递到移动通讯网，也可以将信号从移动通讯网传递到手机。 （3）移动交换中心：是整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的信息都要经由它分拣、处理、传递。 考点3.物联网 物联网（Internet of Things，简称IoT）使这样的设想成为现实。利用各种传感器、卫星定位系统、识别和感应设备等，可以实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，再按照预先约定的规则（即协议）将信息接人互联网中，便实现了原先独立的各个设备的彼此连接。最后借助软件，我们可以对各个过程中涉及的物体和设备进行智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理。 考点4.从烽火台到智能时代 1.能量、物质、信息被认为是主导未来的“关键技术”。 2.1835年，莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机，使摒弃古老信息传递方式的曙光初现。 3.1862年，麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。20多年后，赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，由此揭开了电磁波时代的序幕。 4.网络广泛渗入社会各个领域，电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗和网络会议等已经普及。庞大、快捷的网络，使人类仿佛生活在同一个“地球村”中。同时，借助芯片的强大计算能力，人们还可以将传来的信息进行分拣、筛查、挖掘、优化，形成更有效的内容和更有力的指令。 四、跨学科实践：探寻信息技术的力量 考点1.信息技术的身影 手机是一个随时在线的智能终端，它让我们每一个人都可以便捷地获取和转发信息，发起和接通视频通话，随时与他人进行情感交流。 北斗卫星导航系统，使行驶在地面上的每一辆车，都可以随时获知自己的位置，不再迷失方向。 在自动化工厂里，通过视频监控，可以使控制系统随时知道生产线上的安全情况，一旦发现异常，及时发出预警信息…… 2.信息技术的力量 在信息时代，让我们充分利用信息技术，了解并描述信息技术给予我们的磅礴力量吧！这些技术对应的是哪此物理学原理？ ( 题型一 　电磁波的产生 ) 【例1】下列有关声和电磁波的说法正确的是（　　） A.电磁波是由物体的振动产生的 B.安装噪声监测仪可以在传播过程中减弱噪声 C.使用B超检查时，利用声传递信息 D.发声体的振幅越大，人听到的声音就越响亮 【答案】C 【分析】（1）电磁波是由于变化的电流产生。 （2）减弱噪声有三条途径，即在三个不同的位置——声源处、传播过程中、人耳处。 （3）声音可以传递信息和能量。 （4）响度跟振幅和距离声源的远近有关。 【解答】A.声音是由物体振动产生的，电磁波是由于迅速变化的电流产生，故A错误； B.噪声监测仪只能检测声音的大小，不能减弱噪声，故B错误； C.医院的B超是利用超声波探查人体内部信息的，说明声音可以传递信息，故C正确； D.响度跟振幅和距离声源的远近有关，故D错误。 故选：C。 【变式1-1】下列几种情况中，会产生电磁波的是（　　） A.用电锯锯铝材时溅出火花 B.用声呐探测海底时接收到海底反射回来的波 C.敲击音叉时，音叉高速振动 D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间 【答案】D 【分析】要解答本题需掌握：变化的电流周围存在着电磁波。 【解答】A.用电锯锯铝材时溅出火花，是摩擦生热，故A错误。 B.用声呐探测海底时接收到海底反射来的波，是超声波的应用。故B错误。 C.敲击音叉时，音叉高速振动，这是声音的产生。故C错误。 D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间，有电流变化，会激起电磁波，故D正确。 故选：D。 【变式1-2】如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验。图甲中收音机发出喀喀声，说明了_________的存在；图乙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在________；图丙中的气球不会被刺破，是由于钉子的数量多，气球受到的________小。 【答案】电磁波；振动；压强 【分析】（1）迅速变化的电流激发电磁波。 （2）声音是由物体的振动产生的。 （3）在压力一定时，受力面积越大，压强越小。 【解答】解：在实验室或课堂上做过的一些实验。图甲中收音机发出喀喀声，说明了电磁波的存在；图乙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在振动；图丙中的气球不会被刺破，是由于钉子的数量多，气球受到的压强小。 答案：电磁波；振动；压强。 ( 题型二 电磁波的传播 ) 【例2】华为推出全球首款支持双向北斗卫星消息的智能手机，在无地面网络信号时，仍可通过卫星发送和接收信息。在传递信息过程中主要依靠的是（　　） A.微波　　　　　　　　B.红外线　　　　　　　　C.X射线　　　　　　　　D.光导纤维 【答案】A 【分析】电磁波的传播不需要介质。 【解答】智能手机主要靠微波传递信息。 故选：A。 【变式2-1】（2025·江西）“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收________波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度c约为_________m/s。 【答案】电磁；3×108 【解析】电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，太空中有真空地带，所以“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收电磁波来探索宇宙的仪器。 电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c=3×108m/s。 【变式2-2】（2025·上海）地球上的科学家可以通过__________和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程 中，相对月球是________（选填“运动”或“静止”）的，“嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下了“压痕”，说明力可以使物体发生________。 【答案】电磁波；运动；形变 【解析】由于“嫦娥六号”在太空中处于真空环境，电磁波可以在真空中传播，所以地球上的科学家可以通过电磁波和“嫦娥六号”进行交互。 ]“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，以月球为参照物，“嫦娥六号”的位置发生变化，所以“嫦娥六号”相对月球是运动的。 “嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下了“压痕”，即月球表面形状发生变化，所以说明力可以使物体发生形变。 【变式2-3】（2025·江苏苏州）如图，2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭受到向上的推力________重力，加速上升；火箭与飞船分离过程中，火箭相对于飞船是________的；火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过________的方式改变内能的；飞船进入轨道后，利用__________传输信号与地面联系。 【答案】大于；运动；做功；电磁波 【解析】火箭加速上升，所受合力向上，受到向上的推力大于重力。 火箭与飞船分离过程中，以飞船为参照物，火箭的相对位置改变，是运动的。 做功和热传递可以改变内能。火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。 电磁波可以在真空中传播，飞船进入轨道后，利用电磁波传输信号与地面联系。 ( 题型三 电磁波的描述 ) 【例3】（2025 山东东营一模）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.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 【答案】D 【解析】本题考查了电磁波多个方面的知识，都是一些记忆型的，难度不大，在平时学习中注意多积累。 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，体检胸透用的 X 射线频率比无线电波高，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。 【变式3-1】在抗击新冠病毒期间利用红外线测温仪测量体温，红外线是一种__________（选填“超声波”或“电磁波”），它在真空中的传播速度为_________km/s。身体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为_________Hz。 【答案】电磁波；3×105；3×1013 【分析】（1）红外线和紫外线都是看不见的光，与可见光一样，也是一种电磁波。 （2）电磁波在真空或空气中以光速传播且保持不变；知道电磁波的波长、波速、频率之间的关系，即：c＝λf（c是电磁波的波速，λ是电磁波的波长，f是电磁波的频率）。 【解答】红外线是一种电磁波； 光在真空或空气中的传播速度约为3×108m/s，则红外线在真空中的传播速度也为3×108m/s＝3×105km/s， 故据c＝λf知，频率： 故答案为：电磁波；3×105；3×1013。 【变式3-2】我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（　　） A.5×10-9s　　　　　　　　B.2×10-8s　　　　　　　　C.5×10-6s　　　　　　　　D.5×10-3s 【答案】A 【分析】根据可求得该电磁波的周期。 【解答】已知f＝200MHz＝2×108Hz， 根据周期和频率的关系可知该电磁波的周期： 故选：A。 【变式3-3】如图为一列波某时刻的波形图，振动频率为5Hz，此波波长是________m，周期是________s，若波速为7km/s，则这列波传播14km，需要________s。 【答案】0.5；0.2；2 【分析】（1）图中有2.5个波长，故可求得波长的大小，根据计算周期的大小； （2）根据速度公式的变形式可求出需要的时间。 【解答】由图可知，1.25m有2.5个波长，此波波长是：， 周期是： 根据速度公式得，此波传播需要的时间为： 故答案为：0.5；0.2；2。 ( 题型 四 电磁波在信息方面的应用 ) 【例4】转动收音机调谐器的旋钮是为了（ ） A.选定某一频率的电台信号 B.调节收音机的音量 C.把音频信号转换成声音 D.把声音信号从高频调制信号中检出来 【答案】A 【解析】转动收音机调谐器的旋钮是为了从接收的电磁波中选出需要的某一频率的电磁波，故A符合题意。 【变式4-1】观众在家中选择不同频道观看电视直播时，实际上是在改变（ ） A.电视台发射的电磁波的波速 B.电视机接收的电磁波的波速 C.电视台发射的电磁波的频率 D.电视机接收的电磁波的频率 【答案】D 【解析】电磁波的波速是不变的，故A、B不符合题意；不同的电视台发射的电磁波的频率也是固定不变的，使用电视机选择频道时，是不能改变电视台发射的频率的，故C不符合题意；使用电视机选择不同的频道，实际上是选择不同的频率范围，也就是改变了电视机的不同接收频道，故D符合题意。 【变式4-2】我国已经进入移动通信的5G时代。移动通信实际上是利用_________传递信号的。将手机悬挂在密闭的玻璃瓶中，用抽气机抽去瓶中的空气，打电话呼叫瓶内的手机，手机_______（选填“能”或“不能”）收到呼叫信号。 【答案】电磁波；能 【解析】移动通信实际上是利用电磁波传递信号的。将手机悬挂在密闭的玻璃瓶中，用抽气机抽去瓶中的空气，打电话呼叫瓶内的手机，手机能收到呼叫信号，这说明电磁波能在真空中传播。 【变式4-3】载有声音和音像信号的电磁波分别从________和_________发射出去，在空间传播分别被_______和_________接收后将信号检出，还原成声音和图像。 【答案】天线；发射机；天线；接收机 【解析】电视信号的发射和接收是这样的：载有声音和音像信号的电磁波分别从天线和发射机发射出去，在空间传播分别被天线和接收机接收后将信号检出，还原成声音和图像。 【变式4-4】下图是无线电广播过程的简易图。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，调制器把音频信号加载到________电流上发射到空中，收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号。通过解调将_______信号留下，通过扬声器把播音员的声音从收音机播放出来。 【答案】高频；音频 【解析】话筒将声信号转化为音频信号，而后该信号经调制器后加载在高频电流上，然后由天线发射到空中；收音机接收装置收到空中的各种电磁波，并通过调谐器从众多的电磁波中找出特定频率的信号，通过解调器选出音频信号，送到扬声器即可发出声音。 ( 题型五 电磁波能量特性的应用 ) 【例5】以下是电磁波在医学中的一些应用，其中不利用电磁波能量特性的是（ ） A.利用激光，对眼睛进行精巧的手术，治疗近视眼 B.胃镜 C.核磁共振成像技术 D.γ射线切割肿瘤 【答案】B 【解析】利用激光对眼睛进行近视眼治疗手术、核磁共振成像技术、γ射线切割肿瘤，都是利用电磁波的能量特性，而胃镜是光在信息方面的应用，故B符合题意。 故答案应选B。 【变式5-1】在机械制造中，用激光加工精密模具、钻打精细小孔、进行精密焊接等，都是利用电磁波的________（选填：“能量”或“消息”）特性。 【答案】能量 【解析】激光具有巨大的能量，对所照射到的物质有很强的作用，并具有能量集中、方向性好的特性。