内容正文:
17.2电磁波及其传播
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.国家航天局发布消息,嫦娥五号轨道器于2021年3月15日13时29分成功进入日地L1点附近的周期轨道并开展后续任务,成为我国首颗进入日地L1点周期轨道的航天器,嫦娥五号向地面传输数据靠的是( )
A.红外线 B.电磁波 C.超声波 D.X射线
2.2021 年央视春晚小品《阳台》反映了疫情防控期间,小区居民居家抗疫守望相助的故事。节目中,社区主任使用无人机为居民送菜,若无人机运载的蔬菜所受的重力为G,竖直上升的距离为h,水平移动的距离为s。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.无人机飞行时是通过超声波控制的
B.无人机对蔬菜所做的功是 G(h+s)
C.无人机的电动机正常工作时,将电能主要转化为机械能
D.无人机匀速上升时,动能转化为重力势能,机械能守恒
3.关于电磁波,下列说法不正确的是( )
A.电磁波既能穿透物体,也能被物体反射
B.红外线、紫外线和可见光不是电磁波
C.电磁波既能传递声音信息,也能传递图象信息
D.电磁波既能在空气中传播,也能在真空中传播
4.寒假,小夏坐公交车回老家看望奶奶,下面是他在车上的所见所闻,其中不正确的是( )
A.看到路边的树向后退,是以公交车为参照物
B.突然向左侧倾斜,是因为公交车向左侧拐弯
C.前后扶手上的到站前下车提示开关是并联的
D.公交车的卫星定位系统靠电磁波传递信息的
5.关于中国空间站太空授课活动中,下列说法正确的是( )
A.在太空舱内,宇航员之间不可以直接进行对话
B.授课宇航员的声音是以声波的形式传播到地球上电视机前的人耳朵里
C.在太空舱外进行维护作业时宇航员之间可以面对面直接对话
D.在太空舱外进行维护作业时宇航员之间即使面对面,也要利用无线电进行对话
6.我国独立自主建立的北斗卫星定位系统,可提供全天候的及时定位服务。该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波说法正确的是( )
A.所有电磁波的频率相等
B.电磁波不能在玻璃中传播
C.在真空中,无线电波的传播速度小于光的传播速度
D.作为载体,电磁波频率越高,相同时间可以传输的信息越多
7.如图所示,将手机放进真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫真空罩中的手机,观察到手机接收到信号的指示灯不停闪烁,此实验现象说明电磁波( )
A.能快速加热食物 B.传播速度与光速相同
C.是周期性变化电磁场 D.能通过真空传播
8.如图所示是2024年4月25日我国发射神舟十八号载人飞船,下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空过程中,将动能转化为重力势能
B.飞船在太空中航行时,通过电磁波与地面控制中心通信
C.运载火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢比热容大
D.燃料燃烧越充分,热值越大
9.共享电单车作为一种环保出行的交通方式而越来越流行,人们可以通过手机扫码后的信号能触发电动单车将GPS锁打开,传输这种信号的载体是( )
A.电磁波 B.超声波 C.红外线 D.激光束
10.2024年5月12日是我国第16个全国防震减灾日,以下关于防震安全知识介绍不正确的是( )
A.地震发生时伴有超声波产生,可用于预警
B.地震能量以波的形式向外传播
C.电磁波的速度大于地震波的速度,从而实现预警
D.地震预警系统可自动快速生成预警信息,并利用电磁波发送至手机和电视等媒介
二、填空题
11.阅读短文,回答问题。
嫦娥工程
在嫦娥四号探月过程中,探测器搭载着“玉兔二号”月球车从距离月面15km处开始减速下降,经历了近700s的落月过程,实现人类探测器在月球背面首次软着陆,查阅资料知道:同一物体在地球上所受重力是月球上的6倍,月球表面昼夜温差极大,月球车以太阳能为能源,面对月球表面真空等极端环境仍能将勘测的信息传回地球。由于月夜温度极低(可达-183℃),电子设备无法正常工作,所以它将进入休眠状态,等到月昼来临,它将自主唤醒,进入工作状态。
如图甲,在反推发动机的“保驾护航”下,“嫦娥四号”探测器成功着陆月球。探测器还利用“鹊桥”中继星完成与地面的通信,如图乙。
(1)月球车通过________波将信息传回地球,月球车以太阳能为能源,太阳能电池板将太阳能转化为________能;
(2)关于“嫦娥四号”,下列说法中正确的是________。
A.减速垂直下降时机械能保持不变
B.夜晚科研观测拍照时利用了紫外线的热效应
C.减速垂直下降时反推发动机应向下喷气
D.为减小月球温差带来的影响,制作探测器舱的外壳应具有良好的导热性
(3)“玉兔二号”月球车质量为135kg,共有6个轮子,当月球车停在月球水平表面时,它受到的重力为_______N,若每个轮子与月球表面的受力面积为100cm2,则月球车对月球表面的压强为________Pa。(g地取10N/kg)
(4)白天月球车有时也利用储存在蓄电池里的能量进行工作,下表为月球车电池的一些参数,电池储存能量减少到10%时,月球车匀速返回充电,返回过程中受到的阻力为360N。月球车正常移动时的功率是_______W,剩余电池容量的80%用于克服阻力做功,为确保月球车能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为_________m。
输入电压
12V
运行模式
连续运动
电池容量
15A·h
正常移动速度
5cm/s
(5)图丙中图1是月球车的温度报警电路,电压U恒为12V,一个虚线框内为热敏电阻,另一个为电阻箱,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图2所示。报警电路要求:①输出电压随温度升高而增大;
②当输出电压≥8V时,便触发报警器(未画出)报警。图中热敏电阻应接在框________(选填“1”或“2”)内:要求环境温度为38℃时开始报警,则电阻箱应调至_______kΩ。
12.北京时间2024年4月3日06时56分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感四十二号01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.在火箭加速升空的过程中,卫星的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”);卫星升空后,是通过______与地面指挥中心进行联系的。
13.今年2月全国新型冠状病毒疫情十分严峻,为了尽可能避免交叉感染,全国首个测温5G警用巡逻机器人在广州设计制造成功,这款机器人有5个高清摄像头,可实现全景无死角监测,机器人利用______把实时拍摄的画面信息通过5G网络传输到监控中心,监控中心屏幕上的彩色画面是由红、______、蓝三种基本的色光按不同比例混合形成的。
14.我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星,于2020年6月成功发射并进入预定轨道,北斗系统将以更强功能服务全球,卫星通过________向地面传输信息。
15.一般的验钞机是利用______使钞票上的荧光物质发光的。电视机的遥控器通过发射______来实现对电视机的控制。有时不把遥控器对准电视机的控制窗口,而是对着墙壁按一下按钮。利用光的反射也可以控制电视机,请在上右画出该过程中的反射光路______。
三、综合题
16.近年来我国铁路事业迅猛发展,动车具有动力集中、提速快、效率高等特点(如图所示)。小菲在国庆节期间乘坐高速列车从北京到上海,列车时刻表如下:
站次
站表
到达时间
开车时间
里程
1
北京南
始发站
08︰00
0
2
济南西
09︰30
09︰32
406km
3
南京南
11︰46
11︰48
1023km
4
上海虹桥
12︰55
终点站
1318km
(1)列车由北京南到济南西的平均速度______km/h;(结果保留至整数)
(2)若小菲乘坐的高速列车长200m,途中穿过一条长度为2000m的隧道,列车以216km/h的速度匀速行驶,则列车全部都在隧道中的时间______min;
(3)11︰46分,高铁从南京南出发直至达到216km/h,然后以此速度做匀速运动,在出站到匀速运动过程中,高铁的动能逐渐______(增大、减小或不变);
(4)高铁上的旅客使用车内的WIFI信号属于______(声波、电磁波)。
17.2020年,我国快速控制了疫情,高速发展了科技。2020年7月23日,“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发升空。“天问一号”计划飞行约7个月抵达火星,并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面,开展探测任务。2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。2020年11月10日,随着“奋斗者”号有条不紊地布放,下潜、巡航、坐底、作业、上浮、回收创造了中国载人深潜的新纪录,在马里亚纳海沟成功坐底深度达10909米,2020年11月24日,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,此次嫦娥五号的发射实现了中国航天史上的五个“首次”;首次在月球表面自动采样,首次从月面起飞,首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接,首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球,首次样品的存储、分析和研究。
从文字中找一个与上述情景相关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:太阳帆板;
物理知识:太阳能转化为电能。
作答:物理信息:______ ;
物理知识:______。
18.我国歼-20安装了“中国心”。
(1)在第十三届中国国际航空航天博览会上,安装了国产涡扇10C发动机的歼-20像威龙咆哮着飞过天空。国产涡扇10C发动机是___________(选填“内燃机”或“电动机”),发动机的轰鸣声是由物体的___________产生的。具备高隐身性能的歼-20实现隐身性能目的的主要方式有两种,其一就是改变战机外形,从而减少雷达反射程度;其二就是为战机涂装特殊涂料,以此来___________(选填“吸收”或“反射”)雷达的电磁波,实现降低反射的效果,使雷达无法监测到它的存在;
(2)若歼-20满载质量为30t,轮胎与地面的接触面积为0.5m2,静止在水平地面时的压强约________Pa。歼-20优越的水平、垂直及小半径翻滚能力,将它的高机动性展示得淋漓尽致。当它跃升转弯时受到___________(选填“平衡”或“非平衡”)力;歼-20飞行时速达2.5倍音速,若以这样的速度水平飞行5min通过的路程为________m。
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《17.2电磁波及其传播》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
B
D
D
D
B
A
A
1.B
【详解】电磁波能传递信息,电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,卫星都是用电磁波传递信息的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.无人机飞行时是通过电磁波来控制的,故A错误;
B.无人机水平方向移动不做功,无人机对蔬菜所做的功是有用功为Gh。
C.无人机工作是将电能转化为电动机的动能从而带动螺旋桨转动,动能属于机械能,因此电动机正常工作时,将电能主要转化为机械能,故C正确;
D.由于无人机匀速上升,所以动能不变,重力势能增加,机械能不守恒,应该是电能转化为机械能,机械能增加,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.电磁波既能穿透物体,也能被物体反射,A正确,故A不符合题意;
B.红外线、紫外线和可见光都是电磁波,B错误,故B符合题意;
C.电磁波既能传递声音信息,也能传递图象信息,如电视的音频和视频,C正确,故C不符合题意;
D.电磁波的传播不需要介质,电磁波既能在空气中传播,也能在真空中传播,D正确,故D不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】A.看到路边的树向后退,树与公交车之间发生了位置的变化,是以公交车为参照物的,故A正确,不符合题意;
B.公交车向左拐弯,人由于惯性还要保持原来的运动状态,人会向右倾斜,故B错误,符合题意;
C.前后扶手上的到站前下车提示开关工作时互不影响,是并联的,故C正确,不符合题意;
D.公交车的卫星定位系统利用电磁波传递信息,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】A.在太空舱内有空气,声音可以在空气中传播,宇航员之间可以直接进行对话,故A错误;
B.授课宇航员的声音是通过电磁波传播到地球上电视机前的人耳朵里,故B错误;
CD.声音的传播需要介质,太空舱外没有空气,是真空,真空不能传声,在太空舱外进行维护作业时宇航员之间即使面对面,也要利用无线电进行对话,故C错误,D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.所有电磁波的波速是一定的,波长λ与频率f成反比,因此各种电磁波的波长是不相等的,故A错误;
B.可见光实质是电磁波,它能在玻璃中传播,因此电磁波能在玻璃中传播,故B错误;
C.无线电波和光分别是电磁波的其中一类,而所有电磁波的波速是一定的,在真空中,它们的传播速度相等,故C错误;
D.从信息理论角度分析可知:作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】将手机放进真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫真空罩中的手机,因为电磁波能通过真空传播,因此会观察到手机接收到信号的指示灯不停闪烁,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.B
【详解】A.火箭加速升空过程中,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,是将内能转化为动能和重力势能,故A错误;
B.电磁波可以传递信息,而且可以在真空中传播,飞船在太空中航行时,通过电磁波与地面控制中心通信,故B正确;
C.运载火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢的热值大,相同质量的液态氢和其它燃料相比,完全燃烧时可以放出更多的热量,故C错误;
D.燃料的热值只和燃料的种类有关,和燃烧状况无关,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】电磁波能够传递信息。人们可以通过手机扫码后的信号能触发电动单车将GPS锁打开,传输这种信号的载体是电磁波,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】A.地震发生时产生的是次声波,故A错误,符合题意;
B.地震发生会产生大量的能量,这些能量以波的形式向外传播,故B正确,不符合题意;
C.电磁波的速度远大于地震波的速度,所以我们能够先接收到电磁波传来的信息,从而实现预警,故C正确,不符合题意;
D.地震预警系统可根据地震发生时产生的次声波的强弱自动快速生成预警信息,并且用电磁波发送地震信息至手机和电视等媒介,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 电磁 电 C 225 3750 18 144 2 0.8
【详解】(1)[1]因为声音不能在真空中传播,电磁波可以在真空中传播,所以月球车是通过电磁波传向地球传递信息的。
[2]月球车的太阳能电池帆板能的量转化是将太阳辐射产生的太阳能转化为电能,以供应月球车使用。
(2)[3] A.探测器减速垂直下降时,动能减小,重力势能减小,所以机械能也减小,故A错误;
B.紫外线没有热效应,夜视仪是利用了红外线工作的,所以夜晚科研观测拍照时利用了红外线的热效应,故B错误;
C.反推发动机工作时向下喷射燃气,对燃气有向下的作用力,根据力的作用是相互的,喷出的气体给发动机一个向上的力使探测器减速,故C正确;
D.月球温差大,为了减小月球温差带来的影响,制作探测器舱的外壳应具有良好的隔热性,故D错误。
故选C。
(3)[4]因为同一物体在地球上所受重力是月球上的6倍,所以月球车停在月球水平表面时,它受到的重力为
[5]月球车对月球表面的压强
(4)[6]月球车匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡,牵引力等于阻力,即
根据
可知月球车正常移动时的功率
P=Fv=360N×0.05m/s=18W
[7] 电池储存能量减少到10%时,月球车匀速返回充电,此时的电量为
W=10%UIt=10%×12V×15A×3600s=64800J
剩余电池容量的80%用于克服阻力做功,则可供月球车行走的时间
为确保月球车能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为
s=vt=0.05m/s×2880s=144m
(5)[8]由题可知,热敏电阻和电阻箱串联在电源上,当环境温度是38℃时,热敏电阻的阻值是0.4kΩ,此时输出电压为8V,当环境温度超过38℃时,热敏电阻的阻值变小,输出电压超过8V,说明环境温度从38℃升高时,热敏电阻阻值变小,热敏电阻两端的电压变小,电阻箱两端的电压变大,即输出电压变大,故热敏电阻接在2位置,电阻箱接在1位置。
[9]当热敏电阻接在2位置,电阻箱接在1位置,环境温度是38℃,热敏电阻是0.4kΩ即
400Ω,此时电阻箱两端的电压是8V,因为串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和,所以热敏电阻两端的电压
U热=U-U电=12V-8V=4V
根据串联电路电流相等可得,电路中的电流
即
则电阻箱的阻值
R定=800Ω=0.8kΩ
12. 增大 电磁波
【详解】[1]在火箭加速升空的过程中,质量不变,速度和高度增加,动能和重力势能增大,则卫星的机械能增大。
[2]电磁波能够传递信息,卫星升空后,是通过电磁波与地面指挥中心进行联系的。
13. 电磁波 绿
【详解】[1]无线传输利用电磁波实现通信,所以机器人利用电磁波把实时拍摄的画面信息通过5G网络传输到监控中心。
[2]监控中心屏幕上的彩色画面是由光的三原色按不同比例混合形成的,即由红、绿、蓝三种基本色光组成。
14.电磁波
【详解】电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,卫星是通过电磁波向地面传递信息的。
15. 紫外线 红外线
【详解】[1]紫外线可以使荧光物质发光,钞票上某些位置用荧光物质印上标记,在紫外线下照射下识别这些标记,从而辨别钞票的真伪。
[2]电视机的遥控器通过发射一种不可见光——红外线,来实现对电视机的控制。
[3]根据平面镜成像的特点,物与像关于镜面对称,先做出电视机的像点,再连接像与遥控器,交于墙壁的点为入射点,再连接电视与入射点,标出方向,如下图所示:
。
16. 271 0.5 增大 电磁波
【详解】(1)[1]列车由北京南到济南西的时间
t=09︰30-8︰00=1h30min=1.5h
列车由北京南到济南西的路程为s=406km,列车由北京南到济南西的平均速度
(2)[2]列车的速度
v1=216km/h=60m/s
列车全部在隧道中的路程
s1=s隧道 -s车=2000m-200m=1800m
动车全部都在隧道中的时间
(3)[3]高铁从出站到做匀速运动,质量不变,速度逐渐增大,其动能也逐渐增大。
(4)[4]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的,WIFI信号属于电磁波。
17. 北斗系统创新融合了导航与通信能力 利用电磁波传递信息
【详解】[1][2]北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。说明电磁波可以传递信息。
18. 内燃机 振动 吸收 非平衡
【详解】(1)[1]国产涡扇10C发动机通过燃烧燃料来提供动力的,所以是内燃机。
[2]声音是由物体振动产生的,发动机的轰鸣声是由物体的振动产生。
[3]为了避免雷达接入到歼-20反射的电磁波被侦查到,可通过减少反射程度或吸收电磁波来隐身。
(2)[4]满载歼-20的重力
G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N
静止在水平地面时,对地面的压力大小等于自身的重力大小,所以对地面的压强
[5]跃升转弯时,运动状态是变化的,不是处于平衡状态,所以受到的是非平衡力。
[6]飞行5min通过的路程
s=2.5v声t=2.5×340m/s×5×60s=2.55×105m
学科网(北京)股份有限公司
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