21.1 电磁波的海洋 课堂练习 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

21.1电磁波的海洋 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，2025年中国航天发射任务取得“开门红”。下列说法正确的是（　　） A．以发射台为参照物，升空的火箭是静止的 B．火箭加速上升过程中，机械能增大 C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能 D．卫星通过超声波将探测到的信息传回地面 2．嫦娥六号于2024年6月成功完成了月背采样任务。返回器携带1935.3g月壤样品，实现世界首次月球背面采样返回。如图所示的是嫦娥六号在月球采样的情景。下列有关说法正确的是（　　） A．月壤样品在太空中时不具有内能 B．嫦娥六号返回器在返回过程中，相对于月壤样品是运动的 C．嫦娥六号返回器在返回过程中，通过电磁波与地面指挥中心取得联系 D．月壤样品从月球到地球后所受重力不变 3．日常生活中，当打开或关闭电灯时，会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这杂音的产生原因是（　　） A．电路通断时发出的电磁波被收音机接收 B．电路通断时收音机内元件因放电冒出火花 C．通断电路的瞬间电流过大将机内元件烧坏 D．收音机内有灰尘等杂物 4．下列用电器中使用电磁波来加热食物的是（　　） A．电热炉 B．微波炉 C．电烤箱 D．电饭锅 5．现代社会，人们生活工作学习时已经离不开手机。两个人手机通话时是以下列哪种方式传递信息的（　　） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．水波 6．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　） A．北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信号 B．国产芯片研制稳步推进，芯片的主要材料是超导体 C．隐身战斗机歼-35A在飞行的过程中燃油的热值会减小 D．“神舟二十号”发射升空时，火箭发动机的热效率可达100% 7．蓝牙是一种短距离无线通信技术，蓝牙设备传递信息主要是利用（　　） A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．空气 8．“天宫课堂”授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行交流，其中将信息传回地面主要是通过（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线 9．建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家是（ ） A．麦克斯韦 B．牛顿 C．赫兹 D．伽利略 10．2025年我国“翼龙-3”无人机完成海上应急通信试飞（如图），其搭载新型动力系统，可实现超远距离海上作业，下列说法正确的是（　　） A．无人机导航系统依靠超声波传递海上定位信息 B．无人机匀速上升过程中，机械能变大 C．无人机机翼下表面平直、上表面弯曲，飞行过程中上表面流速较大导致压强较大 D．无人机搭载氢燃料动力系统，选用氢燃料是因为氢的热值小 二、填空题 11．手机已经进入“5G”时代，所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“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”）；长时间使用手机会造成____________污染。 12．在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队制作了一个遥控飞机。遥控飞机的机翼设计成上凸下平。试飞时，用手将遥控飞机向前推出，说明力可以改变飞机的______；遥控飞机在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气流速较______，压强较小；遥控器控制飞机是利用了______（选填“电磁波”或“超声波”）。 13．长征八号甲遥一运载火箭于 2025 年 2 月 11 日 17 时 30 分在海南文昌航天发射场成功发射，火箭运行过程中，通过________（选填“电磁波” 或“超声波”） 与地面遥控中心进行信息传递。气凝胶是一种在航天领域广泛使用的新材料，如图所示是某种气凝胶质量与体积的关系图像，则其密度为______kg/m3。 14．电磁波在信息方面的应用，源于三个方面：第一，电磁波本身______信息，即向外辐射电磁波的物质，其固有的信息会被电磁波“带”出来；第二，电磁波可以帮助人们______信息，充当测量或检测的工具；第三，电磁波能______信息，充当信息传播的媒介。 15．2024年7月30日，华为开发者宣布华为Mate70系列手机即将发布，向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机通讯是利用_______来传递信息的；使用手机时手机屏幕相当于电路中的________。 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．随着科技的进步，AI逐渐改变了我们的生活。如图所示，是宇树科技自主研发的某款人形机器人，可以像人类一样行走、奔跑、后空翻，还能模拟人手精准操作、搬运物体等，同时拥有自我学习的能力。下表是该机器人的部分参数。 机器人质量 35kg 单只脚面积 电池容量 续航时间 2h~3h 任务序号 任务种类 任务温升 任务时间/min 散热功率/ 1 后空翻 6 1.5 2 搬运10kg的货物 3 0.8 (1)机器人头部除有照相机外，还搭载了3D激光雷达，能通过发射和接收________（选填“超声波”或“电磁波”）来侦测障碍物信息，确保行走安全。在绕行障碍物的过程中，以机器人为参照物，障碍物是________的； (2)经测试，该机器人保持双脚站立姿势的续航时间可达3h，则机器人站立时对地面的压强为________Pa，站立时的工作电流为________； (3)某次完成后空翻时，机器人重心上升0.6m后下落，则机器人在上升过程中克服重力做功________J； (4)机器人工作消耗电能的同时，会产生部分热量，导致电机温度升高，同时也会向周围环境散发部分热量，使电机温度降低，已知散热功率大小等于单位时间内散发热量而使电机降低的温度，单位为℃/min，散热效率η是指机器人的散热量与发热量的比值，其大小与电机温度的变化有关，其关系式为。当时，会触发内部的电机停机保护。某机器人完成“后空翻任务”和物流仓库“搬运任务”的部分参数如上表所示： ①完成任务1后，散热效率η为________%； ②若只执行任务2，最多连续可完成________次搬运任务。 18．在大力倡导节能环保、践行低碳生活的新时代，新能源汽车越来越普及。小明了解到某纯电动新能源汽车总质量为1800kg，若该汽车在平直公路上匀速行驶20km，消耗电能12.5kW·h，行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取10 N/ kg，试问： (1)给该汽车充电时，电能转化为_______能，汽车导航是通过_______与卫星传递信息的； (2)汽车匀速直线行驶时受到的牵引力大小是多少？ (3)该汽车的工作效率是多少？ (4)请你从能源利用的角度说出纯电动新能源汽车相比燃油汽车的优点。 19．如图所示，是一款可以通过手机设定温度、控制开关的电热水器。小明将洗澡水温设定为50℃，打开电热水器开关后，电热水器进入加热状态，将水温加热至设定温度，开关自动断开，此时电热水器进入保温状态，当水温低于40℃时，温控开关自动闭合，如此循环往复，使水温保持在40～50℃之间，实现保温功能。 表一是电热水器的铭牌，24小时固有能耗系数是指在不使用热水器的情况下，24小时内在保温状态下的耗电量与固有能耗基准的比值。电热水器24小时固有能耗基准与电热水器容量c的关系式如表二所示。[，] 表一 额定电压 220V 加热额定功率 2000W 24h固有能耗系数 0.6 容量 60L 表二 电热水器24小时固有能耗基准/kW•h 0＜c≤30L 30L＜c≤100L 100L＜c≤200L 200L＜c 0.024c+0.63 0.015c+0.8 0.008c+1.5 0.008c+2 (1)利用手机控制电热水器是通过_____波传输信息的；电热水器是利用电流的_____效应工作的。 (2)若该电热水器的加热效率为84%，则正常加热时将一箱初温为20℃的水加热到设定温度50℃，水吸收的热量是多少_______J？需要的加热时间是多少h_______？ (3)周末小明约同学打篮球，提前用手机控制电热水器17：00开始烧水，小明21：00洗澡，这期间该热水器将满箱初温为20℃的水加热到设定温度50℃后，一直处于保温状态，则该过程电热水器一共消耗了多少kW•h的电能_______？（该时间段内电热水器正常工作，计算结果保留两位小数） 学科网（北京）股份有限公司 《21.1电磁波的海洋》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A B C A A A A B 1．B 【详解】A．以发射台为参照物，升空的火箭与发射台之间的位置发生了变化，所以火箭是运动的，故A错误； B．火箭加速上升过程中，质量不变，速度增大，则动能增大；高度升高，则重力势能增大。机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大，故B正确； C．火箭加速上升过程中，是燃料燃烧释放的内能转化为火箭的动能和重力势能，而不是重力势能转化为动能，故C错误； D．因为太空是真空环境，超声波不能在真空中传播，卫星通过电磁波将探测到的信息传回地面，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．内能是物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和，一切物体在任何情况下都具有内能，月壤样品在太空中也具有内能，故A错误； B．嫦娥六号返回器在返回过程中，与月壤样品一起运动，它们之间的位置不发生改变，故嫦娥六号返回器在返回过程中，相对于月壤样品是静止的，故B错误； C．嫦娥六号返回器在返回过程中，是通过电磁波与地面指挥中心取得联系的，故C正确； D．同一物体月球上的重力约为地球上重力的 ，所以同样的物体在月球上的重力比在地球上小。当嫦娥六号将月壤带回地球时，月壤所受的重力会增大，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】当开、关电灯的时候，正在工作的收音机会发出咔嚓咔嚓的声音，这是因为开、关电灯时迅速变化的电流产生的电磁波被收音机接收到的缘故。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．B 【详解】 电热炉、电烤箱、电饭锅都是利用电流的热效应加热，将电能直接转化为内能；微波炉是利用微波使食物内部分子剧烈振动摩擦生热，依靠电磁波加热食物，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 5．C 【详解】手机通话时通过电磁波传递信息，因为电磁波可以在真空中传播且适用于远距离通信；超声波、次声波属于声波，需介质传播，无法用于手机通信；水波仅能在水中传播，与实际不符，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】A．北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信号的，因为电磁波能够在真空中传播，并且传播速度快，适合卫星与地面之间的远距离信息传输，故A正确； B．芯片的主要材料是半导体，不是超导体，半导体具有独特的电学性能，可用于制造各种电子元件，故B错误； C．燃料的热值是其固有的属性，与燃料的质量、是否完全燃烧无关，隐身战斗机在飞行的过程中燃油的热值不变，故C错误； D．火箭发动机在工作时，燃料燃烧释放的能量不可能全部用来做有用功，会有一部分能量散失掉，所以热效率不可能达到 100%，故D错误。 故选A。 7．A 【详解】A．蓝牙通信属于无线通信技术，利用的是电磁波传递信息，故A正确； B．次声波频率低于20Hz，无法用于蓝牙的高频数据传输，故B错误； C．超声波频率高于20000Hz，蓝牙工作频率为2.4GHz，属于电磁波而非声波，故C错误； D．电磁波传播不需要空气介质，蓝牙可在真空中工作，故D错误。 故选A。 8．A 【详解】“天宫课堂”授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行交流，其中将信息传回地面主要是通过电磁波，因为电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。而超声波和次声波都需要介质来传播，太空是真空环境，无法传播超声波和次声波。红外线虽然也属于电磁波的一种，但在天地通信中，一般不使用红外线来进行大规模、高速率的信息传输，因为红外线的传播易受遮挡和干扰，且传输距离和数据传输量有限，故A符合题意，不符合题意。 故选A。 9．A 【详解】A．麦克斯韦建立电磁场理论，并预言电磁波存在的物理学家，故A符合题意； B．牛顿有三大定律、万有引力定律等等科学成就，但没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故B不符合题意； C．赫兹用实验证实电磁波存在，故C不符合题意； D．伽利略开创了实验和逻辑相结合的科学研究方法，以及最早利用望远镜观察天体的人，没有建立电磁场理论，预言电磁波存在，故D不符合题意。 故选A。 10．B 【详解】A．无人机导航系统依靠电磁波传递定位信息，超声波属于声波，真空不能传声，无法用于卫星导航传递信息，故A错误； B．机械能为动能与重力势能之和。无人机匀速上升过程中，质量不变、速度不变，因此动能不变；质量不变、高度增大，因此重力势能增大；总机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能变大，故B正确； C．根据流体压强规律：流速越大的位置压强越小。无人机机翼上表面弯曲，飞行时上表面空气流速更大，压强更小，由此获得向上的升力，故C错误； D．选用氢作为燃料，是因为氢的热值大，相同质量的氢完全燃烧可以放出更多热量，故D错误。 故选B。 11． 电磁波 电磁 【详解】[1][2]由于电磁波传播范围广，传播速度快，所以手机是利用电磁波传递信息的；由于手机能够发射和接收电磁波，所以长时间使用手机会造成电磁污染，损害人体健康。 12． 运动状态 快 电磁波 【详解】[1]力可以改变物体的运动状态和形状。试飞时，用手将遥控飞机向前推出，遥控飞机由静止改为运动，说明力可以改变飞机的运动状态。 [2]机翼上凸下平，遥控飞机在空中水平飞行过程中，机翼上方的空气在相同时间内经过的路程更长，流速更快，压强较小，下方流速较慢，压强较大，因而产生向上的压强差，产生向上的升力。 [3]电磁波可以传递信息，遥控器控制飞机是利用了电磁波。 13． 电磁波 3 【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，所以火箭运行过程中，通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递。 [2]如图所示，气凝胶质量为15kg时，对应的体积为5m3，则其密度为 14． 携带 获得 承载并传播 【详解】[1]电磁波本身携带信息：向外辐射电磁波的物体，其自身特性（如温度、结构、运动状态等）会被电磁波 “携带”。例如，恒星辐射的电磁波中，包含了恒星的温度、化学成分等信息；物体热辐射的红外线（属于电磁波），携带了物体的温度信息，这也是红外测温仪能感知温度的原理。 [2]电磁波可以帮助人们获取信息：电磁波具有不同的传播和作用特性，可作为探测工具帮助人类获取无法直接观察的信息。比如，X射线（电磁波）能穿透人体组织，帮助医生获取人体内部器官的结构信息（如X光片）；雷达通过发射和接收微波（电磁波），获取目标的位置、速度等信息，用于气象监测、航空管制等。 [3]电磁波能承载并传播信息：电磁波传播不需要介质，且传播速度快（真空中为光速），是现代信息传递的核心媒介。例如，手机通过无线电波（电磁波）传递语音和数据信息；电视信号、卫星通信、互联网的无线传输等，均依赖电磁波将信息从发送端传递到接收端。 15． 电磁波 用电器 【详解】[1]手机通讯是利用电磁波来传递信息的。手机通过发射特定频率的无线信号（属于电磁波），将信号传输给附近的基站，基站进行处理和放大后，再通过基站之间的转接和传输，最终到达目标区域的核心网络，实现与其他设备或网络的连接和通信。 [2]使用手机时，消耗电能，手机屏幕相当于电路中的用电器。 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) 电磁波 运动 (2) 3 (3)210 (4) 81.1 26 【详解】（1）[1]超声波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质， 3D激光雷达，能通过发射和接收电磁波来侦测障碍物信息，确保行走安全。 [2]在绕行障碍物的过程中，以机器人为参照物，障碍物的位置发生改变，是运动的。 （2）[1]机器人站立时对地面的压力为 机器人站立时对地面的压强为 [2]该机器人保持双脚站立姿势的续航时间可达3h，站立时的工作电流为 （3）某次完成后空翻时，机器人重心上升0.6m后下落，则机器人在上升过程中克服重力做功 （4）[1]完成任务1时，散热的热量为 则电机温度的变化 散热效率η为 [2]若只执行任务2，散热的热量为 则电机温度的变化 则完成1次任务2， 当时，会触发内部的电机停机保护，则最多连续可完成的搬运任务次数为 18．(1) 化学 电磁波 (2)1800N (3)80% (4)见解析 【详解】（1）[1]给该汽车充电时，消耗了电能，得到了化学能，因此是电能转化为化学能。 [2]电磁波能在真空中传播且可以传播信息，汽车导航是通过电磁波与卫星传递信息的。 （2）根据G=mg可得，汽车的总重力为 行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.1倍，所以，汽车受到的阻力为 汽车匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以，汽车受到的牵引力为 （3）该汽车所做的有用功为 消耗电能为 则该汽车的工作效率是 （4）纯电动汽车优点：高效率、零排放、可再生，减少化石燃料依赖。 19．(1) 电磁 热 (2) 1.25h (3) 【详解】（1）[1]手机可以接收、发送电磁波，手机控制电热水器是通过电磁波控制传输信息。 [2]电热水器把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 （2）[1]水的质量 水吸收的热量 [2]需要消耗的电能 需要的加热时间 （3）此过程保温消耗的电能 总共消耗的电能 学科网（北京）股份有限公司 $