因此，加工精密模具、钻打精细小孔、进行精密焊接等，都是对电磁波能量特性的应用。 【变式5-2】我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（ ） A.月球上没有空气，电磁波不能传播 B.手机不是用电磁波来传递信息的 C.微波炉是用电磁波来加热食品的 D.利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 【答案】C 【解析】A.电磁波的传播不需要介质，因此月球上可以传播电磁波； B.手机是电磁波信息特性的应用； C.微波炉是电磁波能量特性的应用； D.电磁波既能传递声音信号，又能传递图像信号，如电视信号。 故正确答案应选C。 ( 题型六 改变世界的信息技术 ) 【例6】下列各种活动中，能通过互联网做到的是（ ） A.传送网购的运动鞋 　 B.远程学习物理课程 C.输送发电厂的电能 　D.传输纸质信件 【答案】B 【解析】人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、查阅资料、发送电子邮件等；传送网购的运动鞋和传输纸质信件要利用交通工具完成，输送发电厂的电能需要利用电网完成，故B正确，A、C、D错误。 【变式6-1】北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端（导航仪）组成，可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航等服务。北斗卫星导航系统传递信息利用了（ 　 ） A.电磁波　　　　　　　　B.激光　　　　　　　　C.超声波　　　　　　　　D.次声波 【答案】A 【解析】电磁波能在真空中传播，导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【变式6-2】“能量”和“信息”是人类赖以生存的基本需求，每个房子都通过各种管线与外界进行“能量”和“信息”的交换。下列住房中会用到的管线主要用于传送“信息”的是（　 ） A.输电线　　　　　　　　B.天然气管道　　　　　C.光纤　　　　　　　　　D.暖气管道 【答案】C 【解析】输电线主要用于输送电能，故A不符合题意；天然气管道主要用于输送天然气，属于输送能量，故B不符合题意；光导纤维简称光纤，主要用来传送信息，故C符合题意；暖气管道主要通过输送热水来输送能量，故D不符合题意。 【变式6-3】下列关于电磁波和通信技术说法正确的是（ 　 ） A.卫星通信只需要3颗同步通信卫星就可以实现全球通信 B.手机在偏远山区没信号，是电磁波的频率变小了，传播距离变短了 C.手机5G技术有“传输的信息多”的特点，主要是其所用电磁波比4G所用电磁波传播速度快 D.光纤通信中使用的导线是金属导线 【答案】A 【解析】只需3颗同步通信卫星可实现对全球信号覆盖，实现全球通信，故A正确；手机在偏远山区没信号，主要原因是高山阻挡信号或信号基站位置远等，电磁波在传播过程中频率不会变化，故B错误；手机5G技术的“传输的信息多”是指相同时间内传输的信息多，也就是传输信息的速度快，这是多种技术应用的结果，电磁波的传播速度不变，故C错误；光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息，故D错误。 【变式6-4】在光纤通信中应用________传递信息，该波在空气中的传播速度是________km/s，该波_______（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】激光；3×105；能 【解析】在光纤通信中应用激光传递信息，激光属于电磁波。电磁波传播不需要介质，能在真空中传播。电磁波在空气中的传播速度是3×105 km/s，电磁波的传播不需要介质。 ( 基础巩固通关测 ) 一、选择题： 1.下列过程中不能产生电磁波的是（　　） A.打开或者关闭电灯时 B.电炉子在关闭状态时 C.电冰箱的电路接通或断开时 D.电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时 【答案】B 【分析】电磁波产生的原因：由方向来回迅速变化的电流（振荡电流）产生的。 【解答】打开或者关闭电灯时，电冰箱的电路接通或断开时，电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时都有变化的电流，都有电磁波的产生。故ACD不符合题意。 而电炉子在关闭状态时，电路处于断路状态，没有电流的变化，因此没有电磁波的产生。故B符合题意。 故选：B。 2.（2025·安徽省六安市金安区六安市·二模）2025年2月22日，我国成功将中星10R卫星发射升空，该卫星将为我国多个行业提供优质的卫星通信传输服务。下列说法中错误的是（ ） A.中星10R卫星是通过电磁波传递信息 B.中星10R卫星在太空中利用的太阳能属于一次能源 C.中星10R卫星表面的复合材料具有极好的耐热性 D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时受平衡力 【答案】D 【解析】A.电磁波可以在真空中传播，中星10R卫星在太空中是通过电磁波传递信息，故A正确，不符合题意； B.太阳能可以从自然界直接获取，属于一次能源，故B正确，不符合题意； C.中星10R卫星为了保持长期在太空中运行，其表面用的复合材料应具有极好的耐热性，故C正确，不符合题意； D.中星10R卫星在太空中绕地球转动时做曲线运动，受非平衡力，故D错误，符合题意。 故选D。 3.（2025·四川省成都市邛崃市·二模）体考前，小玲同学使用手机上的人工智能软件查阅体考相关信息，手机实现信息传递主要依靠（ ） A.电流　　　　　　　　B.超声波　　　　　　　　C.电磁波　　　　　　　D.次声波 【答案】C 【解析】电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，手机实现信息无线传递主要是依靠电磁波，故ABD 不符合题意，C符合题意。 故选C。 4.（2025·陕西省西安市·三模）科技是立国之本，是国家竞争力的重要体现。下列选项中说法错误的是 A，钱学森被誉为“中国航天之父”，火箭升空——利用了物体间力的作用是相互的 B，南仁东被誉为“天眼之父”，天眼射电望远镜的外形相当于凹面镜——利用了光的反射原理 C．袁隆平被誉为“杂交水稻之父”，“稻花香里说丰年”—分子不停地做无规则运动 D.孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统——通过接收和反射超声波传递信息 【答案】D 【解析】A.钱学森被誉为“中国航天之父”，火箭点火向下喷出气体，给气体一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，火箭受到一个向上的力，所以火箭向上运动，故A正确，不符合题意； B.南仁东被誉为“天眼之父”，天眼是世界上最大口径的射电望远镜—“中国天眼”相当于一个巨大的凹面镜，对光线有会聚作用，利用了光的反射原理，故B正确，不符合题意； C.