第十五章 电磁波与通信技术 单元练 2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

第十五章电磁波与通信技术 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 2．2025 年中国航天的重大突破，在月球建立太阳能发电站，并进行远距微波输电技术，定向投送地球接收站。下列关于微波的说法正确的是（　　） A．微波是超声波 B．微波传播需要介质 C．微波只能传递能量，不能传递信息 D．微波在空气中的传播速度是3×108m/s 3．在2025年春节期间，中国人工智能大模型DeepSeek以其先进的算法震惊了世界，AI大模型的训练和推理需要大量的数据传输和处理，光模块是实现高速数据传输的核心组件，通过将电信号转换为光信号，可以实现高速数据传输。下列关于光现象说法正确的是（    ） A．一切物体都能发出红外线 B．微波炉是一种利用可见光加热食物的电器 C．光模块的作用说明了光能够传递能量 D．光在水中的传播速度比在玻璃中慢 4．小华乘飞机途中用手机在飞行模式下检测到如图所示数据。下列说法正确的是（　　） A．“分贝检测”检测的是声音的音色 B．8518m高度的大气压强比地面的小 C．剩余里程的平均速度预计为876km/h D．手机接收导航卫星的声波信号确定经纬度 5．用收音机接收无线电广播时，收音机中承担选台工作的是（　　） A．接收天线 B．调谐器 C．调制器 D．扬声器 6．2024年10月30日，神舟十八号、神舟十九号胜利会师，如图所示是两个航天员乘组一起在天宫空间站留下的太空合影。这张合影传送到地面时是通过（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．光纤 7．日常生活中，当打开或关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这杂音的产生原因是（　　） A．电路通断时发出的电磁波被收音机接收 B．电路通断时收音机内元件因放电冒出火花 C．通断电路的瞬间电流过大将机内元件烧坏 D．收音机内有灰尘等杂物 8．我们生活在电磁波的海洋中。如图是电磁波家族，关于电磁波及其相关知识，珠小乖同学做了以下四个笔记，其中说法错误的是（　　） A．无线电波和可见光都属于电磁波 B．红外线在真空中传播的速度是340m/s C．X射线与无线电波在空气中传播的速度大小相同 D．可见光的波长比无线电波的要短 9．下列有关声音和电磁波的说法，正确的是（　　） A．声音是由物体振动产生的，音调越高，响度越大 B．安装噪声监测仪可以根治噪声污染 C．声波和电磁波的传播都需要介质 D．手机是利用电磁波传递信息的 10．如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（    ） A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息 B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息 C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质 D．毫米波传播的速度比激光小 二、多选题 11．在我们的生活中，5G手机通信业务已经非常普遍，使用5G手机不仅可以通话，还可以随时通过无线网络上网。下列说法不正确的是（    ） A．电磁波和声波都是由物体的振动产生的 B．电磁波和声波在空气中的传播速度都是340m/s C．手机无线上网是利用电磁波传输信息 D．电磁波和声波一样不能在真空中传播 12．关于网络通信，下列说法正确的是（　　） A．电子邮件是人们经常使用的网络通信形式 B．目前电子邮件只能传递文字，不能传递照片、语音或其他信息 C．从网上只能收发电子邮件，查不到其他资料，因此上网是有局限性的 D．在网络上可以实现资源共享 13．关于电磁波和现代通信，下列叙述正确的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．电磁波的频率越高，在空气中的传播速度越大 C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的 D．地面指挥中心通过超声波与“天问一号”传递信息 三、填空题 14．如图所示是红外感应水龙头，当手对着红外线感应窗时，感应窗发出的红外线照射到手上发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”），感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水，红外线的传播 （选填“需要”或“不需要”）介质。 15．中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的 （选填“快慢”“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需 s。（c取3.0×105km/s） 16．2009年诺贝尔物理奖授予中国香港科学家高琨和两名美国科学家。高琨因“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖，被称为“光纤之父”。光纤通信实际上是激光信号在光纤里 （选填“直线”、“反射”或“折射”）传播的。GPS无线通信是通过 实现信息传递的（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。 17．济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。 18．北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。 四、实验题 19．如图所示，探究电磁波的产生和传播特性。 (1)用导线断续接触电池两端，听到收音机发出的“咔咔”声，说明 的存在。 (2)将手机放在真空罩中，用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，发现手机 （选填“能”或“不能”）收到呼叫信号，说明 。 (3)将手机放到金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，手机 （选填“能”或“不能”）收到呼叫信号；再将手机放在纸盒中，打电话呼叫，手机能收到呼叫信号。这说明 。 五、综合题 20．2024年5月，清华大学类脑计算研究中心团队研制出了世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”。主要应用领域包括自动驾驶、智能无人系统和具身智能。“天眸芯”通过模仿人类视觉系统的特征，能够在复杂和极端的环境中实现高速、高精度和高动态范围的视觉信息采集，能够高效应对各种极端场景，显著提升自动驾驶系统的可靠性和安全性。“天眸芯”采用90nm背照式CMOS（主要成分包括硅和锗两种元素）基底，一个指甲盖大的“天眸芯”芯片含有上百亿个晶体管。请回答以下问题： (1)“天眸芯”主要采用 （选填“半导体”或“导体”）材料制成；晶体管的空间尺度 （选填“大于”或“小于”）原子空间尺度； (2)汽车自动驾驶时，汽车顶部的雷达发射出一束肉眼不可见的激光射向前方的障碍物，测出这束激光往返的时间，即可知道障碍物与自动驾驶汽车的距离。该测距方法主要利用了激光的 和 （填字母）； A．直线传播    B．反射    C．折射 (3)自动驾驶车的摄像头是车的“眼睛”，它的工作原理与 相同。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”），车顶的激光雷达可以接收北斗卫星的 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）信号，对车辆实现 （选填“厘米”或“米”）级的定位。 21．传感技术 (1)电磁应用 ①话筒（动圈式麦克风）的工作原理：电磁感应现象，把声音转换为 。 ②扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受力运动，把电流转换为 。 ③电话的工作原理：在话筒中将声音转换为强弱变化的电流，再在扬声器中将强弱变化的电流还原成声音，即振动→变化的 → 。 (2)传感技术 ①在技术上，声、光、热、力等信息都可以转换为 信号。实现这些转换的器件，叫作 。 ②应用：传感器在自动控制领域及日常生活中有广泛的应用。 学科网（北京）股份有限公司 《第十五章电磁波与通信技术》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A B B B A B D B 题号 11 12 13 答案 ABD AD AC 1．D 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式：波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故B错误； C．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近3.0×108m/s，故C错误； D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．微波是电磁波，而超声波是声波，二者本质不同，故A错误； B．微波属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故B错误； C．电磁波可以传递信息和传递能量，因此微波既能传递能量，也能传递信息，故C错误； D．微波在空气中的传播速度与光速相同，是3×108m/s，故D正确。 故选D。 3．A 【详解】A．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，故A正确； B．微波炉是利用微波（电磁波的一种）来加热食物的，不是利用可见光，故B错误； C．光模块将电信号转换为光信号实现高速数据传输，说明光能够传递信息，而不是能量，故C错误； D．光在不同介质中的传播速度不同，光在水中的传播速度比在玻璃中的传播速度快，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】A．分贝是用来表示声音响度的单位，“分贝检测”检测的是声音的响度的，故A错误； B．大气压随海拔高度的增加而减小，所以8518m高度的大气压强比地面的小，故B正确； C．由图可知，剩余里程s=726.1km，剩余飞行时长t=1h，剩余里程的平均速度为 876km/h是瞬时速度，故C错误； D．由于电磁波可以在真空中传播，所以手机是通过接收导航卫星发射的电磁波信号确定经纬度的，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】收音机是无线电广播信号的接收装置，用电线接收电磁波，用调谐器选出需要的信号，即选台。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，空间站与地面间的通信是利用电磁波，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．A 【详解】当开、关电灯的时候，正在工作的收音机会发出咔嚓咔嚓的声音，这是因为开、关电灯时迅速变化的电流产生的电磁波被收音机接收到的缘故。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．B 【详解】A．电磁波家族包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。无线电波和可见光均属于电磁波范畴，故A正确，不符合题意； B．电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速，红外线属于电磁波，其在真空中的传播速度也遵循这一规律，故B错误，符合题意； C．所有电磁波在同种介质中的传播速度相同，与频率、波长无关。X射线和无线电波均为电磁波，在空气中传播速度相等，故C正确，不符合题意； D．由图可知，可见光的频率高于无线电波的频率，电磁波的速度一定，波长和频率成反比，所以可见光的波长比无线电波的要短，故D正确，不符合题意。 故选B。 9．D 【详解】A．声音由物体振动产生，但音调（由频率决定）和响度（由振幅决定）是声音的两个独立特性，音调高不代表响度大，故A错误； B．噪声监测仪仅能监测噪声的强弱，无法根治噪声污染，故B错误； C．声波的传播需要介质，但电磁波可以在真空中传播（无需介质），故C错误； D．手机是利用电磁波传递信息的，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．超声波是频率高于20000Hz的声波，属于声波的一种。而毫米波是电磁波的一种，毫米波雷达感知技术是利用毫米波来传递信息的，并非超声波，故A错误；   B．激光属于电磁波的一种。 激光雷达感知技术是通过发射激光信号，然后接收反射回来的激光信号来获得周边环境的信息，故B正确； C．毫米波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播；激光同样属于电磁波，其传播也不需要介质，在真空中也能以光速传播。故C错误； D．在真空中，所有电磁波的传播速度都相同，都等于光速c=3×108m/s。 毫米波和激光都属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等；在其他介质中，虽然传播速度会小于真空中的速度，但二者在相同介质中的传播速度仍然是相等的，故D错误。 故选B。 11．ABD 【详解】A．电磁波是由变化的电流或电场、磁场产生的，而声波是由物体的振动产生的，故A错误，符合题意； B．声波在空气中的传播速度是340m/s，而电磁波在空气中的传播速度是，二者速度差异极大，故B错误，符合题意； C．手机无线上网是利用电磁波来传输信息的，这是通信领域的基本原理，故C正确，不符合题意； D．声波的传播需要介质，不能在真空中传播；但电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故D错误，符合题意。 故选ABD。 12．AD 【详解】A．电子邮件是人们经常使用的网络通信形式 ，电子邮件是网络通信的常见方式广泛用于个人和商业沟通，故A正确； B．现代电子邮件支持附件功能，可传输图片、音频、文档等多种格式文件，故B错误； C．互联网不仅支持电子邮件，还可浏览网页、搜索资料、使用社交媒体等，功能远不止于此，故C错误； D．资源共享是互联网的核心功能之一，例如文件传输、云存储、在线协作等，故D正确。 故选AD。 13．AC 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A正确； B．电磁波在空气中的传播速度近似为光速(约)，与频率无关。频率变化仅影响波长，而非速度，故B错误； C．卫星通信通过人造卫星作为中继站转发信号，实现远距离通信，故C正确； D．超声波是声波，无法在真空中传播，而“天问一号”与地球通信依赖电磁波(如无线电波)，故D错误。 故选AC。 14． 漫反射 不需要 【详解】[1]感应窗发出的红外线照射到手上，由于手的表面粗糙，则光在手上会发生漫反射，反射光线射向各个方向，感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水。 [2]红外线属于不可见光，光的传播不需要介质。 15． 方向 4×10-4 【详解】[1]电磁波与带电粒子相互作用时，主要改变其传播的方向，电磁波在真空中的速度不变。 [2]电磁波往返总路程为s=2×60km=120km 需要的时间 16． 反射 电磁波 【详解】[1]光纤通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。 [2]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，GPS无线通信是通过电磁波实现信息传递的。 17． 光的反射 反射 【详解】[1]水中的倒影是平面镜成像的结果，本质上是由于光的反射形成的虚像。 [2]光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生反射来实现信息传输的。是由于激光的多次反射来传递信息的。 【点睛】本题考查的是光的反射的应用；知道光纤通信的基本原理。 18． 电磁波 做功 全反射 【详解】[1]电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此北斗卫星导航系统是使用电磁波与地面站通信。 [2]火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过做功的方式改变外壳内能，将机械能转化为内能。 [3]光纤通信是传输信息的一种通信技术，是利用了光的全反射原理传递信息。 19．(1)电磁波 (2) 能 电磁波能在真空中传播 (3) 不能 金属容器能屏蔽电磁波 【详解】（1）实验中，用导线断续接触电池两端，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，听到“咔咔”的声音，说明电磁波的存在。 （2）[1][2]用抽气机抽去罩中的空气，罩内是真空，打电话呼叫罩内的手机，手机也能收到呼叫信号，这说明电磁波能在真空中传播。 （3）[1][2]因为电磁波遇到金属会被反射。将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能收到呼叫信号。而将手机放在纸盒内能收到呼叫信号，说明金属容器能屏蔽电磁波。 20．(1) 半导体 大于 (2) A B (3) 照相机 电磁波 厘米 【详解】（1）[1]CMOS材料的主要成分硅和锗属于半导体材料，因此第一空填“半导体”。 [2]晶体管的尺寸为纳米级（如90nm），而原子直径约为0.1nm，因此晶体管空间尺度“大于”原子。 （2）[1][2]激光测距通过发射激光并接收反射信号计算距离，需利用激光的“直线传播”和“反射”特性，故分别为A、B。 （3）[1]摄像头成像原理与照相机相同，物体在镜头二倍焦距外成缩小的实像。 [2]电磁波可以传递信息，且能在真空中传播，因此北斗卫星通过电磁波传递信号。 [3]北斗系统要求高精度定位，因此应以厘米为单位，即对车辆实现“厘米”级定位。 21．(1) 电流 声音 电流 振动 (2) 电 传感器 【详解】（1）[1]动圈式麦克风的工作原理是电磁感应现象，当声音引起膜片振动时，与膜片相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，把声音转换为电流。 [2]扬声器中有通电线圈，当电流通过线圈时，线圈在磁场中会受到力的作用而运动，进而带动纸盆振动发出声音，所以把电流转换为声音。 [3][4]电话的工作过程是：在话筒里，声音引起的振动使线圈运动产生强弱变化的电流；在扬声器里，强弱变化的电流使线圈受力运动，还原成振动，所以是振动→变化的电流→振动。 （2）[1][2]在技术领域，声、光、热、力等信息形式多样，不便于统一处理和传输。而电信号具有容易传输、便于放大、调制等优点。传感器就是一种能够将非电信号（如声、光、热、力等信号）转换为电信号的器件。例如，光敏传感器可以将光信号转换为电信号，当有光照射时，传感器内部的元件特性改变，从而产生相应的电信号，所以声、光、热、力等信息都可以转换为电信号，实现这些转换的器件叫作传感器。 学科网（北京）股份有限公司 $