第二十一章　电磁波及其应用 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第3节　卫星通信和光纤通信 课后·知能演练 一、基础巩固 1.美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器。以下特点中不属于激光特点的是(　　) A.亮度高 B.单色性强 C.平行度好 D.只有一种颜色 2.“北斗定位满山牛羊,一屏管理便利牧民。”北斗卫星将牛羊的定位信息传到新疆阿勒泰牧民的手机上,这利用了(　　) A.次声波 B.超声波 C.电磁波 D.可见光 3.在无线电波中,微波的波长短,频率高,一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。下列关于微波通信的叙述中,正确的是(　　) A.微波的性质接近光波,大致沿直线传播 B.必要时微波能沿地球表面绕射 C.微波通信不需要中继站 D.只要建设几个中继站就可以保证微波信号传递到很远的地方 4.(2024·广东广州中考)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,其原理是光的(　　) A.折射 B.反射 C.色散 D.直线传播 5.物理学研究成果的应用,深刻地影响着人们的生产生活,对社会发展起到巨大的推动作用。光纤的发明使通信技术飞速发展,光纤具有传输距离长、高抗干扰等特性,携带信息的光从光纤一端入射后,在光纤的内壁上不断__________,直至从另一端射出,把它携带的信息传到远方,这就是光纤通信的原理。  6.手机属于移动终端,是可以握在手上的移动电话机,目前已发展至5G(第五代移动通信技术)时代。手机之间的通信通常利用地球静止卫星作为中继站,至少利用__________颗地球静止卫星就可以实现全球通信。地球静止卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期__________。除手机外,请你再列举一个利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用:______________________________。  二、素养提升 7.我国独立自主建立的北斗卫星导航系统,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。下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.所有电磁波的波长相等 B.电磁波不能在玻璃中传播 C.在真空中,无线电波的传播速度小于光的传播速度 D.作为载体,电磁波频率越高,相同时间可以传输的信息越多 8.第五代移动通信技术(简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术。据专家预计,到2030年5G网络将被完全建立和开发,它将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。5G技术是利用__________来传递信息的,光纤通信是利用光在光导纤维中多次__________将信息传到远方的。  三、拓展探究 9.光导纤维由内芯和外套组成(如图甲所示)。若光在内芯中的传播速度为真空中传播速度的三分之二,则光信号在光导纤维内芯中沿直线传播100 km,需要__________ s。如图乙所示,若一束光与水平方向成45°角,从A点射到一段水平放置的长为0.850 mm、内径为50 μm的直光导纤维的边缘,则这束光进入此光导纤维内部(两端的边缘除外)后反射了__________次。  参考答案 1.D 2.C　解析:北斗卫星导航系统可以确定使用者所在的位置信息,该信息被卫星接收后再发送到手机,此过程中由电磁波传递信息。 3.A　解析:微波的性质接近光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,所以要想让微波沿地球表面传播就要建设中继站。通常每隔50 km左右就要建设一个微波中继站,要想使信号传递到很远的地方,需要建设很多个中继站,A正确,B、C、D错误。 4.B　解析:光纤通信是通信用的激光在光导纤维里传播来传递信息,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,B符合题意。 5.反射 6.3　相同　北斗卫星导航系统 7.D　解析:电磁波的波速大小相等,频率越高,波长越短,频率越低,波长越长,A错误。电磁波能在真空和各种介质中传播,B错误。无线电波是电磁波的一种,电磁波在真空中的传播速度最大,等于光的传播速度,C错误。电磁波频率越高,波长越短,相同时间可传递的信息越多,D正确。 8.电磁波　反射 9.5×10-4　16 解析:光在内芯中的传播速度v=c=×3×108 m/s=2×108 m/s,光信号在光导纤维内芯中沿直线传播100 km需要的时间t==5×10-4 s;由题意知,光束在此光导纤维内部每反射一次传播的距离为s'=50 μm=5×10-2 mm,光束进入此光导纤维内部反射的次数n==17次,因两端的边缘除外,反射的次数应减去1,所以光束在此光导纤维内部反射的次数为16次。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　广播、电视和移动通信 课后·知能演练 一、基础巩固 1.广播电台发射电磁波时,调制器的作用是(　　) A.产生音频电流 B.产生高频电流 C.向外发射电磁波 D.将音频电信号加载到高频电流上 2.关于无线电广播“收音”的顺序,下列说法正确的是(　　) A.调谐→解调→接收天线→扬声器 B.调谐→接收天线→解调→扬声器 C.接收天线→调谐→解调→扬声器 D.接收天线→解调→调谐→扬声器 3.关于电视信号的接收,下列说法正确的是(　　) A.电视机用来接收电视信号 B.电视机通过天线直接接收图像信号 C.电视机的图像是自己制造出来的 D.以上说法都不对 4.电视信号包含图像信号和声音信号。电视信号从电视台到电视机的传递过程中,下列说法正确的是(　　) A.声音信号是加载在电流上的,图像信号是加载在电磁波上的 B.图像信号是加载在电流上的,声音信号是加载在电磁波上的 C.声音信号和图像信号都是加载在低频电流上的 D.声音信号和图像信号都是加载在高频电流上的 5.(多选)手机是人们常用的通信工具,下列说法正确的是(　　) A.手机靠电磁波传递信息 B.给手机电池充电时,电能转化为化学能 C.接电话时靠声音的音调分辨对方是谁 D.话筒的工作原理是电磁感应 6.(2024·四川内江中考)手机已经成为我们工作、生活中非常重要的一部分,人们使用的手机越来越智能化,越来越精致。某款新型手机的质量大约为0.15__________(选填“kg”或“g”);手机之间是靠__________(选填“电磁波”或“声波”)来传递信息的。  二、素养提升 7.广播电台的发射线路靠迅速变化的交变电流向外发射电磁波,交变电流在每秒内周期性变化1次发射的电磁波的频率为1 Hz。若某电台节目的发射频率为88.2 MHz,说明发射线路中的交变电流每秒周期性变化为__________次。收音机通过__________　电磁波来工作,手机通过__________　电磁波来实现远距离通话。(后两空选填“发射”“接收”或“发射和接收”)  三、拓展探究 8.(2024·山东枣庄中考)“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步统计和语音助手等功能。“智能手环”利用__________将数据无线传输到手机,其在真空中的传播速度为__________ m/s。  参考答案 1.D　2.C　3.A 4.D　解析:电视信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作原理类似,无论是声音信号还是图像信号,都需要把它们加载在高频电流上,再通过天线产生电磁波并发射到空中。 5.ABD　解析:手机既是无线电发射台,又是无线电接收台,是通过电磁波传递信息的,A正确。给手机电池充电时,电能转化为化学能储存在电池中,B正确。接电话时靠声音的音色分辨对方是谁,C错误。当对着话筒说话时,与膜片相连的线圈在磁场中振动时,切割磁感线,根据电磁感应原理可知,此时电路中产生了感应电流,所以话筒的工作原理是电磁感应,D正确。 6.kg　电磁波 解析:常用智能手机的质量相当于三个鸡蛋的质量,大约150 g;手机既是无线电发射台又是无线电接收台,在你讲话的时候,它用电磁波把信息发射到空中,同时它又能在空中捕获电磁波。 7.8.82×107　接收　发射和接收 解析:某电台节目发射频率为88.2 MHz=8.82×107 Hz,因为交变电流在每秒内周期性变化1次,发射的电磁波频率为1 Hz,所以发射频率为8.82×107 Hz说明交变电流每秒内周期性变化8.82×107次;收音机通过接收广播电台发射的电磁波进行工作的;手机是一个小小的电台,它既能发射电磁波,也能接收电磁波,从而实现远距离通话。 8.电磁波　3.0×108 解析:将数据从智能手环无线传输到手机是通过电磁波以无线的方式向手机发送数据的,其在真空中的传播速度为c=3.0×108 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节　电磁波的海洋 课后·知能演练 一、基础巩固 1.(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利用了(　　) A.空气 B.电磁波 C.超声波 D.次声波 2.(2024·四川成都中考)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 3.如图所示,打开收音机的开关,调至没有电台的位置,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摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“咔咔”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.将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开,放到真空钟罩中,用抽气机抽去真空钟罩中的空气。然后打电话呼叫手机,可以看到背景灯光亮起却听不到铃声。该现象说明 (　　) A.声音和电磁波都能在真空中传播 B.声音和电磁波都不能在真空中传播 C.声音能在真空中传播,电磁波不能在真空中传播 D.声音不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播 5.各色光在真空中的波长如图所示,植物中的叶绿素a会吸收波长在430~662 nm之间的光。真空中,波长为650 nm的光(　　) A.是紫光 B.不是电磁波 C.波长比蓝光的长 D.比波长500 nm的光传播速度大 6.某同学在探究电磁波的传播时,将手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬于水中。用另一部手机拨打袋中的手机,手机能接通,说明__________可在水中传播;能听到手机发出的铃声,能说明__________可在水中传播。  7.某市人民广播电台的频率为96.8×106 Hz,这个电磁波在真空中的传播速度__________(选填“大于”“等于”或“小于”)光在真空中的传播速度,其速度大小为__________ m/s。  二、素养提升 8.电磁波在人们生产、生活中有许多应用。下列事例中,不属于电磁波的应用的是(　　) A.电视机遥控器利用红外线进行遥控 B.收音机利用无线电波传递声音信号 C.B超用来检查人体疾病 D.医生用X光片判断人体是否骨折 9.波长在1 mm至1 cm之间的无线电波叫作毫米波,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。下列说法正确的是(　　) 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340 m/s C.6×1010 Hz毫米波的波长比8×1010 Hz的波长短 D.UHF和SHF频段的电磁波在真空中的传播速度相同 10.(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的传播速度为3×108 m/s D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短 三、拓展探究 11.我们生活在电磁波的海洋中,当需要防止电磁波干扰时,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。请你自选器材设计一个实验,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。 参考答案 1.B　解析:飞船与地面间的通信是利用电磁波,不是声波和空气,B符合题意。 2.A　解析:手机和雷达利用的是电磁波可以传递信息;电吹风是利用电流的热效应,没有利用电磁波;微波炉利用电磁波中的微波波段可以提供能量,给食物加热,A符合题意。 3.D　解析: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,会造成短路,会损伤电池,所以实验时最好用旧电池来做,实验时,由于电路中有时断时续的电流,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,A、B、C正确。电磁波的传播不需要介质,能在真空中传播,D错误。 4.D　解析:电磁波的传播不需要介质;声音的传播需要介质,D符合题意。 5.C　解析:由题图知,紫光的波长比650 nm的波长更短,所以波长650 nm的光不是紫光,A不符合题意。所有的可见光都属于电磁波,B不符合题意。波长650 nm的光波的波长比蓝光的波长长,C符合题意。不同波长的光在真空中的传播速度相同,D不符合题意。 6.电磁波　声波 解析:手机可以接收电磁波,用另一部手机拨打袋中的手机,手机能接通说明电磁波可在水中传播;能听到手机发出的铃声,是由水和空气传过来的,能说明声波可在水中传播。 7.等于　3×108 解析:电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,是一定值,其速度大小为3×108 m/s。 8.C　解析:电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等,电视机遥控器利用红外线进行遥控,利用的是电磁波,A不符合题意。收音机利用无线电波传递声音信号,无线电波属于电磁波,B不符合题意。B超是利用超声波工作的,超声波不属于电磁波,C符合题意。医生用X光片判断人体是否骨折,X射线属于电磁波,D不符合题意。 9.D　解析:波长在1 mm至1 cm之间的无线电波叫作毫米波,即波长为10-3 m~10-2 m,根据图中波长确定是极高频波,不是属于UHF频段的电磁波,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在真空中的传播速度,大约为3×108 m/s,UHF和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同,B错误,D正确。由题图知,波长越短,频率越高,6×1010 Hz毫米波波长比8×1010 Hz的波长长,C错误。 10.A　解析:声音的传播需要介质,真空不能传声,鹊桥号不是利用声波进行信号传输,而是利用电磁波,A错误,B正确。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3×108 m/s,C正确。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近,由t=可知信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短,D正确。 11.实验步骤: (1)准备两个功能正常手机,一个置于小屋内部,一个置于小屋外部。打开小屋侧面嵌有电磁屏蔽玻璃的窗户,用小屋外部的手机拨打小屋内部的手机。观察是否能拨通。 (2)关闭小屋侧面嵌有电磁屏蔽玻璃的窗户,再次用小屋外部的手机拨打小屋内部的手机,观察是否能拨通。 判断方法:若两次都能拨通电话,则说明这块电磁屏蔽玻璃没有屏蔽电磁波的作用;若第一次能拨通电话,而第二次不能拨通电话,则说明这块电磁屏蔽玻璃能够屏蔽电磁波。 学科网（北京）股份有限公司 $