内容正文:
《电磁波与信息时代》章复习
第十九章 电磁波与信息时代
沪粤版物理九年级下册
知识点梳理
电磁波与信息时代
电磁波
走进互联网
无线电广播
电视
卫星通信
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线
图像发射:摄像机→发射机→发射天线
①利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫卫星通信。三颗同步卫星几乎可实现全球通信
②组成:同步通信卫星、地面站和传输系统
图像接收:接收天线→接收机→显示器
接收:接收天线→选台和解调→扬声器
广播电视与通信
速度:c=3×108m/s
频率:f(Hz)
电磁波特征
电磁波的产生
迅速变化的电流
传递各种信息
电磁波传递信息
波长:λ(m)
波长、频率与波速间的关系:v= λf
电磁波的种类
发射:话筒→调制器→发射天线
利用有线与无线通信网络,将世界各地的计算机、手机、平板电脑等信息终端连接起来的全球性网络,我国网民人数居世界第一位。
知识提炼
一、电磁波
1.电磁波的产生:导线中_____的迅速变化会在空间激起(产生)电磁波。
电流
2. 电磁波传递信息:广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的 ,发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到,但它确实可以给我们传递各种信息。
电流
知识提炼
一、电磁波
3.电磁波波谱
(2)频率:波在1秒内传播波长的个数叫做波的______,用字母 f 表示。
单位:赫兹(Hz)、千赫(kHz)、 兆赫(MHz)
知识提炼
一、电磁波
4. 电磁波的特征
(1)波长 :在一列波的传播中,凸起的最高处叫做波峰;凹下的最低处叫做波谷。邻近两个波峰(或波谷)之间的距离叫做_______,用 λ 表示。
波长
单位:米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等。
(3)波速:用来描述波传播快慢的物理量叫做 ,用字母v表示。单位:米/秒(m/s)
频率
波速
(4)波长、频率与波速间的关系:波速= ___________
v= λf
知识提炼
5. 电磁波的传播
电磁波的传播 介质,电磁波 在真空中传播。
不需要
能够
6. 描述电磁波的物理量
(1)电磁波的波速(电磁波波速不变)真空中电磁波的波速为c,其数值大约为30万千米每秒(等于光速)。c=___________________=______________
2.99792458×108 m/s
3.0×108 m/s
(2)电磁波的频率
电磁波频率的单位是赫兹(Hz)。因为通常电磁波的频率都很高,所以常用的单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。
7.中国天眼(FAST):500m 口径球面射电望远镜,通过接收宇宙星球发射的电磁波进行宇宙探测,已发现 800 余颗脉冲星,奠基人是 “人民科学家”南仁东。
一、电磁波
知识提炼
一、电磁波
电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的________。
9.无线电波:电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分。波长从几毫米到几千米,通常把无线电波分成几个波段:长波、中波、短波、微波等。
10.电磁波的应用
(1)_____________:用于广播、电视和移动电话。
(2)________:家电的遥控器。
(3)_______:可用来加热食品。
(4)_______:可用来灭菌、验钞。
(5)_______:医学上用来做透视检查。(6)_________:可用来金属探伤。
8.电磁波家族
电磁波
无线电波
红外线
红外线
紫外线
X射线
γ射线
易错点剖析——误解电磁波的产生条件
核心方法
1.只有迅速变化的电流才会产生电磁波;
2.恒定直流电不会产生电磁波。
误区:认为只要有电流,就会产生电磁波。
例如:开灯瞬间、雷电、手机信号发射,都是电流突变→产生电磁波。
交变电流、电流突然通断、振荡电流等。
核心方法
易错点剖析——搞反波长、频率、波速的关系
误区:电磁波频率越高,速度越快;波长越长,频率越高。
波长、频率与波速间的关系:v= λf
1. 同种介质中,波速c不变;
2.波长与频率成反比:频率越高→波长越短;频率越低→波长越长;
3.波速只由介质决定,和频率、波长无关。
典型例题
1.(2025秋·山阳县期末)2026年1月7日,我国自主研发的灵鹊150无人机完成首飞。地面指挥中心的操控人员向无人机发送飞行指令,指挥中心与无人机之间的信息传递是利用( )
A.超声波 B.红外线 C.紫外线 D.电磁波
地面指挥中心的操控人员向无人机发送飞行指令,指挥中心与无人机之间的信息传递是利用电磁波来传递信息的。
B
变式训练
我国的北斗卫星能够精细导航,它使用的定位卫星与地面间的信息传递利用的是( )
A.红外线 B.电磁波 C.超声波 D.光纤
解:地面指挥中心的操控人员向无人机发送飞行指令,指挥中心与无人机之间的信息传递是利用电磁波来传递信息的。
B
2.(2025·安州区模拟)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量调大。取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收电磁波信号
D.收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音
典型例题
将导线的一端与电池的负极相连,另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,这样会损伤电池
收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速接触而产生的电流变化,即电磁波。
D
解:导线中电流的迅速变化能在周围的空间中产生电磁波。
不能听到咔嚓声,是因为金属对电磁波有屏蔽作用。
故答案为:电磁波;不能;屏蔽。
变式训练
如图,取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”
的声音,这个现象反映了迅速变化的电流能在周围的空间中产生________。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中,进行同样的操作,_______(选填“能”或“不能”)听到咔嚓声,这说明密闭的金属容器能_________电磁波。
电磁波
不能
屏蔽
4.(2025·滕州市模拟)如图是一台收音机的屏板,当在FM段波段时,向右调指针(图中黑块),所接收到的电磁波( )
A.波速变大,波长不变
B.波速不变,波长变小
C.波速不变,波长变大
D.波速变小,波长变小
典型例题
B
不同频率的电磁波在空气中的传播速度不变
波速不变,频率越高,波长越短
向右调指针,波的频率变大
变式训练
无人机收到遥控器发出的845MHz的电磁波信号后,开始竖直上升,此过程的“s—t”关系如图甲所示。无人机所拍视频用5.8×109Hz的电磁波信号传输回地面。结合图乙,以下正确的是( )
A.遥控器发射电磁波的频率大于传输视频电磁波的频率
B.两种电磁波都是无线电波
C.两种电磁波在真空中的传播速度不相等
D.在0一t1阶段,无人机所受的合力不为零
解:A、遥控器发射电磁波的频率为845MHz=8.45×108Hz,传输视频电磁波的频率为5.8×109Hz,所以遥控器发射电磁波的频率小于传输视频电磁波的频率,故A错误。B、无线电波是指频率在1012Hz以下的电磁波,845MHz和5.8×109Hz都在无线电波的频率范围内,所以两种电磁波都是无线电波,故B正确。C、所有电磁波在真空中的传播速度都相等,都等于光速c=3×108m/s,故C错误。D、在0一t阶段,由“s一t”图像可知,无人机做匀速直线运动,物体做匀速运动时,合力为零,所以无人机所受的合力为零,故D错误。故选:B。
B
变式训练
图1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连接成图2电路,则( )
A.通过R1的电流比R2的电流小
B.波长为540nm的光比红光的频率高
C.R1的功率比R2的功率小
D.波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快
解:AC.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AC错误;
B.根据图表可知,红光的频率在622~760nm之间,根据c=λf,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B正确;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。
B
知识提炼
二、广播电视与通信
1.电磁波与广播电视
无线电广播信号的发射——广播电台
________——把声音信号转换成电信号
________——把音频电信号加载到高频电流上
_______——产生电磁波并发射到空中,由收音机接收
_______——接收各种各样的电磁波
_______——选出特定频率的信号
_______——把音频电信号转换成声音
信号的接收与还原——收音机
话筒
调制器
天线
天线
调谐器
扬声器
知识提炼
2.电磁波与广播电视
电视信号的发射
_______——把图像变成电信号
_______——把电信号加载到频率很高的电流上
_________——将高频信号发射到空中
__________——把图像信号取出并放大
_________——还原成图像
________——接收包含声、像信息的高频信号
_________——将微弱音频信号放大并输出
电视信号的接收
摄像机
发射机
发射天线
接收天线
电视机
显示器
音频放大
二、广播电视与通信
知识提炼
3、电磁波与卫星通信
由于微波大致沿直线传播,所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站.通常每隔50 km左右就要建设一个微波_______,把上一站传来的信号处理后,再发射到下一站去.要想使信号传递的距离越远那么需要的_________就越多。
缺点:微波传送距离越远,需要建立的中继站就越多, 势必会带来一定的麻烦。而且在遇到雪山、大洋,根本无法建立中继站。
中继站
中继站
(1)微波通信的优缺点:
优点:微波通信的频率高,传播信息容量大,且中继站用计算机监督控制。出现故障时能自动倒换,自动报警,节约了人力资源。
二、广播电视与通信
(2)电磁波与卫星通信
知识提炼
在地球的周围均匀地配置3颗地球静止卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。
卫星通信的优点:远距离传递信息;通信容量大;干扰小、质量好、功效高
二、广播电视与通信
知识提炼
广播、电视、移动电话信号传递的异同
二、广播电视与通信
易错点剖析——电磁波家族分类张冠李戴
核心方法
1.电磁波大家族(全是电磁波):
2.微波(微波炉)≠无线电波;超声波是声波,属于机械波,根本不是电磁波!
误区:① 可见光不是电磁波;② 微波炉用无线电波;③ 超声波属于电磁波。
无线电波→微波→红外线→可见光→紫外线→X 射线→γ 射线;
易错点剖析——将“声波应用”误归为电磁波应用
核心方法
1.声波(超声波、次声波)需介质传播,电磁波无需介质,无线通信必用电磁波!
手机、蓝牙、WiFi、卫星导航→电磁波(真空 / 空气中均可传播);
2.倒车雷达、声呐、B 超→超声波,只能在介质中传播,绝不能用于太空通信。
选项中出现 “手机用超声波通信”“声呐是电磁波应用” 均为错误。
误区:①手机通信靠超声波;②倒车雷达用电磁波;③声呐探测是电磁波的应用。
典型例题
1.(2025秋·通州区期末)如图所示,阳光下的男孩通过蓝牙信号(一种短距离的无线电波)将耳机与手机连接,开始听音乐。关于其中的电磁波,下列说法正确的是( )
A.阳光不属于电磁波
B.人耳听到的声音是一种电磁波
C.手机蓝牙信号属于电磁波
D.电磁波在空气中的传播速度是340m/s
C
阳光属于电磁波
声音是机械波
电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s
小明在元旦晚会中用到了无线话筒,下列相关说法中正确的是( )
A.声音信号采用光纤传输
B.电磁波可以被玻璃罩屏蔽
C.信号传输速度大于光速
D.电磁波可以在真空中传播
解:A、声音信号利用电磁波来传递,故A错误;
B、电磁波不可以被玻璃罩屏蔽,故B错误;
C、信号传输速度等于光速,故C错误;
D、电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故D正确。
故选:D。
变式训练
D
典型例题
2.(2025秋·周村区期末)电磁波在生活中有着广泛应用,下列实例不是应用电磁波的( )
A.用微波炉加热食物
B.用验钞机检验钱币真伪
C.用车载导航系统进行导航
D.用倒车雷达预警提示辅助倒车
D
微波是一种电磁波
检验钱币利用的是紫外线的荧光作用,紫外线是一种电磁波
雷达预警辅助倒车利用的是超声波进行回声定位
变式训练
如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情景。这种能穿透身体的射线是( )
A.红外线 B.可见光
C.紫外线 D.X射线
解:CT影像技术利用X射线具有超强的穿透能力。
故选:D。
D
典型例题
3.(2025春·海珠区校级月考)我们生活在电磁波的海洋中。如图是电磁波家族,关于电磁波及其相关知识,珠小乖同学做了以下四个笔记,其中说法错误的是( )
A.无线电波和可见光都属于电磁波
B.红外线在真空中传播的速度是340m/s
C.X射线与无线电波在空气中传播的速度大小相同
D.可见光的波长比无线电波的要短
B
红外线是一种电磁波,电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s
可见光的频率高于无线电波的频率,波速一定,波长和频率成反比,所以可见光的波长要比无线电波的短
变式训练
使用蓝牙耳机接听手机来电,电信号传输示意图如图,蓝牙通信的电磁波广蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波长
C.在真空中传播速度为340m/s
D.在真空中传播速度与手机通信的电磁波一样
解:A:蓝光属于可见光,而蓝牙通信的电磁波是无线电波,不是蓝光,所以A错误。
B:由电磁波的波速、波长和频率的关系c=λf(c是波速,λ是波长,f是频率)可知,波速一定时,频率越高,波长越短。蓝牙通信的电磁波频率在2.4-2.48×109Hz,手机通信的电磁波频率为0.8-0.9×109Hz,蓝牙的频率比手机通信的电磁波的频率要高,所以蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短,B错误。C:电磁波在真空中的传播速度约3×108m/s,而不是340m/s,所以C错误。D:蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波,所有电磁波在真空中传播速度相同,都约为3×108m/s,所以D正确。故选:D。
D
三、电磁波与信息技术
知识提炼
1. 互联网:利用有线与无线通信网络,将世界各地的________、手机、平板电脑等信息终端连接起来的全球性网络,我国网民人数居世界第一位。
2. 互联网的应用:浏览网页、网上学校(如国家教育资源公共服务平台)、网络通信(文字聊天、语音或视频传输、电子邮箱)、物联网(万物互联,实现智能化生活)。
3. 物联网:将周边物品通过网络连接,实现人与物的_________和通信,应用场景包括智能家居、物流跟踪、博物馆扫码讲解等。
4. Wi-Fi 技术:通过______路由器发射无线电波形成无线局域网,实现设备无线联网;信号强度受放置位置、电磁干扰等因素影响。
5. 改善家庭 Wi-Fi 信号的方法:调整路由器位置和天线方向、远离电磁干扰设备、加装____________等。
计算机
信息交换
无线
信号增强器
变式训练
关于网络通信,下列说法正确的是( )
A.目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件
B.电子邮件在目前只能传递文字,不能传递照片、语音或其他信息
C.从网上只能收发电子邮件,却查不到其他资料,因此上网是有局限性的
D.上述说法都是错误的
解:AD.目前从们已经很频繁的使用网络通信,如电子邮件,是最常用的通信方式之一,故A正确,D错误;
B.电子邮件即可以传递文字,也能传递照片、语音或其他信息,故B错误;
C.从网上即可以收发电子邮件,也能通过网页等方式查找其他资料,故C错误。
故选A。
A
变式训练
关于网络通信,下列说法正确的是( )多选
A.电子邮件是人们经常使用的网络通信形式
B.目前电子邮件只能传递文字,不能传递照片、语音或其他信息
C.从网上只能收发电子邮件,查不到其他资料,因此上网是有局限性的
D.在网络上可以实现资源共享
解:A.电子邮件是人们经常使用的网络通信形式 ,电子邮件是网络通信的常见方式广泛用于个人和商业沟通,故A正确;
B.现代电子邮件支持附件功能,可传输图片、音频、文档等多种格式文件,故B错误;
C.互联网不仅支持电子邮件,还可浏览网页、搜索资料、使用社交媒体等,功能远不止于此,故C错误;
D.资源共享是互联网的核心功能之一,例如文件传输、云存储、在线协作等,故D正确。
故选AD。
AD
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