20.2 电磁波的应用 随堂同步练习-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

20.2电磁波的应用 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.2025年4月24日神舟二十号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口,航天员入驻空间站,与执行任务的神舟十九号航天员会师,这是中国航天史上第6次“太空会师”。下列说法正确的是( ) A.太空中的航天员没有内能 B.空间站与地面间是通过超声波传递信息的 C.空间站中的航天员仍有惯性 D.空间站绕地球运动的过程中始终处于平衡状态 2.我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是( ) A.月球上没有空气,电磁波不能传播 B.手机不是用电磁波来传递信息的 C.微波炉是用电磁波来传递能量的 D.利用电磁波不能传递声音信号,只能传递图像信号 3.在2025年4月24日第十个中国航天日这一具有特殊意义的日子里,神舟二十号载人飞船成功发射,承载着无数人的期望奔赴太空。以下关于神舟二十号发射及飞行过程中涉及的物理知识,描述正确的是( ) A.在神舟二十号加速升空阶段,飞船的动能增大,机械能也增大 B.火箭发射时,尾部向下喷出高温高压气体从而获得向上的推力,说明力维持物体的运动 C.当神舟二十号加速升空时,若以地球作为参照物,神舟二十号是静止的 D.在轨运行的卫星是通过超声波与地面联系的 4.如图是一款学生普遍使用的电话手表,让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况,为学生的安全保驾护航。如表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是( ) GPS手表 来电提醒,拨打电话,短信收发,精准定位 内置3.8V 300mAh凝胶聚合物电池 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.手表一次充满电消耗电能4104J D.手表通话时,话筒是将电信号转化为声信号 5.通过电视收看有关我国探月工程的主题节目,在开启、关闭电视时,可以通过遥控器实现,遥控器发出的光是( ) A.红外线 B.红光 C.紫外线 D.紫光 6.中国正在推进载人登月计划,2025年是关键技术攻关和验证的重要节点。地球上的工作人员与月球的宇航员对话利用的是( ) A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线 7.如图所示,2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识,下列说法正确的是( ) A.机器人转手绢主要是将电能转化为内能 B.手绢转动原理与发电机工作原理相同 C.机器人内部电路接通时,导线周围会产生磁场 D.遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播 8.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(如图所示),采用了反射率更高的镀金钥丝天线。鹊桥号.鹊桥二号进行信号传输利用的是( ) A.超声波 B.红外线 C.紫外线 D.电磁波 9.如图所示,关于电学现象的说法正确的是( ) A.图甲,LED灯正常发光,电流是从LED灯的正极流入,负极流出 B.图乙,静电喷漆,带负电的油漆雾飞向带正电的金属件是利用同种电荷相互排斥 C.图丙,无线充电的过程中,将化学能转化为电能 D.图丁,手机是无线电发射台又是无线电接收台,通话时用超声波传递信息 10.近年来,我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是( ) A.C919客机机翼表面制成“上凸下平”的形状主要是为了减小空气对飞机的阻力 B.中国空间站的航天员是通过电磁波与地面指挥中心传递信息的 C.复兴号动车组控制系统中的芯片由超导体材料制成 D.大型邮轮“爱达 魔都”号的声呐系统是利用次声波工作的 二、填空题 11.神舟七号飞船的太空舱是密闭的,舱内保持有与地球表面压力相近的空气,飞船外的太空是真空。当航天员在太空舱外工作时,他们之间的交流必须利用电子通信设备,此时他们之间通过 进行交流;而在太空舱内,航天员可以不用电子通信设备直接对话,这是因为 可以传声。 12.王亚平在空间站用古筝弹奏曲目《茉莉花》,琴声是由琴弦 产生,调节琴弦的松紧可改变琴声的 ,空间站的画面通过 传回地球。空气加湿器是利用声波使水发生剧烈振动形成水雾,这是利用了声音可以传递 。 13.无线电广播信号的发射由广播电台完成.话筒把播音员的 信号转换成音频电信号,然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上,再通过 发射到空中. 14.2025年春晚直播的精彩视频通过 波传递到电视、手机等播放终端。如图扭秧歌机器人向世界展现了中国智慧,机器人通过AI算法理解舞蹈要求,并通过力量调节精确将手绢抛至同一高度,这说明力可以改变物体的 。 15.2024年11月12日至17日第十五届中国珠海航展期间,我国自主研制的具备侦察探测、精确打击、伴随保障功能的“机器狼群”无人作战分队首次进行了动态展示。如图所示,“机器狼”攀爬楼梯时,以地面为参照物,“机器狼”是 (选填“运动”或“静止”)的。遥控器或遥控站通过发射 波来操控“机器狼”,这种传输方式无需介质,是实现远程遥控的关键技术之一。 三、实验题 16.微波炉是人们用来加热食品的常用厨具。微波是一种高频电磁波,它能穿透陶瓷、玻璃、耐热塑胶等材料。微波炉使用的微波频率为2450MHz。 (1)为了用电安全,微波炉应该使用 (选填“两脚”或“三脚”)插头。 (2)用微波炉加热饭菜时,应选用 (选填“不锈钢”“铁”或“玻璃”)容器来加热,加热过程中将 能转化为内能。 (3)小明想知道微波炉的热效率,他用电能表(如题图所示)、温度计等工具进行了如下实验: A.在杯中装入质量为m的冷水,测出水的初温为; B.把杯子放进微波炉,并选择高温挡; C._; D.将微波炉定时器旋转到两分钟的位置,同时记录电能表指示灯在这段时间内闪烁的次数n; E.加热结束后,迅速测出水的末温t。 ①以上实验中,还缺少一个步骤C,请你补上这个步骤: 。 ②电能表指示灯闪烁一次,用电器消耗的电能 J。 ③微波炉的热效率的表达式为 (用字母表示,水的比热容为c)。 四、综合题 17.运用所学物理知识解决问题: (1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容 ,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 ; (2)下列现象中,属于机械能转化为内能的是( )(选填字母) A.航天飞行器穿越大气层时表面发热 B.冬天用热水袋取暖 C.放爆竹时,爆竹腾空而起 D.电灯发出光和热 (3)火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且 大; (4)嫦娥一号卫星进行了深度撞月试验。地面对卫星发出的撞月指令是通过 传递的; (5)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降, 减小,这是通过 的方式改变物体的内能。 18.无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。下表是某小型无人机的部分参数: 参数名称 最大飞行半径m 最大巡航速度km/h 电池电压V 电池容量mAh 电动机额定功率W 拍摄速度帧/秒 数据 50 24 2500 20 11000 (电池容量=放电电流 放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h,帧/秒是指每秒拍摄的画面数)。 (1)人们是利用遥控器通过 (选填“声波”或“电磁波”)传输信息操控无人机的,其有效操控距离最大为 km;如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力,其中阴影部分面积所表示的物理量为 。 (2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变 (选填“大”或“小”)。 (3)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示,交警利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.6m的过程中,高速摄像机拍摄的帧数为220帧,据此判断小轿车是否超速? (选填“是”或“否”)。 (4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是 J。已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过 h。 19.阅读短文,回答问题。 中国无人机惊艳世界 近日,深圳无人机团队在沙特进行了一场无人机表演,3000架无人机惟妙惟肖地排成沙特王储的巨幅头像(如图甲)等各种复杂图案,令全世界赞叹不已! 