袁隆平被誉为“杂交水稻之父”，“稻花香里说丰年”—闻到稻花香味，是香气的分子在空气中做无规则运动引起的，属扩散现象，故C正确，不符合题意； D.孙家栋被誉为“北斗之父”，北斗卫星导航系统——通过接收和反射电磁波来传递信息的，而不是超声波。因为超声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，故D错误，符合题意。 故选D。 5. 2024年5月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将通信卫星“智慧天网一号01星”发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功（忽略由于燃料燃烧引起的质量变化）。下列对长征三号乙运载火箭加速升空过程的说法正确的是（ ） A.火箭使用的燃料，其燃烧过程是将内能转化为化学能 B.火箭使用的燃料，其燃烧过程中热值变小 C.运载火箭加速升空，动能不变，重力势能增加 D.通信卫星“智慧天网一号01星”利用电磁波传递信息 【答案】D 【解析】A.火箭使用的燃料，其燃烧过程是将化学能转化为内能，故A错误； B.热值大小只与燃料种类有关，与质量无关，火箭使用的燃料，其燃烧过程中热值不变，故B错误； C.运载火箭加速升空，它的质量不变，速度和高度增大，则它的动能增加，重力势能增加，故C错误； D.电磁波可以传递信息，而且传播不需要介质，通信卫星“智慧天网一号01星”利用电磁波传递信息，故D正确。 故选 D。 6.下表是不同电磁波的频率。但人们却都在说“5G网络比4G快”，是因为（　　） 项目 CCTV1广播台 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.061×105 1.88～1.90×109 3.3～3.4×109 4.2～7.8×1014 A.相同时间内，5G网络的波长比4G网络长 B.相同时间内，5G网络的频率范围比4G网络大 C.相同时间内，5G网络的传播速度比4G网络快 D.相同时间内，5G网络的信息传递量比4G网络多 【答案】D 【分析】（1）电磁波的传播速度c＝3×108m/s； （2）波速、波长与频率的关系：c＝λf。 【解答】A.由表格数据可知，5G信号的频率大，由c＝λf可知，电磁波频率越大，波长越小，故A错误； B.虽然相同时间内，5G网络的频率范围比4G网络大，但不是5G网络比4G快的理由，故B错误； C.4G和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度是相同的，都为3×108m/s，故A错误； D.相同时间内，5G网络的信息传递量比4G网络多，所以我们才说“5G网络比4G快”，这里的“快”并不是说电磁波的传播速度快，故D正确。 故选：D。 7.天问一号于2021年5月在火星着地，火星车次表层探测雷达使用电磁波可以探测火星土壤的地下分层和厚度。包含两个通道，低频通道（15×106Hz～95×106Hz）可以穿透10～100米的深度；高频通道（0.45×109Hz～2.15×109Hz）可以穿透3～10米的深度，图是电磁波家族。（　　） A.低频通道的电磁波在真空中传播速度是340m/s B.低频通道的电磁波波长比高频通道电磁波波长长 C.低频通道的电磁波在真空中的波速比高频通道电磁波慢 D.高频通道电磁波是X射线 【答案】B 【分析】（1）（3）电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s； （2）电磁波的频率越大，波长越短； （4）根据图像解答。 【解答】AC.电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s；电磁波的传播速度与频率无关，故AC错误； B.电磁波的频率越大，波长越短，所以低频通道的电磁波波长比高频通道电磁波波长长，故B正确； D.由图可知，高频通道电磁波是γ射线，故D错误。 故选B。 二、填空题： 8.（2025·四川省泸州市·二模）据报道，2025年3月，我国第六代战斗机一歼-36成功亮相。六代机集成了众多先进技术，不仅在速度、隐身性能、智能化和网络化等方面有了显著提升，还引入了更多创新性的武器系统和作战模式，其亮相标志着中国航空科技的全新高度（如图所示）。歼-36的机翼设计是利用了空气流动速度大的地方，压强_______的原理来提供升力，歼-36能隐身主要是大幅降低雷达反射面积，吸收对方雷达发射的__________，从而实现电磁隐身，飞行过程中，飞行员需要带上耳罩，这是在_________减弱噪声。 【答案】小；电磁波；人耳处 【解析】飞机的机翼上方凸起，下方平直，这样的结构决定了当飞机启动后，机翼上方空气流速快，空气压强小；机翼下方空气流速慢，空气压强大：从而形成向上的压强差，产生向上的升力。 隐身技术主要是吸收或衰减敌方雷达发射的电磁波以减少回波信号，从而实现电磁隐身。 飞行员戴耳罩是通过在“人耳处”减弱噪声来保护听力，这是噪声控制的三种方法（在声源、传播途径、人耳处)之一。 9.人工智能飞速发展，智能服务机器人也进入我们日常生活，如图为某商场的智能服务机器人，它能为客户提供咨询服务，在与客户的沟通过程中为了不打扰到其他客户，需要改变声音的________来减小音量，这是在________处控制噪声；智能服务机器人在网上查找资料时，其与互联网之间是通过_________来传递信息的。 【答案】响度；声源；电磁波 【分析】（1）声音的大小叫响度，响度与振幅和距离声源的远近有关。 （2）减弱噪声的途径有三种：在声源处减弱；在传播过程中减弱；在人耳处减弱。 （3）电磁波可以传递信息。 【解答】智能服务机器人在与客户的沟通过程中为了不打扰到其他客户，需要改变声音的响度来减小音量，这是在声源处控制噪声；智能服务机器人在网上查找资料时，其与互联网之间是通过电磁波来传递信息的。 故答案为：响度；声源；电磁波。 10.如图几幅图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容。 （1）钢锯条以如图甲所示方式紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，锯条由于_______而发出声音； （2）如图乙对碘锤缓慢加热，书本上没有用酒精灯直接给碘锤加热，而是采用水浴法对碘锤加热的，是因为碘的熔点比水的沸点_______（高/低）； （3）如图丙装置可探究______________________跟电阻大小的关系； （4）如图丁说明：断断续续的电流可产生__________。 【答案】（1）振动；（2）高；（3）电阻丝产生的热量；（4）电磁波 【分析】（1）声音是由物体振动产生的； （2）碘的熔点比水的沸点高； （3）在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；根据实验装置分析； （4）断断续续的电流可产生电磁波。 【解答】（1）将锯条紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，锯条由于振动而发出声音； （2）因为碘的熔点比水的沸点高，所以采用水浴法对碘锤加热； （3）由图丙可知，甲、乙两电阻丝串联在电路中，通电时电流相等、通电时间相等，可探究电阻丝产生的热量跟电阻大小的关系； （4）当导体中有迅速变化的电流时，导体就会向四周空间发射电磁波，且电磁波是向空间各个方向传播的，断断续续的电流也可产生电磁波。 