第十七章电磁波与现代通信同步练习 -2025-2026学年苏科版物理九年级下册

第十七章电磁波与现代通信 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于能源、信息和声音，下列说法正确的是（　　） A．5G通信是利用电磁波传递信息的 B．核能、风能、水能、太阳能都属于不可再生能源 C．“悦耳动听”指的是乐音的音调高 D．禁止燃放烟花爆竹，是在传播过程中减弱噪声 2．如图所示是宇航员在空间站生活和工作的场景。宇航员在空间站内可直接对话，但王亚平在“太空授课”进行天地对话时，必须借助电子通讯设备才能进行通话，原因是（　　）    A．太空中噪声太大 B．太空是真空，不能传声 C．用通讯设备对话可以增加声音响度 D．空间站密封再严也不能阻挡超声波的传递 3．目前世界上共有四个卫星导航系统，为了国家安全和更好地服务全球，我国自主研发的卫星导航系统的命名是（　　） A．天宫 B．嫦娥 C．北斗 D．神舟 4．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 5．2025年央视春晚以一场前所未有的科技盛宴，让全球观众领略了中国科技创新的无限魅力。在这场盛大的文化与科技交融的舞台上，宇树人形机器人、峰飞航空eVTOL载人飞行器、赛力斯M9汽车灯光变化以及无人机灯光秀等尖端科技轮番登场，为观众呈现了一场视觉与科技的双重盛宴。如图所示是无人机水平飞行过程中，机上悬挂小球的细线向左偏，且小球与无人机保持相对静止，不计空气阻力，则在飞行过程中（    ） A．小球的机械能一定增大 B．小球的运动状态保持不变 C．无人机导航系统通过电磁波接收定位信号 D．若剪断细线，小球将向左下方运动 6．如图所示，光在玻璃纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外包层的分界面时，均要发生反射，而不发生折射，从而使光在不断的反射中沿内层玻璃心向远处传播。当增大入射光线AB的入射角时，下列说法错误的有（　　） A．光线CD的入射角将增大 B．点D将要向右侧移动 C．信息传输所需时间更少 D．∠BCD将减小 7．利用光导纤维在一定时间内可以传输较大量的信息，这是因为光波的（　　） A．波长长 B．波速快 C．频率高 D．看得见 8．宇航员在月球上传递信息是利用（　　） A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．激光 9．2021年2月12日，国家航天局发布了我国首次火星探测任务天问一号探测器火星捕获过程影像，展示了探测器靠近火星和点火制动时的震撼画面。天问一号向地球传递信息利用的是（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．紫外线 10．关于声现象，下列说法中正确的是（　　） A．闹市中关紧门窗，可以在声源处减弱噪声 B．公路旁安装隔音墙是为了在传播路径上减弱噪声 C．人们能够辨别不同乐器所发出的声音，主要依据音调的不同 D．电磁波可以在真空中传播，声音也可以在真空中传播 二、填空题 11．北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。如图所示，火箭高速升空时，机械能将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；飞船升入太空后利用___________（填“超声波”或“电磁波”）传递信息。    12．相同时间内5G通信传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，5G信号的传播速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）4G信号的传播速度。5G信号______（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 13．到陌生的地方旅游时，只要用手机打开导航APP，手机导航立马就能提供旅游线路，手机上显示的线路图像信息是通过___________（选填“声波”或“电磁波”）来传递的。利用手机听取，根据声音的___________（选填“音调”“响度”或“音色”）就能判断出是哪位歌手。 14．“5G”手机传递信息的载体是频率更高的___________（选填“超声波”或“电磁波”）；某手机壳是用软橡胶制成的，可以___________摩擦，防止手机脱手。 15． (1)纪念币的直径为 ______cm； (2)如图乙所示电磁波频率为 ______Hz； (3)单相电能表转了1800圈，消耗的电能是 ______J； (4)丁图电阻箱的读数是 ______。 三、综合题 16．传感技术 (1)电磁应用 ①话筒（动圈式麦克风）的工作原理：电磁感应现象，把声音转换为______。 ②扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受力运动，把电流转换为______。 ③电话的工作原理：在话筒中将声音转换为强弱变化的电流，再在扬声器中将强弱变化的电流还原成声音，即振动→变化的______→______。 (2)传感技术 ①在技术上，声、光、热、力等信息都可以转换为______信号。实现这些转换的器件，叫作______。 ②应用：传感器在自动控制领域及日常生活中有广泛的应用。 17．请根据材料、回答下列问题： 红外测温仪 红外线测温仪与传统的水银湿度计相比，具有使用方便、非接触、可很快测出体温的优点。 在自然界中，一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射又被称为红外线，是电磁波的一种，电磁波波速c、波长λ和频率f之间的关系是λ=cf，物体的红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，上图是一款医用红外测温仪的原理图，图中（1）为红外温度传感器，它将检测导的人体辐射的红外辐射能量转换成电信号，转换后的电信号被发送到主控制CPU中进行处理。红外传感器里又滤光片，主要截断可见光和近红外的辐射，减轻了环境光和太阳光对传感器的干扰。图中（2）为超声波传感器，用来测量红外温度传感器到人体间的距离。图中（3）为环境温度传感器，用来测量周围背景的环境温度，其测量结果用于超声波传播速度的精准计算，同时其测量结果也用于对红外温度进行补偿。图中（4）为主控芯片，可以很快处理大量的数据。图中（5）为PC机，它将记录好的实验数据经过分类整理后输入到MATLAB计算科学软件中，进行BP神经网络训练，然后通过训练好的网络对采集到的红外数据进行处理，得到与真值更为接近的补偿值。最终的补偿结果将显示在LCD屏幕上。当显示温度过高或者过低时，系统发出警报，蜂鸣器报警。 （1）有人担心红外测温仪的红外线对人体伤害，与遥控器发出红外线机理__________选填（“相同”或“不同”），红外测温仪利用的是人体自身发出的红外线，而不是体温枪自身发出的，因此它是对人体没有伤害的。 （2）人体的正常温度在36~37℃之间，放射的红外波长约9~13μm，在此区间人体放射的红外线的频率范围约为___________Hz。 （3）如图是红外温度传感器中的部分原理示意图，其中电源两端电压保持不变，R是热敏电阻，其阻值随可测温度的升高而减小，定值电阻为保护电阻；被测温度较高时，显示仪的示数也会变大。关于该部分测温原理，下列分析正确的是__________。 A．显示仪是由电流表改装成的 B．显示仪是由电压表改装成的 C．被测温度越高，电阻两端的电压越小 D．被测温度越高，通过热敏电阻的电流越小 18．2025年央视春晚的舞台上，舞蹈《秧BOT》大放异彩，16个机器人“福兮”身穿花坎肩，手持手绢，以整齐划一的秧歌舞步赢得了观众的喝彩（如下图）。结合所学知识，某学习小组开展了“机器人研究”实践活动。下表是机器人“福兮”的一些参数。 电池工作电压 60V 电池容量 15A·h 报警电流 10mA 额定功率 500W 单脚脚底面积 300cm2 总质量 45kg （一）研究项目一：机器人感知系统 为了实现智能感知和精确动作控制，人形机器人包含视觉、听觉、触觉、力觉、温度、距离、平衡觉共七大感知系统。 (1)机器人的测温系统是通过接收物体表面辐射出来的_____来测温的（选填“红外线”或“紫外线”）； (2)机器人进行图像处理的芯片以及温度感知系统中的热敏元件都是由_____材料制成的（选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）； (3)视觉感知系统应用了3D激光。3D激光遇到障碍物后，在障碍物表面发生_____（选填“反射”或“折射”），激光_____（选填“属于”或“不属于”）电磁波。 （二）研究项目二：机器人运动系统 (4)从稳定性的角度解释为什么机器人呈半屈膝状态：_____； (5)电动机是机器人各关节的核心动力装置，下列图中能说明其工作原理的是_____。不同关节的电动机之间是_____联连接（选填“串”或“并”）； (6)已知“福兮”表演时的平均功率为500W，不计能量损失，可以持续表演_____min。 （三）研究项目三：机器人保护系统 为了避免机器人在执行搬运任务时因所受压力过大而损伤，设计了如图甲所示的负重过载保护电路，图中电源电压为，为压敏电阻，其阻值随机器人所受压力变化的图像如图乙所示。当报警器（电阻不计）通过的电流超过报警电流时就会报警，并放弃执行搬运任务，从而避免机器人受损伤。 (7)闭合开关，当机器人的负重增大时，压敏电阻两端的电压将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）； (8)闭合开关，当机器人的负重为200N时就会报警，则滑动变阻器接入电路的电阻是__________Ω。若滑动变阻器的滑片不动，当机器人的负重为100N时，电路中的电流是_____； (9)机器人长时间工作后，为了减轻其最大负重，图甲的电路可以做哪些改变？请任写一点：_____。 学科网（北京）股份有限公司 《第十七章电磁波与现代通信》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C B C D C A A B 1．A 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，5G通信是利用电磁波来传递信息的，故A正确； B．