无人驾驶飞机简称“无人机”,它是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。图乙所示是某款国产无人机,表格为该无人机的部分参数。为了使蓄电池的使用寿命更长,一般充电至电池容量的90%左右即停止充电,当剩余电量减为电池容量的10%时,无人机会自动下降至地面等待充电。 该无人机有竖直方向的三挡风力和水平方向的两挡风力,其中竖直方向的升力与风叶转速的平方的关系如题图-丙。另外无人机产生的升力与风叶转速之比叫作动率,升力与每秒钟通过风叶的空气重力之比为转力效率。 额定电压/V 6 额定功率/W 42 电池容量/mA h 1500 工作噪音/dB <50 遥控距离/m 20000 整机质量/g 249 充电时间/min 200 电机转化效率/% 90 (1)无人机的遥控设备通过发射 来控制其工作状态。 (2)无人机是利用螺旋桨向下吹空气从而获得升力,这利用了力的作用是 。 (3)当数千台无人机在天空拼凑出一幅完美的沙特王储头像时,其中任一台无人机相对其他无人机都是 (选填“运动”或“静止”)的。 (4)一架该款无人机充电后至下一次自动充电前,其电机最多能够为无人机提供的机械能为 J。 (5)起飞时,增大风叶的转速,若无人机在风叶转速为1.4 103r/min时匀速竖直升高120m,则无人机的升力做功为 J。 (6)若无人机的风叶转速为1.5 103r/min时,风叶转动时扫过的面积为0.3m2,空气被吹动的速度为3m/s,则转力效率为 %。( 空气=1.3kg/m3,g取10N/kg,百分数保留1位小数) 学科网(北京)股份有限公司 《20.2电磁波的应用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A C A A C D A B 1.C 【详解】A.由于一切物体在任何位置、任何温度下都有内能,所以太空中的航天员有内能,故A错误; B.空间站在太空中,处于真空环境,由于声音不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,所以空间站与地面间是通过电磁波传递信息的,故B错误; C.惯性是物体的属性,所以空间站中的航天员仍有惯性,故C正确; D.空间站绕地球运动的过程中,运动方向不断改变,即运动状态发生变化,所以处于非平衡状态,故D错误。 故选C。 2.C 【详解】A.电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在月球上传播,故A错误; B.有线电话是靠电流来传递信息的,无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的,故B错误; C.微波炉通过内部的磁控管产生频率约为2.45GHz的微波,这种电磁波能穿透食物,使食物中的水分子等极性分子高速振动摩擦,从而产生热量来加热食物,因此微波炉是用电磁波来传递能量的,故C正确; D.电磁波既可以传递声音信号,也可以传递图像信号。声音信号的传递 :例如无线电广播,声音被转换为电信号后,通过调制加载到高频电磁波上发射出去,接收设备再将其还原为声音。 图像信号的传递 :例如电视传输,图像的光信号也被转换为电信号,与声音信号一同通过电磁波传播,接收端再还原为画面和声音。故D错误。 故选C。 3.A 【详解】A.在神舟二十号加速升空阶段,飞船的质量不变,速度增大,所以动能增大,同时高度升高,重力势能增大,因为机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能也增大,故A正确; B.火箭发射时,尾部向下喷出高温高压气体,根据力的作用是相互的,气体对火箭产生向上的推力,使火箭运动,力的作用是改变物体的运动状态,而不是维持物体的运动,故B错误; C.当神舟二十号加速升空时,以地球作为参照物,神舟二十号的位置在不断变化,所以它是运动的,故C错误; D.声的传播需要介质,超声波属于声,不能在真空中传播。而太空中是真空环境,在轨运行的卫星是通过电磁波与地面联系的,故D错误。 故选A。 4.C 【详解】A.超声波是一种频率高于20000Hz的声波,在传播过程中能量衰减较快,传播距离有限,且难以实现全球范围内的准确定位。而电磁波可以在真空中传播,传播速度快,能在全球范围内进行信息传递和定位。所以手表是应用电磁波准确定位,而不是超声波,故A错误; B.手表充电时,是将外部电源提供的电能转化为电池内部的化学能储存起来。而将化学能转化为电能是电池放电的过程。所以手表充电时是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,话筒是将声信号转化为电信号,听筒是将电信号转化为声信号,故D错误。 