故答案为：（1）振动；（2）高；（3）电阻丝产生的热量；（4）电磁波。 11.如图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容。 （1）图a将点燃的蜡烛放在扬声器前方，扬声器发出有节奏的音乐，烛焰晃动说明声音具有_______。 （2）图b装置可探究____________________跟电阻大小的关系。 （3）图c说明：断断续续的电流可产生__________。 （4）图d是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是________冲程。 【答案】（1）能量；（2）电流产生的热量；（3）电磁波：（4）压缩 【分析】（1）声音能传递信息，也能传递能量； （2）串联电路中电流相等，产生热量和电阻大小有关； （3）电流大小迅速发生变化会产生电磁波； （4）汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程，同时还可参考火花塞的状态进行判断。 【解答】（1）将点燃的蜡烛放在扬声器前方，扬声器发出有节奏的音乐，烛焰晃动说明声音具有能量； （2）串联电路中电流相等，通电时间相同，产生热量和电阻大小有关； （3）电流大小迅速发生变化会产生电磁波； （4）图中两气门关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程。 故答案为：（1）能量；（2）电流产生的热量；（3）电磁波：（4）压缩。 12.汽车涉及很多物理知识。 （1）车上安装了“北斗卫星导航”，它是通过__________来传递信息的。 （2）四冲程汽油机的_________冲程的能量转化与图甲相同，该冲程中________能转化为________能。 （3）如图乙，加装了尾翼（气流偏导器，截面如图丙所示），汽车在高速行驶过程中对路面的压力增大，这是由于尾翼上方空气流速较________（填“大”或“小”）。 【答案】（1）电磁波；（2）做功；内；机械；（3）小 【分析】（1）汽车的导航系统是通过电磁波来传递信息的； （2）汽油机的四个冲程中做功冲程内能转化为机械能； （3）气流偏导器的上方空气流速小，下方空气流速大，根据流体压强与流速的关系可知空气对汽车向下的压强大于向上的压强，由此气体对汽车产生了一个向下的压力，使车更好的“抓”住地面。 【解答】（1）车上安装了“北斗卫星导航”，是通过电磁波来传递信息的； （2）由图甲知，点火爆炸装置将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为盖子的机械能，这一过程中是化学能转化为内能，内能转化为机械能，与四冲程汽油机的做功冲程相同； （3）由于气流偏导器上表面平直，下表面凸起，当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强小。 故答案为：（1）电磁波；（2）做功；内；机械；（3）小。 13. 2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统、定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用__________（选填“次声波”、“电磁波”或“超声波”）相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是_________m/s。若此波波长是3m，则频率是_________Hz 【答案】电磁波；3×108；1.0×108 【分析】（1）卫星都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为3×108m/s，电磁波的波长、波速和频率的关系：c＝λf，根据公式求出电磁波的频率。 【解答】（1）太空是真空，声音无法传播，因此北斗卫星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为3×108m/s； 若该电磁波的波长为λ＝3m，据公式c＝λf，可得电磁波的频率为： 故答案为：电磁波；3×108；1.0×108。 14.如表所示为某品牌工程用绿光激光笔的部分参数，该笔的电池充满电可以储存__________J电能，该激光笔工作时的输出功率为_________W，该激在空气中传播的的频率f约为_________Hz。（光在空气中传播的速度约3×108m/s） 输出电压 3V 工作电流 200mA 电量 2000mA•h 激光在空气中的波长λ约 500nm 【答案】2.16×104；0.6；6×1014 【分析】（1）由电池容量3V 2000mA•h及W＝UIt求出给电池充满电后储存的电能 （2）利用P＝UI可求得该激光笔工作时的输出功率； （3）由v＝λf可求得该绿光的频率。 【解答】根据表中电池容量，则给电池充满电后储存的电能：W＝UIt＝3V×2000×10﹣3A×3600s＝2.16×104J； 由表格数据可知，工作电流I′＝200mA＝0.2A， 该激光笔工作时的输出功率P＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W， 由表格数据可知，光在空气中的波长λ＝500nm＝5×10﹣7m， 由v＝λf可得，该绿光的频率： 故答案为：2.16×104；0.6；6×1014。 三、实验探究题： 15.小明用五号电池 A、B做了如下一些实验。 （1）如图甲是小明将电池A放在手掌上，电池的长度最接近5________。 （2）如图乙为小明用电池B制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动，其原理为______________________。 （3）如图丙小明用两个电池探究“平面镜成像特点”，将玻璃板竖直放在水平桌面上，玻璃板前放置电池A，移动玻璃板后的电池B，直到_______________________________________，才能确定A像的位置。将电池A远离玻璃板，它的像的大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）如图丁小明在打开的收音机附近，将导线一端与电池B的一极相连，再用导线的另一端与该电池的另一极时断时续地接触，能听到“咔咔”的声音，这验证了__________的存在，它在真空中传播的速度为_________m/s。 【答案】（1）cm；（2）磁场对通电导线有力的作用；（3）看上去电池B与电池A的像完全重合；不变；（4）电磁波；3×108 【分析】（1）根据手掌的大小判断电池A的长度； （2）磁场对通电导线有力的作用； （3）根据平面镜成像的特点进行解答； （5）收音机听到“咔咔”的声音，是受到电磁波的干扰，迅速变化的电流可以产生电磁波；电磁波在真空中的传播速度为 3×108 m/s。 【解答】（1）已知手掌的长度约5cm，电池A的长度略小于手掌的长度，约5cm； （2）金属框可以绕电池及柱形物持续转动，其原理为磁场对通电导线有力的作用； （3）为了比较像与物的大小关系，应玻璃板竖直放在水平桌面上，玻璃板前放置电池A，移动玻璃板后的电池B，直到看上去电池B与电池A的像完全重合，这时说明像与物大小相等； 平面镜成像时，像和物体大小相等，将电池A远离玻璃板，它的像的大小不变； （4）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，于是听到“咔咔”的声音；电磁波在真空中的传播速度为 3×108 m/s。 故答案为：（1）cm；（2）磁场对通电导线有力的作用；（3）看上去电池B与电池A的像完全重合；不变；（4）电磁波；3×108。 16.图甲为部分电磁波的频率分布示意图。 （1）由图可知，紫外线________（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为________ m/s，其波长为________m。 （2）下列实例中，属于紫外线应用的是________（填字母）。 A.遥控器控制电视 B.体检时拍X光片 C.医院杀菌消毒灯 D.“测温枪”测量体温 （3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。 步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在_______（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行； 步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光； 步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光； 步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。 由此可推断，该防晒霜________（选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。 【答案】（1）是；3×108；3×10﹣8；（2）C；（3）Ⅱ；不能 【分析】（1）不可见光属于电磁波；电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；利用c＝λf求得波长； （2）紫外线的作用和用途：紫外线有杀菌的作用，制成消毒灯；紫外线能使荧光物质发光，制成验钞机；紫外线能合成维生素D能促进钙的吸收； （3）涂有荧光物质的硬纸板可以用来检验有没有紫外线射到硬纸板上，据此分析涂有防晒霜的玻璃板的位置； 根据实验现象分析解答。 【解答】（1）紫外线属于电磁波；电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s； 波长： （2）B.体检时拍X光片，由图甲可知，X射线不属于紫外线，故B错误； AD.遥控器和的测温枪是利用红外线工作的，故AD错误； C.紫外线化学作用强，可以杀死微生物，医院杀菌消毒灯是利用紫外线工作的，故C正确； 故选C； （3）涂有荧光物质的硬纸板可以用来检验有没有紫外线射到硬纸板上，因此应将玻璃板放在紫外线灯和硬纸板之间，即Ⅱ位置； 由步骤二、三可知，没有紫外线射到硬纸板上时，荧光物质不发光；有紫外线照射到硬纸板上时，荧光物质发光，由步骤四可知，荧光物质有微弱发光，说明有少量的紫外线透过涂有防晒霜的玻璃板射到硬纸板上，因此防晒霜不能阻挡全部紫外线。 故答案为：（1）是；3×108；3×10﹣8；（2）C；（3）Ⅱ；不能。 四、计算题： 17.郑东新区5G无人驾驶公交线路为绕龙湖金融岛一周。无人驾驶公交车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶，还支持语音控制。一辆质量为12t的无人驾驶公交车，静止轮子与地面的总接触面积为0.6m2，在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经3×10﹣7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内车行驶的距离忽略不计）。g取10N/kg。试问： （1）车外景物离摄像头越近，成的像越________。该车还可以利用__________将车辆的实时位置信息传递给控制中心。 （2）该车静止时对水平地面的压强大小？ （3）发射激光信号时车头到障碍物多远？ （4）该车以36km/h的速度匀速行驶10min牵引力做功多少？ 【答案】（1）大；电磁波； （2）静止时对水平地面的压强大小为2×106Pa； （3）此刻车头到障碍物的距离为45m； （4）该车以36km/h的速度匀速行驶10min牵引力做功为2.4×107J。 【分析】（1）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；车辆与控制中心通过电磁波传递信息； （2）汽车不载人时对地面的压力和自身的重力相等，利用求出对地面的压强； （3）已知经3×10﹣7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号，可求得光束到达障碍物的时间，由速度公式变形可求得车头到障碍物的距离； （4）已知匀速行驶时速度，利用W＝Fs＝Fvt求出牵引力做的功。 【解答】（1）车外景物离摄像头越近，物距越小，像距越大，成的像越大； 该车还可以利用电磁波将车辆的实时位置信息传递给控制中心。 （2）汽车不载人时对地面的压力： F＝G＝mg＝1.2×104kg×10N/kg＝1.2×105N 对地面的压强： （3）光束到达障碍物的时间：t＝×3×10-7s＝1.5×10-7s 由可得，车头到障碍物的距离：s＝vt＝3×108m/s×1.5×10-7s＝45m （4）匀速行驶时速度：v＝36km/h＝10m/s 牵引力的做的功：W＝Fs＝Fvt＝4×103N×10m/s×10×60s＝2.4×107J 答：（1）大；电磁波； （2）静止时对水平地面的压强大小为2×106Pa； （3）此刻车头到障碍物的距离为45m； （4）该车以36km/h的速度匀速行驶10min牵引力做功为2.4×107J。 18.如图所示是郑东新区运行的5G无人驾驶智慧公交车“小宇2.0”，它配置的摄像头、激光雷达、毫米波雷达可以大大提高驾驶的安全性。假设“小宇2.0”的部分参数如表所示，回答下列问题。（g取10N/kg） 空车质量 3000kg 最大行驶速度 40km/h 满载量 8人 电动机输出功率 20kW 最大续航里程 200km 轮胎与地面总接触面积 0.08m2 （1）“小宇2.0”利用_________进行信息传递，做出避障、变道等综合反应。用来驱动车辆前进的电动机的工作原理是_________________________。 （2）“小宇2.0”在空车状态下对地面的压强是多大？ （3）“小宇2.0”以36km/h的速度行驶200km，此过程中牵引力做了多少功？若这些能量全部由效率为40%的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是多少？（q汽油＝4×107J/kg） 【答案】（1）电磁波；通电导线在磁场中受力的作用； （2）“小宇2.0”在空车状态下对地面的压强是3.75×105； （3）“小宇2.0”以36km/h的速度行驶200km，此过程中牵引力做了的功是4×108J；若这些能量全部由效率为40%的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是25kg。 【分析】（1）电磁波能够传递信息；通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的制作原理； （2）“小宇2.0”在空车状态下，对水平路面的压力等于其重力；利用可求得对地面的压强； （3）小宇2.0”在空车状态下，以36km/h的速度匀速行驶200km，根据速度公式得出所用时间，根据可得牵引力所做的功， 车的发动机的效率为40%，根据可得出燃油完全燃烧放出的热量，根据得出消耗燃油的质量。 【解答】（1）“小宇2.0”利用电磁波进行信息传递，做出避障、变道等综合反应；用来驱动车辆前进的电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用； （2）“小宇2.0”在空车状态下，对水平路面的压力为： F压＝G车＝m车g＝3000kg×10N/kg＝3×104N 对地面的压强为： （3）车以v＝36km/h＝10m/s的速度匀速行驶200km，根据速度公式得，所用时间为： 根据可得牵引力所做的功为： W＝Pt＝20×103W×2×104s＝4×108J， 发动机的效率为40%，则燃油完全燃烧放出的热量为： 消耗燃油的质量为： 答：（1）电磁波；通电导线在磁场中受力的作用； （2）“小宇2.0”在空车状态下对地面的压强是3.75×105； （3）“小宇2.0”以36km/h的速度行驶200km，此过程中牵引力做了的功是4×108J；若这些能量全部由效率为40%的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是25kg。 ( 能力提升进阶练 ) 一、填空题： 1.（2025 哈尔滨一模）如图所示是我国首台 5G 氢燃料无人驾驶拖拉机，它依托 5G 网络通过_________（填“超声波”或“电磁波”）实现远程控制，采用氢燃料提供动力是因为氢的_________（填“比热容”或“热 值”）大。以行进中的拖拉机为参照物，路旁的树是________的。 【答案】电磁波；热值；运动 【解析】无人驾驶拖拉机接收GPS导航系统发送的电磁波实现远程控制。 采用氢燃料提供动力是因为氢的具有较大的热值，完全燃烧相同质量的燃料时，可以释放出更多的热量。 以行进中的拖拉机为参照物，路旁的树的位置不断发生变化，是运动的。 2.（2024广东中考真题）广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力，从而获得升力，这说明了力的作用是_________的。航空器升空过程中，重力势能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。航空器靠__________（选填“超声波”或“电磁波”）与控制中心联系。 【答案】相互；增大；电磁波 【解析】航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力，空气对航空器施加向上的力，从而获得升力，这说明了力的作用是相互的。 航空器升空过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大。 电磁波可以在真空中传播，且传播速度最快，这使得它成为航天和航空通信的理想选择，航空器与控制中心是通过电磁波联系的。 3.（2025 长春一模·期末）1876年________发明了电话，最简单的电话由________和________组成，在电话的一端话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方.在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。 【答案】贝尔；话筒；听筒 【解析】1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话。基本结构是主要由话筒和听筒组成。工作原理是话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号） 4.如图，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时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音，这个现象反映了迅速变化的电流能在周围的空间中产生__________。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，进行同样的操作，________（选填“能”或“不能”）听到咔嚓声，这说明密闭的金属容器能_________电磁波。 【答案】电磁波；不能；屏蔽。 【分析】（1）迅速变化的电流会在空间激起电磁波； （2）金属对电磁波有屏蔽作用。 【解答】解：导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。 不能听到咔嚓声，是因为金属对电磁波有屏蔽作用。 故答案为：电磁波；不能；屏蔽。 5.（2025·新疆）2025年4月24日，神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。 （1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是________（选填“运动”或“静止”）的；空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站________（选填“具有”或“没有”）惯性，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的________（选填“快慢”或“方向”）。 （2）航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过________（选填“空气”或“电磁波”）传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了________（选填“增大”或“减小”）抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态，已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N，空间站运行的速度为7.7km/s，当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时，每台霍尔发动机推力的功率为________W。 【答案】（1）静止；具有；方向；（2）空气；增大；616 【解析】（1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱相对于飞船的位置不发生变化，核心舱是静止的。 惯性是物体固有属性，与运动状态无关，空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站具有惯性。 地球对空间站的万有引力指向地心，空间站的速度方向与万有引力的方向垂直，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的方向。 （2）空间站的核心舱内有空气，航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过空气传播的。 航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了在压力一定时，增大抓取物体时的摩擦力。 每台霍尔发动机推力的功率为： 二、选择题： 6. 2023年6月3日，我国神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列说法不正确的是（　　） A.指挥中心响起的热烈掌声是由物体振动产生的 B.搜救直升机发出的声音震耳欲聋是因为音调高 C.现场直播画面通过电磁波传到千家万户 D.返回舱下落时，它相对于地面是运动的 【答案】B 【解析】A.声音由物体的振动产生，热烈掌声是由物体振动产生的，故A正确，不符合题意； B.搜救直升机发出的声音震耳欲聋是因为响度大，故B错误，符合题意； C.电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，现场直播画面通过电磁波传到千家万户，故C正确，不符合题意； D.返回舱下落时，它相对于地面的位置不断发生变化，故其相对地面是运动的，故D正确，不符合题意。 故选B。 7.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 【答案】D 【解析】A.用导线将电源正负极相连，会将电池短路，容易损坏电池，最好用旧电池来做，故A正确，不符合题意； B.导线和电池时断时续地接触，会产生变化的电流，变化的电流能够激起电磁波，故B正确，不符合题意； C.收音机中传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号，故C正确，不符合题意； D.电磁波可以在真空中传播，不是只能在空气中传播，故D错误，符合题意。 故选D。 8. 2023年4月2日，天龙二号遥一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功首飞，并成功将爱太空科学号卫星送入预定轨道，用于开展遥感成像实验等技术验证，天龙二号是我国首款采用三机并联发动机技术的运载火箭，在全球首次使用液氧煤基航天煤油作为燃料，开辟了我国商业航天从固体向液体运载火箭跨越的新时代，则以下说法正确的是（　　） A.煤基航天煤油是一种新型航天燃料，应具有较高的热值 B.该火箭三机并联发动机在工作时，将内能转化为机械能 C.火箭在升空过程中，动能减小，势能增大，机械能增大 D.遥感技术是通过电磁波从高空或外层空间接收各类信息 【答案】ABD 【分析】（1）燃料的热值指的是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关。 （2）能量之间可以相互转化。 （3）机械能包括动能与重力势能，动能与速度、质量有关，重力势能与高度、质量有关。 （4）电磁波的传播不需要介质。 【解答】A.煤基航天煤油是一种新型航天燃料，应具有较高的热值，故A正确； B.该火箭三机并联发动机在工作时，将内能转化为机械能，故B正确； C.火箭在升空过程中，动能增大，势能增大，机械能增大，故C错误； D.遥感技术是通过电磁波从高空或外层空间接收各类信息，故D正确。 故选：ABD。 三、综合题： 9. 2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。 请回答下列问题： （1）这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？ （2）飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少m/s？ （3）航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？（天宫空间站所在位置g取8.7N/kg） （4）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？（P、η、S、t均为已知量） 【答案】（1）电磁波；（2）7×103m/s；（3）522N；（4） 【解析】（1）电磁波可以在真空中传播，所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。 （2）根据速度公式得 所以，天宫空间站的平均速度是7×103m/s。 （3）根据G=mg得： G=mg=60kg×8.7N/kg=522N 则设备在空间站中受到的重力为522N； （4）由题意可得 W电=Pt=ηES 解得，即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为。 四、科普阅读题： 10.（2024·广东深圳·中考真题）胶囊胃镜机器人 “胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15 分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。 （1）思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7________（填单位）； （2）如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图； （3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功W=__________； （4）如果小白医生想扫描更大范围时，应操作机器人________（靠近/远离）此区域； （5）小白医生在远程无线操控机器人时，通过________波来传递信号。 【答案】（1）cm；（2）见解析；（3）5×10-4J；（4）远离；（5）电磁 【解析】（1）由图甲可知，胶囊机器人长大约等于两个手指的宽度，约2.7cm。 （2）从胶囊机器人的重心沿竖直向下画出重力的示意图，如图所示： （3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功： W=Gh=0.05N×0.01m=5×10-4J （4）凸透镜成实像，物距变大，像变小，如果小白医生想扫描更大范围时，让像小一些，应操作机器人远离此区域。 （5）电磁波可以传递信息，医生在远程无线操控机器人，通过电磁波来传递信号。 第 30 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 $