20.3 跨学科：电磁波与信息技术 巩固练习-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

20.3跨学科：电磁波与信息技术 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．广播电台和电视台都是利用电磁波传递信号的。关于它们的不同，下列说法正确的是（　　） A．广播电台发射电磁波需要发射天线，而电视台发射电磁波不需要发射天线 B．广播电台发射的电磁波在真空中的传播速度比电视台发射的电磁波在真空中的传播速度小 C．广播电台发射的电磁波的频率比电视台发射的电磁波的频率高 D．广播电台发射的电磁波只有声音信号，而电视台发射的电磁波既有图像信号，又有声音信号 2．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 3．“巳巳如意，生生不息”。2024年春晚在“春节”申遗成功的时代背景下，通过艺术表达与科技赋能的深度耦合，构建起跨越时空的文化对话场域。下列描述正确的是（　　） A．春晚8K直播利用了光纤通信，光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的 B．春晚舞台上的淡淡薄雾是干冰在空气中升华形成的二氧化碳气体 C．春晚舞台采用大量LED灯照明，LED灯是由超导体材料制成的 D．“中国年”的文化魅力是通过超声波的传递实现全球共享 4．下表是某电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） 产品类型 GPS手表 功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池 产品质量 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电约消耗电能4100J D．手表通话时将电信号转化为声信号 5．下列电器中，主要利用电流热效应工作的是（   ） A．电风扇 B．电饭煲 C．电视机 D．手机 6．第六代移动通信技术6G可促进产业互联网、物联网发展。与5G相比具有更高的传输速率、更低的通信时延。下列说法正确的是（　　） A．5G利用声波进行信号传输，6G利用电磁波进行信号传输 B．5G和6G都是利用电磁波进行信号传输 C．6G信号的波长比5G信号的波长长 D．6G信号的传播速度比5G信号的传播速度快 7．如图所示的现象中，利用光的折射现象的是（　　） A．日晷计时 B．光导纤维 C．海市蜃楼 D．潜望镜 8．判断下列选项中不属于电磁波的是（　　） A．光波 B．X射线 C．无线电波 D．敲击铜钟形成的波 9．信息传递方式的发展及信息传送速度的发展使人们冲破了时空的阻隔，下列关于信息传递的说法错误的是（　　） A．光纤通信是利用光导纤维中的一端射入，在内壁多次反射后从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方 B．电磁波的传播可以不需要介质 C．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物 D．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同 10．海丝泉州古城徒步之旅活动中，空中无人机群组成“古城徒步”字样，如图。无人机能接收到编队的指令是利用（　　） A．光纤 B．次声波 C．超声波 D．电磁波 二、填空题 11．2025年4月11日凌晨，我国成功发射通信技术试验卫星十七号。卫星十七号随火箭加速升空的过程中，卫星十七号的机械能 ，地面控制室是通过 和卫星十七号传递信息的。 12．5G网络是第五代移动通信网络，5G通信与4G通信相比，其载波的频率较高，因而波长较 （选填“长”或“短”）。据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。如图，光纤通信是利用光在光导纤维中发生多次 实现信息传输的。 13．如图是我国自主研制的机器狼，其重力为700N，它具备高度智能化的控制系统，能够自主完成侦察、传输数据等任务。机器狼依靠 波传输数据；若站立时四肢与水平地面接触的总面积约，则机器狼对地面的压强为 Pa。 14．手机反向充电就像“电量共享”，让你的手机化身为充电器。 (1)如图，手机1可以作为 （选填“用电器”或“电源”）给手机2进行无线充电；给手机电池充电时，电能转化为 。 (2)用手机导航时，手机上的线路信息是通过 波来传递的。 (3)手机的扬声器和使手机振动的振动器之间是 联的。 15．光纤制导导弹是通过光纤利用 （选填“光的反射”或“光的折射”）传输制导信息，主要用于打击坦克和低空飞行的直升机；从地面发射升空时，导弹的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”）。 三、综合题 16．强大的国防是维护和平的坚强后盾，如题图是我国第五代战斗机“歼-20”，具备了很强的隐形性能、机动性能等。该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20km，最大航行速度达2880km/h，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（已知飞机发动机的效率是30%，航空燃油的热值为，飞机巡航时近似认为做匀速直线运动） 速度（m/s） 100 200 300 400 500 1000 阻力 (1)“歼-20”飞机表面能 （选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身。“歼-20”飞机着陆后，仍需滑行一段距离才停下，主要因为飞机具有 。 (2)飞机加速升空时，燃料燃烧释放的 能转化为飞机的机械能；携带的燃油燃烧了一半后，燃油热值将 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。 (3)当质量为10t的航空燃油完全燃烧时，放出的热量为 J。 (4)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程为 km。 17．2024年12月27日，中国海军076两栖攻击舰首舰在上海下水，命名为“中国人民解放军海军四川舰”，舷号为“51”，如图所示。其满载排水量约为5万吨，最高航速约为50km/h，最大输出功率约为。它是全球首款配备电磁弹射器的两栖舰艇。（g取10N/kg） (1)空中的舰载机准备着舰时，通过 来传递信息，从而与“四川舰”上的指挥系统取得联系。“四川舰”以最高航速匀速航行时，1h30min航行的路程是多少 ？ (2)“四川舰”满载时，受到的浮力是多少？当它从长江驶入东海时，舰身要上浮一些，所受的浮力怎样变化？并说明理由。（取，） (3)“四川舰”上的某架舰载战斗机质量约为20t，轮胎与甲板的总接触面积约为，当它停在甲板上时，对甲板的压强是多少？ (4)“四川舰”以最高航速匀速航行时，所受水的阻力大约是多少？ 18．我国是世界上唯一一个高铁成网运行的国家。经过近十年的快速建设，我国高铁营业里程已经超过世界高铁总里程的三分之二，居世界第一位。（g取） (1)我国标准动车组“复兴号”的车厢内已实现网络全覆盖，采用的是低强度的 （选填“超声波”或“电磁波”）来传输网络信号的。列车在高速运行中时，路边的树木相对于列车来说是 （选填“运动”或“静止”）的。 (2)如图所示的高铁列车满载时总质量为630t，车轮与铁轨接触的总面积为。当列车满载停靠在水平站台时，它对轨道的压强为多少？ (3)若某次高铁列车以的速度在一段平直的轨道上匀速行驶10min，在这段高速行驶的路程中列车所受的阻力恒为，则列车的牵引力在此过程中做功是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 《20.3跨学科：电磁波与信息技术》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A C B B C D C D 1．D 【详解】A．无论是广播电台还是电视台，发射电磁波均需要发射天线，A错误； B．任何电磁波在真空中传播的速度都是相等的，B错误； C．发射天线可以发射不同频率的电磁波，所以广播电台发射的电磁波的频率不一定比电视台发射的电磁波的频率高，C错误； D．广播电台与电视台发射的电磁波的根本区别是广播电台发射的电磁波只有声音信号，而电视台发射的电磁波既有声音信号，又有图像信号，D正确。 故选D。 2．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。 3．A 【详解】A．光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的。激光频率单一、方向高度集中，在光导纤维中通过不断反射来传输信息，可实现高速、大容量的数据传输，所以春晚8K直播利用光纤通信来保障信号稳定、高质量传输，故A正确； B．春晚舞台上的淡淡薄雾不是干冰升华形成的二氧化碳气体。干冰升华吸热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴，这些小水滴聚集在一起形成了我们看到的薄雾，故B错误； C．LED灯是由半导体材料制成的，不是超导体材料。半导体材料具有独特的电学特性，通过控制电流注入等方式可实现发光，而超导体是在特定条件下电阻为零的材料，主要应用在磁悬浮等领域，故C错误； D．“中国年”的文化魅力通过电磁波传递实现全球共享。电视信号、网络直播信号等都是以电磁波的形式传播的，能跨越地域限制，将春晚节目等“中国年”相关文化内容传播到世界各地，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】A．电磁波可以传递信息，且不需要介质，手表应用电磁波准确定位，故A错误； B．手表充电时消耗电能，将电能转化为化学能，故B错误； C．手表一次充满电约消耗电能为，故C正确； D．手表通话时将声音转换变化的电流传到远方，即将声信号转化为电信号，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．电风扇是利用通电导体在磁场中受力的作用的原理工作的，故A不符合题意； B．电饭煲消耗电路中的电能，同时释放出热量，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意； CD．电视机、手机是利用电磁波接收或发射信息工作的，故CD不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】AB．5G和6G都是无线电通信，都是利用电磁波进行信号传输，故A错误，B正确； C．6G信号与5G相比具有更高的传输速率，6G信号的频率比5G信号的高，则6G信号的波长比5G信号的短，故C错误； D．6G信号的传播速度和5G信号的传播速度都等于电磁波的传播速度，二者一样快，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．日晷计时是利用光沿直线传播形成的影子来计时的，故A不符合题意； B．光导纤维是利用光的反射原理，故B不符合题意； C．海市蜃楼是由于空气密度不均匀，发生光的折射形成的虚像，故C符合题意； D．潜望镜使用的是平面镜，利用的是光的反射，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】常见的电磁波有：微波、光波、无线电波、X射线、γ射线等。敲击铜钟形成的波是声波，不属于电磁波。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．C 【详解】A．激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方。这种传递信息的方式是光纤通信。A正确，不合题意； B．电磁波可以在介质中传播，也可以在真空中传播。B正确，不合题意； C．微波属于电磁波的一种，不仅用于微波炉中加热食物，还可以传递信息，实现无线通信。C错误，符合题意； D．同步通信卫星定位在赤道上空，和地球的自转周期相同，与地球处于相对静止状态。D正确，不合题意； 故选C。 10．D 【详解】ABC．超声波和次声波都属于声波，它们的传播需要介质，在空气中传播距离有限，而光纤需要有线连接不适用；故ABC不符合题意； D．地面控制台给无人机发送指令利用的是电磁波。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，故D符合题意。 故选D。 11． 增大 电磁波 【解析】【小题1】[1]卫星十七号随火箭加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大。因为机械能等于动能与重力势能之和，所以卫星十七号的机械能增大。 [2]由于太空中是真空环境，声音无法传播，而电磁波可以在真空中传播，所以地面控制室是通过电磁波与卫星十七号传递信息的。 12． 短 反射 【详解】[1]由可知电磁波的波长与频率成反比（c为光速，恒定），5G载波频率高，因此波长较短。 [2]由图可知，光纤通信中，光在光导纤维的内芯与外套的界面上发生多次反射，从而实现信息的长距离传输。 13． 电磁 【详解】[1]电磁波可以传递信息，且具有抗干扰能力强、传播距离远、可在真空中传播等特性。机器狼就是利用电磁波传递数据的。 [2]机器人对地面的压力等于其重力，即F=G=700N 机器狼对地面的压强为 14．(1) 电源 化学能 (2)电磁 (3)并 【详解】（1）[1]手机1在给手机2充电时，提供电能，因此它在电路中扮演的是电源的角色。 [2]手机2的电池在充电过程中，将电能转化为化学能储存起来。 （2）电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，手机导航依赖于电磁波（如GPS信号）进行信息的传递。 （3）手机的扬声器和振动器是并联的，因为它们可以独立工作，互不影响。 15． 光的反射 增大 【详解】[1]光纤制导导弹是通过光纤利用光的反射传输制导信息，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，这种通信方式叫做光纤通信。 [2]从地面发射升空时，导弹的质量不变，高度增大，则重力势能增大。 16．(1) 吸收 惯性 (2) 内 不变 (3)5×1011 (4)2000 【详解】（1）[1]歼-20具备了很强的隐形性能，飞机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，使电磁波不能反射，从而实现电磁隐身。 [2]“歼-20”飞机着陆后，由于飞机具有惯性，保持原来的运动状态不变，所以仍需滑行一段距离才停下。 （2）[1]燃料燃烧发生化学反应，同时放出大量热量，所以料燃烧释放内能，然后将内能转化为飞机的机械能。 [2]由于热值是燃料的性质，与燃料的多少无关，所以携带的燃油燃烧了一半后，燃油热值将不变。 （3）质量为10t的航空燃油完全燃烧时，放出的热量 （4）飞机以500m/s的速度巡航时，由表中数据可知，飞机受到的阻力为7.5×104N，飞机匀速直线运动时，收到的牵引力等于阻力，飞机发动机的效率是30%，则飞机的最大航程为 17．(1) 电磁波 (2)，不变，理由见解析 (3) (4) 【详解】（1）[1]舰载机与母舰为了快速的及时的沟通信息，且舰载机速度比较快，所以通过电磁波（或无线电波、微波等）传递信息。 [2]由题可知，“四川舰”以最高航速50km/h匀速航行1h30min时，航行路程为 （2）根据阿基米德原理可得，满载时浮力 从长江驶入东海时，不变，因漂浮时，不变，故不变。 （3）由题可知，在水平台面上时，压力等于物体的总重，所以战斗机对甲板压强 （4）最高航速时，根据可得，牵引力 匀速航行时，牵引力与阻力是一对平衡力，即 18．(1) 电磁波 运动 (2) (3) 【详解】（1）[1]电磁波传播速度快，传递信息能力强，且可以在真空中传播，列车上采用的是利用电磁波来传输网络信号的。 [2]列车在高速运行中时，路边的树木相对于列车来说是位置随时间发生变化，所以路边的树木相对于列车来说是运动的。 （2）列车静止时对轨道的压力为 列车满载静止在水平站台时，对轨道的压强为 （3）高铁列车以的速度匀速行驶10min通过的路程为 高铁列车在水平轨道上匀速行驶时受到平衡力作用，所以牵引力为 牵引力做的功为 学科网（北京）股份有限公司 $