第17章 电磁波与现代通信 拔尖测评-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册物理(苏科版·新教材)

拔尖特训·物理（苏科版）九年级下 第十七章拔尖测评 ○满分：100分○时间：45分钟姓名： 得分： 一、选择题（每小题3分，共30分） 1.下列说法中，正确的是 A.任何信息都必须经历记录、处理和传播三个阶段 B.信息的表现形式只有文字、图形 C.信息只有进一步发生传播，才可称为信息 D.文字、图形、图像、声音都是信息的基本表现形式 2.信息传递在现代战争中越来越重要，下列战争中的行为，不是在传 递信息的为 ( ) A.飞行员驾驶飞机投撒传单 B.通信兵使用电台接发加密信号 C作战厅内的指挥员们商议作战计划 D.炮兵用“跳眼法”测量目标距离 3.如图所示，其中不是利用数字通信进行信号传输的是 A.烽火狼烟 B.驿马快报 C.发送电报 D.海军旗语 4.关于电报与电话，下列说法中正确的是 A.电报可以即时地进行双向信息交流 B.电报的发明标志着人类利用电流进行异地通话的开始 C.电话的话筒和听筒都是根据电磁转换的原理设计的 D.使用电话时需用到莫尔斯电码 5.下面是几名同学关于固定电话的几种说法，其中正确的是( A.电话能将声音沿着导线传至对方耳中 B.电话是通过导线将携带信息的电流传到对方所在位置的 C.话筒中变化的电流使膜片在磁场中振动，发出声音 D.听筒把声音变成变化的电流 6.1965年，美国发射通信卫星LES1,由于故障导致卫星进人太空后 与地球失去联系。几十年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到IS1 发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号 () A.属于超声波，周期为4X108sB.属于超声波，周期为4×10-9s C.属于电磁波，周期为4×108sD.属于电磁波，周期为4×109s 7.下列现象中，不能产生电磁波的是 () A.电冰箱的电路接通或断开B.正在工作的电铃 C.正在工作的电声喇叭 D.用木棒不断敲击鼓面 8.波长在1mm至1cm之间的无线电波叫作毫米波，近年来利用毫米 波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段划分如图所 示，则 ( 频率/Hz3×103×103×103×103×103×103×103×103×103×10 「高频甚高频特高频超高频极高频至高频 波长/m10 104 10 10 HF 10VHF 1 UHFIO SHF1O EHFIO THFIO (第8题) A.毫米波属于UHF频段的电磁波 B.毫米波在空气中的传播速度为340m/s C.6×1010Hz的毫米波波长比8×1010Hz波的波长短 D.UHP和SHF频段电磁波在真空中的传播速度相同 9.为减少电磁污染对我们的影响，下列做法中，正确的是 A.禁止在市区建设移动通信基站 B.把家用电器集中安放在厨房 C.楼房建设时，安装多个避雷针进行屏蔽 D.避免长时间使用手机 10.第六代移动通信技术也被称为6G,主要促进物联网的发展，6G仍 在开发阶段。6G的传输能力可能比5G提升100倍，1s下载 10部高清视频成为可能。下列说法中，正确的是 () A.6G手机间利用超声波传输信号 B.6G手机间发短信是利用电磁波传输信号 C.6G手机内的芯片材料都是超导体 D.6G手机通话是用电磁波传递的模拟信号 二、填空题（每空2分，共28分） 11.如图所示为一列声波在空气中传播时的波形图，若OA=1.02m,则 这列波的波长为 m,周期为 s,频率为 Hzo (声波在空气中的传播速度为340m/s) (第11题) 12.可见光本质上是 的一种，“可见光通信”是未来科技前沿， 它是将各种照明光源、移动终端联网，实现有灯光的地方即可上 网，当我们用窗帘遮住光，传递的信息就 (会/不会)外泄 至室外，因高速、成本低等优点，它可能会取代现在的WiF。 7 13.雷达是利用 来测定物体位置的无线电设备。电磁波如果 遇到尺寸明显大于自身波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利 用电磁波的这个特性来工作的。波长越短的电磁波，传播的直线 性越好，反射性能越强，因此雷达使用的电磁波是 (长波 短波/微波)。利用雷达可以探测战斗机、舰艇、导弹等军用目标， 还可以用来为民用飞机、船只进行导航。 14.电影《英雄儿女》中的英雄人物王成用步话机呼叫，步话机通信用 传递信息，根据当时的技术，步话机传递的是 (数字信号/模拟信号)。 15.如图所示为潜水器的通信原理，其中不是利用电磁波通信的是 ;“探索一号”支持船与卫星之间的通信 (需要/ 不需要)介质；蓝绿可见光用于水下通信时，其传播速度 (大于/等于/小于)3×108m/s。 卫星 “探索一号”无线电传输 “探索二号” 支持船 保障船 水声通信 “凌云”号 微细光缆 檄光通信 “奋斗者”号 “沧海”号 无线蓝绿光 通信 (第15题) (第16题) 16.如图所示为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 (红外线/紫外线)检 测林场温度并形成图像，图像传输器利用 (超声波/电磁 波)将这些图像传输给操作终端。 三、解答题（共42分） 17.(6分)小亮发现进人电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因 为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密 闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验进行探究。 步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔 纸做成的密闭盒子。 步骤二：将一部手机分别放人密闭盒中，用另一部手机拨打该手机 的号码，记录的现象如表所示。 盒子材质 纸 塑料 木头 铁 铝 锡箔 能否打通 能 能 能 不能 不能 不能 步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机，手机立刻打通 (1)手机是用 传递信息的。通过实验，可得出初步结论： (2)过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要 进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉的玻璃门上安装有 致密的细金属网：医院CT室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹 层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问 题： 18.(8分)如图所示为小明设计的“凹面镜信号增强器”，利用它可以增 强路由器的“黑管”向某一方向发射的电磁波。为了探究它的增强 效果，小明进行了如下实验： 黑管 分析仪到路由器的 实验次序 材 质 距离s/m 凹面镜信号 1 增强器 陶瓷 9 2 不锈钢 13 路由器 3 铁 14 (第18题) 铝 16 ①“黑管”发射稳定信号后，将陶瓷材质的信号增强器朝向WFi分 析仪，同时移动分析仪直至接收到50dB的信号强度(dB是网络信号 强度的单位，值越大表示信号越强)，测出分析仪到路由器的距离。 ②只改变信号增强器的材质，重复上述操作，记录数据如表所示。 ③再用小刀将铝制信号增强器的表面划成坑洼不平的形态，再次 重复上述操作。 关于信号增强器，请解答下列问题 (1)“黑管”发出的电磁波在它表面发生 ,使分析仪接收到 增强的电磁波信号。 (2)实验中可以通过 反映它的增强效 果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的增强效果更 好一些。 (3)第③步的操作是为了探究其增强效果与它表面 的 关系。 19.(10分)微波炉是现代家庭中常用的烹饪工具。小群通过查阅资 料，对微波炉的工作原理进行了探究。他获得的信息如下： 微波是一种频率为300MHz一300GHz的电磁波，它的波长 很短，具有可见光的一种特性—沿直线传播。微波在遇到金属 材料时能反射；遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿透；遇到含有 水分的蛋白质、脂肪等介质时可被吸收，并将微波的电磁能变为 内能。 微波炉内的磁控管能产生频率为2450MHz的超短电磁波， 经传导被炉内食物吸收，引起食物内的极性分子（如水、脂肪、蛋白 质、糖等)以每秒24.5亿次的频率高速振动。由振动所引起的摩 擦使食物内部温度升高，将食物烹熟。 请根据上述信息回答下列问题： ()微波炉内的磁控管能产生波长很 (长/短)的电磁波， 其在真空中的传播速度约为 (2)微波对人体有害的原因是 (3)微波炉的内腔和外壳 (能/不能)用塑料来制作，原因 是 20.(8分)阅读下列材料，完成相关问题。 微波通信 电磁波可以用来传递信息。微波是电磁波家族中的一员，它 的性质比中波和短波更接近可见光。研究表明，在中波、短波和微 波中，频率最高的微波在相同的时间内传输的信息更多。用微波 传递信息时，必须每隔50k左右就要建设一个微波中继站进行 接收和转发微波信息，如图甲所示。在雪山上、大洋中，根本无法 建设中继站，所以人类用地球同步通信卫星作为微波通信的中继 站来进行通信。 微波中继站 地球 地球 地球 甲 丙 (第20题) (1)微波传递信息时，每隔50km左右就要建设一个微波中继站， 是因为 (填序号)。 ①多修建中继站，有利于微波产生更多的信息 ②微波的传播距离比中波近，只能传播50km ③微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射 (2)如图乙所示，a、b分别是I、Ⅱ两颗地球同步通信卫星正下方 的地面站，两颗卫星距地面的高度都是3.58×104km,两颗卫星之 间的距离是7.30×10km,则a处发送的微波信号先后经I、Ⅱ卫 星转播后到达b处所用的时间是 (3)图乙中卫星I和地面站a的相对位置保持不变，通过改变卫 星Ⅱ在同步轨道上的位置，可使a、b两地面站间的距离最远(a处 发送的微波信号先后经I、Ⅱ卫星转播后到达新的b位置)，请在 图丙中通过作图找出卫星Ⅱ及其正下方地面站b的位置，分别用 Ⅱ、b标记。 8 21.(10分)阅读短文，回答问题。 光纤的奥秘 光从玻璃斜射入空气中时，折射角 入射角。当入射 角增大时，折射角也 ,到某一角度，使折射角达到90°，入 射角再增大时，折射光完全消失，只剩下反射光，这样光就在玻璃 中一直传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图甲所示，这种现象叫作全 反射，它只有在折射时折射角大于入射角的情况下才可能发生。如 图乙所示为光从某种玻璃射入空气中时，折射角随入射角变化而变 化的图像。 折射角/ 90- 45--- 光导纤维 0 424580入射角/ 甲 乙 (第21题) 所以，一般弯曲的光导纤维（简称光纤），只要它的玻璃芯的透 明度高、均匀，并且芯与外皮层之间的分界面光滑，就是一根好的 光导纤维。一根直径与头发丝相当的光纤，其传输的信息量相当 于一条直径与饭桌的圆形桌面差不多的铜“线”，为目前的“信息高 速公路”奠定了基础，数以万计的光导纤维构成的光导纤维束，不 仅能传导光能，还能将图像从一端传到另一端。传导光能的纤维 束称为传光束（光纤排列无序），同时能传输图像的纤维束称为传 像束（光纤排列有序）。 (1)将上文中的空格补充完整。 (2)光从空气进入玻璃时， (有可能/不可能)发生全反射。 (3)光从该种玻璃进入空气时，人射角必须 (填字母)才会 发生全反射。 A.大于42 B.小于42 C.大于45 D.小于45 (4)下列关于传光束与传像束的说法，正确的是 (填字母)。 A.传光束中的光导纤维在两端端面上的位置必须严格对应，传像 束中的光导纤维在两端端面上的位置不需要严格对应 B.传光束中的光导纤维在两端端面上的位置不需要严格对应，传 像束中的光导纤维在两端端面上的位置必须严格对应 C.传光束与传像束中的光导纤维在两端端面上的位置都必须严 格对应 D.传光束与传像束中的光导纤维在两端端面上的位置都不需要 严格对应解析：(1)滑动变阻器使用“一上一 下”的接法串联接人电路，电压表并联 在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电 压为2.5V,所以电压表的量程选择 0~3V。(2)闭合开关前，为了保护 电路，滑片应位于滑动变阻器的阻值 最大处，根据实物电路可知，下接线柱 接在了右端，所以滑动变阻器的滑片 应置于左端。(3)要测量小灯泡的额 定功率，小灯泡两端的电压要为额定 电压，故要移动滑片，使电压表的示数 为小灯泡的额定电压，即2.5V。 (4)电压表的量程选择的是03V, 根据指针所在的位置可知电压表的示 数为2.2V。电流表的示数为0.24A, 根据电功率公式P=Ⅱ可得小灯泡 的实际功率P实=U实I实=2.2VX 0.24A=0.528W。因为研究的是小 灯泡发光情况与电功率的关系，所以 还需要增加记录的内容是小灯泡的亮 度。(5)由表格可知，小灯泡两端电 压越大，通过小灯泡的电流越大，由公 式P=UI可知，小灯泡的实际功率越 大。(6)因为使用的还是原来的小灯 泡，所以小灯泡正常发光时U灯= U领=2.5V,根据表格可知，小灯泡正常 发光时，通过小灯泡的电流为0.26A 又因为使用的还是原来的电源，所以 此时R。两端的最大电压U。=U U灯=4.5V一2.5V=2V,根据欧姆 定律1是可得R,的最大阻值R。 Uo 2V I额 =0.26A≈7.70，故R。应选 52的。 17.(1)电磁感应(2)①左右 ②磁场(3)相反解析：(1)由题 图甲可知，该装置中没有电源，但有蹄 形磁体、灵敏电流计、开关、导体棒等， 故这一实验装置是为了探究电磁感应 现象。(2)①为使灵敏电流计的指 针发生偏转，首先闭合开关，然后要使 导体棒切割磁感线，即要使导体棒左 右运动。②保持导体棒的运动方向 不变，将磁体N、S极的位置对调，使 磁场的方向发生改变，灵敏电流计指 针偏转方向也会改变，这说明感应电 流的方向与磁场方向有关。(3)感应 电流的方向与磁场方向、导体运动方 向有关。拿一根条形磁体向右插人线 圈中时，螺线管会切割磁感线，也会观 察到灵敏电流计指针的偏转，磁体向 左从线圈中拔出时，磁场方向不变，导 体切割磁感线方向发生改变，故感应 电流方向改变，即磁体向左从线圈中 拔出时，灵敏电流计指针的偏转方向 与磁体向右插入线圈中时相反。 18.(1)受控电路工作时，R2的电功 _U22_(220V)2 率P,=R=220 =2200W (2)当控制电路中的电流I=0.15A U3V 时，Ra1=六=0.15A=20D,Re= R总1-R,=202-102=102,由图 乙可知，此时R。受到T形杆的压力 F,=1N(3)R对T形杆的压力与 T形杆对R:的压力是一对相互作用 力，两者大小相等。由(2)的解析可 知，当控制电路中的电流I,=0.15A 时，RF对T形杆的压力F,'=F,= 1N,由力的平衡条件可知，浮体A受 到的浮力F浮=F,'十G=F,'+mg= 1N+50×103kg×10N/kg=1.5N, V排)= F浮 1.5N xg 10 kg/m'X10 N/kg 1.5×10-4m3=150cm3:当控制电路 中的电流12=0.3A时，R2=12 0.3A=10,R=Re2-R, 3V 10一102=0，由图乙可知，此时 F2'=F2=2N,F浮=F2'+G= F浮 2N+0.5N=2.5NV喝 2.5N 1X10kg/m3×10N/kg =2.5× 104m3-250cm,故要让受控电路 工作，浮体A浸人水中体积的范围是 150250cm 第十七章拔尖测评 一、1.D解析：信息是各种事物发 52 出的有意义的消息，有的信息通过某 些途径传播出去，也有的信息没有被 传播，A、C均错误：信息的表现形式 是多样的，其中语言、符号和图像是人 类特有的三种信息表现形式，B错误， D正确。 2.D 3.B解析：烽火狼烟、发送电报、海 军旗语这些传递信息的方式都是用不 同符号（烟柱的有无、脉冲电流的长 短、旗子位置的变换)的不同组合来传 递信息，因此这些都是数字通信 4.C5.B 6.D解析：因为太空与地球间存在 真空层，超声波不能在真空中传播，所 以题干中的信号属于电磁波，其周期 T=72.5×10Hz =4×109s。 7.D解析：电冰箱的电路接通或断 开，正在工作的电铃，正在工作的电声 喇叭，都有变化的电流，故都能产生电 磁波，故A、B、C不符合题意。用木棒 不断散击鼓面，产生的是声音，故D 符合题意。 8.D解析：波长在1mm至1cm之 间的无线电波叫作毫米波，即波长为 103~10m,根据题图中波长确定 是极高频波，不属于UHF频段的电 磁波，故A错误：毫米波也是电磁波， 各种电磁波在空气中的传播速度近似 等于光在其空中的传播速度，大约为 3×108m/s,UHF和SHF频段电磁 波在真空中的传播速度相同，故B错 误，D正确；根据题图可知波长越短， 频率越高，6×1010Hz的毫米波波长 比8×100Hz波的波长长，故C 错误。 9.D解析：手机通信时距离通信基 站越近，通话质量就越高，故应适当在 市区建设移动通信基站：家用电器会 产生电磁波，但不是所有家用电器都 要安放在厨房：安装避雷针是为了避 免雷电击坏楼房，而不是为了减少电 磁波的危害：手机能接收和发射电磁 波，使用手机的时间越长，受电磁波的 辐射越多 10.B解析：6G手机间是利用电磁 波传输数字信号。6G手机内的芯片 材料都是半导体。 二、11.0.340.0011000解析：波 长入=1.02m=Q.34m,频率f= 3 2_340m/s=1000Hz,周期T= λ0.34m 1 1 f1000H2=0.001s。 12.电磁波不会 13.电磁波微波 14.电磁波模拟信号 15.水声通信不需要小于 16.红外线电磁波 三、17.(1)电磁波金属材质的密 闭容器对电磁波（手机信号）有屏蔽作 用，非金属材质的密闭容器对电磁波 (手机信号)没有屏蔽作用（合理即可） (2)对电磁波的屏蔽效果是否与金属的 厚度有关（合理即可）解析：(1)手机 是人们常用的通信工具，它传递信息 依靠的是电磁波；根据表格中的数据 可知，纸盒、塑料盒、木盒（非金属）对 手机信号没有屏蔽作用，而铁盒、铝盒 和锡箔纸盒（金属）对手机信号有屏蔽 作用，所以可得出初步结论：金属材质 的密闭容器对电磁波（手机信号）有屏 蔽作用，非金属材质的密闭容器对电 磁波（手机信号）没有屏蔽作用。 18.(1)反射(2)分析仪到路由器 的距离大小铝(3)粗糙程度 解析：(1)凹面镜信号增强器能增强 信号的原因是“黑管”发出的电磁波可 以在它表面发生反射。(2)实验中可 以通过分析仪到路由器的距离大小来 反映它的增强效果，距离越大，增强效 果越强；通过对表格中数据的分析，相 同条件下，使用铝材质的信号增强器 时，分析仪到路由器的距离最大，可 知：相同条件下，铝材质信号增强器的 增强效果比其他材质更好。(3)第③ 步的操作改变了凹面镜信号增强器反 射面的粗糙程度，其他条件相同，是为 了探究其增强效果与它表面粗糙程度 的关系。 19.(1)短3×108m/s(2)微波 能使人体中的水、脂肪、蛋白质、糖等 极性分子发生高速振动而使人体受到 损伤(3)不能微波能穿透塑料， 对人体造成伤害 20.(1)③(2)0.482(3)如图 所示 地球 (第20题) 解析：(1)由文中信息可知，微波的性 质接近可见光，光在同种均匀介质中 沿直线传播，所以微波传递信息时，每 隔50km左右就要建设一个微波中继 站，是因为微波沿直线传播，不能沿地 球表面绕射，故③符合题意。(2)微 波信号传播的速度为3×10km/s,a 处发送的微波信号先后经工、Ⅱ卫星 转播后到达6处所用的时间1=。 3.58×10km×2+7.30×104km 3×10°km/s 0.482s。(3)微波沿直线传播，从卫 星「的位置出发，作与地球相切的直 线，直至与卫星I的同步轨道相交，交 点即为卫星Ⅱ的位置，连接卫星Ⅱ与 地球中心，与地面的交点即为地面站 b的位置。 21.(1)大于增大(2)不可能 (3)A(4)B解析：(1)光从玻璃 斜射人空气中时，折射角大于人射角。 当人射角增大时，折射角也随之增大。 (2)光从空气进人玻璃时，折射角小 于人射角，所以光从空气进入玻璃时 不可能发生全反射。(3)根据题图乙 可知，光从该种玻璃进入空气且当人 射角为42时，折射角为90°，所以人射 角大于42时，会发生全反射。(4)传 光束中的光导纤维在两端端面上的位 53 置不需要严格对应，传像束中的光导 纤维在两端端面上的位置必须严格 对应。 第十八章拔尖测评 一、1.B2.C 3.C解析：太阳能转化为其他形式 的能量的方式有三种：一是光热转换， 例如用太阳能集热器加热水：二是光 化转换，把太阳能转化为化学能：三是 光电转换，把太阳能转化为电能，故C 符合题意。 4.D解析：当K,开启，K2开启时， 空气一边进，一边出，海水的升降不对 空气起作用，故A错误；当K,关闭， K2开启时，海水下降，气室体积增大， 内部气体的压强减小，将空气“吸入” 气室，没有能量的转化，故B错误：当 K,开启，K2关闭时，海水上升，气室 体积减小，内部气体的压强增大，压缩 后将空气推人工作室，空气的内能转 化为涡轮机的机械能，故C错误，D 正确。 5.D解析：风能和太阳能都属于可 再生能源，故A错误；用电低峰时，重 物上升，电能转化为机械能，故B错 误；用电高峰时，重物下降，机械能转 化为电能，故C错误；机械能与质量、 速度和高度有关，重物质量一定，井越 深，能储存的电能越多，故D正确。 6.B解析：小球从A点开始向C点 摆动过程中，由于要克服空气阻力做 功，机械能转化为内能，机械能会减 小，所以小球摆到右侧最高点C时， 其距离地面的高度要小于A点，在此 过程中小球的高度减小了10cm:随 后小球由C点再次摆到左侧最高点 D,在此过程中小球依然要克服空气 阻力做功，机械能转化为内能，机械能 会继续减小；但是在此过程中，小球摆 动的幅度比小球从A点向C点摆动 的幅度小，即消耗的机械能小，所以小 球的高度的减小量小于10cm,即D 点离地面的高度在30cm和40cm之 间，故B正确。