第二十一章 电磁波及其应用 单元练 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

**基本信息** 本卷为初中物理“电磁波及其应用”单元检测卷，以鹊桥中继星、北斗导航等科技前沿情境为载体，融合电磁波传播、应用及实验探究，适配单元复习，强化物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题40分|电磁波传播（第2题鹊桥号信号传输）、应用（第4题北斗定位）|科技情境（如5G、伽马射线暴）| |填空题|4题27分|电磁波速度（第11题智能手环）、光纤通信（第13题光导纤维）|联系生活实际| |实验探究题|2题24分|信号增强器材料（第15题）、防晒效果（第16题）|科学探究（控制变量法）| |综合题|1题9分|手机屏蔽器原理（第17题）|科学思维（波长计算）|

第二十一章电磁波及其应用检测卷 （时间：90分钟　　分值：100分） 一、选择题（本大题共10个小题，每小题4分，共40分。1~8小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意；9~10小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，选对但不全的得2分，有错选或不选的不得分） 1．以下关于收音机的说法不正确的是（　　） A．收音机的天线是接收空间电磁波的装置 B．收音机的调谐旋钮是为了选出特定频率的信号 C．收音机内部的电子电路将滤出的音频电信号放大送至扬声器 D．扬声器将声音信号转换成电信号 2．我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图所示），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（　　） A．鹊桥号利用声波进行信号传输 B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输 C．镀金钼丝天线反射的信号在真空中的传播速度为3×108 m/s D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短 3．光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤的说法正确的是（　　） A．光纤是超导体 B．光波在光纤中不断折射向前传播 C．光波在光纤中的传播速度为3×108 m/s D．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰 4．“北斗定位满山牛羊，一屏管理便利牧民”。北斗卫星将牛羊的定位信息传到牧民的手机上利用的是（　　） A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．可见光 5．我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的、编号为GRB221009A的伽马射线暴的高能伽马辐射能谱。伽马射线的频率超过3×1018 Hz，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线的说法错误的是（　　） A．伽马射线是一种电磁波 B．伽马射线的频率高，在真空中的传播速度约为3×108 m/s C．伽马射线的传播需要介质 D．伽马射线在医疗上可以用来治疗肿瘤 6．某市已启用自动驾驶公交，如图甲所示，该公交使用北斗卫星导航系统，最大速度达到40 km/h。北斗卫星导航系统信号频率分段的编号及中心频率如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该公交1 s最多前进10 m B．B1电磁波的波长比B2电磁波的波长长 C．B3电磁波中心频率为1268.52 Hz D．卫星发射B1电磁波时，线路电流变化比发射B2电磁波时快 7．现在许多长途电话是以地球静止卫星作为中继站的，如图所示。打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地面通话手机的距离是36 000 km，且信号的接收与发射都是由该卫星完成的，则延迟的时间约为（　　） A．0.12 s B．0.24 s C．2.4 s D．0.012 s 8．图甲为可见光的波段示意图。某款光敏电阻在无光照时的电阻为R，在被波长为540 nm的光照射时，阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的光敏电阻连接成图乙所示的电路，闭合开关后，则（　　） A．通过R1的电流比通过R2的电流小 B．R1的电功率比R2的电功率大 C．波长为540 nm的光比红光的频率小 D．波长为540 nm的光在真空中传播的速度比红光大 9．近年来我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列关于信息和能源的说法中正确的是（　　） A．5G比4G传递信息更快，是因为5G使用的电磁波的波速更大 B．北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传递信息 C．祝融号火星车通过声波传递火星的相关信息 D．白鹤滩水电站发电的过程中将水的势能转化成电能 10．微波在传播过程中，如果遇到金属会被反射，遇到陶瓷或者玻璃几乎不被吸收地透射，而遇到类似与水、酸等极性分子构成的物质就会被吸收导致这些物质的温度升高。某款家庭微波炉如图所示，根据上述信息，你认为以下关于微波炉的说法正确的是（　　） A．炉的内壁要使用金属材料 B．炉内盛放食物的容器材质可以是玻璃或陶瓷 C．炉内转盘的主要作用是从不同侧面都能看到食物被加热的情况 D．微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 二、填空题（本大题共4个小题，每空3分，共27分。） 11．“智能手环”是一种穿戴式智能设备，具有计步统计和语音助手等功能。“智能手环”利用_______将数据无线传输到手机，其在真空中的传播速度为_______ m/s。 12．电视节目的画面是通过_______传到电视机上的。我们对于十分熟悉的节目主持人不用看画面，就能分辨出是谁在主持，我们的判断依据是不同主持人的_______不同。 13．如图甲所示，光导纤维由内芯和外套组成。若光在内芯中传播速度为真空中传播速度的，则光信号在光导纤维内芯中沿直线传播100 km，需要_______s。