风能、水能、太阳能，能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；而核能短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，故B错误； C．“悦耳动听”，说明声音好听，指的是音色好，故C错误； D．禁止燃放烟花爆竹，这是在声源处减弱噪声，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】宇航员在空间站内可直接对话，但在进行天地对话时，必须借助电子通讯设备才能进行通话，是因为太空中没有空气，电磁波能在真空中传播，而声音不能在真空中传播，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．C 【详解】我国正在实施的自主研发、独立运行的卫星导航系统为北斗导航系统。 故选C。 4．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。 5．C 【详解】A．由图可知，小球受到非平衡力的作用，运动速度会发生变化，由于不能确定无人机的飞行方向，无法判断小球是加速还是减速；小球的机械能包括动能和重力势能，由于小球与无人机相对静止且水平飞行，高度不变，动能变化，小球的机械能不守恒，但不能确定是增大还是减小，故A不符合题意； B．小球的运动状态由其速度大小和方向决定，虽然小球与无人机保持相对静止，但无人机水平飞行过程中细线向左偏，说明小球受到了非平衡力的作用，其运动状态发生了改变，故B不符合题意； C．无人机导航系统通常是通过接收卫星发射的电磁波信号来进行定位和导航的，故C符合题意； D．若剪断细线，小球由于具有水平方向的速度，且只受重力作用，所以小球将做平抛运动，但不能确定是向左还是向右运动，故D不符合题意。 故选C。 6．D 【详解】AD．在光的反射现象中，反射角等于入射角，当入射角增大时，反射角也随着增大。由图示知，上下两个外包层的反向面是平行的，所以任何一个入射角增大，其它入射角也随着增大，同时反向角也增大。即光线CD的入射角增大，BC的入射角增大，CD的反射角增大，∠BCD将增大，故A正确，不符合题意，D错误，符合题意； BC．由于光线BC的反射角增大，则在上面外包层上的入射点向图示中的C点的右侧移动，同理D点也向右侧移动，玻璃纤维的长度一定时，反射次数会变少，传递信息的时间变少，故BC正确，不符合题意。 故选D。 7．C 【详解】因为光波的频率高，所以光导纤维在一定时间内可以传输较大量的信息，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．A 【详解】由于月球上没有空气，所以宇航员在月球上传递信息是利用电磁波，故A符合题意，BCD不符合题意 故选A。 9．A 【详解】电磁波的传播不需要介质，火星探测器传递信息利用的是电磁波。故选A。 10．B 【详解】 A．闹市中关紧门窗，可以在传播过程中减弱噪声，故A错误； B．隔音墙可以有效阻挡声音传播，公路旁安装隔音墙是可以在传播途径上减弱噪声，故B正确； C．不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不同，所以能够辨别不同乐器所发出的声音，故C错误； D．电磁波可以在真空中传播，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故D错误。 故选B。 11． 增大 电磁波 【详解】[1]火箭在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，火箭的机械能增大。 [2]电磁波的传播不需要介质，飞船升入太空后利用电磁波传递信息。 12． 等于 能 【详解】[1]4G和5G都是利用电磁波传递信息的，电磁波在空气中传播的速度是相同的，所以5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度； [2]电磁波可以在真空中传播，所以5G信号能在真空中传播。 13． 电磁波 音色 【详解】[1]手机是人们常用的通讯工具，它传递信息依靠的是电磁波，手机既能发射电磁波也能接收电磁波，手机导航是利用电磁波进行定位和导航的。 [2]音色是由发声体本身决定的，不同的发声体，其音调和响度可能相同，但音色一般不同；因此听歌时，很容易分辨出是哪个人的声音，这主要是根据声音的音色来判断的。 14． 电磁波 增大 【详解】[1]手机、电视、移动通信设备都是通过电磁波传递信息的，故“5G”手机传递信息的载体是频率更高的电磁波。 [2]增大摩擦的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度，手机壳用软橡胶制成是为了增大接触面粗糙程度来增大摩擦，防止手机脱手。 15．(1)1.50 (2) (3) (4)7804 【详解】（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是1mm,即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与2.00cm刻度线对齐，右侧与3.50cm刻度线对齐，所以纪念币的直径为 （2）因为c=3×108m/s，由题可知 λ=3cm=0.03m 所以电磁波频率为 （3）单相电能表转了1800圈，消耗的电能是 （4）该电阻箱的示数为 16．(1) 电流 声音 电流 振动 (2) 电 传感器 【详解】（1）[1]动圈式麦克风的工作原理是电磁感应现象，当声音引起膜片振动时，与膜片相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，把声音转换为电流。 [2]扬声器中有通电线圈，当电流通过线圈时，线圈在磁场中会受到力的作用而运动，进而带动纸盆振动发出声音，所以把电流转换为声音。 [3][4]电话的工作过程是：在话筒里，声音引起的振动使线圈运动产生强弱变化的电流；在扬声器里，强弱变化的电流使线圈受力运动，还原成振动，所以是振动→变化的电流→振动。 （2）[1][2]在技术领域，声、光、热、力等信息形式多样，不便于统一处理和传输。而电信号具有容易传输、便于放大、调制等优点。传感器就是一种能够将非电信号（如声、光、热、力等信号）转换为电信号的器件。例如，光敏传感器可以将光信号转换为电信号，当有光照射时，传感器内部的元件特性改变，从而产生相应的电信号，所以声、光、热、力等信息都可以转换为电信号，实现这些转换的器件叫作传感器。 17． 不同 2.3×1013~3.3×1013 B 【详解】（1）[1]红外线测温仪的工作原理是将人体的红外线热辐射聚焦到检测器上，检测器会把辐射功率转换为电信号，电信号在被补偿环境温度之后，以温度的单位来显示，红外线测温仪并不是对人体发出红外线，而是接收身体发出的红外线热辐射，对身体和眼睛没有伤害，而遥控器是直接发出红外线，实现对用电器的遥控，所以机理是不同的。 （2）[2]人体放射的红外波长约9×10-6m~13×10-6m，光在真空或空气中的传播速度约为3×108m/s，人体放射的红外线的频率约为 即频率范围约为2.3×1013~3.3×1013Hz。 （3）[3]AB．根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联，所以显示仪为电压表，故A错误，B正确； CD．被测温度越高，R是热敏电阻，其阻值随可测温度的升高而减小，所以R的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据U=IR可知，电阻R0两端的电压变大，故CD错误。 故选B。 18．(1)红外线 (2)半导体 (3) 反射 属于 (4)降低了重心 (5) B 并 (6)108 (7)变小 (8) 400 9 (9)将滑动变阻器的阻值适当向a端滑动 【详解】（1）红外线有热效应，一切物体都在向外辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强。红外测温系统就是利用这一性质制成的，通过被动吸收目标的辐射能量，从而测量出物体的温度数值。 （2）导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称作半导体。很多半导体具有特殊的电学性能。机器人进行图像处理的芯片以及温度感知系统中的热敏元件都是由半导体材料制成的。 （3）[1]人眼能够看到物体是因为光在物体粗糙不平的表面发生漫反射，向各个方向的反射光线进入眼睛被感知。与此类似，3D激光遇到障碍物后，在障碍物表面发生反射，反射光线再被机器人的视觉感知系统感知。 [2]光是一种电磁波，激光也属于电磁波。 （4）采用半屈膝状态行走方式的机器人重心更低， 还可以有效降低与地面接触的那条腿的弯曲程度，在面临晃动的情况下，这种行走方式能防止侧翻，更好地维持身体的稳定性。 （5）[1]A.图为探究电磁感应现象，利用这一原理可制成发电机，故A不符合题意； B.图为探究通电导体在磁场中受力的作用，利用这一原理可制成电动机，故B符合题意。 故选B。 [2]机器人不同关节的电动机是相互独立工作的，因此这些电动机之间是并联关系。 （6）由机器人“福兮”的参数表，所用电池的电能为 以500W的平均表演功率，不计能量损失，可以持续表演时间为 （7）根据图乙中图像，当机器人的负重增大时，压力增大，压敏电阻的电阻减小。由图甲电路知，压敏电阻与报警器组成串联电路，根据串联电路的电压知识，压敏电阻的电阻减小时，其两端的电压将变小。 （8）[1]当机器人的负重为200N时，由图乙中图像读出，压敏电阻的阻值为 报警器的报警电流为，当电路电流为报警值时，电路中的总电阻为 因报警器的电阻不计，根据串联电路的知识，滑动变阻器接入电路的电阻为 [2]由图乙中图像知，压敏电阻的电阻与所受压力成一次函数关系，设 代入(10N，145Ω)和(200N，50Ω)解得，，即 当机器人的负重即时，压敏电阻的电阻 根据串联电路的知识，电路中总电阻为 根据欧姆定律，电路中的电流为 （9）因报警器的报警电流不变，则当电流为报警值时，电路总电阻不变；要使机器人最大负重减轻，即压力减小，则压敏电阻增大，应该使滑动变阻器接入电路的电阻减小，则应将滑动变阻器的滑片P适当移向a端滑动。 学科网（北京）股份有限公司 $