故选C。 5.A 【详解】红外线是一种电磁波,红外线可以用来进行遥控,电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的红外线,来实现对电视机的遥控。红外线被广泛应用于环境监测领域, 包括红外线气体监测仪、 红外线水质分析仪、 红外线大气监测仪等,故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 6.A 【详解】电磁波可以在真空中传播,超声波、次声波不能在真空中传播,红外线在真空中的传播距离很短,所以地球上的工作人员与月球的宇航员对话利用的是电磁波,故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 7.C 【详解】A.机器人转手绢是由电动机带动的,电动机工作时,主要是将电能转化为机械能,而不是内能,故A错误; B.手绢转动是由电动机带动的,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;发电机的工作原理是电磁感应现象,二者原理不同,故B错误; C.机器人内部电路接通时,导线中有电流通过,根据电流的磁效应,通电导线周围会产生磁场,故C正确; D.遥控机器人的电磁波信号可以在真空中传播,不需要借助空气等介质,故D错误。 故选C。 8.D 【详解】地月之间距离很长,鹊桥号要时刻与地球保持通信,需要鹊桥二号中继卫星进行信号转发。该通信利用电磁波传递信息,超声波和次声波不能在真空中传播,红外线主要是热作用强且应用遥控器、测温仪器,紫外线主要是化学作用强且能使荧光物质发光,故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 9.A 【详解】A.LED灯具有单向导电性,电流从LED灯的正极流入,负极流出,LED灯才能发光,故A正确; B.静电喷漆,带负电的油漆雾飞向带正电的金属件是利用异种电荷相互吸引,故B错误; C.无线充电的过程中,将电能转化为化学能,故C错误; D.手机既是一个无线电发射台,又是一个无线电接收台,手机是利用电磁波传输数字信号实现通讯的,故D错误。 故选A。 10.B 【详解】A.C919客机机翼表面制成“上凸下平”的形状,客机飞行过程中,机翼上表面的空气流速较快,导致机翼上表面受到竖直向下的气压小于机翼下表面受到竖直向上的气压,使客机获得竖直向上的升力,故A错误; B.电磁波的传播不需要介质,中国空间站的航天员是通过电磁波与地面指挥中心传递信息的,故B正确; C.复兴号动车组控制系统中的芯片由半导体材料制成,故C错误; D.超声波在水中的传播速度较快,且能够提供较高的分辨率,适合用于水下探测。大型邮轮“爱达 魔都”号的声呐系统是利用超声波工作的,故D错误。 故选B。 11. 电磁波 空气 【详解】[1][2]太空舱外没有空气,真空不能传声,当航天员在太空舱外工作时,他们之间的交流必须利用电子通信设备,此时他们之间通过电磁波进行交流;太空舱内有空气,故在太空舱内,航天员可以不用电子通信设备直接对话,这是因为空气可以传声。 12. 振动 音调 电磁波 能量 【详解】[1]声是由物体的振动产生的,古筝发出的声音是由琴弦振动产生的。 [2]调节琴弦的松紧可改变琴弦的振动频率,从而改变琴声的音调。 [3]电磁波可以在真空中传播,空间站的画面是通过电磁波传回地球的。 [4]声音可以传递能量,所以水被振动形成水雾。 13. 声音 天线 【详解】[1][2]无线电广播中传播的为声音信号,首先要将声音信号通过话筒转化为音频电信号,但音频信号频率较低不利用远距离传输,故还要将音频电信号加载到高频电流上,利用天线将信号发射到空中。 14. 电磁 运动状态 【详解】[1]电磁波可以传递信息,且传播不需要介质,所以春晚直播的精彩视频通过电磁波传递到电视、手机等播放终端。 [2]力可以改变物体的形状和运动状态,将手绢抛至同一高度,手绢的运动状态发生了变化,这说明力可以改变物体的运动状态。 15. 运动 电磁 【详解】[1] “机器狼”攀爬楼梯时,以地面为参照物,“机器狼”位置发生了变化,是运动的。 [2]电磁波可以传递信息,而且传播不需要介质,遥控器或遥控站通过发射电磁波来操控“机器狼”。 16.(1)三脚 (2) 玻璃 电 (3) 关闭其他用电器 1125 【详解】(1)大功率用电器外壳需要接地,以确保安全,因此电磁炉应使用三脚插头; (2)[1][2]微波是一种高频电磁波,它能穿透陶瓷、玻璃、耐热塑胶等材料,因此用微波炉加热饭菜时,应选用玻璃容器来加热;加热过程中将电能转化为内能; (3)[1]实验步骤中漏掉的步骤是:在步骤C前加关闭其他用电器; [2]电能表指示灯闪烁一次,用电器消耗的电能; [3]水吸收的热量为,消耗得电能为, 故微波炉的效率为: 。 17.(1) 大 大 (2)A (3)热值 (4)电磁波 (5) 内能 热传递 【解析】【小题1】[1][2]根据可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度改变较小;水的比热容较大,同样受热的情况下,吸收相同热量,沙子的温度变化比海水大,因此,小明光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉。 【小题2】A.航天飞行器穿越大气层时,与大气层发生摩擦,表面发热内能增加,属于通过做功的方式使内能增加,机械能转化为内能,故A符合题意; B.冬天用热水袋取暖,是通过热传递的方式增加物体的内能,故B不符合题意; C.爆竹点燃后腾空升起,是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能,故C不符合题意; D.电灯消耗电能发出光和热,是电能转化为光能和内能,故D不符合题意。 故选A。 【小题3】火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小,单位体积质量小,且热值大,根据可知,在同样情况下,完全燃烧时,可以释放更多的热量。 【小题4】月球没有空气,不能传播声音,但电磁波可以在真空中传播。地面对卫星发出的撞月指令是通过电磁波传递的。 【小题5】[1][2]没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降,即其质量不变,温度降低,内能减小,这是通过热传递的方式改变物体内能的。 18.(1) 电磁波 5 大于 路程 (2)大 (3)否 (4) 240 1.5 【详解】(1)[1]人们是利用遥控器通过电磁波传输信息操控无人机的,因为电磁波可以在真空中传播,且传播速度快,能够满足远距离控制的需求。 [2]由题中信息可知,无人机的最大飞行半径为r=5 103m=5km 所以其有效操控距离最大为5km。 [3]在0~5s内,无人机的速度在不断增大,所以无人机受到的升力大于重力。 [4]在v-t图象中,阴影部分面积所表示的物理量为路程,这是因为v-t图象中,图象与坐标轴围成的面积表示物体的路程s=vt。 (2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,根据凸透镜成像规律,当物距减小时,像距会增大,所以当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变大。 (3)已知摄像机拍摄速度为11000帧/秒,小轿车通行0.6m的过程中拍摄了220帧,则小轿车运动的时间 那么小轿车的速度 所以小轿车未超速。 (4)[1]电动机正常工作时,其额定功率P=20W,则12s内消耗的电能W=Pt=20W 12s=240J [2]电池储存的最大能量E=UIt=24V 2.5A 3600s=216000J 因为电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,所以可用于电动机工作的能量为E'=50% 216000J=108000J 则无人机在空中以额定功率飞行的时间 19.(1)电磁波 (2)相互的 (3)静止 (4)23328 (5)940.8 (6)76.9 【详解】(1)电磁波可以传递信息,且传播不需要介质,所以无人机的遥控设备通过发射电磁波来控制其工作状态。 (2)无人机是利用螺旋桨向下吹空气,给了空气一个向下的力,空气给螺旋桨一个向上的力,说明力的作用是相互的。 (3)当数千台无人机在天空拼凑出一幅完美的沙特王储头像时,其中任一台无人机相对其他无人机来说,相对位置不变,因此是静止的。 (4)由题意知,为了使蓄电池的使用寿命更长,一般充电至电池容量的90%左右即停止充电,当剩余电量减为电池容量的10%时,无人机会自动下降至地面等待充电,且电机转化效率为90%,因此一架该款无人机充电后至下一次自动充电前,其电机最多能够为无人机提供的机械能为W机=W总 =6V 1500 10-3A 3600s (90%-10%) 90%=23328J (5)由图丙可知,当风叶转速为1.4 103r/min时,获得的向上的升力F=1.42 4N=7.84N 则无人机升力做功W=Fs=7.84N 120m=940.8J (6)每秒钟内通过风叶的空气的总质量m= 空气V= 空气Svt=1.3kg/m3 0.3m2 3m/s 1s=1.17kg 当风叶转速为1.5 103r/min时,,获得的向上的升力F'=1.52 4N=9N 则转力效率 学科网(北京)股份有限公司 $