光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射来传输信息的，假设一束光如图乙所示，与水平方向成45°角，从A点射到一段水平放置的长为0.850 mm、内径为50 μm的直光导纤维的边缘，光束进入此光导纤维内部（两端的边缘除外）后反射了_______次。 14．为了研究声波、电磁波能否在真空中传播，小明将手机A的“背景灯光提示”功能（手机接收到信号后有灯光显示）和“来电铃声”功能打开后悬挂在密闭的真空罩中。抽气机对真空罩抽气一段时间后，用手机B呼叫手机A，发现手机A灯亮了却几乎听不到铃声。由此，小明得出结论：_______能在真空中传播，_______不能在真空中传播。小华却认为小明的证据不足，听不到铃声可能是罩挡住的。为了补足证据，小华的操作是_____________________________。 三、实验探究题（本大题共2个小题；第15小题12分，第16小题12分，共24分。） 15．如图所示，小华的爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，WiFi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢?小华作出了以下猜想。 猜想一：与信号增强器的材料有关。 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关。 为了验证猜想一，小华进行了如下实验，“黑管”发出稳定信号后，将大小、形状相同，不同材质的信号增强器凹面朝向WiFi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到的信号强度为50 dB（dB是网络信号强度的单位，值越大信号越强），测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表。 （1）该实验通过_____________________反映信号增强器的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下，_______材质的信号增强器增强效果更好一些。 （2）为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分别在一个铝制碗状信号增强器凹面和凸面一侧到“黑管”相同距离处，用WiFi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是_______（选填“正确”或“错误”）的。 （3）实验后，小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关，可能还跟其他因素有关；他另取一个大小、形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划得坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与其____________________________是否有关。 16．有资料显示：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。学校创新小组的同学们提出衣服的颜色、衣服面料的层数与材质会影响衣服的防晒效果，于是小组同学用光纤探头和计算机进行探究，实验数据如下表。 分析表中数据可知： （1）实验是通过比较_______________来反映衣服的防晒效果的。 （2）通过比较2、3、5三组实验数据可以得出结论：在_______________相同时，衣服的防晒效果与衣服材质有关。分析表格中的其他组数据还可以得出的结论有___________________（写一条即可）。 （3）请你通过比较测量结果，为夏季户外活动担心晒黑的朋友们提出一条合理的着装建议：___________________________________________________________________。 四、综合题（本大题共1个小题，共9分） 17．阅读短文，回答问题。 小聪听去年参加高考的哥哥说，现在为了防止考生在考场内使用手机进行作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器。爱动脑筋的小聪想，手机信号屏蔽器的原理是什么呢?于是，他上网查阅了相关的资料。手机工作时是在一定的电磁波频率范围内，手机和基站通过无线电波联系，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。手机信号屏蔽器针对手机通信的原理，在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端频率扫描。在扫描的同时，可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的。 （1）屏蔽器的作用频率有800 MHz、900 MHz、2 000 MHz等几个不同的频率，其中频率为2 000 MHz的电磁波，波长为_______ m（电磁波的波速c＝λf，λ为电磁波的波长，f为电磁波的频率）。 （2）针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，小聪设计了几个不同的探究方案，其中可行的是_______。 A．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话 B．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机 C．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机 D．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话 （3）由于5G信号的出现，手机信号屏蔽器必须更新为增强型的。所谓增强型，是指增大了屏蔽器的_______。 A．额定功率 B．额定电压 C．作用频率 D．电磁波速度 参考答案 1．【答案】D 【解析】收音机的扬声器将音频电信号转换为声信号，故D错误。 2．【答案】A 【解析】鹊桥号、鹊桥二号均利用电磁波进行信号传输，故A说法错误，B说法正确。镀金钼丝天线反射的信号靠电磁波传播，电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，故C说法正确。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近，信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短，故D说法正确。 3．【答案】D 【解析】光纤是绝缘体，不易导电，不会受外界电磁场的干扰，故A错误、D正确。光波在光纤中不断反射向前传播，故B错误。光波在光纤中的传播速度小于3×108 m/s，故C错误。 4．【答案】C 【解析】电磁波可以传递信息，而且可以在真空中传播，北斗卫星将牛羊的定位信息传到牧民的手机上利用的是电磁波来实现的，故C符合题意，A、B、D不符合题意。 5．【答案】C 【解析】伽马射线是电磁波的一种，电磁波的传播不需要介质，故A说法正确，C说法错误。伽马射线的频率超过3×1018 Hz，频率高，其在真空中的传播速度约为3×108 m/s，故B说法正确。伽马射线有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力，在医疗上可以用来治疗肿瘤，故D说法正确。 6．【答案】D 【解析】40 km/h＝11.11 m/s，该公交1 s最多前进11.11 m，故A错误。B3电磁波中心频率为1268.52 MHz，故C错误。B1电磁波的频率比B2电磁波的频率高，电磁波在相同环境下波速一定，频率越高，1 s内某确定位置通过的波峰（或波谷）的次数越多，波长越短，故B1电磁波的波长比B2电磁波的波长短，故B错误。电磁波频率由发射的电流频率决定，B1电磁波的频率比B2电磁波的频率高，发射B1电磁波时，线路电流变化比发射B2电磁波时快，故D正确。 7．【答案】B 【解析】无线电波传播的速度与光速相同，v＝3×108 m/s，无线电波从地面通话手机到卫星所用的时间 延迟的时间 t′＝2t＝2×0.12 s＝0.24 s 故B符合题意。 8．【答案】B 【解析】两电阻串联，根据串联电路电流的规律知，通过R1的电流等于通过R2的电流，由光敏电阻的特点及题图条件知，R1的电阻大于R2的电阻，根据P＝I2R可知，R1的电功率比R2的电功率大，故A错误，B正确。红光的波长在630~760 nm之间，根据相同环境下电磁波的速度一定，频率越高，1 s内某确定位置通过的波峰（或波谷）的次数越多，波长越短，可知波长为540 nm的光比红光的频率大，故C错误。光在真空中的传播速度是一定的，与频率无关，故波长为540 nm的光在真空中传播的速度与红光的相同，故D错误。 9．【答案】BD 【解析】电磁波在真空中的传播速度是一定的，故A错误。北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传递信息，故B正确。祝融号火星车通过电磁波传递火星的相关信息，故C错误。白鹤滩水电站发电的过程中将水的势能转化成电能，故D正确。 10．【答案】ABD 【解析】微波在传播过程中，如果遇到金属会发生反射，遇到玻璃或陶瓷几乎不被吸收地透射，因此，为了避免微波对人体造成伤害，炉的内壁使用金属材料，玻璃门上也有一层金属膜或金属网，故A、D说法正确。盛放食物的容器材质应该使用可透射微波的玻璃或陶瓷，故B说法正确。炉内转盘的主要作用是从不同侧面给食物加热，使食物均匀受热，故C说法错误。 11．【答案】电磁波　　3×108 【解析】“智能手环”利用电磁波将数据无线传输到手机，电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s。 12．【答案】电磁波　　音色 【解析】电视节目的画面是利用电磁波传递到电视机上的。我们能分辨出是谁在主持，依据的是不同主持人说话时的音色不同。 13．【答案】5×10-4　16 【解析】光在内芯中传播的速度 光信号在光导纤维内芯中沿直线传播需要的时间 光束在此光导纤维内部每反射一次传播的水平距离s＇＝50 μm＝5×10-2 mm，光束在此光导纤维内部反射的次数 因为两端的边缘除外，反射的次数应减去1，所以光束在此光导纤维内部反射的次数为16次。 14．【答案】电磁波　　声波　　向玻璃罩内充入空气再拨电话 【解析】抽气机对真空罩抽气一段时间后，用手机B呼叫真空罩中的手机A，发现手机A灯亮了却几乎听不到铃声，说明电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播。为了补足证据，需要做对照实验，小华的操作应该是向玻璃罩内充入空气再拨电话，观察是否能够听到铃声。 15．【答案】（1）分析仪到路由器的距离　　铝　　（2）正确　　（3）表面的粗糙程度 【解析】（1）由题意可知，该实验通过分析仪到路由器的距离反映信号增强器的增强效果。分析表中数据可知，分析仪到路由器的距离越大，效果越好，故铝材质的信号增强器增强效果更好一些。 （2）凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是正确的。 （3）小华另取一个大小、形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划得坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与信号增强器表面的粗糙程度是否有关。 16．【答案】（1）长波紫外线透过率　　（2）衣服面料层数和颜色　　分析1、2组实验数据，可得结论：在衣服的材质和衣服面料层数相同时，黑色比白色的防晒效果好（或分析3、4组实验数据，可得结论：在衣服的材质和颜色相同时，衣服面料层数越多，防晒效果越好）　　（3）穿棉质衣服（或穿颜色较深的衣服） 【解析】（1）由题可知长波紫外线是导致皮肤晒黑的主要原因，结合表格可知，实验通过比较长波紫外线透过率来分析衣服的防晒效果，透过率越低，衣服的防晒效果越好。 （2）2、3、5组数据中，衣服的面料层数和颜色相同，衣服的材质不同，长波紫外线透过率也不同，所以可得出结论，在衣服的面料层数和颜色相同时，衣服的防晒效果与衣服材质有关。 17．【答案】0.15　　（2）B　　（3）C 【解析】（1）由c＝λf可知频率为2 000 MHz的电磁波，波长 （2）根据控制变量法的思想，探究“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”时，应当把固定电话放在屏蔽器覆盖范围内，用固定电话去拨打或接听屏蔽器覆盖范围外的手机，故选B。 （3）根据题意分析可知，所谓增强型屏蔽器是指增大了屏蔽器的作用频率，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $