专题27 电磁波及其应用（模型与方法）（全国通用）2026年中考物理一轮复习讲练

专题27 电磁波及其应用 ( 模型破解 拆解步骤，突破思维壁垒 …………………………………………………… …… ………… 01 ~ 21 模型 0 1. 电磁波的产生与传播 ………………… 01 模型0 7 . 移动电话 ……………………………… 11 模型02. 波速、波长和频率 ……… …………… 03 模型0 8 . 广播、电视和移动电话信号传递的异同 …………………………………………………… 12 模型03. 电磁波的应用 ………………………… 05 模型 09 . 调制、调谐和解调 ……………………… 14 模型04. 电磁波谱 ……………………………… 07 模型1 0 . 卫星通信 ……………………………… 16 模型05. 无线电信号的收发 …………………… 08 模型1 1 . 微波通信 ……………………………… 17 模型0 6 . 电视信号的收发 ……………………… 10 模型1 2 . 光纤通信 ……………………………… 19 模型演练 实战强化，提升应用能力 …………………………………………………… …… ………… 22 ~ 71 ) 模型01.电磁波的产生与传播 ( 标志： 题目出现 电磁波的产生与传播的情形 。 技巧： 1. 电磁波的产生 ‌‌ 核心条件 ‌ ： ‌ 迅速变化的电流 ‌ 会在周围空间产生电磁波。 ‌ 稳定电流（如直流电） ‌ 不会 ‌ 产生电磁波。 实例说明 ‌ ： 打开或关闭收音机附近的电路时，收音机会发出 “ 咔咔 ” 声，说明有电磁波产生。广播电台、手机、 Wi-Fi 路由器等设备内部都有能产生高频振荡电流的电路，从而发射电磁波。 ‌ 简 记 ‌ ： ‌ “迅速变化的电流→电磁波” ‌‌ 。 2. 电磁波的传播 ‌‌ ‌ 无需介质： 不需要 介质 ‌ ， 电磁波可以在 ‌ 真空中传播 ‌ ，且传播速度等于光速， 为 ‌ c =3× 10 8 m /s ‌ 。 ‌ 实验验证： 月球上无空气，但宇航员可通过电磁波通信；手机放在真空罩内仍能接收信号 。 ‌ 简 记 ‌ ： ‌ “真空中能传，速度是光速” ‌‌ 。 ) 【例1】关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A.只要电路中有电流通过，就会有电磁波产生 B.水波和声波是自然现象，而电磁波是人造现象 C.只要有大小或方向迅速变化的电流，周围就会有电磁波产生 D.只有收音机可以接收到电磁波 【答案】C 【解析】AC.电磁波产生的条件是要有迅速变化的电流，这个迅速变化的电流包括电流大小的变化、电流方向的变化以及电流大小和方向都发生变化，如果电路中的电流大小和方向都不发生变化，即使电路中有电流，也不会产生电磁波，故A错误，C正确。 B.闪电会在瞬间产生很大的电流，能产生电磁波，所以电磁波也可以是一种自然现象，故B错误。 D.收音机、电视机、手机等都能够接收到电磁波，故D错误。 故正确选项为C。 【变式1-1】雷雨天气，小李在家收听广播节目，她发现收音机发出“嚓嚓”的声音，下列说法正确的是（ ） A.小李能听到“嚓嚓”声是因为空气可以传播电磁波 B.收音机发出“嚓嚓”声是因为收音机接收到了打雷时产生的电磁波 C.交替变化的电磁波在空间的传播，就是声波 D.以上均错误 【答案】B 【解析】A.收音机发出的“嚓嚓”声经空气传播到小李耳中，被她听到，故A错误。 B.雷电是一种瞬间的放电现象，打雷时会产生电磁波，这种电磁波被收音机接收了，所以收音机发出“嚓嚓”的声音，故B正确。 C.交替变化的电磁场在空间的传播，就是电磁波，故C错误。 故正确选项为B。 【变式1-2】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_________。 【答案】介质；真空；3×108；c=λf 【解析】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。 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。 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。 【变式1-3】小梁学习小组用真空罩装置进行了以下探究。如图甲所示，当真空罩中的空气被逐渐抽出时，他们发现闹铃的声音会________，于是推理得出声音的传播需要介质；如图乙所示，小组成员将一手机放在几乎为真空的真空罩内，然后给手机打电话，结果手机有“来电显示”，这充分说明电磁波_______（填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】逐渐变小；能 【解析】当真空罩中的空气被逐渐抽出时，空气变稀薄，闹铃的声音会逐渐变小。 如图乙所示的实验手机有“来电显示”，是因为电磁波能传递信号。在几乎为真空的真空罩内，手机能接收到电磁波从而有“来电显示”，这充分说明电磁波能在真空中传播。 模型02.波速、波长和频率 ( 标志： 波速 c 、波长 λ 和频率 f 之间的关系。 技巧： 基本关系： 电磁波的波速 c 、波长 λ 和频率 f 满足公式： c = λf ​ ‌ 波速 c ‌ ：在真空中恒为光速，即 3×10 8  m/s ； 波长 λ ‌ ：单位为米（ m ） ； ‌ 频率 f ‌ ：单位为赫兹（ Hz ）。 由于波速固定，波长 λ 与频率 f 成反比关系： ‌ 频率越高，波长越短；频率越低，波长越长 ‌ ‌ 。 理解物理意义： 不同频率 的电磁波（如无线电波、可见光、X射线）在真空中 传播速度相同 。 频率由波源决定，传播过程中不变； 当介质改变时，波速和波长会变，但频率保持不变 ‌ 。 ) 【例2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（ ） A.λ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B.人眼可以看到波长为5.70×10-7m的电磁波 C.相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D.由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【答案】Ｄ 【解析】A.电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、λ射线等，故A正确，不符合题意； B.由图可知，可见光的光谱在400nm~700nm之间，波长为5.70×10-7m=570nm，在可见光的光谱范围之内，所以人眼可以看到波长为5.70×10-7m的电磁波，故B正确，不符合题意； C.红外线显著的作用是热作用，相比紫外线，红外线更容易被物体吸收，转化为物体的内能，故C正确，不符合题意； D.由图可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在相同条件下的波速是相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-1】我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（ ） 项目 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014 A.5G频段的电磁波比4G的波长更短 B.真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快 C.可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D.家中电视机遥控器利用紫外线遥控 【答案】A 【解析】A.由图可知，电磁波的频率越高，波长越短。5G频段的电磁波比4G的频率要高，则5G频段的电磁波比4G的波长更短，故A正确； B.真空中5G频段的电磁波和4G的传播速度一样快，均为3×108m/s,，故B错误； C.由图可知，可见光中，紫光的频率比红光的频率高，故C错误； D.家中电视机遥控器利用红外线遥控，故D错误。 故选A。 【变式2-2】科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，降低血糖水平。该红光的波形图如图所示，已知OA=AB=BC=CD=335nm，则该红光的波长为________nm，合_________m。 【答案】670；6.7×10-7 【解析】波长指的是振动一个完整周期时，在传播方向上移动的距离。在图像上，波长为OB的长度，即： λ=OA+AB=2×335nm=670nm=6.7×10-7m 【变式2-3】如图所示为“鹊桥二号”中继星工作示意图，用于保障嫦娥六号在月球背面与地球通信。 （1）信息传递依靠的是________波； （2）若信号频率为2.5 GHz，则其波长为________m； （3）与直接用地面天线通信相比，使用中继星的主要优势是？ 【答案‌】（1）‌电磁‌；（2）‌0.12‌；（3）‌月球背面无法直接与地球建立通信链路，中继星可实现信号中转，保障连续通信‌ 【解析‌】（1）真空中唯一能传信息的波是电磁波； （2） （3）考查实际应用场景理解，强调“通信盲区”与“中继”作用。 故答案为：（1）‌电磁‌；（2）‌0.12‌；（3）‌月球背面无法直接与地球建立通信链路，中继星可实现信号中转，保障连续通信‌。 模型03.电磁波的应用 ( 标志： 电磁波应用渗透于 ‌ 通信、医疗、生活及科研 ‌ 等多个核心领域 。 技巧： ‌ 建立 “ 波段 — 典型应用 ” 对应关系： 无线电波 ‌ ：通信、广播、电视信号传输。 微波 ‌ ： WiFi 、蓝牙、卫星通信、雷达、微波炉加热。 红外线 ‌ ：遥控器、测温枪、夜视仪、烤灯理疗。 可见光 ‌ ：照明、成像、光纤通信。 紫外线 ‌ ：杀菌消毒、验钞、促进维生素 D 合成。 X 射线 ‌ ：医学影像（如 CT ）、工业探伤。 γ 射线 ‌ ：肿瘤放疗、食品灭菌、核探测 。 ) 【例3】（2025年陕西省初中学业考题）如图所示，是搭载热成像仪和实时图像传输器的防火巡查无人机。其搭载的热成像仪通过物体辐射的___________（选填“红外线”或“紫外线”）检测林场温度并形成图像，图像传输器利用__________（选填“超声波”或“电磁波”）将这些图像传输给操作终端。 【答案】红外线；电磁波 【解析】物体时刻对外辐射红外线，无人机搭载的热成像仪通过物体辐射的红外线检测林场温度并形成图像。 电磁波能传递信息，且能在真空中传播，图像传输器利用电磁波将这些图像传输给操作终端。 【变式3-1】（2025年广西初中学业考题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过________波传递全世界。该波________（选填“能”或“不能”）在空气中传播。 【答案】电磁；能 【解析】电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能传递信息，太空中是真空环境，所以激动人心的画面是通过电磁波传遍全世界的。 电磁波的传播不需要介质，它能在真空中传播，也能在空气中传播。 【变式3-2】（2025年甘肃省兰州市中考题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟二十号载人飞船进入预定轨道后，与空间站“天和核心舱”成功对接。下列分析正确的是（ ） A.火箭加速升空的过程中，机械能保持不变 B.航天员从地面到达空间站后惯性减小 C.空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的 D.飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站是运动的 【答案】C 【解析】A.火箭加速升空的过程中，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，故机械能增大，故A错误； B.惯性大小取决于物体的质量，而质量是物体的属性，不随位置的改变而变化，故航天员的质量不变，从地面到达空间站后惯性大小不变，故B错误； C.声音不能在真空中传播，空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的，故C正确； D.飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站的位置没有变化，是静止的，故D错误。 故选C。 【变式3-3】（2025年重庆市初中学业水平暨高中招生考试试题）如图所示，是中国首架太阳能氢能混合动力固定翼无人机在重庆明月湖顺利升空的情境。下列说法正确的是（　　） A.无人机升空过程中相对于地面静止 B.无人机使用氢燃料是因为氢的热值小 C.无人机导航系统是靠电磁波传递信息 D.机翼靠下表面弯曲上表面较平获得升力 【答案】C 【解析】A.无人机在升空过程中，其相对于地面的位置在不断改变，所以无人机相对于地面是运动的，故A错误； B.无人机使用氢燃料是因为氢的热值大。相同质量的氢燃料完全燃烧放出的热量比其它燃料多，这样可以为无人机提供更多的能量，故B错误； C.电磁波可以在真空中传播，并且传播速度快，无人机导航系统靠电磁波传递信息，能够实现远距离、快速、准确的通信，故C正确； D.机翼靠上表面弯曲、下表面较平的形状，使得空气流过机翼上表面的流速大，压强小；流过下表面的流速小，压强大。从而在机翼上下表面产生压强差，获得向上的升力，故D错误。 故选C。 模型04.电磁波谱 ( 标志： 按照电磁波的波长或频率顺序排列的谱系 。 技巧： 电磁波谱包括： 无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、伽马（ λ ）射线。 记忆口诀： 吴红光，治死马。大到小，频率反。 注释： ① 吴 - 无，无线电波；红 - 红外线；光 - 可见光；治 - 紫，紫外线； 死 -X ，X射线；马- λ 射线。 ②“ 大到小 ” ，即波长从大到小的顺序； “ 频率反 ” ，即频率大小的顺序与波长相反。 ) 【例4】电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、λ射线等，其中，波长最长的是___________，频率最高的电磁波在真空中传播的速度为________m/s。它们与人类生活息息相关，例如：电视机的遥控器是利用_________来工作的，某电台发射的电磁波波长为3m，其频率是________MHz。电磁波具有能量，密闭的金属容器对电磁波有____________。 【答案】无线电波；3×108；红外线；屏蔽作用 【解析】在电磁波家族中，按波长由大到小的顺序排列：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、λ射线，所以波长最长的是无线电波。 所有电磁波在真空中的传播速度都是3×108m/s。 电视机遥控器发出的光是红外线，遥控器是利用红外线来传递遥控信息进行遥控的。 电磁波波速、波长和频率的关系式为c=λf，变形后可得频率： 实验证明，密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。 故答案为：无线电波；3×108；红外线；屏蔽作用。 【变式4-1】电磁波是个庞大的“家族”。医院里做检查用的X射线________“家族”成员，“B超”信号________“家族”成员。（选填“属于”或“不属于”） 【答案】属于；不属于 【解析】电磁波是一个庞大的“家族”，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于电磁波。医院里做检查用的X射线是电磁波的一种，所以X射线属于电磁波“家族”成员。 “B超”是利用超声波来工作的，超声波是频率高于20000Hz的声波，声波不属于电磁波，因此“B超”信号不属于电磁波“家族”成员。 【变式4-2】紫外线按波长大小可分为多个子波段如图，其中EUV段可用于制造芯片，则EUV（ ） A.不是电磁波 B.波长大于紫光 C.波长可能为110nm D.传播速度比无线电波大 【答案】C 【解析】AD.紫外线和无线电波都是电磁波，EUV段属于紫外线，所以EUV是电磁波，传播速度与无线电波相同，故AD不符合题意； BC.由图可知，EUV的波长在10~124nm，则EUV波长可能为110nm，紫光的波长在400~430nm，所以EUV波长小于紫光，故B不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式4-3】2025年4月24日，第十个“中国航天日”的主题“海上生明月，九天揽星河”寓意全世界全人类共享同一片浩瀚星空，发布了中法联合研制的中法天文卫星（SVOM)的首批科学成果和嫦娥八号的国际载荷合作清单等： （1）嫦娥八号月球车在月面行驶时受到月球的引力比在地球时小，所以惯性减小。这种观点_______（选填“正确”或“错误”），因为___________________________________________________________。 （2）中法合作的天文卫星（SVOM）主要用于监测伽马射线暴（射线）等宇宙极端现象，伽马射线（射线）是频率极高的电磁波，它在真空中的传播速度________（选填“大于”、“等于”或“小于”）可见光的传播速度；SVOM卫星在环绕地球的轨道上运行时，若所受外力突然消失，它将保持______________状态。 【答案】（1）错误；见解析；（2）等于；匀速直线运动 【解析】（1）这种观点错误，因为惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体所受的引力大小无关。嫦娥八号月球车在月面行驶时，质量不变，所以惯性不变。 （2）伽马射线是频率极高的电磁波，可见光也是一种电磁波，因此伽马射线在真空中的传播速度等于可见光的传播速度，所有电磁波在真空中的传播速度都是3×108m/s。 SVOM卫星在环绕地球的轨道上运行时，若所受外力突然消失，根据牛顿第一定律，它将保持原来的运动状态，即匀速直线运动状态。 模型05.无线电信号的收发 ( 标志： 无线电信号的收发 包括 ‌ 发射 ‌ 和 ‌ 接收 ‌ ，其基本原理基于电磁波的产生、调制、传播与解调 。 技巧： 1. 无线电信号的发射过程 ① 产生载波 ‌ ： 发射机中的 ‌ 振荡器 ‌ 产生高频交变电流，形成高频电磁场。 ) ( ② 调制信号 ‌ ： 将声音、图像等信息通过 ‌ 调制技术 ‌ （如调幅 AM 、调频 FM ）加载到高频载波上，使载波随信息变化 。这一过程相当于把信息 “ 搭载 ” 到无线电波上。 ③ 信号放大与发射 ‌ ： 调制后的高频信号经 ‌ 功率放大器 ‌ 增强后，由 ‌ 天线 ‌ 以电磁波形式向空间辐射出去。 例如，广播电台将语音信号调制到特定频率（如 FM 98.5 MHz ），通过发射塔发送。 2. 无线电信号的接收过程 ① ‌ 接收电磁波 ‌ ： 接收设备的 ‌ 天线 ‌ 捕获空间中的电磁波，并将其转换为微弱的高频电信号。 ② 调谐选频 ‌ ： 通过 ‌ 调谐器 ‌ 选择所需频率的信号，过滤掉其他无关电磁波（如旋转收音机旋钮选台）。 ③ 解调还原 ‌ ： 将选中的高频信号进行 ‌ 解调 ‌ ，从中提取出原始的声音或图像信息。 ④ ‌ 信号放大与输出 ‌ ： 解调后的信号经放大后驱动扬声器或显示器，还原为人类可感知的形式。 ) 【例5】如图甲所示的是无线电广播信号的________过程，其中元件A是_______；如图乙所示的是无线电广播信号的________过程，其中元件B是________。 【答案】发射；话筒；接收；扬声器 【解析】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成音频电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线发射到空中，元件A是话筒。 无线电广播信号的接收由接收天线完成，然后经过放大、解调，还原为音频电信号，送入扬声器，引起纸盆相应的振动，就可以还原声音，元件B是扬声器。 【变式5-1】关于天线，下列说法正确的是（ ） A.只能发射电磁波信号 B.只能接收电磁波信号 C.既能发射电磁波信号，又能接收电磁波信号 D.既不能发射电磁波信号，又不能接收电磁波信号 【答案】C 【解析】天线在使用过程中，将要传递的信息用电磁波发射出去，另一方面又可以通过接受电磁波来获取他人传递给自己的信息。 故ABD错误，C正确。 故选C。 【变式5-2】移动电话（无线电话，手机）既是无线电的________装置，又是无线电的________装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要________转发信号。 【答案】发射；接收；基站台 【解析】移动电话的声音信息由空中的电磁波来传递，移动电话既是无线电发射装置，又是无线电接收装置，它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息；移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它跟其他用户的通话要靠基站台转接。 故答案为：发射；接收；基站台。 【变式5-3】无线电广播信号的接受由_________完成，________接受在空间传播的各种各样的电磁波，通过_________从各种各样的电磁波中，选择我们要接收的某一频率的电磁波（选台），从__________中取出音频电信号（解调），_________把音频电信号转换为声音。 【答案】收音机；天线；调制器；高频信号；扬声器 【解析】无线电广播信号的接受由收音机完成，天线接受在空间传播的各种各样的电磁波，通过调制器从各种各样的电磁波中，选择我们要接收的某一频率的电磁波（选台），从高频信号中取出音频电信号（解调），扬声器把音频电信号转换为声音。 模型06.电视信号的收发 ( 标志： 电视信号的收发过程基于 ‌ 电磁波 ‌ 作为载体 。 技巧： 核心原理 ‌ ： 电磁波调制与解调（类似 “ 信鸽带信 ” ）。 ‌ 信号类型 ‌ ： 图像（ AM ） + 声音（ FM ）。 ‌ 传输方式 ‌ ： 地面广播（天线）、有线电缆、卫星或网络流媒体。 ‌ 现代演进 ‌ ： 数字电视采用压缩编码（如 H.264/MPEG-2 ）和数字调制，提升效率与画质。 注 释 ： 若题目涉及示意图排序，典型接收流程为 ： ‌ 调谐 → 解调 → 放大 → 显示 / 播放。 ) 【例6】在电视信号的接收中，将视频信号转换成图像的装置是（ ） A.摄像机 B.话筒 C.显示器 D.扬声器 ‌‌【答案】C 【解析】A.摄像机是把图象转化为变化电流的装置，故A不符合题意； B.话筒能实现声电转换，把声音信号转换为电信号，故B不符合题意； C.显示器是将视频信号转换成图像的装置，故C符合题意； D.扬声器是利用导体切割磁感线将声音放大，故D不符合题意。 故选C。 【变式6-1】电视显象管的作用是（ ） A.只把电信号还原为声信号 B.只把电信号还原为图像信号 C.同时把电信号还原为声信号和图像信号 D.向外发射电磁波 【答案】B 【解析】显像管，是一种电子（阴极）射线管，是电视接收机监视器重现图像的关键器件，它的主要作用是将发送端（电视台）摄像机摄取转换的电信号（图像信号）在接收端以亮度变化的形式重现在荧光 屏上。 故选B。 【变式6-2】直播现场的记者将视频信息传送到电视台所用的载体是（ ） A.电磁波 B.超声波 C.红外线 D.紫外线 【答案】A 【解析】电磁波的传播速度与光速相同，且电磁波的传播不需要介质，所以记者将现场图片传送到电视台时所用的载体是电磁波，故选项BCD错误，A正确。 故选A。 【变式6-3】如图甲所示的是电视信号的________过程，其中元件A是_________，元件B是________；如图乙所示的是电视信号的________过程，其中元件C是__________，元件D是_________。 【答案】发射；摄像机；话筒；接收；显示器；扬声器 【解析】电视的发射由电视台完成，如图甲所示，摄像机把图像变成电信号，话筒把声音变成电信号，发射机把两种电信号加载到频率很高的电磁波上，通过天线发射到空中。 电视的接收由电视机完成，如图乙所示，电视机的接收天线把高频信号接收下来，把图像信号和音频信号取出并放大，由显示器还原成图像，由扬声器还原成声音。 故答案为：发射；摄像机；话筒；接收；显示器；扬声器。 模型07.移动电话 ( 标志： 移动电话 ‌ （手机） 。 技巧： 移动电话 ‌ 是利用空间的 ‌ 电磁波 ‌ 来传递信息的，它 既是 ‌ 无线电发射台 ‌ ，又是 ‌ 无线电接收台 。 ) 【例7】近年来，随着网络技术的全球性铺开、移动智能终端的广泛普及和应用，手机的“扫一扫”移动支付已成为我们的生活常态。手机移动支付过程中用来传递信息的是（ ） A.声波 B.空气 C.电磁波 D.光导纤维 【答案】C 【解析】手机既可以接收电磁波，也可以发射电磁波，是利用电磁波来传递信息的，因此手机的“扫一扫”移动支付过程中用来传递信息的是电磁波，故C正确。 故选C。 【变式7-1】关于移动电话，下列说法正确的是（ ） A.声音信息是由导线中的电流来传递的 B.声音信息是由空气来传递的 C.两部移动电话之间通信是通过基地台转接的 D.移动电话天线的接收能力很强 【答案】C 【解析】AB.移动电话也叫无线电话，靠电磁波传递声音信号，故AB错误； C.移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台，两部移动电话间通过基地台转接，故C正确； D.由于移动电话的功率小，因此其天线的灵敏度不是很高，接收能力不是很强，故D错误。 故选C。 【变式7-2】智能手机的使用使我们的生活变得更加便捷，下列说法中不正确的是（ ） A.智能手机靠电磁波传递信息 B.在真空中，智能手机发出的电磁波无法传播 C.智能手机电池充电时，电能转化为化学能 D.手机既是无线电发射台又是无线电接收台 【答案】B 【解析】A.手机通过电磁波传递信息的，故A正确，不符合题意； B.电磁波可以在真空中传播，所以真空中智能手机发出的电磁波能够传播，故B错误，符合题意； C.智能手机电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故C正确，不符合题意； D.手机既是无线电发射台又是无线电接收台，可将声音和图象信号转化为电信号，再通过天线向空中发射电磁波，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式7-3】现代社会，人们的生活越来越离不开手机，手机与手机之间的通信是利用__________来传输的，使用手机一段时间后要进行充电，充电过程中电池相当于________。我国某手机厂商曾有一句广告语：“充电5分钟，通话2小时”，假如充电功率是P1，通话功率是P2，不计充放电时的电量损失，请写出两个功率之间的关系：__________。 【答案】电磁波；用电器；P1>P2 【解析】由于电磁波可以传递信息，手机与手机之间的通信是利用电磁波来传输的。 在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池相当于用电器。 “充电5分钟，通话2小时”，说明充电时功率较大，通话时功率较小，即P1>P2。 故答案为：电磁波；用电器；P1>P2。 模型08.广播、电视和移动电话信号传递的异同 ( 标志： 广播、电视和移动电话都利用电磁波传递信息 ‌ ，但在传输信号类型、通信方式和使用频率等方面存在显著差异 。 技巧： 1. 相同点 ： 载体相同 ‌ ： 三者均以 ‌ 电磁波 ‌ 作为信息传输的载体 。 工作过程相似 ‌ ： 都包含信号的调制、发射、接收和解调等基本环节 。例如，广播和电视在发射端将声音或图像信号加载到高频载波上，接收端再通过解调还原出原始信号。 2. 不同点 ： 传输信号类型： 广播仅传输 ‌ 音频信号 ‌ （如声音）； 电视传输 ‌ 音频 + 视频信号 ‌ （声音与图像）； 移动电话主要传输 ‌ 语音及数据信息 ‌ （如通话、短信、上网） 。 通信方式 ‌ ： 广播和电视为 ‌ 单向广播式通信 ‌ （点对面），用户只能接收，无法回传信息； 移动电话是 ‌ 双向通信 ‌ （点对点），既能发送也能接收，实现实时互动 。 频率与覆盖： 广播多使用 ‌ 中波、短波和调频（ FM ）波段 ‌ ； 电视使用 ‌ 微波频段 ‌ ； 移动电话使用更高频率的 ‌ 蜂窝网络频段 ‌ ，需依赖基站进行信号转接 。 ) 【例8】通过观察图回答：在音频、视频、射频这三种信号中，频率最高的是（ ） A.音频 B.视频 C.射频 D.一样高 【答案】C 【解析】如图可知，射频信号的周期性变化更快，即在相同时间内，变化的次数多，所以频率最高；而相比之下，音频和视频信号变化慢，即频率低，所以将音频和视频信号加载到射频信号上，可以传输到远方。 故C符合题意。 【变式8-1】广播电台使用调制器的作用是（ ） A.将不同的电流混合起来 B.使声音和射频电流混合起来 C.使高频振荡电流加载到声音上 D.调制带有声音信号的高频振荡电流 【答案】D 【解析】调制器的作用：将低频的声音信号与高频的振荡电流叠加在一起混合成带有信号的高频振荡电流，这样增大频率利于信号的传播。 在传播信号的过程中音频及视频信号由于频率较低，不利于远距离的传输，故在发射前要将音频或视频信号与高频的电磁波叠加在一起，调制带有声音信号的高频振荡电流。 故选D。 【变式8-2】电视机的频道转换开关，实际上就是一个（ ） A.调制器 B.振荡器 C.调谐器 D.检波器 【答案】C 【解析】A.调制器的作用是将音频及视频信号加载到高频信号中，故A不符合题意； B.发射台的振荡器能产生高频振荡电流，成为音频或视频信号的传播载体，通过调制器把音频或视频电信号加载到高频电磁波上，故B不符合题意； C.当我们调至具体频道时调谐器将相对应的频率信号进行调谐，使这一频率产生的电流达最大，然后输送给解调器，然后我们即可以看到相应频道，故C符合题意； D.检波器是将输入的信号中的音频及视频信号检出送给放大电路，故D不符合题意。 故选C。 【变式8-3】在无线电广播信号的发射过程中，载波发生器的作用是___________________，它________（选填“携带”或“不携带”）信息；调制器的作用是________，通过它出来的振荡电流__________（选填“携带”或“不携带”）信息。 【答案】产生高频电磁波；不携带；将音频电信号加到高频电磁波上；携带 【解析】在无线电广播信号的发射过程：载波发生器的作用是产生高频振荡电流，即高频电磁波； 由振荡器产生的高频电磁波是不携带任何信息的； 调制器的作用是将音频电信号加到高频电磁波上，好比将货物装载到车厢中，所以通过调制的振荡电流已经携带了音频信息，再经过天线发射出去，将信息传播到远方。 故答案为：产生高频电磁波；不携带；将音频电信号加到高频电磁波上；携带。 模型09.调制、调谐和解调 ( 标志： 调制 、 调谐 和 解调 的区别 。 技巧： 调制是将原始信号加载到高频载波上以适应传输的过程，调谐是接收端选择特定频率信号的过程，解调是从已调信号中恢复原始信号的逆过程 ‌ 。 整个过程为： 发送端： 信息→调制→发射→空中传播→ 接收端： 调谐选频→解调→还原信息 。 核心区别为： 调制： 把信息 “ 装 ” 到高频波上 ； 调谐： 选台 ； 解调： 还原信息 。 ) 【例9】下面是无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是（ ） （1）调谐选择所需要接收的电磁波 （2）接收无线电波 （3）检出声音信号电流 （4）耳机放音 A.(1)(2)(3)(4) B.(2)(1)(3)(4) C.(4)(3)(2)(1) D.(3)(2)(4)(1) 【答案】B 【解析】无线电广播接收的正确流程为：首先通过天线（2）接收所有无线电波，然后通过调谐电路（1）选择特定频率的电磁波，接着通过检波器（3）将调幅信号中的音频信号提取出来，最后通过耳机（4）发声。 选项B的顺序为(2)(1)(3)(4)，符合该流程。 选项A错误，因调谐需在接收之后；选项C、D错误，因检波和发声在接收前不符合逻辑。 故合理顺序选B。 【变式9-1】移动通信一般都是利用_______系统来实现的。当前最为普遍的手机通信系统主要由_________、基站和_______________组成。_________就是手机或车载电话，它既能_______无线电波，也能_______无线电波。________也称为基地台，________________是整个移动通信网络的核心。 【答案】蜂窝；移动台；移动交换中心；移动台；发射；接收；基站；移动交换中心 【解析】移动通信通常依靠蜂窝系统。常见手机通信系统由移动台（像手机、车载电话，可发射和接收无线电波）、基站（也叫基地台）和移动交换中心（移动通信网络核心）构成。这些概念是移动通信领域的基础内容，了解它们有助于认识移动通信的运行机制。 【变式9-2】（2025·广东省广雅中学中考二模）如图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（ ） A.广播电台发射的信号不能在真空中传播 B.与红光相比， 广播电台发射的信号传播速度较慢 C.广播电台发射的信号在空气中传播的速度为 340m/s D.广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 【答案】D 【解析】要解决本题需结合电磁波的性质分析各选项： 选项A：广播电台发射的信号是电磁波，电磁波的重要特性是能在真空中传播（如太阳光可到达地球），因此A错误。 选项B：红光属于电磁波，所有电磁波在真空中（或空气中）的传播速度相同（约3×108m/s）。根据电磁波波速公式c=λf（c为波速，λ为波长，f为频率），当波速c一定时，频率f越低，波长λ越长。题目明确信号频率比红光低，因此信号波长比红光更长，B错误。 选项C：340 m/s是声音在空气中的传播速度，而电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s（远大于声速），C错误。 选项D：广播电台发射信号的原理是“高频变化的电流可以产生电磁波”（图片中也明确显示发射塔“输入高频电流i”），因此信号是由高频变化的电流产生的，D正确。 综上，正确答案为D。 【变式9-3】如图是无线电广播工作过程的简易图，其通过________把音频信号加载到高频电流上发射到空中；收音机天线接收到电磁波后，由________选出的信号含有高频电流成分，通过解调将其滤去，将音频信号显下，并经放大后被送到_________里。 【答案】调制；调谐；扬声器 【解析】无线电广播的发射过程：通过调制器将音频信号加载到高频电流（载波）上，再通过天线发射到空中；接收过程：收音机天线接收电磁波后，调谐器会选出信号中含有的特定频率的高频电流成分，随后通过解调滤去高频电流，留下音频信号，音频信号经放大后送到扬声器，扬声器将电信号转化为声音信号播出。 因此答案为：调制、调谐、扬声器。 模型10.卫星通信 ( 标志： 卫星通信 ‌ 是一种利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波 。 技巧： 核心原理： 地面站将信号 上传至卫星 （上行链路），卫星接收后对信号进行 放大和频率转换 ，再 下传至目标地面站 （下行链路）。整个系统由 ‌ 空间段 ‌ （卫星）、 ‌ 地面段 ‌ （地球站）和 ‌ 用户段 ‌ （终端）三部分组成。 核心特点： 覆盖范围广 ‌ ： 只要在卫星信号覆盖范围内，即可实现远距离通信，尤其适用于海洋、沙漠、山区等地面网络难以覆盖的区域。 通信距离远且费用与距离无关 ‌ ： 无论通信双方相距多远，成本基本一致。 抗灾能力强 ‌ ： 不易受地震、洪水等自然灾害影响，是应 急通信的重要手段。 支持多址通信 ‌ ： 一个卫星可同时连接多个地面站，实 现广播或多点通信。 ) 【例10】北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，目前已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北斗卫星导航系统，下列说法正确的是（ ） A.北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同 B.北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息 C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航 D.北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率较低 【答案】A 【解析】A.北斗卫星导航系统以电磁波传输信息，电磁波的速度与光速相同，故A正确； B.北斗卫星导航系统的空间段采用电磁波传输信息，故B错误； C.北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车导航，故C错误； D.北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率不变，故D错误。 故选A。 【变式10-1】通信卫星大多是地球的同步卫星，在地球周围均匀地配置________颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，通过卫星电视，一个地方的突发事件，全世界几乎可以同时看到，卫星是靠________波传递信息的。 【答案】3；电磁 【解析】卫星通信系统由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信。 电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播卫星是利用电磁波传递信息的。 故答案为：3；电磁 【变式10-2】古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，“北斗”导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（ ） A.微波通信 B.卫星通信 C.光纤通信 D.网络通信 【答案】B 【解析】北斗导航系统是利用卫星进行定位和导航的，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【变式10-3】卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出人卫星系统形成链路。由于同步卫星在赤道上空36000km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23h56min4s）一致，从地面看上去如同静止不动。3颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。 （1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立__________。 （2）关于同步卫星，以下说法正确的是________。 A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同 B.同步卫星和月球一样每天绕地球一周 C.同步卫星固定在空中一直不动 D.作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好 【答案】地面站； A 【解析】（1）阅读材料可知，卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立地面站。 （2）A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同，与地球同步转动，故A正确； B.月球不是每天绕地球一周，是30天，故B错误； C.站在地球上观看（以地球本身为参照物），同步卫星在空中的位置是固定不动，如果选择参照物不是地球，那么此结论就是错误的，故C错误； D.同步通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有3颗就能覆盖全世界，故D错误。 故选A。 模型11.微波通信 ( 标志： 利用波长在 0.1 毫米 至 1 米 之间（频率 300MHz 至 3000GHz ）的电磁波进行信息传输 。 技巧： 核心思路： 抓住 “ 频率高、容量大、直线传播、需中继 ” 四大关键点，结合具体问题情境分析其应用与限制。 ‌ 典型特征： 频率高 → 信息容量大 ‌ 波长短 → 直线传播（视距传播） → 无法绕射地球曲面 ‌ 中继站限制 → 特殊地形（雪山、海洋）无法铺设 → 引出卫星通信解决方案 ‌ 传播受环境影响 → 存在衰落现象 → 需采取抗衰落措施 ‌ ) 【例11】信息传递技术的发展使人们冲破了时空的阻隔，信息之路越来越宽了，下列关于信息传递的说法不正确的是（ ） A.光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁多次反射从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方 B.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 C.电磁波的传播可以不需要介质 D.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 【答案】B 【解析】A.光进入光导纤维后，会经过多次反射，信息在反射过程中不会丢失，可以传的更远，故A正确，不符合题意； B.微波不但能传递信息，还能加热食物，故B错误，符合题意； C.电磁波可以在真空中传播，故C正确，不符合题意； D.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式11-1】当手机开启热点功能为电脑、平板等带有Wi-Fi功能的设备提供网络支撑时，它相当于（ ） A.无线路由器 B.微波中继站 C.服务器 D.基地台 【答案】A 【解析】A.利用手机的热点功能，其他无线设备可以通过手机进行上网，这时，手机的作用相当于一个提供网络连接的设备，具有类似功能的是无线路由器，因为无线路由器是负责建立和管理无线网络的设备，可以让多个无线设备连接到互联网，故A符合题意； B.微波中继站主要用于远距离通信中，对微波信号进行接力传输，以延伸通信距离，与手机热点功能不同，故B不符合题意； C.服务器是为网络中的其他设备提供各种服务（如数据存储、应用程序服务等）的高性能计算机，手机热点主要是共享网络，并非提供多种服务，故C不符合题意； D.基地台是移动通信中与移动电话终端进行通信的固定收发设备，主要用于实现移动电话与核心网之间的通信连接，和手机热点功能差异很大，故D不符合题意。 故选A。 【变式11-2】通过微波传送的是（ ） A.超远程通信 B.无线电广播 C.电报 D.电视和宇航通信 【答案】D 【解析】超远程通信用的是短波；无线电广播是多波段，短波、中波、长波都有；电报一般是短波和长波比较多；电视和宇航通信是微波。 故选D。 【变式11-3】微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，这些通信方式是从不同的视角进行分类的：微波通信按加载信号的电磁波的波长来分类；卫星通信、光纤通信按传播介质或设备来分类，网络通信按通信者之间的联络关系来分类。网络通信也可以采用光纤通信方式，微波通信也可以通过卫星传播，这些分类是可以重叠的。请你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，设计一个通信方式分类图，并在图中侧重说明以上四种方式的优点。 【答案】见解析 【解析】现代通信方式： 卫星通信指直接通过卫星通信频率交流的数字信息通信，它具有快捷、安全度较高的特点。 光纤通信是一种利用光纤信号的通信方式，其特点是快速交换信号。 网络通信则指一般为家庭所用的网络通信，适用家庭通信，安全度较差。 微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。 模型12.光纤通信 ( 标志： 光纤通信的核心是利用光在光纤中全内反射的原理实现信息高速传输 ‌ 。 技巧： 核心知识 ‌ ： 光在光纤中通过 ‌ 全内反射 ‌ 进行传输。光纤由 ‌ 纤芯 ‌ （高折射率）和 ‌ 包层 ‌ （低折射率）构成，当光以大于临界角的角度入射时，会在纤芯与包层界面 反复全反射 ，从而向前传播。 典型考法 ‌ ： 判断题： “ 光纤通信利用的是光的折射 ” ❌（应为 ‌ 全反射 ‌ ） 填空题： “光纤中心是（ ），外层是（ ） ” → 答案： ‌ 纤芯、包层 ) 【例12】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 【答案】Ｄ 【解析】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。 【变式12-1】早在100多年前，贝尔实验室就有了用“光话”替代电话的设想，后来科学家利用强光源产生的________，以及光导纤维技术，终于让光纤通信成为了现代通信的重要方式。如图是光导纤维工作示意图，光导纤维能传导光纤的基本原理是_____________。 【答案】激光；光的反射 【解析】光纤通信的基本原理是首先利用强光源产生激光，然后利用光的反射特点，实现携带信息的激光在光导纤维中的传播。 故答案为：激光；光的反射。 【变式12-2】光纤通信就是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，其应用前景非常广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是（ ） A.光导纤维是导体 B.光在光导纤维中经多次反射传递信息 C.光波在光导纤维中传播的速度等于3×108m/s D.光波不是电磁波 【答案】B 【解析】A.光导纤维是玻璃丝，不是导体，是绝缘体，故A错误； B.光在光导纤维中经多次反射传递信息，故B正确； C.光导纤维是固体，光波在光导纤维中传播的速度小于3×108m/s；在真空中的传播速度最大，等于3×108m/s，故C错误； D.光波是电磁波，故D错误。 故选B。 【变式12-3】阅读材料，回答下列问题。 光导纤维 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和GeorgeA，Hockham首先提出光纤可以用于通信传输的设想，高锟因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。 光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的（如图甲所示)，粗细大致与人的头发相当，有的直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗，反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。表面上看，光好像在玻璃中弯曲前进（如图乙）。 一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。” （1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是_______； A.输电 B.通信 C.导热 D.照明 （2）光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光波________（选填“属于”或“不属于”）电磁波，光在真空中的传播速度为_________m/s； （3）根据文中全反射的定义，请你判断：当光从空气射入水中，逐渐增大入射角时，_______（选填“会”或“不会”）发生全反射； （4）下列关于光导纤维的说法中正确的是________； A.光导纤维的主要成分是氧化物 B.光纤通信不容易受外界干扰，能够传播更远 C.光导纤维是利用光传输信息的 D.石英玻璃能够拉制成细丝说明它的弹性好 【答案】（1）B；（2）属于；3×108；（3）不会；（4）ABC 【解析】（1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是通信，故选B。 （2）光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。光波属于电磁波，光在真空中的传播速度为3×108m/s。 （3）当光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗，反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。当光从空气射入水中，折射角会小于入射角，逐渐增大入射角时，所以不会发生全反射。 （4）A.光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的，故A正确； B.光纤通信是激光在光导纤维内传播，不容易受外界干扰，能够传播更远，故B正确； C.光导纤维是利用激光传输信息，故C正确； D.石英玻璃能够拉制成细丝说明它的延展性好，不是弹性好，故D错误。 故选ABC。 一、填空题： 1.（2025年广西初中学业考题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过________波传递全世界。该波________（选填“能”或“不能”）在空气中传播。 【答案】电磁；能 【解析】电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能传递信息，太空中是真空环境，所以激动人心的画面是通过电磁波传遍全世界的。 电磁波的传播不需要介质，它能在真空中传播，也能在空气中传播。 2.如图是悬浮式无线蓝牙音箱，它可以通过________波（选填“超声”或“电磁”）实现与手机的数据无线传输。这种波在真空中的传播速度是________m/s，该产品底座里有一个磁铁，可使箱体悬浮在空中，这是根据同名磁极相互________的原理实现的。 【答案】电磁；3×108；排斥 【解析】悬浮式无线蓝牙音箱，蓝牙是通过电磁波实现与手机的数据无线传输。 电磁波可以在真空中传播，传播速度与光速相同，是3×108m/s。 产品底座里有一个磁铁，与箱体有相互排斥的力，可使箱体悬浮在空中，这是根据同名磁极相互排斥的原理实现的。 3.（2025年福建省中考题）科创小组制作遥控“泵喷式”船模，当船向后喷水时，船获得向前的推力，表明物体间力的作用是________的。遥控发射器利用________波控制船。 【答案】相互；电磁 【解析】力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。当船向后喷水时，船获得向前的推力，利用了物体间力的作用是相互的原理。 遥控器与船模之间是依靠电磁波传递信息，即遥控发射器是利用电磁波来控制船的。 4.我们通过电探观看世界杯足球赛，电视信号是通过__________传递过来的；比赛时，足球在下落过程中，重力势能转化为________。（空气阻力忽略不计） 【答案】电磁波；动能 【解析】电视台是通过卫星来实现全球同步直播的，卫星是通过电磁波来传递信息的，故电视信号是通过电磁波传递过来的；若不计空气阻力，足球在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此由重力势能转化动能。 故答案为：电磁波；动能。 5.现代社会，手机已成为人们普遍使用的通信工具，它是由__________来传递信息的，某手机发射的信号频率是1800MHz，那么信号的波长约为________m（保留小数点后两位）。 【答案】电磁波；0.17 【解析】手机既是电磁波的反射台，也是电磁波的接收台，所以手机由电磁波来传递信息的。 手机信号的频率： f=1800MHz=1.8×109Hz 手机信号是电磁波，电磁波的传播速度c=3×108m/s，手机信号的波长： 6.移动电话机既是________又是________电接收台。移动电话机体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高。因此跟其他用户的通话要靠___________（较大的固定无线电台）转接，跟电话交换机相连，手机和手机通过__________进行沟通。 【答案】无线电发射台；无线；基地台；基地台 【解析】移动电话机既是无线电发射台也是无线电接受台，与其他用户通话要靠基地台转接，跟电话交换机相连，手机间通话，是通过基地台进行沟通的。 故答案为：无线电发射台；无线；基地台；基地台。 7.如图是电磁波及其应用实例，可见光________（选填“属于”或“不属于”）电磁波的一种，电视遥控器使用的是_________进行遥控，电磁波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】属于；红外线；能 【解析】电磁波是一个大家族，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、×射线、射线等，所以可见光属于电磁波的一种。 电视遥控器是利用红外线来进行遥控的。 电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播。 8.如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成_________；扬声器的作用是将音频电信号转化成__________。 【答案】图像；声音 【解析】电视用电磁波传递图象信号和声音信号的，电视机接收并把这样的高频信号取出来并放大，然后由电视显像管将电信号转化成图象，扬声器是把电信号转化为声音。 故答案为：图像；声音。 9.光纤通信与微波相比的优点：______________________、_______________________、___________等优点，普通光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息，激光的频率_______、方向高度集中。 【答案】光的频率更高，搭载的信息量更大；抗干扰性强、传播距离远；保密性好；单一 【解析】光纤通信的优点是光的频率更高，搭载信息量更大、抗干扰性强、传播距离远、保密性好。 普通光包含许多不同波长和频率的光，保密性好，激光的频率单一、方向高度集中更适合搭载信息。 10.如图所示为最新型的智能穿戴设备“电子眼镜”。它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制。电子眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙、WiFi、骨传导耳机、照相机、麦克风、触摸盘以及探测倾斜度的重力感应和陀螺仪等。 （1）WiFi无线信号是通过__________来传递信息的，其在空气中的传播速度约为________km/s； （2）麦克风（动圈式话筒）把声信号转变成电信号利用了___________的原理。 【答案】电磁波；3.0×108；电磁感应 【解析】（1）WiFi无线信号是通过电磁波来传递信息的。 电磁波在空气中传播速度为： 3.0×108m/s=3.0×105km/s （2）动圈式话筒的工作原理是：声波引起膜片振，动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号，因此应用了电磁感应的原理。 二、选择题： 11.（2025•衡阳县校级模拟）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 【答案】D 【解析】CT影像技术利用X射线具有超强的穿透能力。 故选D。 12.（2025年广东省广州市中学业考题）某广播电台发射频率为1.027×108Hz的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A.无线电波 B.红外线 C.紫外线 D.γ射线 【答案】A 【解析】由图可知，频率为1.027×108Hz的电磁波在106Hz~1010Hz之间，因此属于无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 13.各色光在真空中的波长如图所示。在真空中，下列说法中正确的是（ ） A.色光不属于电磁波 B.波长为550nm的光的波长比黄光的波长短 C.红外线的波长在630nm至760nm之间 D.波长为430nm的光比波长为630nm的光传播速度小 【答案】B 【解析】A.根据电磁波谱可知，可见光包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，它们都属于电磁波，A错误； B.由相关知识可知，黄光波长范围大致在570~600nm，550nm不在此范围内，且小于黄光波长范围，所以波长为550nm的光的波长比黄光的波长短，B正确； C.红外线的波长比红光长，红光波长范围大致是630~760nm，红外线波长应大于760nm，C错误； D.根据电磁波的性质，不同波长的电磁波在真空中的传播速度都相同，都等于光速，约为3×108m/s，所以波长为430nm的光与波长为630nm的光在真空中传播速度相等，D 错误。 故选B。 14.接收天线收到的信号是（ ） A.图像和声音信号 B.变化的电流 C.各种频率的电磁波 D.声音及图像 【答案】C 【解析】无线电广播接收过程：接收——调谐器——选出特定频率信号——电子电路——取出音频信号——扬声器——声音。 收音机、电视机等天线接收到的是各种频率的电磁波，接收到电磁波后经过调谐电路得到我们需要的信号。 故选C。 15.下列关于电磁波和信息技术说法正确的是（ ） A.北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的 B.由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的 C.电磁波只能传递声音信号，不能传递图象信号 D.手机话筒的主要作用是把声音信号变成恒定电流 【答案】A 【解析】A.电磁波可以在真空中传播，北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故A正确； B.5G技术是利用电磁波进行信息传输的，故B错误； C.电磁波能传递声音信号，也能传递图像信号，故C错误； D.话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，故D错误。 故正确的选A。 16.如图甲是一台收音机，在物理课上，老师用导线迅速在干电池两端触碰，可听到收音机发出“嗒嗒”声，下列说法正确的是（ ） A.若某次收听AM800kHz的频道，则接收到该信号波的周期为1.25μs B.听到“嗒嗒声”说明收音机接收到了超声波 C.如图乙，若旋转旋钮使指针向右移动，收音机发出声音的响度会变大 D.如图乙，当频率指针固定在图示位置，由AM切换到FM频道，信号频率会变低 【答案】A 【解析】A.若某次收听AM800kHz的频道，则接收到该信号波的周期为： 故A正确； B.老师用导线迅速在干电池两端触碰，可发射电磁波，听到“嗒嗒声”说明收音机接收到了电磁波故B错误； C.如图乙，若旋转旋钮使指针向右移动，收音机接受电磁波的频率变大，发出声音的响度会不变，故C错误； D.如图乙，当频率指针固定在图示位置，由AM切换到FM频道，由于AM波段的频率为kHz，FM波段的频率单位为MHz，信号频率会变高，故D错误。 故选A。 17.如图所示是全国首家搭载5G网络的“无感支付”便利店“爱趣拿”，购物流程有3步：（1）扫码注册进店；（2）选购你想要的商品；（3）潇洒地离开超市。这是5G和AI、物联网、体感红外线和互联网移动支付等相结合的结果。店内分布着50多个高清智能识别摄影头，通过人工智能AI视觉分析随时跟踪进店顾客的购物行为轨迹，货架上则装有传感器，一旦货品被拿走之后，货架传感器便发生数据变化，离店时，相应款项就能从绑定账户自动扣款。对于以上信息，下列说法不正确的是（ ） A.高清智能识别摄像头是凸透镜 B.货架上装有的传感器传输超声波信号 C.体感红外线是利用了红外线的热作用 D.5G网络主要有三大特点：极高的速率、极大的容量、极低的时延 【答案】B 【解析】A.高清摄像头的镜头是一凸透镜，成倒立、缩小的实像，故A选项正确，不符合题意； B.货架上则装有传感器，利用电磁波传递信息故B选项错误，符合题意； C.体感红外线是利用了红外线的热作用，故C选项正确，不符合题意； D.5G网络主要有三大特点：极高的速率、极大的容量、极低的时延，故D选项正确，但不符合题意。 故选B。 18.以下关于微波的说法中不正确的是（ ） A.微波属于电磁波 B.微波的性质接近于光波，大致沿直线传播 C.进行长距离微波通信时，应通过中继站转播 D.微波中继站间的距离大约为50km，而且只能建立在地球表面 【答案】D 【解析】A.微波是电磁波的一种，指波长为1mm到10m波段的无线电波，故A正确，不符合题意； B.微波的性质接近光波，大致沿直线传播，故B正确不符合题意； 微波由于其大致沿直线传播，因此需每隔一定距离建一个微波中继站，信息传输的越远，需要的中继站越多，故C正确，不符合题意； D.微波中继站不但建立在地面上，而且可以利用卫星做中继站，只需要3颗通讯卫星就可以实现全球通信，故D错误，符合题意。 故选D。 19.下列关于通信的说法正确的是（ ） A.微波信号传递的距离远，不需要中继站 B.最少4颗同步通信卫星就可覆盖全部地球表面，实现全球通信 C.使用光纤通信，因为光的频率很低，在一定时间内可以传输大量信息 D.使用手机时，可能也同时使用了微波通信 【答案】D 【解析】A.微波通信的缺点：每隔50km需要中继站（卫星可解决此缺点)，A选项错误； B.目前，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信，B选项错误； C.光纤通信利用是利用激光来传递信息的，因为激光的频率高，在一定时间内传递信息量大，C选项错误； D.无线电波按频率分为长波，短波，微波等，微波是无线电波范畴，手机用的无线频率是微波，也是无线电波，故D选项正确。 故选D。 20.（2025·齐河县一模）如图所示，是汽车领域广泛利用AI（人工智能）语音助手实现“人与车”全场景自然交互的情景。下列分析正确的是（ ） A.语音助手发出的声音不是振动产生的 B.切换不同性别声音模式实质是改变声音的响度 C.语音助手对指令作出回应，说明声可以传递信息 D.汽车导航系统和倒车雷达都是利用电磁波工作的 【答案】C 【解析】A.声音是由物体振动产生，语音助手发出的声音是振动产生的，故A错误，不符合题意； B.声音的音色是声音的品质，切换不同性别声音模式实质是改变声音的音色，故B错误，不符合题意； C.声音可以传递信息与能量，语音助手对指令作出回应，说明声音可以传递信息，故C正确，符合题意； D.根据生活实际可知，汽车导航系统是利用电磁波工作的，而倒车雷达是利用超声波工作的，故D错误，不符合题意。 故选C。 三、解答题： 21.（2025·宁夏）2025年2月20日，中国实践25号卫星于3.6万千米高空为即将退役的北斗G7卫星加注了142kg肼类燃料，如图所示，预计可让北斗G7卫星的使用寿命延长8年，开创了太空探索新纪元。实践25号卫星的模块化分级存储舱内存有1.3t用于加注的肼类燃料。请根据以上信息回答下列问题： （1）实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星是________的。地面控制站与实践25号卫星是通过_________传递信息的。 （2）实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程相当于四冲程内燃机的________冲程，是利用________能对外做功的。 （3）某肼类燃料的热值q=4.25×107/kg，若完全燃烧10kg该燃料，能放出多少热量？ 【答案】（1）不变；静止；电磁波；（2）做功；内；（3）放出4.25×108J的热量 【解析】（1）质量是物体的一种基本属性，不随物体的位置、状态等因素而改变，因此卫星升空过程中燃料质量不变。 判断物体运动或静止的依据是物体相对于参照物的位置是否变化：加注燃料时，实践25号卫星相对于G7卫星的位置没有发生变化，因此是静止的。 电磁波可以在真空中传播，因此地面控制站与卫星通过电磁波传递信息。 （2）四冲程内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，对外做功。 卫星发动机工作时，向后喷出燃气，内能转化为卫星的机械能，与做功冲程的能量转化一致，是利用内能对外做功。 （3）已知燃料质量和热值，根据放热公式计算： Q放=mq=10kg×4.25×107J/kg=4.25×108J 22.阅读短文，回答问题。 如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。 水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速。 电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相；γ射线用于医疗。 无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播。 （1）电视机遥控器利用__________实现对电视机的控制（填电磁波家族成员名称）。 （2）如图丙所示的波，波长为________cm。 （3）波长为1m的无线电波________（选填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向远方传播。 【答案】（1）红外线；（2）3；（3）不能 【解析】（1）电视机是用遥控器控制的，遥控器工作时发射红外线来控制电视机； （2）由图丙可知波谷之间的距离是3cm，即波长为3cm； （3）只有当电磁波的波长大于或等于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播，地面上有许多障碍物，如高山、楼群等高度远大于1m，故波长为1m的无线电波不能很好地沿地球表面向远方传播。 答案：（1）红外线；（2）3；（3）不能。 四、阅读题： 23.请阅读《北斗导航系统》并回答题。 北斗导航系统 2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号卫星导航系统当中第二颗地球同步轨道卫星。按照计划，我国将再发射一颗北斗三号地球同步轨道卫星，届时由30颗北斗三号卫星组成的导航星座将全部部署完成。覆盖“一带一路”沿线国家。 北斗卫星导航系统建设先后经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段，目前北头一号4颗试验卫星已全部退役，从北斗二号首颗星起算，距离北斗三号系统建成，仅一步之遥。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段车部分组成，并具短报文通信能力。 北斗三号系统搭载了国内最先进的新一代蜘原子钟，星间链路最新的技术，新一代钩原子钟天稳定度达到10-11量级，“这相当于300万年只有1秒误差”。 星间链路是指用于卫星之间通信的链路。通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。通过光通信可实现大容量数据传输。北斗三号系统中的地球同步轨道卫星，运行方向与地球自转方向相同，运行一周的时间与地球自转一周的时间相等，自主建设、独立运行的卫星导航系统，广泛应用于交通运输，成为世界首次应用北斗导航系统，实现有人值守、自动驾驶的高铁。北斗卫星导航系统还应用于海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。 北斗导航系统秉持和践行“中国的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务全球、造福人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）_______________是用于卫星之间通信的链路； （2）运载火箭点火起飞升空的过程中，火箭中搭载的卫星的机械能________（选填“增大”“减小”“不变”）； （3）北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面是________的（选填“运动”、“静止”）； （4）下列关于北斗卫星导航系统的说法中错误的是_________。（多选） A.北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同 B.北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成 C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车行驶导航 D.当甲、乙两人通过北斗地球同步卫星通电话时，甲发出“呼叫”后，至少经过5s才能听到乙的“回应” 【答案】星间链路卫星；增大；静止；CD 【解析】（1）星间链路卫星是用于卫星之间通信的链路，通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。 （2）火箭加速起飞时，卫星的运动状态与火箭相同，速度增大；高度增大，动能增大，重力势能也增大，机械能增大。 （3）北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面的位置没有变化，故相对地面静止。 （4）A.北斗卫星导航系统传送信息用的是电磁波，电磁波的速度与光速相同，故A正确，不符合题意； B.北斗卫星导航系统是由空间段、地面段和用户段三部分组成，并具短报文通信能力，故B正确，不符合题意； C.北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车行驶导航，故C错误，符合题意； D.地球同步卫星的高度大约是36000km。“呼叫”与听到“回应”电磁波传播的距离为： s=36000km ×4=144000km 通话时所需时间： 故D错误，符合题意。 故选CD。 24.阅读短文，回答下列问题. 手机是集成度很高的精密收发机，大致分成五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源、采用双向异频双工制，即收与发用不同频率的调频波，某机发射电磁波频率为890.0125MHz，接收电磁波频率为935.0125MHz，双频间隔为45MHz，用户在某个交换局业务服务区购机并配定使用频率和编码后，就成为该机的原登记用户，如加入其他移动交换局的业务区电话，就成为漫游。 （1）对着话筒讲话时，手机天线作为_______天线使用；当用听筒听电话时，手机天线作为________（选填“发射”或“接收”）天线使用. （2）在同一交换局的服务区的另一手机_______（选填“能”或“不能”）用890.125MHz的发射频率. （3）给已关机的手机打电话，听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“你拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“你拨打的用户暂时无法接通”，这说明________。 A.手机关机时向基地台发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基地台失去联系 B.手机不在服务区时向基地台发射了一个不在服务区信号，手机关机时与基地台失去联系 C.手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号 D.手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号 （4）你知道在哪些地方或情况下不能使用手机吗？试举两至三个例子。 【答案】（1）发射；接收；（2）不能；（3）A；（4）①飞机上；②加油站；③医院仪器检测室 【解析】（1）手机采用双向异频率双工制，即接收和发射用不同频率的调频电磁波，讲话时，声音信号通过控制模组中的振荡器转化为电磁波信号，通过天线发射出去，接听时，天线通过控制模组中的检波器接收到电磁波信号再转化为声音信号； （2）手机的配定使用频率确定后，其他手机就不能使用该频率，所以同一交换局业务服务区的另一部手机，不能用890.0125MHz的发射频率； （3）“你拨打的用户已关机”说明手机关机时向基地台发送了一个关机信号。 “你拨打的用户暂时无法接通”，说明手机不在服务区，基地台积极搜索手机信号，但是没有搜索到手机信号。 答案：A。 （4）①飞机上；②加油站；③医院仪器检测室。 答案：（1）发射；接收；（2）不能；（3）A；（4）①飞机上；②加油站；③医院仪器检测室。 五、计算题： 25.（2025·纳溪区校级模拟）如图是某品牌扫地机器人。 （1）人们利用手机通过电磁波可以操控机器人扫地，该波在真空中传播的速度为________m/s。 （2）质量为3.6kg的机器人，静止在水平地面上时与水平地面的总接触面积为1200cm²，则它对地面的压强为多少？ （3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动1min的时间，机器人提供的水平推力为300N，此过程中水平推力做了多少功？ 【答案】（1）3×108；（2）300Pa；（3）9000J 【解析】（1）电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。 （2）机器人对地面的压力： F=G=mg=3.6kg×10N/kg=36N 它对地面的压强： （3）该机器人运动的路程： s=υt=0.5m/s×1×60s=30m 机器人提供的水平推力为300N，此过程中水平推力做的功： W=F推s=300N×30m=9000J 答：（1）3×108；（2）300Pa；（3）9000J。 26.阅读：“天问一号”成功着陆火星。 2021年5月15日，我国首个火星探测器——“天问一号”在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步。 “天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分。为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道，首先需要环绕器在携带着陆巡视器的情况下进入着陆轨道。实施两器分离后，着陆巡视器则进入火星大气层，完成系列着陆动作；环绕器则需要迅速抬升轨道，再次进入环火轨道，成为着陆巡视器与地球的通信中继站，进行火星环绕探测，并及时将火星上的图片信息传回地球。 （1）环绕器能将图片信息传回到地球上，主要是因为电磁波能在________中传播的特点。 （2）着陆巡视器从距火星表面约100m处开始的运动可以看作是匀速直线运动，则此过程中着陆巡视器受到的阻力________火星对它的重力，它的机械能________（选填“增大”、“减少”或“不变”）。 （3）着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，共有6个轮子与火星表面接触，每个轮子与地面的接触面积约为250cm2，如果火星对表面物体的吸引力约为地球的0.4倍。求“祝融号”对火星表面产生的压强。 （4）若“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍。求“祝融号”行驶15min做了多少功？ 【答案】（1）真空；（2）等于；减少；（3）6.4×103Pa；（4）4800J 【解析】（1）由于电磁波能在真空中传播，故可将信息从火星传回地球； （2）物体受力平衡时，将保持匀速直线运动状态，当巡视器做匀速直线运动时，它受到的阻力与火星对它的重力二力平衡，大小相等；巡视器着落时，质量不变，速度不变，高度减小，故其动能不变，重力势能减少，即机械能减少； （3）“祝融号”对火星表面的压力为： F=G=mg=240kg×0.4×10N/kg=960N 火星表面的受力面积： S=6×250cm2=0.15m2 “祝融号”对火星表面的压强为： （4）“祝融号”行驶的路程为： s=υt=200m/h×0.25h=50m “祝融号”的动力为： F=f=0.1G=0.1×960N=96N “祝融号”做的功为： W=Fs=96N×50m=4800J 答：（1）真空；（2）等于；减少；（3）祝融号”对火星表面的压强为6.4×103Pa； （4）“祝融号”做的功为4800J。 第 33 页 共 34 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题27 电磁波及其应用 ( 模型破解 拆解步骤，突破思维壁垒 …………………………………………………… …… ………… 01 ~ 12 模型 0 1. 电磁波的产生与传播 ………………… 01 模型0 7 . 移动电话 ……………………………… 07 模型02. 波速、波长和频率 ……… …………… 02 模型0 8 . 广播、电视和移动电话信号传递的异同 …………………………………………………… 07 模型03. 电磁波的应用 ………………………… 04 模型 09 . 调制、调谐和解调 ……………………… 08 模型04. 电磁波谱 ……………………………… 05 模型1 0 . 卫星通信 ……………………………… 09 模型05. 无线电信号的收发 …………………… 06 模型1 1 . 微波通信 ……………………………… 10 模型0 6 . 电视信号的收发 ……………………… 06 模型1 2 . 光纤通信 ……………………………… 11 模型演练 实战强化，提升应用能力 …………………………………………………… …… ………… 13 ~ 19 ) 模型01.电磁波的产生与传播 ( 标志： 题目出现 电磁波的产生与传播的情形 。 技巧： 1. 电磁波的产生 ‌‌ 核心条件 ‌ ： ‌ 迅速变化的电流 ‌ 会在周围空间产生电磁波。 ‌ 稳定电流（如直流电） ‌ 不会 ‌ 产生电磁波。 实例说明 ‌ ： 打开或关闭收音机附近的电路时，收音机会发出 “ 咔咔 ” 声，说明有电磁波产生。广播电台、手机、 Wi-Fi 路由器等设备内部都有能产生高频振荡电流的电路，从而发射电磁波。 ‌ 简 记 ‌ ： ‌ “迅速变化的电流→电磁波” ‌‌ 。 2. 电磁波的传播 ‌‌ ‌ 无需介质： 不需要 介质 ‌ ， 电磁波可以在 ‌ 真空中传播 ‌ ，且传播速度等于光速， 为 ‌ c =3× 10 8 m /s ‌ 。 ‌ 实验验证： 月球上无空气，但宇航员可通过电磁波通信；手机放在真空罩内仍能接收信号 。 ‌ 简 记 ‌ ： ‌ “真空中能传，速度是光速” ‌‌ 。 ) 【例1】关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A.只要电路中有电流通过，就会有电磁波产生 B.水波和声波是自然现象，而电磁波是人造现象 C.只要有大小或方向迅速变化的电流，周围就会有电磁波产生 D.只有收音机可以接收到电磁波 【变式1-1】雷雨天气，小李在家收听广播节目，她发现收音机发出“嚓嚓”的声音，下列说法正确的是（ ） A.小李能听到“嚓嚓”声是因为空气可以传播电磁波 B.收音机发出“嚓嚓”声是因为收音机接收到了打雷时产生的电磁波 C.交替变化的电磁波在空间的传播，就是声波 D.以上均错误 【变式1-2】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_________。 【变式1-3】小梁学习小组用真空罩装置进行了以下探究。如图甲所示，当真空罩中的空气被逐渐抽出时，他们发现闹铃的声音会________，于是推理得出声音的传播需要介质；如图乙所示，小组成员将一手机放在几乎为真空的真空罩内，然后给手机打电话，结果手机有“来电显示”，这充分说明电磁波_______（填“能”或“不能”）在真空中传播。 模型02.波速、波长和频率 ( 标志： 波速 c 、波长 λ 和频率 f 之间的关系。 技巧： 基本关系： 电磁波的波速 c 、波长 λ 和频率 f 满足公式： c = λf ​ ‌ 波速 c ‌ ：在真空中恒为光速，即 3×10 8  m/s ； 波长 λ ‌ ：单位为米（ m ） ； ‌ 频率 f ‌ ：单位为赫兹（ Hz ）。 由于波速固定，波长 λ 与频率 f 成反比关系： ‌ 频率越高，波长越短；频率越低，波长越长 ‌ ‌ 。 理解物理意义： 不同频率 的电磁波（如无线电波、可见光、X射线）在真空中 传播速度相同 。 频率由波源决定，传播过程中不变； 当介质改变时，波速和波长会变，但频率保持不变 ‌ 。 ) 【例2】如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（ ） A.λ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B.人眼可以看到波长为5.70×10-7m的电磁波 C.相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D.由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【变式2-1】我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（ ） 项目 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014 A.5G频段的电磁波比4G的波长更短 B.真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快 C.可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D.家中电视机遥控器利用紫外线遥控 【变式2-2】科学家研究发现，用特定波长的红光持续照射人体背部15min，可明显刺激人体线粒体，降低血糖水平。该红光的波形图如图所示，已知OA=AB=BC=CD=335nm，则该红光的波长为________nm，合_________m。 【变式2-3】如图所示为“鹊桥二号”中继星工作示意图，用于保障嫦娥六号在月球背面与地球通信。 （1）信息传递依靠的是________波； （2）若信号频率为2.5 GHz，则其波长为________m； （3）与直接用地面天线通信相比，使用中继星的主要优势是？ 模型03.电磁波的应用 ( 标志： 电磁波应用渗透于 ‌ 通信、医疗、生活及科研 ‌ 等多个核心领域 。 技巧： ‌ 建立 “ 波段 — 典型应用 ” 对应关系： 无线电波 ‌ ：通信、广播、电视信号传输。 微波 ‌ ： WiFi 、蓝牙、卫星通信、雷达、微波炉加热。 红外线 ‌ ：遥控器、测温枪、夜视仪、烤灯理疗。 可见光 ‌ ：照明、成像、光纤通信。 紫外线 ‌ ：杀菌消毒、验钞、促进维生素 D 合成。 X 射线 ‌ ：医学影像（如 CT ）、工业探伤。 γ 射线 ‌ ：肿瘤放疗、食品灭菌、核探测 。 ) 【例3】（2025年陕西省初中学业考题）如图所示，是搭载热成像仪和实时图像传输器的防火巡查无人机。其搭载的热成像仪通过物体辐射的___________（选填“红外线”或“紫外线”）检测林场温度并形成图像，图像传输器利用__________（选填“超声波”或“电磁波”）将这些图像传输给操作终端。 【变式3-1】（2025年广西初中学业考题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过________波传递全世界。该波________（选填“能”或“不能”）在空气中传播。 【变式3-2】（2025年甘肃省兰州市中考题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟二十号载人飞船进入预定轨道后，与空间站“天和核心舱”成功对接。下列分析正确的是（ ） A.火箭加速升空的过程中，机械能保持不变 B.航天员从地面到达空间站后惯性减小 C.空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的 D.飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站是运动的 【变式3-3】（2025年重庆市初中学业水平暨高中招生考试试题）如图所示，是中国首架太阳能氢能混合动力固定翼无人机在重庆明月湖顺利升空的情境。下列说法正确的是（　　） A.无人机升空过程中相对于地面静止 B.无人机使用氢燃料是因为氢的热值小 C.无人机导航系统是靠电磁波传递信息 D.机翼靠下表面弯曲上表面较平获得升力 模型04.电磁波谱 ( 标志： 按照电磁波的波长或频率顺序排列的谱系 。 技巧： 电磁波谱包括： 无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、伽马（ λ ）射线。 记忆口诀： 吴红光，治死马。大到小，频率反。 注释： ① 吴 - 无，无线电波；红 - 红外线；光 - 可见光；治 - 紫，紫外线； 死 -X ，X射线；马- λ 射线。 ②“ 大到小 ” ，即波长从大到小的顺序； “ 频率反 ” ，即频率大小的顺序与波长相反。 ) 【例4】电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、λ射线等，其中，波长最长的是___________，频率最高的电磁波在真空中传播的速度为________m/s。它们与人类生活息息相关，例如：电视机的遥控器是利用_________来工作的，某电台发射的电磁波波长为3m，其频率是________MHz。电磁波具有能量，密闭的金属容器对电磁波有____________。 【变式4-1】电磁波是个庞大的“家族”。医院里做检查用的X射线________“家族”成员，“B超”信号________“家族”成员。（选填“属于”或“不属于”） 【变式4-2】紫外线按波长大小可分为多个子波段如图，其中EUV段可用于制造芯片，则EUV（ ） A.不是电磁波 B.波长大于紫光 C.波长可能为110nm D.传播速度比无线电波大 【变式4-3】2025年4月24日，第十个“中国航天日”的主题“海上生明月，九天揽星河”寓意全世界全人类共享同一片浩瀚星空，发布了中法联合研制的中法天文卫星（SVOM)的首批科学成果和嫦娥八号的国际载荷合作清单等： （1）嫦娥八号月球车在月面行驶时受到月球的引力比在地球时小，所以惯性减小。这种观点_______（选填“正确”或“错误”），因为___________________________________________________________。 （2）中法合作的天文卫星（SVOM）主要用于监测伽马射线暴（射线）等宇宙极端现象，伽马射线（射线）是频率极高的电磁波，它在真空中的传播速度________（选填“大于”、“等于”或“小于”）可见光的传播速度；SVOM卫星在环绕地球的轨道上运行时，若所受外力突然消失，它将保持______________状态。 模型05.无线电信号的收发 ( 标志： 无线电信号的收发 包括 ‌ 发射 ‌ 和 ‌ 接收 ‌ ，其基本原理基于电磁波的产生、调制、传播与解调 。 技巧： 1. 无线电信号的发射过程 ① 产生载波 ‌ ： 发射机中的 ‌ 振荡器 ‌ 产生高频交变电流，形成高频电磁场。 ② 调制信号 ‌ ： 将声音、图像等信息通过 ‌ 调制技术 ‌ （如调幅 AM 、调频 FM ）加载到高频载波上，使载波随信息变化 。这一过程相当于把信息 “ 搭载 ” 到无线电波上。 ③ 信号放大与发射 ‌ ： 调制后的高频信号经 ‌ 功率放大器 ‌ 增强后，由 ‌ 天线 ‌ 以电磁波形式向空间辐射出去。 例如，广播电台将语音信号调制到特定频率（如 FM 98.5 MHz ），通过发射塔发送。 2. 无线电信号的接收过程 ① ‌ 接收电磁波 ‌ ： 接收设备的 ‌ 天线 ‌ 捕获空间中的电磁波，并将其转换为微弱的高频电信号。 ② 调谐选频 ‌ ： 通过 ‌ 调谐器 ‌ 选择所需频率的信号，过滤掉其他无关电磁波（如旋转收音机旋钮选台）。 ③ 解调还原 ‌ ： 将选中的高频信号进行 ‌ 解调 ‌ ，从中提取出原始的声音或图像信息。 ④ ‌ 信号放大与输出 ‌ ： 解调后的信号经放大后驱动扬声器或显示器，还原为人类可感知的形式。 ) 【例5】如图甲所示的是无线电广播信号的________过程，其中元件A是_______；如图乙所示的是无线电广播信号的________过程，其中元件B是________。 【变式5-1】关于天线，下列说法正确的是（ ） A.只能发射电磁波信号 B.只能接收电磁波信号 C.既能发射电磁波信号，又能接收电磁波信号 D.既不能发射电磁波信号，又不能接收电磁波信号 【变式5-2】移动电话（无线电话，手机）既是无线电的________装置，又是无线电的________装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要________转发信号。 【变式5-3】无线电广播信号的接受由_________完成，________接受在空间传播的各种各样的电磁波，通过_________从各种各样的电磁波中，选择我们要接收的某一频率的电磁波（选台），从__________中取出音频电信号（解调），_________把音频电信号转换为声音。 模型06.电视信号的收发 ( 标志： 电视信号的收发过程基于 ‌ 电磁波 ‌ 作为载体 。 技巧： 核心原理 ‌ ： 电磁波调制与解调（类似 “ 信鸽带信 ” ）。 ‌ 信号类型 ‌ ： 图像（ AM ） + 声音（ FM ）。 ‌ 传输方式 ‌ ： 地面广播（天线）、有线电缆、卫星或网络流媒体。 ‌ 现代演进 ‌ ： 数字电视采用压缩编码（如 H.264/MPEG-2 ）和数字调制，提升效率与画质。 注 释 ： 若题目涉及示意图排序，典型接收流程为 ： ‌ 调谐 → 解调 → 放大 → 显示 / 播放。 ) 【例6】在电视信号的接收中，将视频信号转换成图像的装置是（ ） A.摄像机 B.话筒 C.显示器 D.扬声器 ‌‌【变式6-1】电视显象管的作用是（ ） A.只把电信号还原为声信号 B.只把电信号还原为图像信号 C.同时把电信号还原为声信号和图像信号 D.向外发射电磁波 【变式6-2】直播现场的记者将视频信息传送到电视台所用的载体是（ ） A.电磁波 B.超声波 C.红外线 D.紫外线 【变式6-3】如图甲所示的是电视信号的________过程，其中元件A是_________，元件B是________；如图乙所示的是电视信号的________过程，其中元件C是__________，元件D是_________。 模型07.移动电话 ( 标志： 移动电话 ‌ （手机） 。 技巧： 移动电话 ‌ 是利用空间的 ‌ 电磁波 ‌ 来传递信息的，它 既是 ‌ 无线电发射台 ‌ ，又是 ‌ 无线电接收台 。 ) 【例7】近年来，随着网络技术的全球性铺开、移动智能终端的广泛普及和应用，手机的“扫一扫”移动支付已成为我们的生活常态。手机移动支付过程中用来传递信息的是（ ） A.声波 B.空气 C.电磁波 D.光导纤维 【变式7-1】关于移动电话，下列说法正确的是（ ） A.声音信息是由导线中的电流来传递的 B.声音信息是由空气来传递的 C.两部移动电话之间通信是通过基地台转接的 D.移动电话天线的接收能力很强 【变式7-2】智能手机的使用使我们的生活变得更加便捷，下列说法中不正确的是（ ） A.智能手机靠电磁波传递信息 B.在真空中，智能手机发出的电磁波无法传播 C.智能手机电池充电时，电能转化为化学能 D.手机既是无线电发射台又是无线电接收台 【变式7-3】现代社会，人们的生活越来越离不开手机，手机与手机之间的通信是利用__________来传输的，使用手机一段时间后要进行充电，充电过程中电池相当于________。我国某手机厂商曾有一句广告语：“充电5分钟，通话2小时”，假如充电功率是P1，通话功率是P2，不计充放电时的电量损失，请写出两个功率之间的关系：__________。 模型08.广播、电视和移动电话信号传递的异同 ( 标志： 广播、电视和移动电话都利用电磁波传递信息 ‌ ，但在传输信号类型、通信方式和使用频率等方面存在显著差异 。 技巧： 1. 相同点 ： ) ( 载体相同 ‌ ： 三者均以 ‌ 电磁波 ‌ 作为信息传输的载体 。 工作过程相似 ‌ ： 都包含信号的调制、发射、接收和解调等基本环节 。例如，广播和电视在发射端将声音或图像信号加载到高频载波上，接收端再通过解调还原出原始信号。 2. 不同点 ： 传输信号类型： 广播仅传输 ‌ 音频信号 ‌ （如声音）； 电视传输 ‌ 音频 + 视频信号 ‌ （声音与图像）； 移动电话主要传输 ‌ 语音及数据信息 ‌ （如通话、短信、上网） 。 通信方式 ‌ ： 广播和电视为 ‌ 单向广播式通信 ‌ （点对面），用户只能接收，无法回传信息； 移动电话是 ‌ 双向通信 ‌ （点对点），既能发送也能接收，实现实时互动 。 频率与覆盖： 广播多使用 ‌ 中波、短波和调频（ FM ）波段 ‌ ； 电视使用 ‌ 微波频段 ‌ ； 移动电话使用更高频率的 ‌ 蜂窝网络频段 ‌ ，需依赖基站进行信号转接 。 ) 【例8】通过观察图回答：在音频、视频、射频这三种信号中，频率最高的是（ ） A.音频 B.视频 C.射频 D.一样高 【变式8-1】广播电台使用调制器的作用是（ ） A.将不同的电流混合起来 B.使声音和射频电流混合起来 C.使高频振荡电流加载到声音上 D.调制带有声音信号的高频振荡电流 【变式8-2】电视机的频道转换开关，实际上就是一个（ ） A.调制器 B.振荡器 C.调谐器 D.检波器 【变式8-3】在无线电广播信号的发射过程中，载波发生器的作用是___________________，它________（选填“携带”或“不携带”）信息；调制器的作用是________，通过它出来的振荡电流__________（选填“携带”或“不携带”）信息。 模型09.调制、调谐和解调 ( 标志： 调制 、 调谐 和 解调 的区别 。 技巧： 调制是将原始信号加载到高频载波上以适应传输的过程，调谐是接收端选择特定频率信号的过程，解调是从已调信号中恢复原始信号的逆过程 ‌ 。 整个过程为： 发送端： 信息→调制→发射→空中传播→ 接收端： 调谐选频→解调→还原信息 。 核心区别为： 调制： 把信息 “ 装 ” 到高频波上 ； 调谐： 选台 ； 解调： 还原信息 。 ) 【例9】下面是无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是（ ） （1）调谐选择所需要接收的电磁波 （2）接收无线电波 （3）检出声音信号电流 （4）耳机放音 A.(1)(2)(3)(4) B.(2)(1)(3)(4) C.(4)(3)(2)(1) D.(3)(2)(4)(1) 【变式9-1】移动通信一般都是利用_______系统来实现的。当前最为普遍的手机通信系统主要由_________、基站和_______________组成。_________就是手机或车载电话，它既能_______无线电波，也能_______无线电波。________也称为基地台，________________是整个移动通信网络的核心。 【变式9-2】（2025·广东省广雅中学中考二模）如图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（ ） A.广播电台发射的信号不能在真空中传播 B.与红光相比， 广播电台发射的信号传播速度较慢 C.广播电台发射的信号在空气中传播的速度为 340m/s D.广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 【变式9-3】如图是无线电广播工作过程的简易图，其通过________把音频信号加载到高频电流上发射到空中；收音机天线接收到电磁波后，由________选出的信号含有高频电流成分，通过解调将其滤去，将音频信号显下，并经放大后被送到_________里。 模型10.卫星通信 ( 标志： 卫星通信 ‌ 是一种利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波 。 技巧： 核心原理： 地面站将信号 上传至卫星 （上行链路），卫星接收后对信号进行 放大和频率转换 ，再 下传至目标地面站 （下行链路）。整个系统由 ‌ 空间段 ‌ （卫星）、 ‌ 地面段 ‌ （地球站）和 ‌ 用户段 ‌ （终端）三部分组成。 核心特点： 覆盖范围广 ‌ ： 只要在卫星信号覆盖范围内，即可实现远距离通信，尤其适用于海洋、沙漠、山区等地面网络难以覆盖的区域。 通信距离远且费用与距离无关 ‌ ： 无论通信双方相距多远，成本基本一致。 抗灾能力强 ‌ ： 不易受地震、洪水等自然灾害影响，是应 急通信的重要手段。 支持多址通信 ‌ ： 一个卫星可同时连接多个地面站，实 现广播或多点通信。 ) 【例10】北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，目前已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北斗卫星导航系统，下列说法正确的是（ ） A.北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同 B.北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息 C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航 D.北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率较低 【变式10-1】通信卫星大多是地球的同步卫星，在地球周围均匀地配置________颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，通过卫星电视，一个地方的突发事件，全世界几乎可以同时看到，卫星是靠________波传递信息的。 【变式10-2】古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，“北斗”导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（ ） A.微波通信 B.卫星通信 C.光纤通信 D.网络通信 【变式10-3】卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出人卫星系统形成链路。由于同步卫星在赤道上空36000km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23h56min4s）一致，从地面看上去如同静止不动。3颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。 （1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立__________。 （2）关于同步卫星，以下说法正确的是________。 A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同 B.同步卫星和月球一样每天绕地球一周 C.同步卫星固定在空中一直不动 D.作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好 模型11.微波通信 ( 标志： 利用波长在 0.1 毫米 至 1 米 之间（频率 300MHz 至 3000GHz ）的电磁波进行信息传输 。 技巧： 核心思路： 抓住 “ 频率高、容量大、直线传播、需中继 ” 四大关键点，结合具体问题情境分析其应用与限制。 ‌ 典型特征： 频率高 → 信息容量大 ‌ 波长短 → 直线传播（视距传播） → 无法绕射地球曲面 ‌ 中继站限制 → 特殊地形（雪山、海洋）无法铺设 → 引出卫星通信解决方案 ‌ 传播受环境影响 → 存在衰落现象 → 需采取抗衰落措施 ‌ ) 【例11】信息传递技术的发展使人们冲破了时空的阻隔，信息之路越来越宽了，下列关于信息传递的说法不正确的是（ ） A.光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁多次反射从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方 B.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 C.电磁波的传播可以不需要介质 D.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 【变式11-1】当手机开启热点功能为电脑、平板等带有Wi-Fi功能的设备提供网络支撑时，它相当于（ ） A.无线路由器 B.微波中继站 C.服务器 D.基地台 【变式11-2】通过微波传送的是（ ） A.超远程通信 B.无线电广播 C.电报 D.电视和宇航通信 【变式11-3】微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，这些通信方式是从不同的视角进行分类的：微波通信按加载信号的电磁波的波长来分类；卫星通信、光纤通信按传播介质或设备来分类，网络通信按通信者之间的联络关系来分类。网络通信也可以采用光纤通信方式，微波通信也可以通过卫星传播，这些分类是可以重叠的。请你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，设计一个通信方式分类图，并在图中侧重说明以上四种方式的优点。 模型12.光纤通信 ( 标志： 光纤通信的核心是利用光在光纤中全内反射的原理实现信息高速传输 ‌ 。 技巧： 核心知识 ‌ ： 光在光纤中通过 ‌ 全内反射 ‌ 进行传输。光纤由 ‌ 纤芯 ‌ （高折射率）和 ‌ 包层 ‌ （低折射率）构成，当光以大于临界角的角度入射时，会在纤芯与包层界面 反复全反射 ，从而向前传播。 典型考法 ‌ ： 判断题： “ 光纤通信利用的是光的折射 ” ❌（应为 ‌ 全反射 ‌ ） 填空题： “光纤中心是（ ），外层是（ ） ” → 答案： ‌ 纤芯、包层 ) 【例12】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 【变式12-1】早在100多年前，贝尔实验室就有了用“光话”替代电话的设想，后来科学家利用强光源产生的________，以及光导纤维技术，终于让光纤通信成为了现代通信的重要方式。如图是光导纤维工作示意图，光导纤维能传导光纤的基本原理是_____________。 【变式12-2】光纤通信就是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，其应用前景非常广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是（ ） A.光导纤维是导体 B.光在光导纤维中经多次反射传递信息 C.光波在光导纤维中传播的速度等于3×108m/s D.光波不是电磁波 【变式12-3】阅读材料，回答下列问题。 光导纤维 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和GeorgeA，Hockham首先提出光纤可以用于通信传输的设想，高锟因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。 光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的（如图甲所示)，粗细大致与人的头发相当，有的直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗，反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。表面上看，光好像在玻璃中弯曲前进（如图乙）。 一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。” （1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是_______； A.输电 B.通信 C.导热 D.照明 （2）光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光波________（选填“属于”或“不属于”）电磁波，光在真空中的传播速度为_________m/s； （3）根据文中全反射的定义，请你判断：当光从空气射入水中，逐渐增大入射角时，_______（选填“会”或“不会”）发生全反射； （4）下列关于光导纤维的说法中正确的是________； A.光导纤维的主要成分是氧化物 B.光纤通信不容易受外界干扰，能够传播更远 C.光导纤维是利用光传输信息的 D.石英玻璃能够拉制成细丝说明它的弹性好 一、填空题： 1.（2025年广西初中学业考题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过________波传递全世界。该波________（选填“能”或“不能”）在空气中传播。 2.如图是悬浮式无线蓝牙音箱，它可以通过________波（选填“超声”或“电磁”）实现与手机的数据无线传输。这种波在真空中的传播速度是________m/s，该产品底座里有一个磁铁，可使箱体悬浮在空中，这是根据同名磁极相互________的原理实现的。 3.（2025年福建省中考题）科创小组制作遥控“泵喷式”船模，当船向后喷水时，船获得向前的推力，表明物体间力的作用是________的。遥控发射器利用________波控制船。 4.我们通过电探观看世界杯足球赛，电视信号是通过__________传递过来的；比赛时，足球在下落过程中，重力势能转化为________。（空气阻力忽略不计） 5.现代社会，手机已成为人们普遍使用的通信工具，它是由__________来传递信息的，某手机发射的信号频率是1800MHz，那么信号的波长约为________m（保留小数点后两位）。 6.移动电话机既是________又是________电接收台。移动电话机体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高。因此跟其他用户的通话要靠___________（较大的固定无线电台）转接，跟电话交换机相连，手机和手机通过__________进行沟通。 7.如图是电磁波及其应用实例，可见光________（选填“属于”或“不属于”）电磁波的一种，电视遥控器使用的是_________进行遥控，电磁波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 8.如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成_________；扬声器的作用是将音频电信号转化成__________。 9.光纤通信与微波相比的优点：______________________、_______________________、___________等优点，普通光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息，激光的频率_______、方向高度集中。 10.如图所示为最新型的智能穿戴设备“电子眼镜”。它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制。电子眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙、WiFi、骨传导耳机、照相机、麦克风、触摸盘以及探测倾斜度的重力感应和陀螺仪等。 （1）WiFi无线信号是通过__________来传递信息的，其在空气中的传播速度约为________km/s； （2）麦克风（动圈式话筒）把声信号转变成电信号利用了___________的原理。 二、选择题： 11.（2025•衡阳县校级模拟）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 12.（2025年广东省广州市中学业考题）某广播电台发射频率为1.027×108Hz的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A.无线电波 B.红外线 C.紫外线 D.γ射线 13.各色光在真空中的波长如图所示。在真空中，下列说法中正确的是（ ） A.色光不属于电磁波 B.波长为550nm的光的波长比黄光的波长短 C.红外线的波长在630nm至760nm之间 D.波长为430nm的光比波长为630nm的光传播速度小 14.接收天线收到的信号是（ ） A.图像和声音信号 B.变化的电流 C.各种频率的电磁波 D.声音及图像 15.下列关于电磁波和信息技术说法正确的是（ ） A.北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的 B.由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的 C.电磁波只能传递声音信号，不能传递图象信号 D.手机话筒的主要作用是把声音信号变成恒定电流 16.如图甲是一台收音机，在物理课上，老师用导线迅速在干电池两端触碰，可听到收音机发出“嗒嗒”声，下列说法正确的是（ ） A.若某次收听AM800kHz的频道，则接收到该信号波的周期为1.25μs B.听到“嗒嗒声”说明收音机接收到了超声波 C.如图乙，若旋转旋钮使指针向右移动，收音机发出声音的响度会变大 D.如图乙，当频率指针固定在图示位置，由AM切换到FM频道，信号频率会变低 17.如图所示是全国首家搭载5G网络的“无感支付”便利店“爱趣拿”，购物流程有3步：（1）扫码注册进店；（2）选购你想要的商品；（3）潇洒地离开超市。这是5G和AI、物联网、体感红外线和互联网移动支付等相结合的结果。店内分布着50多个高清智能识别摄影头，通过人工智能AI视觉分析随时跟踪进店顾客的购物行为轨迹，货架上则装有传感器，一旦货品被拿走之后，货架传感器便发生数据变化，离店时，相应款项就能从绑定账户自动扣款。对于以上信息，下列说法不正确的是（ ） A.高清智能识别摄像头是凸透镜 B.货架上装有的传感器传输超声波信号 C.体感红外线是利用了红外线的热作用 D.5G网络主要有三大特点：极高的速率、极大的容量、极低的时延 18.以下关于微波的说法中不正确的是（ ） A.微波属于电磁波 B.微波的性质接近于光波，大致沿直线传播 C.进行长距离微波通信时，应通过中继站转播 D.微波中继站间的距离大约为50km，而且只能建立在地球表面 19.下列关于通信的说法正确的是（ ） A.微波信号传递的距离远，不需要中继站 B.最少4颗同步通信卫星就可覆盖全部地球表面，实现全球通信 C.使用光纤通信，因为光的频率很低，在一定时间内可以传输大量信息 D.使用手机时，可能也同时使用了微波通信 20.（2025·齐河县一模）如图所示，是汽车领域广泛利用AI（人工智能）语音助手实现“人与车”全场景自然交互的情景。下列分析正确的是（ ） A.语音助手发出的声音不是振动产生的 B.切换不同性别声音模式实质是改变声音的响度 C.语音助手对指令作出回应，说明声可以传递信息 D.汽车导航系统和倒车雷达都是利用电磁波工作的 三、解答题： 21.（2025·宁夏）2025年2月20日，中国实践25号卫星于3.6万千米高空为即将退役的北斗G7卫星加注了142kg肼类燃料，如图所示，预计可让北斗G7卫星的使用寿命延长8年，开创了太空探索新纪元。实践25号卫星的模块化分级存储舱内存有1.3t用于加注的肼类燃料。请根据以上信息回答下列问题： （1）实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星是________的。地面控制站与实践25号卫星是通过_________传递信息的。 （2）实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程相当于四冲程内燃机的________冲程，是利用________能对外做功的。 （3）某肼类燃料的热值q=4.25×107/kg，若完全燃烧10kg该燃料，能放出多少热量？ 22.阅读短文，回答问题。 如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。 水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速。 电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相；γ射线用于医疗。 无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播。 （1）电视机遥控器利用__________实现对电视机的控制（填电磁波家族成员名称）。 （2）如图丙所示的波，波长为________cm。 （3）波长为1m的无线电波________（选填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向远方传播。 四、阅读题： 23.请阅读《北斗导航系统》并回答题。 北斗导航系统 2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号卫星导航系统当中第二颗地球同步轨道卫星。按照计划，我国将再发射一颗北斗三号地球同步轨道卫星，届时由30颗北斗三号卫星组成的导航星座将全部部署完成。覆盖“一带一路”沿线国家。 北斗卫星导航系统建设先后经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段，目前北头一号4颗试验卫星已全部退役，从北斗二号首颗星起算，距离北斗三号系统建成，仅一步之遥。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段车部分组成，并具短报文通信能力。 北斗三号系统搭载了国内最先进的新一代蜘原子钟，星间链路最新的技术，新一代钩原子钟天稳定度达到10-11量级，“这相当于300万年只有1秒误差”。 星间链路是指用于卫星之间通信的链路。通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。通过光通信可实现大容量数据传输。北斗三号系统中的地球同步轨道卫星，运行方向与地球自转方向相同，运行一周的时间与地球自转一周的时间相等，自主建设、独立运行的卫星导航系统，广泛应用于交通运输，成为世界首次应用北斗导航系统，实现有人值守、自动驾驶的高铁。北斗卫星导航系统还应用于海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。 北斗导航系统秉持和践行“中国的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务全球、造福人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）_______________是用于卫星之间通信的链路； （2）运载火箭点火起飞升空的过程中，火箭中搭载的卫星的机械能________（选填“增大”“减小”“不变”）； （3）北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面是________的（选填“运动”、“静止”）； （4）下列关于北斗卫星导航系统的说法中错误的是_________。（多选） A.北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同 B.北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成 C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车行驶导航 D.当甲、乙两人通过北斗地球同步卫星通电话时，甲发出“呼叫”后，至少经过5s才能听到乙的“回应” 24.阅读短文，回答下列问题. 手机是集成度很高的精密收发机，大致分成五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源、采用双向异频双工制，即收与发用不同频率的调频波，某机发射电磁波频率为890.0125MHz，接收电磁波频率为935.0125MHz，双频间隔为45MHz，用户在某个交换局业务服务区购机并配定使用频率和编码后，就成为该机的原登记用户，如加入其他移动交换局的业务区电话，就成为漫游。 （1）对着话筒讲话时，手机天线作为_______天线使用；当用听筒听电话时，手机天线作为________（选填“发射”或“接收”）天线使用. （2）在同一交换局的服务区的另一手机_______（选填“能”或“不能”）用890.125MHz的发射频率. （3）给已关机的手机打电话，听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“你拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“你拨打的用户暂时无法接通”，这说明________。 A.手机关机时向基地台发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基地台失去联系 B.手机不在服务区时向基地台发射了一个不在服务区信号，手机关机时与基地台失去联系 C.手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号 D.手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号 （4）你知道在哪些地方或情况下不能使用手机吗？试举两至三个例子。 五、计算题： 25.（2025·纳溪区校级模拟）如图是某品牌扫地机器人。 （1）人们利用手机通过电磁波可以操控机器人扫地，该波在真空中传播的速度为________m/s。 （2）质量为3.6kg的机器人，静止在水平地面上时与水平地面的总接触面积为1200cm²，则它对地面的压强为多少？ （3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动1min的时间，机器人提供的水平推力为300N，此过程中水平推力做了多少功？ 26.阅读：“天问一号”成功着陆火星。 2021年5月15日，我国首个火星探测器——“天问一号”在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步。 “天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分。为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道，首先需要环绕器在携带着陆巡视器的情况下进入着陆轨道。实施两器分离后，着陆巡视器则进入火星大气层，完成系列着陆动作；环绕器则需要迅速抬升轨道，再次进入环火轨道，成为着陆巡视器与地球的通信中继站，进行火星环绕探测，并及时将火星上的图片信息传回地球。 （1）环绕器能将图片信息传回到地球上，主要是因为电磁波能在________中传播的特点。 （2）着陆巡视器从距火星表面约100m处开始的运动可以看作是匀速直线运动，则此过程中着陆巡视器受到的阻力________火星对它的重力，它的机械能________（选填“增大”、“减少”或“不变”）。 （3）着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，共有6个轮子与火星表面接触，每个轮子与地面的接触面积约为250cm2，如果火星对表面物体的吸引力约为地球的0.4倍。求“祝融号”对火星表面产生的压强。 （4）若“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍。求“祝融号”行驶15min做了多少功？ 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $