二、电磁波及其传播（高效培优讲义）物理苏科版九年级下册

二、电磁波及其传播 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波的产生与传播 1 题型2 描述电磁波的物理量及其关系 6 题型3 电磁波谱及其应用 14 【能力培优练】 22 【链接中考】 29 【重难题型讲解】 题型1 电磁波的产生与传播 1. 电磁波的产生 迅速变化的电流能在周围的空间中产生电磁波。这是电磁波产生的根本原因。 【注意】①恒定不变的电流（直流电）周围只能产生稳定的磁场，不能产生电磁波。 ②只有电流的大小或方向发生迅速变化时，才会在空间激起电磁波。 ③电磁波看不见、摸不着，但确实是存在的。 2. 电磁波的发现历程 电磁波的发现是两位伟大物理学家接力完成的科学壮举： 科学家 贡献 时间 麦克斯韦（英） 建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在 1864年 赫兹（德） 第一次用实验证实了电磁波的存在 1888年 3. 验证电磁波存在的实验 实验装置：收音机（调到没有电台的位置）、导线、电池。 实验操作：将导线的一端固定在电池的一极，用导线的另一端和电池的另一极时断时续地接触。 实验现象：收音机发出“咔咔”声。 现象分析：导线时断时续地接触电池时，电路中产生了迅速变化的电流，变化的电流在周围空间产生了电磁波，电磁波被收音机接收，从而发出声音。 电磁波的实质：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系，形成不可分割的统一体，并向周围空间传播开去。 ★特别提醒 电磁波产生的条件：必须有“迅速变化的电流”。 稳定的直流电不会产生电磁波。但在接通或断开直流电的瞬间，电流发生了迅速变化，因此会产生电磁波。日常开灯时收音机发出“咔哒”声就是这个原因。 4. 电磁波的传播 电磁波的传播不需要介质，它既可以在介质中传播，也可以在真空中传播。这是电磁波与声波最本质的区别。 光在真空中传播速度与光相同，c=3.0×108m/s. 【典例1-1】关于电磁波与信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．电磁波的传播与声波相同都需要介质 C．在真空中，通讯信号的电磁波比通讯信号的电磁波传播得快 D．电磁波不仅能传递声音信号和文字信号，还能传递图像信号 【答案】D 【详解】A．电磁波可以传递信息和能量，故A错误； B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质，故B错误； C．在真空中，通讯信号的电磁波与通讯信号的电磁波传播一样快，故C错误； D．电磁波在现代通信中扮演着重要角色，能够实现声音、文字和图像信号的远距离传输，故D正确。 故选D。 【跟踪训练1】如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。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。下列说法正确的是（　　） A．变化的电流能够产生电磁波 B．电磁波只能在空气中传播 C．收音机是利用声波接收信息的 D．电磁波在空气中传播的速度是340m/s 【答案】A 【详解】A．当导线与电池正负极时断时续地接触，电路中会产生迅速变化的电流，此时收音机发出“咔咔”声，说明迅速变化的电流能够产生电磁波，故A正确； B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，也可以在各种介质中传播，故B错误； C．收音机是通过接收电台发射的电磁波信号，再将电磁波转化为声音信号，故C错误； D．电磁波在真空中的传播速度是，在空气中的传播速度接近这个数值，故D错误。 故选A。 【跟踪训练2】下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 【答案】A 【详解】①由于超短波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等。因此，人们用通信卫星作中继站。目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球，故①正确； ②微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波，即微波炉是应用电磁波工作，故②错误； ③光和电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故③正确； ④能量的转移与转化具有方向性，有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，故④正确； ⑤目前已建成的核电站的能量来自于重核的裂变，而不是轻核聚变，故⑤错误； ⑥5G芯片是由半导体材料制成的，铜不是磁性材料，不可以被磁化，故⑥错误。 综上所述，正确的是①③④。 故选A。 【典例1-2】如图所示为探究电磁波产生的实验。打开收音机开关，旋至没有电台的位置，用锉刀、导线、电池组成电路，将导线的一端沿着锉齿滑动，将会从收音机传来“喀、喀”的声音，导线停一会儿，“喀、喀”声也跟着停一会儿。这说明声音是由导线在锉面上滑动时引起电流迅速变化，产生的电磁波被收音机接收而形成的。由实验可得出的结论：迅速变化的电流产生电磁波。 (1)当你打开或者关闭电灯时，你会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这些杂音是由于电路 时发出的 被收音机接收而产生的。 (2)在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为 。从你听到“咔嚓”声到你听到雷鸣声约为3s，那么收音机到打雷处的距离为 m。（雷声在空气中的传播速度为340m/s） 【答案】(1) 通断 电磁波 (2) 发生闪电时会产生电磁波 1020 【详解】（1）[1][2]当打开或者关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这是因为在打开或关闭电灯时，电路时通时断，电流大小不断发生变化，产生了电磁波，收音机收到电磁波，所以会产生与电流变化规律类似的声音。 （2）[1]在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为发生闪电时电流迅速变化，会产生电磁波，收音机收到电磁波，会产生与电流变化规律类似的声音。 [2]由题意 可知，从听到“咔嚓”声到听到雷鸣声约为3 s，则收音机到打雷处的距离为 【跟踪训练1】电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是 ； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 【答案】(1)电流的迅速变化 (2)太阳光可以在真空中传播 (3) 增大 升高 数据传输速率更快 电视机 【详解】（1）当导体中的电流发生迅速变化时，会在周围空间激发电磁波。 （2）太阳光属于电磁波，它能在宇宙真空环境中到达地球，这直接证明了电磁波的传播不需要介质。 （3）[1][2]食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增加，导致内能增大，温度随之升高。 [3]“5G 手机比 4G 手机快” 指的是 5G 网络的数据传输速率更高，能在单位时间内传输更多信息。 [4]电视机（或收音机、雷达、卫星通信设备等），这些设备都通过电磁波来接收、发送或处理信息。 【跟踪训练2】某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 (1)如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； (2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） (3)该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 【答案】(1) 收音机发出“咔咔”声 电磁波 变化的电流在空间产生电磁波 (2) 不需要 需要 (3) 不能 电梯是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用 【详解】（1）[1][2][3]先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，在导线中会产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间产生电磁波，收音机接收到电磁波后会发出“咔咔”声，所以发生的现象是收音机发出“咔咔”声，说明收音机接收到了电磁波，该实验的结论是变化的电流在空间产生电磁波。 （2）[1][2]手机是依靠电磁波来传递信息的，光也是一种电磁波，他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，罩内几乎变成真空状态，然后呼叫该手机，他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，说明光通过真空传播进入人的眼睛，即电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，但听不到铃声，说明真空无法传声，声音的传播需要介质。 （3）[1][2]因为金属对电磁波有屏蔽作用，所以将手机放在铁盒中，铁盒可以屏蔽电磁波，会发现手机不能接收到信号，电梯也是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用，所以乘坐电梯时，会发现性能完好的手机接收不到信号。 题型2 描述电磁波的物理量及其关系 1. 波的五个基本特征 物理量 符号 定义 单位 物理意义 振幅 A 波源偏离平衡位置的最大距离 米（m） 反映振动的强弱 周期 T 波源振动一次所需要的时间 秒（s） 反映振动的快慢 频率 f 波源每秒振动的次数 赫兹（Hz） 反映振动的快慢 波长 λ 波在一个周期内传播的距离 米（m） 反映波的空间周期性 波速 v 波的传播速度 米/秒（m/s） 反映波传播的快慢 2. 波长、频率与波速的关系 基本公式：波速=波长×频率 用字母表示为：v = λf 推导关系： 由v=λ/ T（波速等于波长除以周期） 又因为f =1/T（频率与周期互为倒数） 所以v=λf 3. 波长与频率的关系（重点） 在波速一定的情况下（如电磁波在真空中传播）： 频率越高，波长越短；频率越低，波长越长 即:λ=c/f（波长与频率成反比） 易错点： ①电磁波的波速不由频率决定，频率高的电磁波在真空中传播速度仍然等于光速。 ②不同频率的电磁波在真空中波速相同，但波长不同。 ③在介质中传播时，不同频率的电磁波波速会略有不同。 【典例2-1】图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（    ） A．通过R1的电流比R2的电流小 B．R1的功率比R2的功率大 C．波长为540nm的光比红光的频率小 D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快 【答案】B 【详解】AB．两电阻串联，根据串联电路的电流的规律，通过R1的电流等于R2的电流，由光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，故R1的电阻大于R2的电阻，根据P=I2R可知， R1的功率比R2的功率大，故A错误，B正确； C．根据图表可知，红光的频率在622~760nm之间，根据，即速度一定时，波长与频率成反比，故波长为540nm的光比红光的频率大，故C错误； D．光的传播速度只与介质有关，与频率无关，故波长为540nm的光在真空中传播速度与红光相同，故D错误。 故选B。 【跟踪训练1】如图所示是某电磁波的振动图像，该电磁波的波长为 m。 【答案】240 【详解】由图像知，该电磁波振动的周期为，频率 波长 【跟踪训练2】为了测出某时刻火星到地球的距离，科学家们向火星发射了一束频率为600MHz的电磁波，7min后地面雷达接收到了反射波，则此时火星距地球多远？该电磁波的波长是多少？（真空中电磁波的传播速度为3×108m/s） 【答案】6.3×1010m，0.5m 【详解】解：电磁波在真空中传播速度是：v=3×108m/s；电磁波从地球传播到火星的时间是 地球到火星的距离是 s=vt=3×108m/s×210s=6.3×1010m 由v=λf得雷达向火星发出的电磁波的波长 答：此时火星距地球的距离为6.3×1010m；发射的电磁波的波长是0.5m。 【典例2-2】如图所示，是黑光诱虫灯的结构示意图。其结构和工作原理与普通的日光灯相同，只是灯管的材料和内壁上所涂的荧光粉不同，会发出波长为400nm的“光”，这种“光”，但一些害虫却看得见。则： （1）黑光诱虫灯发出的这种“光”的频率为多少？ （2）通常一盏“220V 40W”的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的地面面积为200m2，小胖同学的家中今年承包了2.4×104m2的果园，他家要在果园中安装一定数目的这种黑光诱虫灯，使它们诱杀害虫的范围能覆盖整个果园。如果用家庭电路供电，那么向这些黑光诱虫灯供电的整个电路的总电流至少为多少？ （3）如果在小胖家果园里安装的这些黑光诱虫灯，每年工作120天，每天工作8h，这些黑光诱虫灯每年消耗的电能至少为多少焦耳？（结果保留一位小数） 【答案】（1）7.5×1014Hz；（2）21.8A；（3）1.7×1010J 【详解】解：（1）根据波长、频率与波速之间的关系可得，这种“光”的频率为 （2）因为一盏“220V 40W”的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的地面面积为200m2，所以要诱杀害虫的地面面积为2.4×104m2的，需要灯的数量为 由P=UI可得，120盏“220V 40W”的灯同时工作的总电流为 （3）这些黑光诱虫灯每年消耗的电能至少为 W=UIt=220V×21.8A×120×8×3600s≈1.7×1010J 答：（1）黑光诱虫灯发出的这种“光”的频率为7.5×1014Hz； （2）黑光诱虫灯供电的整个电路的总电流至少为21.8A； （3）黑光诱虫灯每年消耗的电能至少为1.7×1010J。 【跟踪训练1】智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒（如图甲所示）。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪，若检测到人体温度异常，机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时，机器人会主动寻找充电器充电，电池在充电时相当于用电器，在工作时相当于电源。如图乙是它简化的智能测温报警电路，报警器电阻不计，热敏电阻RT的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数： 电池充电电压 20V 电池工作电压 18V 电池容量 4000mAh 行进速度 0.3～0.6m/s 报警电流 ≥30mA 底座与地接触面积 30cm2 满载时消毒液质量 10kg 空载净重 20kg （1）机器人在消毒时，我们能闻到消毒液的味道，说明 ；机器人电量不足时，它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进，如果它距离充电器72m，则到达充电器需要 min； （2）以下机器人工作的原理中正确的是 （单选题）； A．高清摄像头利用了凸透镜成倒立缩小虚像的原理 B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温 C．在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时，其动能不变 D．红外线是电磁波大家族的一员，相对于可见光，它的频率较低，但波长更长 （3）机器人电池充满电时，储存的电能是 J； （4）当所测温度达到或超过37.3℃时，要求报警电路系统报警，则闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值调到 Ω； （5）红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度，而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低，所以要将该电路报警温度调低一点，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”、“右”）移动。 【答案】 分子在做无规则运动 2 D 2.88105 200 左 【详解】（1）[1]能闻到消毒液的味道说明消毒水发生了扩散现象，扩散到空气中，说明分子在做无规则运动。 [2]机器人的最大速度为v=0.6m/s，运动的路程为s=72m，由得，到达充电器需要的时间为 （2）[3]A．摄像头相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故A错误； B．温度高于绝对零度的任何物体都能发出红外线，人体发射红外线，红外测温仪接收人体发射的红外线进行测温，故B错误； C．影响动能大小的因素有物体的质量和速度。水平路面上匀速行驶的机器人运动速度不变，但随着喷雾消毒的进行，质量在减小，所以动能减小，故C错误： D．红外线是电磁波，波长较长，超出了可见光的波长范围，且频率较低，故D正确。 故选D。 （3）[4]机器人的电池容量为4000mAh，若充电电流为I，充电时间为t，可知满足 It= 4000mAh= 4Ah 电池充电电压U=20V，则充满电时存储的电能大小为 W=UIt= 20V×4Ah = 20V×4×3600s=2.88105J （4）[5]由乙图可知热敏电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压U=18V，最小报警电流为 I=30mA= 0.03A 由欧姆定律可知达到最小报警电流时的电路总电阻 由丙图可知温度到达37.3℃时，热敏电阻的阻值为RT=400Ω，由串联电路的总电阻等于各电阻之和可知，此时滑动变阻器的阻值为 R滑=R-RT= 600Ω-400Ω=200Ω 故闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到200Ω处。 （5）[6]由丙图可知，报警温度调低时热敏电阻的阻值增大，而最小报警电流的大小不变，由可知，在电源电压一定时，电路总电阻不变。串联电路电阻为各电阻之和，所以此时应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，故滑动变阻器滑片应向左移动。 【跟踪训练2】阅读短文，回答问题： 白光LED灯 目前，常用的白光LED以蓝光LED为芯片，其上涂有黄色荧光粉。通电后，LED芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，该黄光与另一部分蓝光混合射出，人眼便感觉到白光。生活中常用的白光LED灯是将多个白光LED连接而成的。 实验表明，白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过LED的电流随时间变化的规律如图1所示，电流的占空比。在电流周期T小于人眼视觉暂留时间（约0.1s）的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。 人眼对亮度的感觉（即“视觉亮度”）与LED发光强度变化并不一致。当光强度均匀增大时，视觉亮度并非均匀增加。弱光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加多于一倍；强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加不足一倍。生活中，白光LED调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律，使视觉亮度均匀变化。 （1）文中所述白光LED发出的两种色光 ； A．均由荧光粉产生                                  B．均由LED芯片产生 C．波长短的由LED芯片产生，波长长的由荧光粉产生 D．波长短的由荧光粉产生，波长长的由LED芯片产生 （2）白光LED灯通入图中所示电流时，在0～2T时间内，不发光的时间段为 和（t0+T）～2T； （3）下列是四种电流的t0和T值，它们的电流I0均相同。分别用它们对同一白光LED灯供电其中人眼感觉不到闪烁，且发光强度最大的是 ； A．t0=1.8s，T=2s    B．t0=0.8s，T=1.0s    C．t0=0.05s，T=0.1s    D．t0=0.02s，T=0.03s （4）某白光LED调光台灯共有5级亮度，要使人眼对1～5级的“视觉亮度”均匀增大，如图4所示图像中电流的空比设置符合要求的是 ； （5）如果将白光LED灯组装在路灯上，示意图如图3所示。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，给蓄电池充电时转化为 能；晚上时控制开关S与 （选填“a”或“b”）触点接触点亮LED发光二极管。 【答案】 C t0～T D B 化学 b 【详解】（1）[1] AB．通电后，LED芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，蓝光由LED芯片发出，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，故AB不符合题意； CD．荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，蓝光波长短，黄光波长长，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 （2）[2]由图像知，t0～T 和 t0+T～2T 时间段，电流为零，灯泡不发光。 （3）[3]在电流周期T小于人眼视觉暂留时间（约0.1s）的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。 A．因 T=2s＞0.1s 人眼会感到灯闪烁，故A不符合题意； B．因 T=1.0s＞0.1s 人眼会感到灯闪烁，故B不符合题意； CD．TC=0.1s，人眼不会感到灯闪烁，TD=0.03s＜0.1s，人眼不会感到灯闪烁，TC=0.1s时，电流占空比 TD=0.03s时，电流占空比 因为电流相等，故 DC<DD 因为白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比，所以当TD=0.03s，灯的发光强度最强，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）[4]A．白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比，但是发光强度和视觉亮度不成正比，所以电流占空比和视觉亮度不成正比，如图是正比函数，故A不符合题意； B．根据，在电流周期一定时，电流越大电流占空比越大，发光越强，所以可以认为M点和N点下方都是弱光，M点和N点上方方都是强光，如图B，M点以下是弱光，电流占空比增大，光强增大，光强增大一倍，视觉亮度的增加大于一倍；M点以上是强光，强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加小于一倍，图像和题意相符，故B符合题意； C．如图，N点以下是弱光，光强增大一倍，视觉亮度的增加大于一倍；M点以上是强光，强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加小于一倍，图像不符合要求，故C不符合题意； D．因为白光LED调光台灯共有5级亮度，当1级亮度时，电流不能为零，电流占空比不能为零，故D不符合题意。 故选B。 （6） [5]太阳能电池板给蓄电池充电的过程中，消耗了电能，将电能转化为蓄电池的化学能储存在电池中。 [6]当开关与a点接触时，LED灯断路，不工作；当开关与b点接触时，LED灯才接入电路正常工作。 题型3 电磁波谱及其应用 1. 电磁波谱 按照频率（或波长）由低到高（或波长由长到短）的顺序排列，电磁波可以分成以下几个波段。 波段名称 主要特点 典型应用 无线电波 波长最长，容易发生衍射 广播、电视、手机、雷达 微波 近似直线传播，能穿透电离层 微波炉、卫星通信、雷达 红外线 热效应显著 遥控器、夜视仪、加热 可见光 人眼能感受到 照明、显示、通信 紫外线 荧光效应、杀菌作用 验钞、消毒、防伪 X射线 穿透能力强 医疗透视、安检 γ射线 穿透能力极强 医疗治疗、金属探伤 2. 各种电磁波的共性 在真空中的传播速度相同，都是c = 3×10⁸ m/s。 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。 都能传递信息和能量。 3. 电磁波的应用实例 应用领域 使用的电磁波 原理说明 无线电广播 无线电波 将声音信号加载到电磁波上发射出去 电视 无线电波 同时传递图像信号和声音信号 手机通信 微波 通过基地台转发信号 雷达 微波 利用电磁波的反射探测目标 微波炉 微波 食物中水分子吸收微波能量而发热 遥控器 红外线 发射红外线信号控制电器 紫外线灯 紫外线 杀菌消毒 X光机 X射线 透视人体检查骨骼、肺部 ★特别提醒 光是一种电磁波：可见光只是电磁波谱中很窄的一段。麦克斯韦电磁场理论指出，光波就是电磁波。 电磁波也可能对人体健康产生一定影响，称为电磁污染。因此，电磁波转发器的安装常常引起居民关注。 【典例3-1】无线WiFi频段之一为。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测此频段WiFi信号（　　） A．属于红外线 B．与可见光相比波长更长 C．与可见光相比频率更高 D．在真空中传播的速度比可见光大 【答案】B 【详解】A．此频段WiFi信号2.4GHz(=2.4×109Hz)属于无线电波，不属于红外线，故A错误，不符合题意； BC．由图可知与可见光相比，WiFi 信号与可见光相比，频率更低，波长越长，故B正确，符合题意，C错误，不符合题意 D．各种电磁波在真空中传播的速度都是一样的，为，故D错误，不符合题意。 故选B 。 【跟踪训练1】如图所示的是部分电磁波波谱的示意图。比较图中所示的五种电磁波可知，其中频率最低的电磁波是 。有一种电磁波的频率是，它的波长是 m。 【答案】 红外线 5 【详解】[1][2]由图可知红外线的波长最长，射线的波长最短，根据可知，波速一定时，频率与波长成反比，频率最低的电磁波的波长最长，所以波长最长的红外线的频率最低，频率为的电磁波的波长为。 【跟踪训练2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（   ） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B．人眼可以看到波长为的电磁波 C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【答案】D 【详解】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意； B．已知 由图中的信息可知，在可见光谱范围内，所以人眼可以看到波长为的电磁波，故B正确，不符合题意； C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，红外线显著的作用是热作用，相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能，故C正确，不符合题意； D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 【典例3-2】智能手机是目前普遍使用的通讯工具。 (1)手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的 ； (2)华为Mate80Pro是一款近期发布的旗舰智能手机，搭载的是我国自主研发和生产的麒麟9000s芯片处理器，凭借其出色的性能和高端的配置，成为了不少消费者的首选。该手机芯片的主要材料是 （选填“超导体”、“半导体”、“绝缘体”）；用手机进行通话时通过 （选填“超声波”或“电磁波”）向四周有效范围内的终端传递信息，其在空气中的传播速度约为 m/s； (3)“充电五分钟，通话两小时！”这是某品牌手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，电池容量是3000mAh，手机电池标有的电压为3.8V，5min最多可以充入电能 J；如果要进一步提升充电速度，可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，至少需要 V的充电电压。手机电池在充电的过程中是把电能转化成 能。 【答案】(1)开关 (2) 半导体 电磁波 3×108 (3) 6000 5.7 化学 【详解】（1）感应区可以控制手机的工作状态，属于电路中的开关。 （2）[1]手机芯片多采用半导体材料。 [2][3]电磁波传播速度快，在真空中也能传播，手机进行通话时通过电磁波向四周有效范围内的终端传递信息，其在空气中的传播速度约为3×108m/s。 （3）[1]5min最多可以充入电能为 [2]充满该手机电池需要的电能为 充电电压为 [3]手机电池在充电的过程中消耗电能，把电能转化为电池的化学能。 【跟踪训练1】阅读短文，回答问题。 第五代战斗机“歼-20” “歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，飞机先进的光传操纵系统，以光纤作为媒介传输信号，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大航行速度达800m/s，推重比为0.5（推重比是指飞机以最大速度巡航时的牵引力与最大起飞重力的比值）。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（g取10N/kg，巡航时飞机保持匀速直线运动） 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 600 700 800 阻力f（） 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5 10.8 14.7 19.2 (1)“歼-20”表面平滑的设计是为了 ； (2)光传操纵系统中的传输信号是 波，利用光的反射原理进行信息传递； (3)若飞机以最大速度巡航时，发动机1s内做的功为 ，该飞机最大起飞质量为 kg； (4)为保证飞行安全，当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图乙所示是某同学为飞机设计的模拟电路（电源电压恒定），图丙是压敏电阻R随离地高度h的变化曲线。当飞机降落离地面450m时，开关S自动闭合，指示灯亮起，灵敏电流计的示数为0.02A；飞机离地面400m时，灵敏电流计的示数为0.04A；当高度降到150m，指示灯开始闪烁。则应将压敏电阻串联在图乙电路中的 （选填“A”或“B”）位置，另一个位置接高度计（灵敏电流计）。警示灯在闪烁的过程中较亮时的电功率为 W。 【答案】(1)减小空气摩擦 (2)电磁 (3) 1.536×108J 3.84×104 (4) B 0.36 【详解】（1）“歼-20”表面平滑的设计是为了减少与空气的摩擦。 （2）光本质上是一种电磁波，能够在真空和介质中传播，所以光传操纵系统中的传输信号是电磁波。 （3）[1]根据二力平衡可知，当飞机以最大速度巡航时，飞机受到的摩擦力与牵引力的大小相等，所以机以最大速度巡航时，发动机1s内做的功为 [2]推重比为0.5，推重比的定义可得 得G=3.84×105N；该飞机最大起飞质量为 （4）[1]由图丙可知，压敏电阻的阻值随高度的降低而减小，若将它串联在图丙电路中的B位置，当高度降低时，压敏电阻阻值减小，通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，当高度降低到某一数值时，电磁铁把衔铁被吸下，动触点AB接触，压敏电阻和电磁铁被短路，电路电流增大，警示灯会变亮，同时电磁铁由于没有电流通过，磁性迅速变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下弹起，动触点AB分离，警示灯中电流变小，警示灯回到原来的亮度，然后由于电磁铁通电后磁性增强，重新把衔铁吸下，警示灯重新变亮，周而复始，从而实现指示灯闪烁的作用；如果把压敏电阻接在A位置，无论衔铁是否被吸下，通过警示灯的电流不变，灯的亮度不变，故压敏电阻要接在B位置；离地面450m时，压敏电阻的阻值R1=200Ω，电路电流I1=0.02A；离地面400m时，压敏电阻的阻值R2=50Ω，电路电流I2=0.04A；电源电压恒定① 电源电压恒定② 联立①②得电源电压U=6V，RL=100Ω。 [2]当高度降到150m，指示灯开始闪烁，警示灯在闪烁的过程中较亮时压敏电阻和电磁铁被短路，电路仅警示灯接入电路，电路电流 警示灯在闪烁的过程中较亮时的电功率 【跟踪训练2】阅读短文，回答问题 深中通道自动巡查无人机 广东交通部门在连接珠江两岸的深中通道创新引入自动巡查无人机开展空中执勤工作。通过自动化空中巡查技术，可在车流高峰时段利用无人机进行辅助监测，实现问题快速定位并同步回传实时画面至深中通道路网调度中心，大幅提升事件发现能力和应急响应效率。无人机为四旋翼无人机，机身由碳纤维制成。由电池供能，通过发动机驱动螺旋桨提供竖直升力和水平推力；电池还要提供驱动摄像头、图传模块等设备工作的能耗，称为辅助功。当无人机在无风天气水平直线飞行时，其受到的空气阻力可视为恒定。无人机部分参数见表，其中发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效。 参数名称 质量/kg 电池容量/kW·h 电池效率 辅助功率/W 升力力效/N·W-1 无风天气水平飞行阻力/N 数据 2 1 90% 100 0.1 15 (1)无人机机身使用碳纤维制成是为了减小 ，降低能耗； (2)摄像头光学原理和照相机类似，其中的透镜对光有 作用，与调度中心联系用的图传模块利用 波传输实时影像； (3)当无人机在无风天气状况下悬停时，每个旋翼提供的升力为 N。消耗功率为 W，悬停可续航时间为 h； (4)若无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航，电池能量足以供其飞行 h，飞行 km。 【答案】(1)质量 (2) 会聚 电磁 (3) 4.9 296 3 (4) 2 72 【详解】（1）无人机机身使用碳纤维制成，碳纤维的密度小，体积相等时，由可知，质量小，因此是为了减小质量，降低能耗。 （2）[1]摄像头光学原理和照相机类似，照相机镜头是凸透镜，因此其中的透镜对光有会聚作用。 [2]电磁波可以传递信息，与调度中心联系用的图传模块利用电磁波传输实时影像。 （3）[1][2][3]无人机受到的重力 无人机为四旋翼无人机，设每个旋翼提供的升力为，当无人机在无风天气状况下悬停时，受到竖直向下的重力与竖直向上的升力为平衡力，则有 每个旋翼提供的升力为 总升力 发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效，则发动机消耗功率为 消耗功率为 悬停可续航时间为 （4）[1][2]无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航，处于平衡状态，受到的水平推力与阻力二力平衡，则有 水平推力的功率 水平飞行时的总功率 电池能量足以供其飞行的时间 飞行速度 飞行路程为 【能力培优练】 1．关于电磁波，下列说法中不正确的是（   ） A．5G通信利用电磁波来传递信息 B．光纤通信是一种利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式 C．无线电波中长波的频率低于短波的频率 D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越小 【答案】D 【详解】A．5G通信传递信息利用电磁波，电磁波可以在真空中传播，且能携带信息，5G手机通过发射和接收电磁波实现通信，故A正确，不符合题意； B．光纤通信是利用激光在光导纤维内发生多次反射，将信息从一端传输到另一端，故B正确，不符合题意； C．根据电磁波的波长、频率和波速的关系是：，波速一定时，波长越长，频率越低，故C正确，不符合题意； D．电磁波在真空中的传播速度是一个定值，约为3.0×108m/s，与电磁波的频率无关，故D错误，符合题意。 故选D。 2．随着5G网络的普及，无人管理的智慧超市越来越常见，如图为一智慧超市，能实现刷脸自动开门、刷货物条码自动结算等功能。下列有关智慧超市的说法正确的是（　　） A．刷脸支付使用的镜头相当于一个凹透镜 B．智慧超市传递信息的5G网络使用超声波传递信息 C．刷脸设备相当于开关门这一电路中的电源 D．智能管理系统里的芯片采用了半导体材料 【答案】D 【详解】A．刷脸识别使用的是摄像头，其核心部件是凸透镜，故A错误； B．5G网络属于移动通信技术，使用的是电磁波来传输数据，故B错误； C．在“刷脸→开门”这个控制电路中，刷脸设备是一个传感器，是控制装置，它检测到人脸后发出信号，它的作用是控制电路通断，相当于开关，故C错误； D．现代电子芯片（如CPU、内存、传感器芯片）的核心材料是半导体，主要是硅（Si），半导体具有可控导电性，可制成晶体管、二极管等基本电子元件，智慧超市的智能管理系统依赖于计算机芯片，必然使用半导体材料，故D正确。 故选D。 3．在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线，以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短，则按照波长由长到短的排列顺序是（　　） A．收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线 B．用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波 C．收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线 D．用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波 【答案】A 【详解】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线等，且可见光中红光的波长大于蓝光的波长。故按照波长由长到短的排列顺序是：收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．周末小明参观了海南省科技馆，通过参观他深深地感受到了科技的魅力。下列有关科学技术叙述错误的是（　　） A．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务 B．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它使用的电磁波传播速度更快 C．若实现常温超导，会大大减少输电过程中能量的损失 D．太阳能电池利用的单晶硅是半导体材料 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，卫星与地面接收设备之间是通过电磁波来传递信息的。“北斗”卫星导航系统就是利用电磁波来提供定位、导航和授时等服务的，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定值，都等于光速，在空气中的传播速度也近似等于光速。“5G”比“4G”传递信息更快，是因为“5G”使用的电磁波频率更高，在相同时间内可以传输更多的信息，而不是因为电磁波的传播速度更快，故B错误，符合题意； C．超导体是指在一定温度下电阻变为零的导体。在输电过程中，由于导线存在电阻，电流通过导线时会产生热量，根据焦耳定律可知，电阻R越大，产生的热量越多，能量损失就越大。若实现常温超导，即导线电阻变为零，那么电流通过导线时就不会产生热量，也就不会因电阻发热而损失能量，从而会大大减少输电过程中能量的损失，故C正确，不符合题意； D．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，单晶硅是一种常见的半导体材料。太阳能电池就是利用单晶硅的半导体特性，将太阳能转化为电能的，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．关于光现象，下列说法正确的是（    ） A．平面镜成像实验中，通过玻璃板看到的像是蜡烛的虚像 B．在任何情况下光总沿直线传播 C．发生漫反射时，有些光线不再遵循光的反射定律 D．光是一种电磁波，不同频率的电磁波在真空中传播速度不同 【答案】A 【详解】A．人通过平面镜看物体时，逆着反射光线生成了看到物体的视觉，看到了物体的像，这种像不是实际光线会聚而成的，是虚像。故A正确； B．光沿直线传播是有条件的：同一介质、介质均匀。故B错误； C．任何反射现象中，每条光线都遵循反射定律。一束平行光射到表面凸凹不平的表面上时，虽然每条光线都遵循反射定律，但因为反射面不是一个平面，所以反射光线是射向四面八方的。故C错误； D．所有的电磁波在真空中的传播速度是相同的，电磁波的传播速度与介质有关，与电磁波的频率无关。故D错误。 故选A。 6．7月27日，天问一号探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了清晰地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互陪伴。“这是‘天问一号’对自己家园的深情回眸。。。”天问一号是利用 和地球操控系统互传信息实现控制的。而首次发现电磁感应现象的科学家是 ，呈新月状的地球和月亮都是光的 现象。 【答案】 电磁波 法拉第 直线传播 【详解】[1][2][3]天问一号是利用电磁波和地球操控系统互传信息实现控制的。而首次发现电磁感应现象的科学家是法拉第，因为地球和月球本身不发光，呈新月状是因为光沿直线传播造成的现象。 7．祝融号火星车到达火星表面并进行巡视探测，以火星表面为参照物，火星车是 的。祝融号通过 传递火星的相关信息到地球。如果祝融号发出的信号恰好能直接发送到地球，且火星到地球的距离约3亿千米，那么信号由火星传到地球大概需要 s。 【答案】 运动 电磁波 1000 【详解】[1]以火星表面为参照物，火星车的位置发生改变，则火星车是运动的。 [2]火星与地球间为真空，电磁波可以传递信息且可以在真空中传播，因此则祝融号通过电磁波传递火星的相关信息到地球的。 [3]电磁波的速度为光速，距离 则信号由火星传到地球时间 8．如图是一款穿戴式“智能手表”，具有接听电话、精准定位、计步统计能量消耗统计和心脏监测等功能，内置规格为“3.7V　300mAh”的锂电池。智能手表是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行精准定位，该手表电池充满电后大约储存了 J电能。某位选手佩戴智能手表跑完半程马拉松，手表记录如下表所示，该选手的平均速度是 km/h。 运动时间 01:10:00 运动距离/km 21km 热量消耗/kcal 1200 【答案】 电磁波 3996 18 【详解】[1]智能手表是通过电磁波来实现定位功能的； [2]由题意及可得，该手表电池充满电后大约储存的电能 [3]由表中数据及可得，该选手的平均速度 9．在车站和机场的安检入口，要用X射线对旅客行李进行安全检查。X射线是一种电磁波，若该X射线的波长是1.5 nm，则该X射线的频率为 。下列设备或工具也用到电磁波的是 。 ①声呐    ②雷达    ③手机通信    ④B超    ⑤电视机遥控器 【答案】 ②③⑤ 【详解】[1]该X射线的频率为 [2]声呐、B超是利用超声波工作的。雷达、手机通信用到电磁波，电视遥控器是利用红外线工作的，红外线是电磁波的一种。故选②③⑤。 10．2024年，吉林市端午节国际龙舟邀请赛在松花江水域举行。当号令一响，龙舟上的运动员开始奋力划桨，这说明声音能够传递 。龙舟在内向前运动了240m，此过程龙舟的平均速度是 。并排前进的龙舟不能离得太近，这是因为两龙舟之间的水流速大，压强 ，两舟容易相撞。新闻工作者对比赛进行现场直播，我们用手机就能看到比赛实况，手机是靠 来传递信息的。 【答案】 信息 4 小 电磁波 【详解】[1]声可以传递信息和能量。运动员通过号令的声音获取到比赛开始的信息，说明声音能够传递信息。 [2]已知龙舟运动的时间 运动的路程s=240m，此过程龙舟的平均速度 [3]并排前进的龙舟不能离得太近，这是因为两龙舟之间的水流速大，根据流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，所以两舟容易相撞。 [4]手机是靠电磁波来传递信息的，通过电磁波可以实现现场直播的信号传输。 11．如图甲所示，“翼龙”是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。 （1）无人机能将灾情监视、军事活动等信息通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递到指挥中心； （2）工程师给发动机装上能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙，其中保护电阻R0为定值电阻，R的阻值随飞行速度的变化图像如图丙.要使电压表示数能随飞行速度的增大而增大，应将其安装在 （选填“①”或“②”）的位置。当飞行速度达到某设定值时，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，使得油门C的喷油量减小，从而实现控制无人机的速度不再增大，此时电磁铁上端的极性为 极； （3）若电源电压恒为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机飞行速度达到280km/h时，通电1min，电阻R消耗的电能是 J（电磁铁的线圈电阻忽略不计）。 【答案】 电磁波 ② S 96 【详解】（1）[1]无人机能将灾情监视、军事活动等信息通过电磁波传递到指挥中心。 （2）[2]由丙图可知R的阻值随飞行速度的增大而减小，电路中的电流变大，R0两端的电压变大，要使电压表示数能随飞行速度的增大而增大，应安装在②的位置。 [3]由安培定则可以判断出，电磁铁的上端为S极。 （3）[4]由丙图可知，当无人机飞行速度达到280km/h时，变阻器R的阻值为10Ω，此时电路中的电流 通电1min，电阻R消耗的电能是 12．随着科技的进步，AI逐渐改变了我们的生活。如图所示，是宇树科技自主研发的某款人形机器人，可以像人类一样行走、奔跑、后空翻，还能模拟人手精准操作、搬运物体等，同时拥有自我学习的能力。下表是该机器人的部分参数。 机器人质量 35kg 单只脚面积 电池容量 续航时间 2h~3h 任务序号 任务种类 任务温升 任务时间/min 散热功率/ 1 后空翻 6 1.5 2 搬运10kg的货物 3 0.8 (1)机器人头部除有照相机外，还搭载了3D激光雷达，能通过发射和接收 （选填“超声波”或“电磁波”）来侦测障碍物信息，确保行走安全。在绕行障碍物的过程中，以机器人为参照物，障碍物是 的； (2)经测试，该机器人保持双脚站立姿势的续航时间可达3h，则机器人站立时对地面的压强为 Pa，站立时的工作电流为 ； (3)某次完成后空翻时，机器人重心上升0.6m后下落，则机器人在上升过程中克服重力做功 J； (4)机器人工作消耗电能的同时，会产生部分热量，导致电机温度升高，同时也会向周围环境散发部分热量，使电机温度降低，已知散热功率大小等于单位时间内散发热量而使电机降低的温度，单位为℃/min，散热效率η是指机器人的散热量与发热量的比值，其大小与电机温度的变化有关，其关系式为。当时，会触发内部的电机停机保护。某机器人完成“后空翻任务”和物流仓库“搬运任务”的部分参数如上表所示： ①完成任务1后，散热效率η为 %； ②若只执行任务2，最多连续可完成 次搬运任务。 【答案】(1) 电磁波 运动 (2) 3 (3)210 (4) 81.1 26 【详解】（1）[1]超声波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质， 3D激光雷达，能通过发射和接收电磁波来侦测障碍物信息，确保行走安全。 [2]在绕行障碍物的过程中，以机器人为参照物，障碍物的位置发生改变，是运动的。 （2）[1]机器人站立时对地面的压力为 机器人站立时对地面的压强为 [2]该机器人保持双脚站立姿势的续航时间可达3h，站立时的工作电流为 （3）某次完成后空翻时，机器人重心上升0.6m后下落，则机器人在上升过程中克服重力做功 （4）[1]完成任务1时，散热的热量为 则电机温度的变化 散热效率η为 [2]若只执行任务2，散热的热量为 则电机温度的变化 则完成1次任务2， 当时，会触发内部的电机停机保护，则最多连续可完成的搬运任务次数为 【链接中考】 1．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg。根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（g取10N/kg）（　　） A．该机器人重 B．电磁波传播的是周期性变化的电磁场 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人悬停时受到平衡力作用 【答案】C 【详解】A．已知该机器人由两部分组成，主体结构的质量m1=14.7mg，小永磁体质量m2=6.3mg，则机器人总质量 则该机器人重力为，故A正确，不符合题意； B．电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发而形成的，所以电磁波传播的是周期性变化的电磁场，故B正确，不符合题意； C．机器人是通过小永磁体在变化的磁场作用下，带动螺旋桨旋转并产生足够升力来飞行的。而螺旋桨旋转产生升力是利用空气的流动，真空环境中没有空气，螺旋桨无法产生升力，所以机器人在真空中不能飞行，故C错误，符合题意； D．机器人悬停时静止，处于平衡状态，平衡状态下的物体受到平衡力的作用，所以机器人悬停时受到平衡力作用，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（2024·江苏徐州·中考真题）执行月背采样任务的“嫦娥六号”借助“鹊桥二号”中继卫星与地面联系，信息传递利用的是（   ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线 【答案】A 【详解】电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，嫦娥六号使用鹊桥二号中继卫星与地面通信，这种通信利用电磁波传递信息。 故选A。 3.（2024·江苏常州·中考真题）英国科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖，该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为（    ） A．335nm，合 B．335nm，合 C．670nm，合 D．670nm，合 【答案】D 【详解】一个完整的波长包括一个波峰和一个波谷，即从O到B的距离。OA、AB、BC、CD都是335nm，一个完整的波长为2个OA的长度，即 2×335nm=670nm 因此，该红光的波长为670nm，合6.70×10-7m。 故选D。 4．（2025·江苏镇江·中考真题）我国通信领域5GA、6G等关键技术研发和国际标准研制均处于全球第一阵营，5G手机与通信基站通过 波进行通讯，将其放置于 （选填“金属”或“玻璃”）罩中可屏蔽信号。为了控制不同光照下手机屏幕的亮度，应选用 敏电阻构成自动控制电路。 【答案】 电磁 金属 光 【详解】[1]电磁波可以传递信息，5G手机与基站是通过电磁波传递信息的，电磁波是无线通信的主要载体。 [2]金属是导体，能形成电磁屏蔽，阻碍电磁波的传播；玻璃为绝缘体，无法有效屏蔽电磁波。 [3]光敏电阻的阻值随光照强度变化，可用于根据环境光自动调节屏幕亮度。 5．（2024·江苏无锡·中考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过 实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线缩比模型，形如“金色大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，能将信号 （选填“反射”或“折射”）会聚到信号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可以确保其在温度变化较大时 （选填“容易”或“不易”）发生形变。 【答案】 电磁波 反射 不易 【详解】[1]电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，“鹊桥二号”中继星通过电磁波实现地球与月球背面的信息传递。 [2]由图可知，中继星的星载天线能将信号能将信号会聚到信号接收器，实现信息传输。 [3]“镀金钼丝”具有热膨胀系数低的性质，“镀金钼丝”在温度变化较大时不易发生形变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 二、电磁波及其传播 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁波的产生与传播 1 题型2 描述电磁波的物理量及其关系 4 题型3 电磁波谱及其应用 8 【能力培优练】 13 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 电磁波的产生与传播 1. 电磁波的产生 迅速变化的电流能在周围的空间中产生电磁波。这是电磁波产生的根本原因。 【注意】①恒定不变的电流（直流电）周围只能产生稳定的磁场，不能产生电磁波。 ②只有电流的大小或方向发生迅速变化时，才会在空间激起电磁波。 ③电磁波看不见、摸不着，但确实是存在的。 2. 电磁波的发现历程 电磁波的发现是两位伟大物理学家接力完成的科学壮举： 科学家 贡献 时间 麦克斯韦（英） 建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在 1864年 赫兹（德） 第一次用实验证实了电磁波的存在 1888年 3. 验证电磁波存在的实验 实验装置：收音机（调到没有电台的位置）、导线、电池。 实验操作：将导线的一端固定在电池的一极，用导线的另一端和电池的另一极时断时续地接触。 实验现象：收音机发出“咔咔”声。 现象分析：导线时断时续地接触电池时，电路中产生了迅速变化的电流，变化的电流在周围空间产生了电磁波，电磁波被收音机接收，从而发出声音。 电磁波的实质：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系，形成不可分割的统一体，并向周围空间传播开去。 ★特别提醒 电磁波产生的条件：必须有“迅速变化的电流”。 稳定的直流电不会产生电磁波。但在接通或断开直流电的瞬间，电流发生了迅速变化，因此会产生电磁波。日常开灯时收音机发出“咔哒”声就是这个原因。 4. 电磁波的传播 电磁波的传播不需要介质，它既可以在介质中传播，也可以在真空中传播。这是电磁波与声波最本质的区别。 光在真空中传播速度与光相同，c=3.0×108m/s. 【典例1-1】关于电磁波与信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波只能传递信息不能传递能量 B．电磁波的传播与声波相同都需要介质 C．在真空中，通讯信号的电磁波比通讯信号的电磁波传播得快 D．电磁波不仅能传递声音信号和文字信号，还能传递图像信号 【跟踪训练1】如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。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。下列说法正确的是（　　） A．变化的电流能够产生电磁波 B．电磁波只能在空气中传播 C．收音机是利用声波接收信息的 D．电磁波在空气中传播的速度是340m/s 【跟踪训练2】下列说法正确的有（　　） ①太空中需要3颗地球同步卫星才能几乎实现全球卫星通信； ②微波炉是应用电流的热效应来工作的； ③电磁波能够在真空中传播，而声音不能在真空中传播； ④能量的转移与转化具有方向性，因此要注意节约能源； ⑤随着科学技术的快速发展，我国已建立了利用核聚变发电的核电站； ⑥“5G”移动通信技术中的5G芯片是由超导体材料制成的，铜是磁性材料可以被磁化。 A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④ 【典例1-2】如图所示为探究电磁波产生的实验。打开收音机开关，旋至没有电台的位置，用锉刀、导线、电池组成电路，将导线的一端沿着锉齿滑动，将会从收音机传来“喀、喀”的声音，导线停一会儿，“喀、喀”声也跟着停一会儿。这说明声音是由导线在锉面上滑动时引起电流迅速变化，产生的电磁波被收音机接收而形成的。由实验可得出的结论：迅速变化的电流产生电磁波。 (1)当你打开或者关闭电灯时，你会从附近的收音机中听到“喀、喀”的杂音，这些杂音是由于电路 时发出的 被收音机接收而产生的。 (2)在雷电交加的天气里打开收音机，会听到“咔嚓”的声音，这是因为 。从你听到“咔嚓”声到你听到雷鸣声约为3s，那么收音机到打雷处的距离为 m。（雷声在空气中的传播速度为340m/s） 【跟踪训练1】电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是 ； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 【跟踪训练2】某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 (1)如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； (2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） (3)该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 题型2 描述电磁波的物理量及其关系 1. 波的五个基本特征 物理量 符号 定义 单位 物理意义 振幅 A 波源偏离平衡位置的最大距离 米（m） 反映振动的强弱 周期 T 波源振动一次所需要的时间 秒（s） 反映振动的快慢 频率 f 波源每秒振动的次数 赫兹（Hz） 反映振动的快慢 波长 λ 波在一个周期内传播的距离 米（m） 反映波的空间周期性 波速 v 波的传播速度 米/秒（m/s） 反映波传播的快慢 2. 波长、频率与波速的关系 基本公式：波速=波长×频率 用字母表示为：v = λf 推导关系： 由v=λ/ T（波速等于波长除以周期） 又因为f =1/T（频率与周期互为倒数） 所以v=λf 3. 波长与频率的关系（重点） 在波速一定的情况下（如电磁波在真空中传播）： 频率越高，波长越短；频率越低，波长越长 即:λ=c/f（波长与频率成反比） 易错点： ①电磁波的波速不由频率决定，频率高的电磁波在真空中传播速度仍然等于光速。 ②不同频率的电磁波在真空中波速相同，但波长不同。 ③在介质中传播时，不同频率的电磁波波速会略有不同。 【典例2-1】图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（    ） A．通过R1的电流比R2的电流小 B．R1的功率比R2的功率大 C．波长为540nm的光比红光的频率小 D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快 【跟踪训练1】如图所示是某电磁波的振动图像，该电磁波的波长为 m。 【跟踪训练2】为了测出某时刻火星到地球的距离，科学家们向火星发射了一束频率为600MHz的电磁波，7min后地面雷达接收到了反射波，则此时火星距地球多远？该电磁波的波长是多少？（真空中电磁波的传播速度为3×108m/s） 【典例2-2】如图所示，是黑光诱虫灯的结构示意图。其结构和工作原理与普通的日光灯相同，只是灯管的材料和内壁上所涂的荧光粉不同，会发出波长为400nm的“光”，这种“光”，但一些害虫却看得见。则： （1）黑光诱虫灯发出的这种“光”的频率为多少？ （2）通常一盏“220V 40W”的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的地面面积为200m2，小胖同学的家中今年承包了2.4×104m2的果园，他家要在果园中安装一定数目的这种黑光诱虫灯，使它们诱杀害虫的范围能覆盖整个果园。如果用家庭电路供电，那么向这些黑光诱虫灯供电的整个电路的总电流至少为多少？ （3）如果在小胖家果园里安装的这些黑光诱虫灯，每年工作120天，每天工作8h，这些黑光诱虫灯每年消耗的电能至少为多少焦耳？（结果保留一位小数） 【跟踪训练1】智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒（如图甲所示）。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪，若检测到人体温度异常，机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时，机器人会主动寻找充电器充电，电池在充电时相当于用电器，在工作时相当于电源。如图乙是它简化的智能测温报警电路，报警器电阻不计，热敏电阻RT的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数： 电池充电电压 20V 电池工作电压 18V 电池容量 4000mAh 行进速度 0.3～0.6m/s 报警电流 ≥30mA 底座与地接触面积 30cm2 满载时消毒液质量 10kg 空载净重 20kg （1）机器人在消毒时，我们能闻到消毒液的味道，说明 ；机器人电量不足时，它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进，如果它距离充电器72m，则到达充电器需要 min； （2）以下机器人工作的原理中正确的是 （单选题）； A．高清摄像头利用了凸透镜成倒立缩小虚像的原理 B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温 C．在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时，其动能不变 D．红外线是电磁波大家族的一员，相对于可见光，它的频率较低，但波长更长 （3）机器人电池充满电时，储存的电能是 J； （4）当所测温度达到或超过37.3℃时，要求报警电路系统报警，则闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值调到 Ω； （5）红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度，而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低，所以要将该电路报警温度调低一点，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”、“右”）移动。 【跟踪训练2】阅读短文，回答问题： 白光LED灯 目前，常用的白光LED以蓝光LED为芯片，其上涂有黄色荧光粉。通电后，LED芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，该黄光与另一部分蓝光混合射出，人眼便感觉到白光。生活中常用的白光LED灯是将多个白光LED连接而成的。 实验表明，白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过LED的电流随时间变化的规律如图1所示，电流的占空比。在电流周期T小于人眼视觉暂留时间（约0.1s）的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。 人眼对亮度的感觉（即“视觉亮度”）与LED发光强度变化并不一致。当光强度均匀增大时，视觉亮度并非均匀增加。弱光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加多于一倍；强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加不足一倍。生活中，白光LED调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律，使视觉亮度均匀变化。 （1）文中所述白光LED发出的两种色光 ； A．均由荧光粉产生                                  B．均由LED芯片产生 C．波长短的由LED芯片产生，波长长的由荧光粉产生 D．波长短的由荧光粉产生，波长长的由LED芯片产生 （2）白光LED灯通入图中所示电流时，在0～2T时间内，不发光的时间段为 和（t0+T）～2T； （3）下列是四种电流的t0和T值，它们的电流I0均相同。分别用它们对同一白光LED灯供电其中人眼感觉不到闪烁，且发光强度最大的是 ； A．t0=1.8s，T=2s    B．t0=0.8s，T=1.0s    C．t0=0.05s，T=0.1s    D．t0=0.02s，T=0.03s （4）某白光LED调光台灯共有5级亮度，要使人眼对1～5级的“视觉亮度”均匀增大，如图4所示图像中电流的空比设置符合要求的是 ； （5）如果将白光LED灯组装在路灯上，示意图如图3所示。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，给蓄电池充电时转化为 能；晚上时控制开关S与 （选填“a”或“b”）触点接触点亮LED发光二极管。 题型3 电磁波谱及其应用 1. 电磁波谱 按照频率（或波长）由低到高（或波长由长到短）的顺序排列，电磁波可以分成以下几个波段。 波段名称 主要特点 典型应用 无线电波 波长最长，容易发生衍射 广播、电视、手机、雷达 微波 近似直线传播，能穿透电离层 微波炉、卫星通信、雷达 红外线 热效应显著 遥控器、夜视仪、加热 可见光 人眼能感受到 照明、显示、通信 紫外线 荧光效应、杀菌作用 验钞、消毒、防伪 X射线 穿透能力强 医疗透视、安检 γ射线 穿透能力极强 医疗治疗、金属探伤 2. 各种电磁波的共性 在真空中的传播速度相同，都是c = 3×10⁸ m/s。 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。 都能传递信息和能量。 3. 电磁波的应用实例 应用领域 使用的电磁波 原理说明 无线电广播 无线电波 将声音信号加载到电磁波上发射出去 电视 无线电波 同时传递图像信号和声音信号 手机通信 微波 通过基地台转发信号 雷达 微波 利用电磁波的反射探测目标 微波炉 微波 食物中水分子吸收微波能量而发热 遥控器 红外线 发射红外线信号控制电器 紫外线灯 紫外线 杀菌消毒 X光机 X射线 透视人体检查骨骼、肺部 ★特别提醒 光是一种电磁波：可见光只是电磁波谱中很窄的一段。麦克斯韦电磁场理论指出，光波就是电磁波。 电磁波也可能对人体健康产生一定影响，称为电磁污染。因此，电磁波转发器的安装常常引起居民关注。 【典例3-1】无线WiFi频段之一为。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测此频段WiFi信号（　　） A．属于红外线 B．与可见光相比波长更长 C．与可见光相比频率更高 D．在真空中传播的速度比可见光大 【跟踪训练1】如图所示的是部分电磁波波谱的示意图。比较图中所示的五种电磁波可知，其中频率最低的电磁波是 。有一种电磁波的频率是，它的波长是 m。 【跟踪训练2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（   ） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B．人眼可以看到波长为的电磁波 C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【典例3-2】智能手机是目前普遍使用的通讯工具。 (1)手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的 ； (2)华为Mate80Pro是一款近期发布的旗舰智能手机，搭载的是我国自主研发和生产的麒麟9000s芯片处理器，凭借其出色的性能和高端的配置，成为了不少消费者的首选。该手机芯片的主要材料是 （选填“超导体”、“半导体”、“绝缘体”）；用手机进行通话时通过 （选填“超声波”或“电磁波”）向四周有效范围内的终端传递信息，其在空气中的传播速度约为 m/s； (3)“充电五分钟，通话两小时！”这是某品牌手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，电池容量是3000mAh，手机电池标有的电压为3.8V，5min最多可以充入电能 J；如果要进一步提升充电速度，可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，至少需要 V的充电电压。手机电池在充电的过程中是把电能转化成 能。 【跟踪训练1】阅读短文，回答问题。 第五代战斗机“歼-20” “歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，飞机先进的光传操纵系统，以光纤作为媒介传输信号，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大航行速度达800m/s，推重比为0.5（推重比是指飞机以最大速度巡航时的牵引力与最大起飞重力的比值）。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（g取10N/kg，巡航时飞机保持匀速直线运动） 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 600 700 800 阻力f（） 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5 10.8 14.7 19.2 (1)“歼-20”表面平滑的设计是为了 ； (2)光传操纵系统中的传输信号是 波，利用光的反射原理进行信息传递； (3)若飞机以最大速度巡航时，发动机1s内做的功为 ，该飞机最大起飞质量为 kg； (4)为保证飞行安全，当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图乙所示是某同学为飞机设计的模拟电路（电源电压恒定），图丙是压敏电阻R随离地高度h的变化曲线。当飞机降落离地面450m时，开关S自动闭合，指示灯亮起，灵敏电流计的示数为0.02A；飞机离地面400m时，灵敏电流计的示数为0.04A；当高度降到150m，指示灯开始闪烁。则应将压敏电阻串联在图乙电路中的 （选填“A”或“B”）位置，另一个位置接高度计（灵敏电流计）。警示灯在闪烁的过程中较亮时的电功率为 W。 【跟踪训练2】阅读短文，回答问题 深中通道自动巡查无人机 广东交通部门在连接珠江两岸的深中通道创新引入自动巡查无人机开展空中执勤工作。通过自动化空中巡查技术，可在车流高峰时段利用无人机进行辅助监测，实现问题快速定位并同步回传实时画面至深中通道路网调度中心，大幅提升事件发现能力和应急响应效率。无人机为四旋翼无人机，机身由碳纤维制成。由电池供能，通过发动机驱动螺旋桨提供竖直升力和水平推力；电池还要提供驱动摄像头、图传模块等设备工作的能耗，称为辅助功。当无人机在无风天气水平直线飞行时，其受到的空气阻力可视为恒定。无人机部分参数见表，其中发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效。 参数名称 质量/kg 电池容量/kW·h 电池效率 辅助功率/W 升力力效/N·W-1 无风天气水平飞行阻力/N 数据 2 1 90% 100 0.1 15 (1)无人机机身使用碳纤维制成是为了减小 ，降低能耗； (2)摄像头光学原理和照相机类似，其中的透镜对光有 作用，与调度中心联系用的图传模块利用 波传输实时影像； (3)当无人机在无风天气状况下悬停时，每个旋翼提供的升力为 N。消耗功率为 W，悬停可续航时间为 h； (4)若无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航，电池能量足以供其飞行 h，飞行 km。 【能力培优练】 1．关于电磁波，下列说法中不正确的是（   ） A．5G通信利用电磁波来传递信息 B．光纤通信是一种利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式 C．无线电波中长波的频率低于短波的频率 D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越小 2．随着5G网络的普及，无人管理的智慧超市越来越常见，如图为一智慧超市，能实现刷脸自动开门、刷货物条码自动结算等功能。下列有关智慧超市的说法正确的是（　　） A．刷脸支付使用的镜头相当于一个凹透镜 B．智慧超市传递信息的5G网络使用超声波传递信息 C．刷脸设备相当于开关门这一电路中的电源 D．智能管理系统里的芯片采用了半导体材料 3．在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线，以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短，则按照波长由长到短的排列顺序是（　　） A．收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线 B．用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波 C．收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线 D．用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波 4．周末小明参观了海南省科技馆，通过参观他深深地感受到了科技的魅力。下列有关科学技术叙述错误的是（　　） A．我国自主研发的“北斗”卫星导航系统，通过电磁波提供定位服务 B．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它使用的电磁波传播速度更快 C．若实现常温超导，会大大减少输电过程中能量的损失 D．太阳能电池利用的单晶硅是半导体材料 5．关于光现象，下列说法正确的是（    ） A．平面镜成像实验中，通过玻璃板看到的像是蜡烛的虚像 B．在任何情况下光总沿直线传播 C．发生漫反射时，有些光线不再遵循光的反射定律 D．光是一种电磁波，不同频率的电磁波在真空中传播速度不同 6．7月27日，天问一号探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了清晰地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互陪伴。“这是‘天问一号’对自己家园的深情回眸。。。”天问一号是利用 和地球操控系统互传信息实现控制的。而首次发现电磁感应现象的科学家是 ，呈新月状的地球和月亮都是光的 现象。 7．祝融号火星车到达火星表面并进行巡视探测，以火星表面为参照物，火星车是 的。祝融号通过 传递火星的相关信息到地球。如果祝融号发出的信号恰好能直接发送到地球，且火星到地球的距离约3亿千米，那么信号由火星传到地球大概需要 s。 8．如图是一款穿戴式“智能手表”，具有接听电话、精准定位、计步统计能量消耗统计和心脏监测等功能，内置规格为“3.7V　300mAh”的锂电池。智能手表是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行精准定位，该手表电池充满电后大约储存了 J电能。某位选手佩戴智能手表跑完半程马拉松，手表记录如下表所示，该选手的平均速度是 km/h。 运动时间 01:10:00 运动距离/km 21km 热量消耗/kcal 1200 9．在车站和机场的安检入口，要用X射线对旅客行李进行安全检查。X射线是一种电磁波，若该X射线的波长是1.5 nm，则该X射线的频率为 。下列设备或工具也用到电磁波的是 。 ①声呐    ②雷达    ③手机通信    ④B超    ⑤电视机遥控器 10．2024年，吉林市端午节国际龙舟邀请赛在松花江水域举行。当号令一响，龙舟上的运动员开始奋力划桨，这说明声音能够传递 。龙舟在内向前运动了240m，此过程龙舟的平均速度是 。并排前进的龙舟不能离得太近，这是因为两龙舟之间的水流速大，压强 ，两舟容易相撞。新闻工作者对比赛进行现场直播，我们用手机就能看到比赛实况，手机是靠 来传递信息的。 11．如图甲所示，“翼龙”是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。 （1）无人机能将灾情监视、军事活动等信息通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递到指挥中心； （2）工程师给发动机装上能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙，其中保护电阻R0为定值电阻，R的阻值随飞行速度的变化图像如图丙.要使电压表示数能随飞行速度的增大而增大，应将其安装在 （选填“①”或“②”）的位置。当飞行速度达到某设定值时，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，使得油门C的喷油量减小，从而实现控制无人机的速度不再增大，此时电磁铁上端的极性为 极； （3）若电源电压恒为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机飞行速度达到280km/h时，通电1min，电阻R消耗的电能是 J（电磁铁的线圈电阻忽略不计）。 12．随着科技的进步，AI逐渐改变了我们的生活。如图所示，是宇树科技自主研发的某款人形机器人，可以像人类一样行走、奔跑、后空翻，还能模拟人手精准操作、搬运物体等，同时拥有自我学习的能力。下表是该机器人的部分参数。 机器人质量 35kg 单只脚面积 电池容量 续航时间 2h~3h 任务序号 任务种类 任务温升 任务时间/min 散热功率/ 1 后空翻 6 1.5 2 搬运10kg的货物 3 0.8 (1)机器人头部除有照相机外，还搭载了3D激光雷达，能通过发射和接收 （选填“超声波”或“电磁波”）来侦测障碍物信息，确保行走安全。在绕行障碍物的过程中，以机器人为参照物，障碍物是 的； (2)经测试，该机器人保持双脚站立姿势的续航时间可达3h，则机器人站立时对地面的压强为 Pa，站立时的工作电流为 ； (3)某次完成后空翻时，机器人重心上升0.6m后下落，则机器人在上升过程中克服重力做功 J； (4)机器人工作消耗电能的同时，会产生部分热量，导致电机温度升高，同时也会向周围环境散发部分热量，使电机温度降低，已知散热功率大小等于单位时间内散发热量而使电机降低的温度，单位为℃/min，散热效率η是指机器人的散热量与发热量的比值，其大小与电机温度的变化有关，其关系式为。当时，会触发内部的电机停机保护。某机器人完成“后空翻任务”和物流仓库“搬运任务”的部分参数如上表所示： ①完成任务1后，散热效率η为 %； ②若只执行任务2，最多连续可完成 次搬运任务。 【链接中考】 1．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg。根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（g取10N/kg）（　　） A．该机器人重 B．电磁波传播的是周期性变化的电磁场 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人悬停时受到平衡力作用 2．（2024·江苏徐州·中考真题）执行月背采样任务的“嫦娥六号”借助“鹊桥二号”中继卫星与地面联系，信息传递利用的是（   ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线 3.（2024·江苏常州·中考真题）英国科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖，该红光的波形图如图所示，已知，则该红光的波长为（    ） A．335nm，合 B．335nm，合 C．670nm，合 D．670nm，合 4．（2025·江苏镇江·中考真题）我国通信领域5GA、6G等关键技术研发和国际标准研制均处于全球第一阵营，5G手机与通信基站通过 波进行通讯，将其放置于 （选填“金属”或“玻璃”）罩中可屏蔽信号。为了控制不同光照下手机屏幕的亮度，应选用 敏电阻构成自动控制电路。 5．（2024·江苏无锡·中考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过 实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线缩比模型，形如“金色大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，能将信号 （选填“反射”或“折射”）会聚到信号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可以确保其在温度变化较大时 （选填“容易”或“不易”）发生形变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $