第21章《电磁波及应用》核心知识点填空题 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

九年级第二十一章《电磁波及应用》核心知识点填空题 班级：__________ 学号：__________ 姓名：__________ 分数：__________ 模块一：电磁波的海洋 1. 电磁波的产生：当导体中有_______的电流时，导体周围会产生变化的电场和磁场，这些变化的场相互激发，向外传播形成电磁波（本质：电磁场的周期性变化与传播）。生活中产生电磁波的实例：①手机通话时，天线中产生变化的电流，辐射电磁波；②微波炉工作时，磁控管产生高频变化的电流，激发电磁波加热食物；③电台发射塔通过振荡器产生变化电流，向外发射电磁波。 1. 电磁波的传播特性： ①传播介质：电磁波_______（填 “需要” 或 “不需要”）介质，能在真空中传播（如太阳光、无线电波可从太空传到地球），也能在空气、水、玻璃等介质中传播；而声波_______（填 “需要” 或 “不需要”）介质，不能在真空中传播（核心区别之一）； ②传播速度：电磁波在真空中的传播速度与光速相同，约为_______m/s（用符号 c 表示，这一规律说明光也是一种电磁波）；在介质中传播速度略小于 c，且与介质种类有关（如在水中速度约为 c 的 3/4）； ③波的三要素及关系：电磁波是横波，具有_______（λ，相邻两个波峰或波谷之间的距离，单位：m）、（f，单位时间内振动的次数，单位：Hz，常用单位还有 kHz、MHz，1MHz=10⁶Hz）和（c，传播速度），三者满足定量关系：（c=λf）。推导可知：在真空中，c 为定值，故波长 λ 与频率 f 成（填 “正比” 或 “反比”）—— 频率越高，波长越短（如无线电波频率低，波长长；紫外线频率高，波长短）。 1. 电磁波谱（按频率从低到高排序）： ①_______（频率最低，波长最长，如中波、短波、微波）：应用于广播、电视、移动通信、微波炉；②_______（频率高于无线电波）：应用于遥控（如电视机遥控器）、热成像仪、红外测温仪；③_______（人眼可感知的电磁波）：应用于照明、摄影；④_______（频率高于可见光）：应用于消毒（如紫外线灯）、验钞（使荧光物质发光）；⑤_______（频率更高）：应用于医学成像（如 X 光片）、安检；⑥_______（频率最高，波长最短）：应用于放疗（治疗癌症）、工业探伤。 1. 电磁波的应用与防护： ①常见应用：a. 信息传递（广播、电视、手机、卫星导航）；b. 能量传递（微波炉加热、激光切割）；c. 探测与成像（雷达、红外成像、X 光检查）； ②合理防护：过量电磁波辐射会危害人体健康（如长期近距离使用手机可能影响神经系统），防护措施：a. 控制使用时间（如避免长时间玩手机）；b. 保持安全距离（如看电视时距离屏幕 2~3 米）；c. 屏蔽防护（如使用防辐射服、在微波炉外安装金属屏蔽网）。 模块二：广播、电视和移动通信 1. 无线电广播的信号发射与接收（分 “发射端” 和 “接收端” 两步）： ①发射端（电台）：a. 声信号→电信号：通过_______（将声音振动转化为变化的电流，即音频信号，频率较低，无法直接发射）；b. 调制：通过_______将音频信号 “加载” 到高频电磁波（载波）上（两种调制方式：调幅 AM—— 改变载波的振幅；调频 FM—— 改变载波的频率，调频信号抗干扰能力更强，音质更好）；c. 发射：通过_______将加载了音频信号的高频电磁波发射到空中； ②接收端（收音机）：a. 接收：通过_______接收空中的高频电磁波（接收到所有电台的信号）；b. 调谐：通过_______（选台旋钮）选择特定频率的电磁波（只让目标电台的信号通过，过滤其他信号）；c. 解调：通过_______从高频电磁波中 “提取” 出音频信号（与发射端的调制过程相反）；d. 电信号→声信号：通过_______将音频信号转化为声音，完成广播接收。 1. 电视的信号处理（比广播多 “图像信号” 的处理）： ①发射端（电视台）：a. 图像信号：通过_______（将光信号转化为变化的电流，即视频信号）；b. 信号叠加：将视频信号和音频信号分别调制到高频载波上，叠加后通过天线发射； ②接收端（电视机）：a. 接收与调谐：天线接收信号，调谐器选台；b. 信号分离：通过解调分别提取出视频信号和音频信号；c. 还原信号：视频信号通过_______（转化为光信号，显示图像），音频信号通过扬声器（转化为声音），实现 “声画同步”。 1. 移动通信（以手机通信为例）： ①工作原理：手机既是电磁波的发射台，也是接收台，通过_______（基站）与其他手机或固定电话通信（基站是连接手机与通信网络的中转站，覆盖一定区域，称为 “蜂窝”）； ②信号处理特点：a. 采用_______技术（同一频率的电磁波可在不同时间段供多个用户使用，提高频率利用率）；b. 使用_______（频率较高，波长短，适合短距离传输，需密集建设基站）； ③发展阶段：从 2G（语音 + 短信）、3G（图文 + 视频）、4G（高速上网）到 5G（低延迟、大连接，支持物联网、自动驾驶），核心是电磁波的频率更高、传输速率更快、容量更大。 1. 信号传输的关键问题与解决： ①干扰问题：电磁波在传播过程中易受地形（如山脉）、建筑物、其他电子设备的干扰，解决方法：a. 采用调频信号（抗干扰能力强）；b. 建设中继站（放大信号，延长传输距离）； ②频率资源：不同设备需使用不同频率的电磁波，避免信号叠加干扰，由国家无线电管理机构统一分配频率（如广播用中短波、手机用微波、电视用特高频）。 模块三：卫星通信和光纤通信 1. 卫星通信（利用人造地球卫星作为中继站的通信方式）： ①通信卫星的特点：常用_______卫星（绕地球赤道运行，周期与地球自转周期相同，约 24 小时，相对于地球表面静止），这种卫星的轨道高度约 3.6×10⁴km，一颗卫星可覆盖地球表面约 1/3 的区域，_______颗这样的卫星即可实现全球通信（除两极部分地区）； ②工作原理：a. 地面站 A 将信号（如电话、电视信号）调制到高频电磁波上，发射给通信卫星；b. 卫星接收信号后，放大并转发给另一地面站 B；c. 地面站 B 接收卫星信号，解调后传递给用户； ③优点与缺点：a. 优点：覆盖范围广（适合偏远地区、海洋通信）、传输距离远（无需大量中继站）；b. 缺点：信号延迟（电磁波从地面到卫星再回到地面，约需 0.24 秒，双向通信延迟约 0.5 秒，影响实时通话）、受天气影响（暴雨、暴雪会衰减信号）、成本高（卫星制造与发射费用高）。 1. 光纤通信（利用激光在光导纤维中传输信号的通信方式）： ①光导纤维（光纤）的结构：由_______（内层，折射率较大，如高纯度石英玻璃）和_______（外层，折射率较小）组成，光线在内外层的界面上发生_______（填 “镜面反射” 或 “漫反射”），从而沿光纤向前传播（即使光纤弯曲，激光也能沿光纤传输，不会泄漏）； ②激光的特点：光纤通信使用_______（而非普通光），因激光具有_______（频率单一，不会相互干扰）、（方向集中，能量损耗小）、（强度大，传输速率快）的优点，适合长距离、大容量通信； ③工作原理：a. 发送端：将电信号（如网络数据）通过_______（将电信号转化为激光信号，电信号变化控制激光的强度或频率）；b. 传输：激光在光纤中通过多次反射向前传播，能量损耗极小（每千米损耗仅 0.2 分贝，远低于电磁波在空气中的损耗）；c. 接收端：通过_______（将激光信号转化为电信号），再传递给用户； ④优点与应用：a. 优点：容量大（一根光纤可同时传输百万路电话或数千套电视节目）、抗干扰能力强（光纤是绝缘体，不受电磁干扰，适合高压电网、强磁场环境）、保密性好（激光信号不易泄漏，难以窃听）、成本低（光纤材料来源广，如石英砂）；b. 应用：互联网主干网（连接各大城市、国家的通信干线）、家庭宽带（光纤到户 FTTH）、医疗设备（如胃镜的光导纤维）。 1. 两种通信方式的实际结合：现代通信网络常将卫星通信与光纤通信结合，如：①国际通信：跨洋部分用卫星通信，陆地区域用光纤通信；②偏远地区：用卫星通信连接到光纤网络，实现高速上网。 模块四：相似知识点的区别与联系 1. 电磁波与声波的核心区别（高频考点）： 对比项目 电磁波 声波 本质 _______（电磁场的传播） _______（机械振动的传播） 传播介质 _______（可在真空中传播） _______（不能在真空中传播） 传播速度 真空中约 3×10⁸m/s，介质中略小 空气中约 340m/s，介质中差异大 频率与波长 频率高，波长短（如紫外线） 频率低，波长长（如人说话声） 应用实例 广播、电视、手机 说话、音乐、B 超 1. 卫星通信与光纤通信的区别： 对比项目 卫星通信 光纤通信 传输介质 _______（电磁波在空气中 / 真空中） _______（激光在光纤中） 传输速率 较慢（受延迟影响） 极快（无延迟，容量大） 抗干扰能力 较弱（受天气、电磁干扰） 极强（不受电磁干扰） 覆盖范围 广（适合全球、偏远地区） 局限于光纤铺设区域（陆地区域） 主要应用 国际通信、海洋通信、卫星导航 互联网主干网、家庭宽带、市内通信 1. 广播信号与电视信号的联系与区别： ①联系：a. 均以_______为载体传输信号；b. 发射与接收过程均需 “调制→发射→调谐→解调”；c. 音频信号处理方式相同（均需话筒、扬声器转化）； ②区别：a. 信号类型：广播只有_______信号，电视有_______信号和_______信号；b. 接收设备：广播用收音机（无显示功能），电视用电视机（需显示图像）；c. 频率要求：电视信号频率更高（需传输更多图像数据），覆盖范围更小（需更多中继站）。 1. 调幅（AM）与调频（FM）的区别： ①调制方式：调幅是改变载波的_______，调频是改变载波的_______； ②抗干扰能力：调幅信号抗干扰能力_______（易受雷电、工业干扰，音质差），调频信号抗干扰能力_______（音质清晰）； ③应用场景：调幅用于_______（如中波广播，传输距离远），调频用于_______（如本地调频广播、电视伴音，传输距离近但音质好）。 参考答案 模块一：电磁波的海洋 1. 变化 1. 不需要；需要；3×10⁸；波长；频率；波速；c=λf；反比 1. 无线电波；红外线；可见光；紫外线；X 射线；γ 射线（伽马射线） 1. （无需填空，实例理解即可） 模块二：广播、电视和移动通信 1. 话筒；调制器；发射天线；接收天线；调谐器；检波器；扬声器 1. 摄像机；显像管 1. 基站；时分多址（TDMA）；微波 1. （无需填空，原理理解即可） 模块三：卫星通信和光纤通信 1. 地球同步；三 1. 内芯；包层；镜面反射；激光；频率单一；方向性强；强度大；电光转换器；光电转换器 1. （无需填空，结合理解即可） 模块四：相似知识点的区别与联系 1. 电磁场；机械波；不需要介质；需要介质 1. 电磁波；激光（或光信号） 1. 电磁波；音频；音频；视频 1. 振幅；频率；弱；强；中短波广播；本地调频广播（或电视伴音） 1 学科网（北京）股份有限公司 $