第二十一章电磁波及其应用 单元练习- -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第二十一章电磁波及其应用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．现在很多汽车都具有可以远程启动的功能，其指令信息传递依靠（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．光导纤维 2．近年来我国在科技和工程领域取得了许多成就。下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信号 B．“夸父一号”卫星使用太阳能电池板获取能量，太阳能是不可再生能源 C．国内AI大模型DeepSeek的后台高算力芯片是由超导体材料制成的 D．隐身战斗机歼-35A在飞行的过程中燃油的热值会减小 3．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 4．新能源汽车的自动驾驶技术中，常用5G技术、高精度地图、激光雷达传感器等多种技术手段实现车辆的精准定位，从而保证车辆准确行驶。下列说法中不正确的是（　　） A．汽车搭载的北斗导航系统通过电磁波向汽车发送信息 B．5G芯片是利用半导体材料制成的 C．激光雷达传感器的定位原理基于发射激光并接收反射信号 D．新能源汽车给电池充电时将化学能转化为电能 5．“一箭五星”2025年1月20日18时11分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号37~40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。各地雷达监测站即时向指挥中心传递火箭运行信息。下列有关说法不正确的是（　　） A．运载火箭应选用热值大的燃料 B．各地雷达监测站利用电磁波向指挥中心传递信息 C．火箭向下喷气获得推力与内燃机的做功冲程相似 D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量不守恒 6．2025年蛇年春晚舞台上，周深与胡安·迭戈·弗洛雷兹合作的《山鹰和兰花花》，将陕北民歌的苍茫深情与安第斯山鹰的旷远高亢交织，让唢呐的激越与排箫的空灵共鸣，生动诠释了“各美其美，美美与共”的文化哲学。下列有关说法正确的是（　　） A．歌手唱出歌声是由于空气振动产生的 B．现场观众听到声音是靠空气传播的 C．太空宇航员利用超声波接收春晚信号 D．观众通过声音的响度来分辨乐器 7．下列数据最符合实际的是（　　） A．拿起一颗葡萄的力约为5N B．甲型H1N1流感病毒的长度约为1cm C．人的正常体温约为36.8℃ D．无线电波在空气中的传播速度约为340m/s 8．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是（    ） A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波 9．小宇家住马路边，傍晚收看电视节目，当马路上有汽车经过时，有时在电视屏幕上会出现雪花点或水平亮线，这种现象是由于下列哪种原因造成的(        ) A．汽车发出的声波对电视的影响 B．汽车的内燃机对电视的影响 C．汽车中的电路变化产生的电磁波对电视的影响 D．电视台自身的原因 10．下列有关声音和电磁波的说法，正确的是（　　） A．声音是由物体振动产生的，音调越高，响度越大 B．安装噪声监测仪可以根治噪声污染 C．声波和电磁波的传播都需要介质 D．手机是利用电磁波传递信息的 二、填空题 11．______的变化会激起电磁波。 12．无线电广播信号的发射由广播电台完成，话筒把播音员的声音信号转换为电信号，然后用调制器把音频电信号加载到_________上，再通过_________产生电磁波并发射到空中。 13．智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图）的部分参数： 参数名 电源电压/V 最大负重/kg 提升重物最大高度/m 机器人车轮直径/cm 充电功率/W 数据 48 12.5 0.6 10 2.5 (1)“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过______来传递信息。在阳光充足的时候，“小i”可以通过“晒太阳”将______能转化为电能 (2)如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图像如图丙所示，图乙中触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱的阻值至少应为______Ω；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱的阻值适当______（选填“增大”或“减小”）。 14．我国正在研制的新一代具有全向隐身性能的战机已多次成功试飞。 (1)新一代战机在转弯飞行的过程中，战机受力______（选填“平衡”或“不平衡”）。加油机为战机加油时，两机保持相同速度匀速水平飞行，则重力势能减小的是______（选填“加油机”或“战机”），战机的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)新一代战机具有全向隐身性能，是指战机对______（选填“肉眼”或“雷达”）隐身。战机自身携带的探测装置可以产生电磁波，电磁波是通过迅速变化的______（选填“电阻”或“电流”）产生的。若探测装置的电功率为110kW，某次试飞消耗的电能为55度，则该探测装置工作的时间为______min。 (3)图中一系列圆为该战机在高空匀速水平飞行的过程中，经过不同位置时产生的声波在某时刻所到达的位置，可判断该战机水平向______（选填“左”或“右”）飞行。已知圆A的半径为1100m，圆B的半径为500m，AB两圆圆心间的距离为1080m，则该战机的飞行速度为声速的______倍。 15．电磁波的传播不需要______，它可以在______中传播，电磁波在真空中的传播速度为______m/s。真空中电磁波的波速为c，设波长为λ，频率为f，它们之间的关系式为______。 三、实验题 16．微波炉是人们用来加热食品的常用厨具。微波是一种高频电磁波，它能穿透陶瓷、玻璃、耐热塑胶等材料。微波炉使用的微波频率为2450MHz。 (1)为了用电安全，微波炉应该使用______（选填“两脚”或“三脚”）插头。 (2)用微波炉加热饭菜时，应选用______（选填“不锈钢”“铁”或“玻璃”）容器来加热，加热过程中将______能转化为内能。 (3)小明想知道微波炉的热效率，他用电能表（如题图所示）、温度计等工具进行了如下实验： A．在杯中装入质量为m的冷水，测出水的初温为； B．把杯子放进微波炉，并选择高温挡； C．______； D．将微波炉定时器旋转到两分钟的位置，同时记录电能表指示灯在这段时间内闪烁的次数n； E．加热结束后，迅速测出水的末温t。 ①以上实验中，还缺少一个步骤C，请你补上这个步骤：______。 ②电能表指示灯闪烁一次，用电器消耗的电能______J。 ③微波炉的热效率的表达式为______（用字母表示，水的比热容为c）。 四、综合题 17．“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天览明月”出自唐代伟大诗人李白的《宣州谢朓楼饯别校书叔云》，诗句不仅表达了古人对登月的无限憧憬和浪漫情怀，也反映了人类对探索未知世界的渴望和勇气。随着科技的进步，这些梦想最终变为了现实，人类成功登上了月球，迈出了探索宇宙的重要一步。对登月感兴趣的小明进行了以下专题研究。 (1)运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于___________；地面指挥和实时通信是利用___________波完成的。 (2)若返回舱质量为3000kg，在着陆过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s，求返回舱在这段时间内平均速度及重力做的功；（g取10N/kg） (3)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为，求它对水平地面的压强。 18．2025年春晚人形机器人舞蹈节目深受好评。 (1)人形机器人行走时，以舞台为参照物，它是______（选填“运动”或“静止”）的，脚底安装橡胶垫增大了与地面的______，防止打滑；机器人质量为48kg，站立时与地面的接触面积为600cm²，则它对水平地面的压强为______Pa。（g取） (2)人形机器人通过______（选填“电磁波”或“超声波”）与后台控制中心进行通信，机器人关节处的伺服电机工作时，利用______（选填“通电导体在磁场中受力运动”或“电磁感应”）原理将电能转化为机械能：人形机器人充满电后锂电池容量为864Wh，表演时平均功率为200W，可连续工作______h。 19．2024年12月，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心顺利升空，成功将通信技术试验卫星十三号送入预定轨道。此次任务的长征三号乙运载火箭总质量约为460t，其中偏二甲肼燃料的质量约为170t。在火箭的起飞阶段，发动机推力可达，在120s内可飞行至60km的高空。（已知偏二甲肼的热值约为，g取10N/kg） (1)卫星十三号属于地球同步卫星，在投入使用后，相对地球______（填“运动”或“静止”）；卫星十三号可以通过______向地球传递信息； (2)起飞阶段推力做功的功率为多少？ (3)起飞阶段发动机的效率约为60%，此阶段消耗偏二甲肼的质量大约为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 《第二十一章电磁波及其应用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B D D B C D C D 1．B 【详解】现在很多的汽车都具有可以远程启动的功能，其指令信息的传递依靠电磁波；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，北斗卫星定位系统正是利用电磁波来传递定位和通信信号的，故A正确； B．太阳能可以从自然界源源不断地获取，属于可再生能源，故B错误； C．AI芯片的核心材料是半导体材料，超导体材料目前仅在特定科研场景使用，故C错误； D．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，因此燃油在飞行过程中热值不会减小，故D错误。 故选A。 3．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。 4．D 【详解】A．汽车搭载的北斗导航系统是通过电磁波向汽车发送信息的。北斗卫星导航系统通过卫星发射广播信号，车载终端接收后转换成定位数据，从而实现定位和导航功能，故A正确，不符合题意； B．5G芯片是利用半导体材料制成的。芯片的原料是晶圆，其成分是硅，硅是典型的半导体材料，经过一系列复杂的工艺制成芯片，故B正确，不符合题意； C．激光雷达传感器的定位原理是基于发射激光并接收反射信号。它通过发射激光束，然后测量激光从发射到被反射回来的时间，结合光速等信息来计算出物体与传感器之间的距离，从而实现对周围环境的感知和定位，故C正确，不符合题意； D．新能源汽车给电池充电时，是将电能转化为化学能储存起来；而电池放电时，才是将化学能转化为电能，为车辆提供动力，故D错误，符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．运载火箭应使用热值大的燃料，与其他燃料相比，在燃烧同样质量的燃料的情况下，可以释放更多的热量，故A正确，不符合题意； B．电磁波可以在真空中传播，各地雷达监测站利用电磁波向指挥中心传递信息，故B正确，不符合题意； C．火箭向下喷气获得推力时内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相似，故C正确，不符合题意； D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，机械能转化为内能，但能量是守恒的，故D错误，符合题意。 故选D。 6．B 【详解】A．歌手唱出歌声是由于声带振动产生的，故A错误； B．声的传播需要介质，固体、液体和气体都可以传声，现场观众听到的声音是靠空气传播的，故B正确； C．真空不能传声，故超声波不能在真空中传播，太空宇航员是利用电磁波接收春晚信号的，故C错误； D．发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同，故观众是通过声音的音色来分辨乐器的，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．一颗葡萄的质量约为5g，重力约为 因此拿起一颗葡萄的力约为0.05N，故A不符合题意； B．病毒尺寸通常在纳米级，约为10~40nm，远远小于1cm，故B不符合题意； C．人体正常体温范围约36℃~37℃，36.8℃符合实际，故C符合题意； D．无线电波（电磁波）速度为，340m/s是声速，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】光纤通信是利用激光（属于电磁波的一种）在光导纤维中传输信息，次声波、超声波属于声波，水波是机械波，这三者都无法在光纤中作为信息传输的载体。故ABC都不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．C 【详解】电视是通过电磁波接收节目信息的，所以电视屏幕上出现雪花点或水平亮线，这种现象是由于电磁波受到了干扰而造成的，选项中的：声波、内然机不会对电磁波有任何影响，而如果是电视台的原因，可能节目中断；结合电磁波产生的原因：变化的电流可以激起电磁波，所以产生雪花点或水平亮线原因是汽车中的电路变化产生的电磁波干扰了电视机接收的电磁波而造成的，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A．声音由物体振动产生，但音调（由频率决定）和响度（由振幅决定）是声音的两个独立特性，音调高不代表响度大，故A错误； B．噪声监测仪仅能监测噪声的强弱，无法根治噪声污染，故B错误； C．声波的传播需要介质，但电磁波可以在真空中传播（无需介质），故C错误； D．手机是利用电磁波传递信息的，故D正确。 故选D。 11．电流 【详解】根据电磁学知识，当电流迅速变化时，会在周围空间产生变化的电场和磁场，从而激起电磁波。即电流的变化会激起电磁波。 12． 高频电流 天线 【详解】[1][2]话筒把播音员的声音信号转化为电信号，但音频信号频率较低，不利于远距离传输，所以要用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波并发射到空中。 13．(1) 电磁波 太阳/光 (2) 81 减小 【详解】（1）[1]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。 [2]太阳能电池板将太阳能转化为电能。 （2）[1]“小i”承受的最大压力 由图丙可知，当F=125N时，压力传感器的阻值R=15Ω由得，电路总电阻 电阻箱R0接入的最小阻值 [2]由于电源电压和触发电动机停止工作的电流不变，根据可知，电路总电阻不变，要减轻“小i”的最大负重，即减小其承受的压力，由图像可知压力传感器的阻值将增大，所以由电阻的串联可知，应将电阻箱R0的阻值适当减小。 14．(1) 不平衡 加油机 增大 (2) 雷达 电流 30 (3) 左 1.8 【详解】（1）[1]新一代战机在转弯飞行的过程中，战斗机的方向发生了变化，处于非平衡状态，战机受力不平衡。 [2][3]加油机为战机加油时，两机保持相同速度匀速水平飞行，加油机和战斗机的速度不变，高度不变，加油机质量减小，战斗机质量增大，则重力势能减小的是加油机；战斗机的质量增大，动能和重力势能都增大，战机的机械能增大。 （2）[1]新一代战机具有全向隐身性能，是指战机对雷达隐身；战斗机能够吸收雷达发射的电磁波，避免被雷达捕获。 [2]变化的电流能够产生变化的磁场，电磁波是通过迅速变化的电流产生的，战机自身携带的探测装置可以产生电磁波。 [3]若探测装置的电功率为110kW，某次试飞消耗的电能为55度，则该探测装置工作的时间为 （3）[1]由于声波是以战机产生声波的位置为圆心向外传播的，在相同时间内，圆的半径越大说明该位置产生声波越早；从图中可以看到右侧圆的半径较大，左侧圆的半径较小，这意味着战机先在右侧位置产生声波，后在左侧位置产生声波，所以战机水平向左飞行。 [2] 设战机飞行的时间为t，声速为v声，战机飞行速度为v机；圆A的半径，根据，则声波从战机在对应A圆心位置产生到图中状态传播的时间 圆B的半径，声波从战机在对应B圆心位置产生到图中状态传播的时间 战机从A到B飞行的时间 AB两圆圆心间的距离为1080m，战机从A到B飞行的时间 由以上两式可得 该战机的飞行速度为声速的1.8倍。 15． 介质 真空 【详解】[1][2]电磁波的传播不需要介质，这是电磁波与机械波（如声波，需要空气、水等介质传播）的重要区别。它可以在真空中传播，比如太阳光（属于电磁波）能从宇宙空间传到地球，就是在真空中传播的。 [3]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，这个速度和光在真空中的速度相同，因为光本身就是一种电磁波。 [4]真空中电磁波的波速为c，波长为λ，频率为f，它们之间的关系式为c=λf，即波速等于波长乘以频率，通过这个公式，已知其中两个量就能求出第三个量。 16．(1)三脚 (2) 玻璃 电 (3) 关闭其他用电器 1125 【详解】（1）大功率用电器外壳需要接地，以确保安全，因此电磁炉应使用三脚插头； （2）[1][2]微波是一种高频电磁波，它能穿透陶瓷、玻璃、耐热塑胶等材料，因此用微波炉加热饭菜时，应选用玻璃容器来加热；加热过程中将电能转化为内能； （3）[1]实验步骤中漏掉的步骤是：在步骤C前加关闭其他用电器； [2]电能表指示灯闪烁一次，用电器消耗的电能； [3]水吸收的热量为，消耗得电能为， 故微波炉的效率为： 。 17．(1) 喷出的燃气对火箭的反作用力 电磁 (2)； (3) 【详解】（1）[1]根据物体间力的作用是相互的规律，火箭向下喷出燃气时，燃气会给火箭一个向上的反作用力，这就是火箭升空的动力。 [2]真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，因此地面和航天器的通信依靠电磁波。 （2）由可得，返回舱的平均速度为 由可得，返回舱的重力为 由可得，重力所做的功为 （3）返回舱静止在水平地面上，此时压力大小等于返回舱重力大小，即 由可得，根据压强公式 18．(1) 运动 摩擦力 (2) 电磁波 通电导体在磁场中受力运动 4.32 【详解】（1）[1]机器人行走时相对舞台的位置发生改变，因此以舞台为参照物，它是运动的。 [2]橡胶垫增大了接触面粗糙程度，从而增大了脚底与地面的摩擦力，防止打滑。 [3]水平地面上压力等于重力，即 接触面积为 它对水平地面的压强为 （2）[1]无线通信依靠电磁波传递信息，因此机器人用电磁波和后台通信。 [2]伺服电机属于电动机，工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能。 [3]工作时间 19．(1) 静止 电磁波 (2) (3) 【详解】（1）[1]卫星十三号属于地球同步卫星，在投入使用后，卫星十三号与地球间的相对位置不变，相对地球静止。 [2]电磁波的传播不需要介质，卫星十三号可以通过电磁波向地球传递信息。 （2）火箭在120s内飞行的距离 起飞阶段推力做的功 起飞阶段推力做功的功率 （3）消耗的偏二甲肼完全燃烧放出的热量 由得，消耗的偏二甲肼的质量 学科网（北京）股份有限公司 $