20.3 跨学科：电磁波与信息技术 随堂练-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．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．如图，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递（　　），光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的（　　）现象。 A．信息  折射 B．信息  反射 C．能量  色散 D．能量  直线传播 3．关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（　　） A．太阳能热水器是将太阳能转化为内能进行利用的 B．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大 D．光纤是传输光信号的器件，抗干扰能力强，其工作原理是光的反射 4．我国“鹊桥二号”卫星完成在轨对通测试时，与地面通讯借助的是（　　） A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．红外线 5．关于电磁波和现代通信，下列说法错误的是（　　） A．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强、损耗小等优点 B．微波、超声波、无线电波都属于电磁波 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．卫星通信、光纤通信都可以用来传递信息 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 7．2024年6月2日，嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地，这是人类历史上首次登陆月球背面，图是嫦娥六号探测器，成功着陆月球背面3D动画模拟图。下列说法正确的是（　　） A．月面上也可以出现“针落可闻”的现象 B．嫦娥六号从月球带回月壤，月壤的质量不变 C．嫦娥六号着落架下方安装圆盘型“脚”，其主要目的是增大压强 D．从地面上用高倍望远镜可以直接观察到嫦娥六号着陆月球背面的全过程 8．2024年春运期间，我国自主生产的C919飞机首次投入春运，深受国人的喜爱。此飞机在空中飞行时，跟地面上联系用的是（   ） A．光纤通信 B．超声波 C．广播和电视 D．电磁波 9．中国空间站与地面传递信息主要依靠（　　） A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．光导纤维 10．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 二、填空题 11．当前最为普遍的手机通信系统主要由 、基站和 组成。 就是手机或车载电话，它既能 无线电波，也能 无线电波。 12．“烽火连三月，家书抵万金”描写了诗人在战乱时期对家人的思念。诗句中的“烽火”属于 （选填“数字通信”或“模拟通信”），请你再说出一种与此通信类别相同的信息传递方式 。 13．光纤通信是利用 从光导纤维的一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出来传递信息的；它传播信息的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）。 14．太阳内部发生核 变从而向周围空间辐射电磁波。远红外线容易被人体内部细胞吸收，使皮下深层组织温度 （选填“升高”或“降低”），改善血液循环，起到医疗保健的作用。 15．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，加载有信息的激光在光导纤维内壁上发生多次 ，将信息传向远方。光导纤维是由 （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）制成的。 三、综合题 16．如图所示，是一款可以通过手机设定温度、控制开关的电热水器。小明将洗澡水温设定为50℃，打开电热水器开关后，电热水器进入加热状态，将水温加热至设定温度，开关自动断开，此时电热水器进入保温状态，当水温低于40℃时，温控开关自动闭合，如此循环往复，使水温保持在40～50℃之间，实现保温功能。 表一是电热水器的铭牌，24小时固有能耗系数是指在不使用热水器的情况下，24小时内在保温状态下的耗电量与固有能耗基准的比值。电热水器24小时固有能耗基准与电热水器容量c的关系式如表二所示。[，] 表一 额定电压 220V 加热额定功率 2000W 24h固有能耗系数 0.6 容量 60L 表二 电热水器24小时固有能耗基准/kW•h 0＜c≤30L 30L＜c≤100L 100L＜c≤200L 200L＜c 0.024c+0.63 0.015c+0.8 0.008c+1.5 0.008c+2 (1)利用手机控制电热水器是通过 波传输信息的；电热水器是利用电流的 效应工作的。 (2)若该电热水器的加热效率为84%，则正常加热时将一箱初温为20℃的水加热到设定温度50℃，水吸收的热量是多少 J？需要的加热时间是多少h ？ (3)周末小明约同学打篮球，提前用手机控制电热水器17：00开始烧水，小明21：00洗澡，这期间该热水器将满箱初温为20℃的水加热到设定温度50℃后，一直处于保温状态，则该过程电热水器一共消耗了多少kW•h的电能 ？（该时间段内电热水器正常工作，计算结果保留两位小数） 【无人机应用】为热烈庆祝中华人民共和国成立75周年，深圳湾人才公园举办了“天空之城，大有可能”全城万架无人机表演。请根据相关情景涉及的物理知识完成下列各题。 17．如图所示，当小安一家人开车到公园停车场倒车时，尾部在非安全距离内遇到障碍物，倒车雷达发出警报声，避免了车辆发生剐蹭。在倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的哪几项（　　） ①声的反射 ②超声波 ③声波可以传递信息 ④声波可以传递能量 A．只有③ B．只有④ C．有①②③ D．有①②④ 18．如图所示，当10197架无人机同时悬停在空中时，为市民游客带来了一场科技与艺术完美融合的视觉盛宴，让海内外观众感受到深圳科技的“硬核力”！下列相关说法不正确的是（　　） A．无人机定位系统利用电磁波传递信息 B．无人机在水中的像与它一样大 C．给无人机水平直线飞行时，重力对它做功 D．无人机上的LED灯是一种半导体材料 19．无人机的核心部件为电动机，图中能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 20．2024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？ 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 B C B B B D A D 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．B 【详解】利用网络可以传输信息，如题图所示，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递信息，光在光导纤维中经光纤壁不断地反射光从内芯的一端传输到另一端，即光的传输利用了光的反射，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．B 【详解】A．太阳能热水器吸收太阳能加热水，是将太阳能转化为内能进行利用的，故A正确，不符合题意； B．超导材料电阻为零，可用于制作远距离输电导线，但不可用于制作电炉的电阻丝，故B错误，符合题意； C．随着人类科技的发展，信息储存的介质越来越先进，介质容量密度越来越大，竹简、纸、录音磁带、光盘等容量密度依次增大，故C正确，不符合题意； D．光纤，即光导纤维，是传输光信号的器件，光线通信具有抗干扰能力强、传输容量大、信号衰减小等优点，其工作原理是光的反射，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】卫星在太空中运行，而太空是一个接近真空的环境。次声波和超声波都属于声波，声音的传播需要介质，在真空中，由于没有介质，所以声波不能在真空中传播。电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，电磁波具有传播速度快、能够携带信息等特点，广泛应用于现代通信领域。目前卫星通信、无线电广播等都是利用电磁波来实现的。红外线能在真空中传播，但红外线主要用于热效应、遥控等方面， 不适合卫星与地面长距离通信。 综上，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．B 【详解】A．光纤通信的优点是传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等，故A正确，不符合题意； B．微波、无线电波都属于电磁波，超声波不属于电磁波，故B错误，符合题意。 C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的，故C正确，不符合题意。 D．卫星通信、光纤通信都可以用来传递信息，故D正确，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．B 【详解】A．声音传播需要介质，真空不能传声。月球表面是真空环境，没有传声介质 ，“针落” 产生的声音无法传播，不能出现 “针落可闻” 现象，故A错误； B．质量是物体的一种基本属性，不随物体的形状、状态、空间位置变化而变化。月壤从月球被带回地球，位置改变，但质量不变，故B正确； C．根据压强公式分析，嫦娥六号着落架下方安装圆盘型 “脚”，是在压力F一定时，通过增大受力面积来减小对月面的压强 ，并非增大压强，故C错误； D．地球到月球之间是真空，光可以在真空中传播且在均匀介质中沿直线传播。但月球背面始终背对地球，从地球上无法直接观测到月球背面的任何活动，地面上的高倍望远镜也无法绕过月球的物理遮挡去观测其背面，即无法直接观察到嫦娥六号着陆月球背面的全过程。观测月球背面需要借助绕月运行的卫星或其他间接手段，故D错误。 故选B 。 8．D 【详解】飞机在空中飞行时，与地面联系是利用电磁波。因为电磁波可以在真空中和空气中传播，而超声波不能在真空中传播且传输距离有限，光纤通信需要铺设光缆，广播和电视本质也是电磁波，但属于单向传播的民用信号，非专用航空通信手段。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．A 【详解】A．电磁波能在真空中传播，传播速度快，传播范围广，所以中国空间站与地面是通过电磁波传递信息的，故A符合题意； B．次声波的传播需要介质，次声波不能在真空中传播，不能用来进行中国空间站与地面传递信息，故B不符合题意； C．超声波的传播需要介质，超声波不能在真空中传播，不能用来进行中国空间站与地面传递信息，故C不符合题意； D．应用光导纤维进行卫星导航需要在卫星与被导航的物体间铺设光导纤维，这是不现实的，不能用来进行中国空间站与地面传递信息，故D不符合题意。 故选A 。 10．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。 11． 移动台 移动交换中心 移动台 发射 接收 【解析】【小题1】[1][2][3]移动通信系统的基本组成：手机（移动台）、基站、移动交换中心。 [4][5]手机既能发射无线电波，也能接收无线电波。 12． 数字通信 计算机网络通信 【详解】[1]用变化的物理量（如声音、电流等）的连续变化来传递信息的通信方式，叫做模拟通信。 用不同符号的不同组合来传递信息的通信方式，叫做数字通信。 “烽火”是通过点燃烽火台产生的烟雾来传递信号，烟雾的有无（或多少）代表不同的信息，其信号是不连续的，属于数字通信。 [2]计算机网络通信：像我们日常使用的互联网，计算机之间通过网线、无线网络等传输由 “0” 和 “1” 组成的数字信号，进行数据交互，比如浏览网页、发送电子邮件等。 13． 激光 反射 小于 【详解】[1][2][3]光纤通信是利用激光传输信息的，从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。光在光导纤维中传播的速度小于,因为光在真空中速度最快，在介质中速度会变慢。 14． 聚 升高 【解析】【小题1】[1]太阳内部的氢核聚变成氦核，所以太阳内部发生核聚变从而向周围空间辐射电磁波。 [2]远红外线能辐射热量被人体内部细胞吸收后，会使皮下深层组织温度升高，从而促进血液循环。 15． 反射 绝缘体 【详解】[1]光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，加载有信息的激光从光导纤维的一端射入，在光导纤维内壁上发生多次反射，从另一端射出，将信息传向远方。 [2]光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，光导纤维是由绝缘体制成的。 16．(1) 电磁 热 (2) 1.25h (3) 【详解】（1）[1]手机可以接收、发送电磁波，手机控制电热水器是通过电磁波控制传输信息。 [2]电热水器把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 （2）[1]水的质量 水吸收的热量 [2]需要消耗的电能 需要的加热时间 （3）此过程保温消耗的电能 总共消耗的电能 17．C 18．C 19．A 【解析】17．倒车时，倒车雷达发出超声波，超声波遇到障碍物反射回来，雷达根据接收到的超声波判断障碍物距离车尾的距离，从而发出警示。利用了声音可以传递信息的特点，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 18．A．电磁波可以传递信息和能量。无人机定位系统利用了电磁波可以传递信息，故A正确，不符合题意； B．根据平面镜成像特点可知，无人机在水中的像与它一样大，故B正确，不符合题意； C．给无人机水平直线飞行时，重力对它不做功，因为力与通过的距离垂直，故C错误，符合题意； D．LED灯是用半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。 故选C。 19．电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图A能说明这一原理，而图BD是电磁感应现象，图C是影响电磁铁磁性强弱的实验，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 20．(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 学科网（北京）股份有限公司 $