20.3 跨学科：电磁波与信息技术 同步练习-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 1．2024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 2．关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（　　） A．我国建立的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的 B．光不能在弯曲的光纤中传播 C．核磁共振主要利用电磁波的能量特性工作 D．移动电话是利用电磁波传递信息的 3．关于光纤通信，下列说法正确的是（　　） A．光纤通信中的物质是光，不是电磁波 B．光纤通信与有线通信一样，都需要金属导线 C．光纤通信中使用的“导线”是光导纤维 D．光在光纤中是沿中轴线直线传播的 4．关于能源、信息与材料，下列说法错误的是（    ） A．电能是二次能源 B．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息 C．中央电视台与吉林电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同 D．若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由电阻引起的电能损耗 5．物理学对人类文明发展、社会进步起到了至关重要的作用。下列说法错误的是（　　） A．第一次工业革命使人类进入“机械化”时代，蒸汽机工作时将内能转化为机械能 B．第二次工业革命使人类进入“电气化”时代，电动机工作时将机械能转化为电能 C．第三次工业革命使人类进入“自动化”时代，电子设备中应用了大量半导体元件 D．第四次工业革命使人类进入“智能化”时代，远程驾驶系统利用电磁波传递信息 6．下列哪个是互联网不能实现的（   ） A．查阅资料、看新闻 B．购物、视频点播、聊天 C．远程教育、远程医疗 D．现金交易 7．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 8．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 9．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 10．对已学知识进行梳理总结是一种有效的学习方法，以下四个选项中。存在错误的是（　　） A． 物理仪器 原理 天平 杠杆的平衡条件 温度计 液体的热胀冷缩 电压表 磁场对电流的作用 B． 动物世界 物理知识 蝙蝠回声定位 超声波传递信息 鸭子的脚掌 减小压强 夏天狗大口喘气 加快汗液蒸发 C． 科学家 贡献 牛顿 光的色散 阿基米德 杠杆的平衡条件 道尔顿 证明原子的存在 D． 物理知识 研究方法 光纤 模型法 合力与分力 等效替代法 通过水流认识电流 转换法 二、填空题 11．在体育比赛中，要想把比赛实况进行全球转播，至少需要__________颗地球同步卫星。电视直播往往反应“迟钝”，是因为__________。若用月球作中继站，则信号至少延迟__________s。（地球与月球的平均距离是） 12．据潇湘晨报报道，南京导航软件被曝突然集体失灵，定位与实际“差十万八千里”。中国导航使用的是北斗卫星导航系统，它是使用___________（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭送北斗卫星升空的过程中，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；光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入在内壁上多次___________（选填“折射”或“反射”）后从另一端射出，这样就把信息传到了远方。 13．2025年2月11日，首枚长征八号A（又叫长征八号甲）运载火箭搭载互联网低轨02组卫星在海南文昌发射场发射，加速升空的过程中，卫星的机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。卫星是利用______（选填“电磁波”或“超声波”）将探测信息传递给地球上的控制团队的。 14．我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号乙”运载火箭，成功把“实践二十五号”卫星发射升空。 (1)卫星与地面指挥中心是通过_________进行联系的。 (2)发射火箭时，火箭向下喷出高温、高压燃气而升空，该现象可以说明物体间力的作用是_________的。 (3)发射火箭时，发射塔架下巨大的水池上方会升起大量“白雾”，“白雾”是水蒸气_________（填物态变化名称）形成的。 (4)火箭工作时，依次开启助推一级发动机、二级发动机和三级发动机，这些发动机均依靠电子点火器点火，这些电子点火器一定是_________（选填“串联”或“并联”）的。 15．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。 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．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。 18．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 19．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 20．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． 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 D C B B D C D D D 1．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。 2．D 【详解】A．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故A错误； B．光纤通信是以光在光纤中传播来通信的，光能在弯曲的光纤中靠反射而传播，故B错误； C．电磁波可以传递信息和能量，核磁共振主要利用电磁波的信息特性工作，故C错误； D．电磁波可以在真空中传播，移动电话是靠电磁波来传递信息的，故D正确。故选D。 3．C 【详解】A．光波也是一种电磁波，故A不符合题意； B．光纤通信的材料是光导纤维，故B不符合题意； C．光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”，故C符合题意； D．光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，并非沿中轴线直线传播，故D不符合题意。 故选C。 4．B 【详解】A．电能通常是由其他形式的能转化而来的，如火力发电是将煤炭等化石能源的化学能转化为电能，水力发电是将水的机械能转化为电能，所以电能是二次能源，故A正确，不符合题意； B．光纤通信是利用激光在光导纤维中传播来传递信息的，它可以传播声音、图像、数据等各种信息，故B错误，符合题意； C．电磁波在空气中的传播速度近似等于在真空中的传播速度。中央电视台与吉林电视台发射的电磁波在同一区域内传播，它们的传播速度相同，故C正确，不符合题意； D．超导材料的电阻为零，不会由于电流热效应而发热，若用超导材料制造输电线可大大降低输电线上的热损失，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A．第一次工业革命以蒸汽机为标志，人类进入“机械化”时代。蒸汽机工作时，将内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．第二次工业革命以电力广泛应用为标志，人类进入“电气化”时代。但电动机工作时是将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故B错误，符合题意； C．第三次工业革命以电子计算机、原子能等为标志，人类进入“自动化”时代，电子设备中大量使用半导体元件（如晶体管、集成电路），故C正确，不符合题意； D．第四次工业革命以人工智能、物联网等为核心，人类进入“智能化”时代，远程驾驶系统通过电磁波传递控制与感知信息，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．D 【详解】网络通信是以计算机为主体的现代通信模式，它可以实现很多功能，但网上购物等消费活动或经济往来，只能以信用卡银行划拨的方式进行，不能进行现金交易，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7．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。 8．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。 9．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。 10．D 【详解】A.天平是等臂杠杆，利用杠杆的平衡条件来测量物体质量；温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；电压表的原理是磁场对电流的作用，通过通电线圈在磁场中受到力的作用而发生偏转来测量电压，故A正确，不符合题意； B.蝙蝠利用回声定位是通过发出超声波并接收反射回来的超声波来确定物体的位置和距离，这是利用了超声波传递信息；鸭子脚掌宽大，是通过增大受力面积来减小对地面或水面的压强；夏天狗大口喘气，是通过加快呼吸，使空气流动加快，从而加快汗液蒸发来散热，故B正确，不符合题意； C.牛顿发现了光的色散现象；阿基米德得出了杠杆的平衡条件；道尔顿提出了原子论，证明了原子的存在，故C正确，不符合题意； D.光纤是利用光在光导纤维中反射来传递信息的，这里运用的是反射原理，而不是模型法；合力与分力是等效替代法；通过水流认识电流是类比法，而不是转换法。故D错误，符合题意。 故选D。 11． 3 电磁波的传播需要时间 2.53 【详解】[1]在地球的周围均匀地配置3颗地球同步卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。现在通过卫星电视，就可以把体育比赛进行全球转播。 [2]电视直播信号通过电磁波传递，电磁波虽然传播速度很快，但从地面发射到卫星，再由卫星转发回地面，需要一定时间，所以会反应 “迟钝”，原因是电磁波的传播需要时间。 [3]由题意可知，卫星信号从地球到月球，再返回地球的总路程为 电磁波的传播速度为 用月球作中继站，信号至少延迟的时间为 12． 电磁波 做功 反射 【详解】[1]卫星与地面站之间存在真空环境，而超声波的传播需要介质，无法在真空中传播；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此北斗卫星导航系统使用电磁波与地面站通信。 [2]改变物体内能的方式有做功和热传递。火箭外壳与空气摩擦时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使外壳温度升高，这是通过做功的方式改变外壳内能。 [3]光纤通信利用光导纤维传递信息，光从光导纤维的一端射入后，在其内壁上会发生多次反射，从而将信息从一端传到另一端，而非折射。 13． 增大 电磁波 【详解】[1]加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能增大，所以机械能增大。 [2]电磁波可以传递信息，且电磁波的传播不需要介质。太空中没有空气，卫星向地面传递信息利用的是电磁波。 14．(1) 电磁波 (2) 相互 (3) 液化 (4) 并联 【详解】（1）由于电磁波可以在真空中传播，电磁波传播速度快，传播范围广，所以卫星通信利用电磁波传递信息。 （2）发射火箭时，火箭向下喷出高温、高压燃气，由于力的作用是相互的，燃气对火箭产生向上的反作用力，推动火箭升空。 （3）高温燃气使水池中的水汽化形成水蒸气，水蒸气上升，遇到冷空气后，液化成小水滴，形成“白雾”。 （4）火箭工作时，依次开启助推一级发动机、二级发动机和三级发动机，则各级点火器在工作时，能独立工作，互不影响，所以是并联连接。 15．(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。 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 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 18．C 19．C 20．A 【解析】18．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。 19．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。 20．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。 学科网（北京）股份有限公司 $