20.3 跨学科：电磁波与信息技术（同步练）-2026-2027学年沪科版九年级物理全一册

**基本信息** 2026-2027学年九年级物理沪科版同步练习（第二十章第三节），聚焦电磁波与信息技术，通过基础巩固、进阶应用、综合探究三层设计，实现从概念理解到跨学科实践的知识建构，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电磁波传播与应用、光纤通信原理|单选题1-7考查基本概念（如无人机通信依靠电磁波），填空题11-14强化激光特性与光纤结构，夯实物理观念| |进阶层|电磁波技术应用、实验分析|单选题8-10结合激光雷达等科技情境，填空题15计算同步卫星数量，实验题16模拟光纤原理，提升科学思维| |综合层|跨学科实践、问题解决|实验题17探究金属对电磁波影响，科普阅读题18-19关联电动汽车与光纤全反射，培养科学探究与社会责任|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十章 电磁波与信息时代 第三节 跨学科：电磁波与信息技术 一、单选题 1．在无人机表演中，指挥系统向无人机群发出指令，依靠的“传递使者”是（　　） A．光纤 B．电磁波 C．超声波 D．探照灯 【答案】B 【详解】无人机在空中无线接收指令，因光纤为有线而不能使用、超声波因传播慢、易受干扰、距离近而不使用、探照灯只是照明设备。因此无线通信靠电磁波传递信息，故选B。 2．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 【详解】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。 3．下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的速度是3×108km/s B．电磁波的波长越长，频率越高 C．中央电视台和自贡电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D．激光在光纤中经过多次反射传到远方 【答案】D 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度是光速，即3×108m/s，故A错误； B．由波长、波速与频率的关系式c＝λf可知，电磁波的波速一定，其波长越长，频率越低，故B错误； C．不同地区的电视台发射的电磁波在空气中的传播速度相同，故C错误； D．光纤通信就是利用激光在光导纤维中经过多次反射传输信息的过程，故D正确。 故选D。 4．当手机开启热点为电脑、平板等设备提供网络支撑时，它相当于（　　） A．微波中继站 B．无线路由器 C．服务器 D．基站 【答案】B 【详解】A．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A不符合题意； B．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B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．基站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B。 5．近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（    ） A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为 B．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波 D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的 【答案】A 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为，故A错误，符合题意； B．电磁波的传播不需要介质，传播速度快，北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务，故B正确，不符合题意； C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波，从而实现双向通信，故C正确，不符合题意； D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的，这种通信容量大、抗干扰能力强，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 【答案】A 【详解】“隐形战机”可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收，减弱电磁波反射回雷达，从而有效避开敌方的侦测，飞机与地面指挥中心联系也是通过电磁波来实现的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．下列关于“网上学校”的说法，正确的是（   ） A．“网上学校”是假的，我们不要参加 B．我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导 C．我们不可以把“网上学校”“搬”到自己家中 D．“网上学校”只能教互联网的知识 【答案】B 【详解】A．网上学校是通过信息化建立的真实的学习途径，故A错误； B．利用信息化技术，我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导，故B正确； C．网上学校依托网络，我们可以在家中通过网络参与学习，相当于把“网上学校”“搬”到家中，故C错误； D．“网上学校”可以教授多种知识，不只是互联网知识，故D错误。 故选B。 8．如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（    ） A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息 B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息 C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质 D．毫米波传播的速度比激光小 【答案】B 【详解】A．超声波是频率高于20000Hz的声波，属于声波的一种。而毫米波是电磁波的一种，毫米波雷达感知技术是利用毫米波来传递信息的，并非超声波，故A错误；   B．激光属于电磁波的一种。 激光雷达感知技术是通过发射激光信号，然后接收反射回来的激光信号来获得周边环境的信息，故B正确； C．毫米波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播；激光同样属于电磁波，其传播也不需要介质，在真空中也能以光速传播。故C错误； D．在真空中，所有电磁波的传播速度都相同，都等于光速c=3×108m/s。 毫米波和激光都属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等；在其他介质中，虽然传播速度会小于真空中的速度，但二者在相同介质中的传播速度仍然是相等的，故D错误。 故选B。 9．下列说法错误的是（    ） A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件 B．网络通信是数字通信 C．计算机间的联网需要金属导线，还使用光缆，但不需要通信卫星 D．宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络 【答案】C 【详解】A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件，该选项说法正确，故A正确，不符合题意； B．网络通信传递的是数字信号，因此是数字通信，该选项说法正确，故B正确，不符合题意； C．计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段，随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内来传递越来越大的信息量，该选项说法不正确，故C错误，符合题意； D．宽带网的频率高，传输信息量大，能够传输图象、文字、声音等信号，该选项说法正确，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（    ） A．激光雷达发射的是超声波 B．通过激光雷达可以识别红绿灯 C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响 D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s 【答案】C 【详解】A．激光雷达发射的是激光，故A错误； B．摄像头可以识别红绿灯，故B错误； C．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，不易受光线影响；摄像头工作根据凸透镜成像原理，更容易受光线影响，故C正确； D．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号。通过激光雷达发现前面300m处的物体时通过排路程为 通过激光雷达发现前面300m处的物体所用时间 故D错误。 故选C。 二、填空题 11．光纤通信 （1）激光的特点：频率___________，方向___________； （2）光导纤维：光导纤维是很细的______________，通常数条光纤一起敷上保护层，制成______________，用来传递电视、电话等多种信息； （3）光纤通信：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方。 【答案】 单一 高度集中 玻璃丝 光缆 【详解】（1）[1][2]激光具有频率单一，即单色性好、方向高度集中，强度大的特点。 （2）[3][4]光导纤维其实就是很细的玻璃丝，通常数条光纤一起敷上保护层，可以制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。 12．如图是用水流模拟光纤，在瓶底附近开一小孔，注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射如图。对实验分析可得，光在“光纤”中传播的主要原因是光的______。从导电性能看，制造光纤的主要材料玻璃是绝缘体。 【答案】反射 【详解】该实验用水流模拟光纤，光进入水流后，会在水和空气的分界面不断发生反射，从而沿着弯曲的水流传播，光纤传输光信号的原理就是光在光纤内壁多次反射传播；按导电性能分类，常温下玻璃不容易导电，因此制作光纤的主要材料玻璃是绝缘体。 13．光纤通信、卫星通信与移动通信并列为20世纪90年代的三大技术。在光纤通信中，激光从光导纤维的一端射入，在光导纤维中经过多次________后，从另一端射出。相较于微波，激光的________（速度快/频率高），可以在相同时间内传播更多的信息。 【答案】 反射 频率高 【详解】光纤通信的原理是：光导纤维由内芯和包层组成，激光从一端射入后，会在内芯与包层的界面上发生多次反射，向前传播，最终从另一端射出；激光和微波都属于电磁波，真空中传播速度相同；电磁波的频率越高，信息承载能力越强，相同时间内可以传输更多信息，激光的频率远高于微波，因此第二空填频率高。 14．中国导航使用的是北斗卫星导航系统，它使用_______（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站进行通信；火箭送北斗卫星升空的过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过_______的方式改变外壳内能；光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁发生多次_______（选填“折射”或“反射”）后从另一端射出，这样就把信息传到了远方。 【答案】 电磁波 做功 反射 【详解】[1]卫星与地面站之间存在真空环境，而超声波的传播需要介质，无法在真空中传播；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此北斗卫星导航系统使用电磁波与地面站通信。 [2]改变物体内能的方式有做功和热传递。火箭外壳与空气摩擦时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使外壳温度升高，这是通过做功的方式改变外壳内能。 [3]光纤通信利用光导纤维传递信息，光从光导纤维的一端射入后，在其内壁上会发生多次反射，从而将信息从一端传到另一端，而非折射。 15．在体育比赛中，要想把比赛实况进行全球转播，至少需要__________颗地球同步卫星。电视直播往往反应“迟钝”，是因为__________。若用月球作中继站，则信号至少延迟__________s。（地球与月球的平均距离是） 【答案】 3 电磁波的传播需要时间 2.53 【详解】[1]在地球的周围均匀地配置3颗地球同步卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。现在通过卫星电视，就可以把体育比赛进行全球转播。 [2]电视直播信号通过电磁波传递，电磁波虽然传播速度很快，但从地面发射到卫星，再由卫星转发回地面，需要一定时间，所以会反应 “迟钝”，原因是电磁波的传播需要时间。 [3]由题意可知，卫星信号从地球到月球，再返回地球的总路程为 电磁波的传播速度为 用月球作中继站，信号至少延迟的时间为 三、实验题 16．图甲是光纤原理图，图乙是利用水流模拟演示光纤原理的实验装置图。如图乙所示，在一个透明大塑料瓶的侧壁打一个小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶密封，然后在瓶内装满水，盖上瓶盖并用手指堵住瓶盖上的透气孔。在瓶的另一侧放一支激光笔。调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔。松开堵住透气孔的手指，让水流到盆里，会看到光随弯曲的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。 (1)在这个实验中，激光笔的光束是沿水流的 _____ （填“内”或“外”）壁经过多次 _______ （填“反射”或“折射”），最后射到盆底。 (2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光纤，由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管 _____ （填“能”或“不能”）弯曲。 (3)为了使实验现象更明显，本实验应该在较 _______ （填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行。 【答案】(1)内 反射 (2)能 (3)黑暗 【详解】（1）该实验模拟光纤传光原理，激光进入水流后，在水流的内壁发生多次反射，最终传到盆底，符合光纤靠反射传输光的原理。 （2）实验中弯曲的水流仍然可以传导激光，水流对应光纤通信中的光纤，因此说明光纤的导管能弯曲，弯曲后依然可以正常传输光信号。 （3）在较黑暗的环境中，激光的光斑与周围环境对比度更高，更容易观察，实验现象更明显。 17．下面是实验探究收音机的信号为何变差了。 提出问题：星期天小东和小勇去同学家玩，走进电梯后随身携带的收音机的信号突然变差了，这一奇怪的现象引起了他俩的兴趣。 猜想一：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围有没有其他材料有关. 猜想二：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围的铁质材料有关； 猜想三：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围有没有金属材料有关。 实验：为了探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关，小东和小勇将一台袖珍收音机调好电台节目和音量后完成以下实验. 实验一：将收音机放进一个木桶内，发现信号质量不变； 实验二：将收音机放进一个塑料桶内，发现现象与实验一相似； 实验三：将收音机放进一个铝桶内，发现信号明显变差，取出后又恢复到原来的质量； 实验四：将收音机放进一个铁桶内，发现现象与实验三相似. 分析与结论：由四次实验可以发现，凡是收音机放在金属桶内信号就变差，放在非金属桶内信号质量不变，这说明金属体会影响电磁波的接收.因此，根据以上实验和分析，小东和小勇一致认为：电磁波在传播途中，若遇到金属类外壳的物体，其强度会减弱。 交流与评价：实验结束后，两位同学进行了交流和讨论. (1)根据以上实验结果说明为什么电视机用室内天线接收信号效果不如用室外天线接收的信号好。 ____________________________________________________________________________________________ (2)根据以上实验，你能做出一种有用的发明或猜想吗？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3)在本次实验中，采用了什么物理研究方法？ ____________________________________________________________________________________________ 【答案】(1)在室内接收的信号效果差是因为建造房屋用了金属材料，比如钢筋等 (2)可以发明一种金属罩，来减小一些精密仪器受电磁波的影响；也可以猜想：在一些金属做成的容器内，电磁信号将无法进入，如电梯等，在其里面可能无法接打电话 (3)控制变量法 【详解】（1）电视信号属于电磁波，根据实验结论，金属会削弱电磁波的传播，建造房屋时使用了大量的钢筋等金属材料，这些金属材料会对电视信号的传播产生屏蔽作用，导致室内天线接收信号的效果不如室外天线。 （2）金属可以减小电磁波的强度，则我们可以发明一种金属罩，来减小一些精密仪器受电磁波的影响； 猜想：在一些金属做成的容器内，电磁信号将无法进入，如电梯等，在其里面可能无法接打电话； （3）收音机接收电磁波的情况好坏与多个因素有关，实验中采用了控制变量法。 四、科普阅读题 18． 综合实践活动——电动汽车储能的项目化学习活动 【项目分解】认识电动汽车及快充原理：了解电动汽车的充电性能 【项目实施】（1）认识电动汽车及快充原理； 电动汽车因噪音小、智能化程度高、加速快，而备受人们青睐，如图甲，直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 ①电动汽车行驶时极为安静，它是在_______（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声。北斗卫星利用_______与电动汽车传递导航信息。电动汽车需紧急出行而电量不足时，应选择_______（选填“直流”或“交流”）充电方式。 ②下列关于电动汽车的说法中，不正确的是____ A．电动车快充时，使用的导线要比慢充时粗 B．电动车在充电时，动力电池相当于用电器 C．人眼不能够看见电动车钥匙发射的红外线 D．高速行驶时，地面的支持力和其重力平衡 （2）了解电动车的充电性能。设汽车动力电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现在测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，假定测试中充电桩输出的电能全部转化为动力电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到65%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表所示： 充电电压/V 充电电流/A 充电时长/min 充电度数/kW·h 充电费用/元 ______ 100 35 21.0 31.20 ①D从30%增至65%的过程中，充电功率大致的变化规律是_________。当D为65%时，充电电压为_______V。若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为_______元。 ②D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至100%所需时间为t2，且t1∶t2=1∶3，则测试全过程的充电总时长为________min。 【项目拓展】 若某电动汽车百公里耗电量为12kW·h/100km，某燃油车与该电动汽车用来做有用功的能量相同，则每行驶100km燃油车需要燃烧________kg的燃油。（已知电动汽车的效率为90%，燃油车的效率为36%，q燃油=5.0×107/kg） 【答案】声源处 电磁波 直流 D 先增大后不变 400 62.40 103.5 2.16 【详解】（1）[1]电动汽车行驶时极为安静，说明其产生的噪声较小，这是在声源处减弱噪声。 [2]北斗卫星利用电磁波与电动汽车传递导航信息，因为电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，适合用于卫星通信。 [3]电动汽车需紧急出行而电量不足时，应选择直流充电方式，因为直流充电桩的充电电压更高、电流更大，可实现快速充电。 [4]A．快充时电流大，为了减小电流通过导线而发热，由焦耳定律可知，应减小导线的电阻，因此导线需要更粗。故A正确，不符合题意； B．电动车在充电时，动力电池相当于用电器，消耗电能。故B正确，不符合题意； C．人眼看不见红外线。故C正确，不符合题意； D．高速行驶时，由于电动汽车的弧形结构，导致上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，使汽车在高速行驶时获得一个向上的升力，此时地面对电动汽车的支持力小于汽车的重力，这两个力不平衡。故D错误，符合题意。 故选D。 （2）[5]根据图乙可知，D从30%增至65%的过程中，充电功率大致的变化规律是先增大后不变。 [6]当D为65%时，由图乙可知，充电功率为40kW，由表格数据可知充电电流为100A，则充电电压为 [7]设测试全过程的充电费用为x，充电过程中充电电费单价不变，则有 解得x=62.40元。 [8]由题意可知，充满电时储存的电能为 由图乙知，D从80%至100%时，即D增加20%，消耗电能 此过程中充电功率P2=15kW保持不变，此时充电的时间 由题知，t1∶t2=1∶3， 所以D从70%增至80%所需时间 从、D从65%增至70%所需时间 由表中数据知，D从30%增至65%的过程中充电时长35min，所以测试全过程的充电总时长t=35min+4.5min+16min+48min=103.5min [9]电动汽车的有用功为W有=12kW·h×90%=10.8kW⋅h 燃油车需要消耗的总能量为 燃油车需要燃烧的燃油量为 19．阅读短文，回答问题。 光纤的奥秘 光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号，光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 (1)图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角； (2)图乙中，当入射角逐渐增大时_______； A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 (3)光从空气进入玻璃时，增大入射角_______（选填“有可能”或“不可能”）发生全反射； (4)如图丁所示若增大射向B点的入射光线AB的入射角时，C点将向_______（选填“左”或“右”）侧移动，CD光线的入射角将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），光在光纤内的传播时间将_______（选填“变长”“不变”或“变短”） 【答案】(1)小于 (2)D (3)不可能 (4)右 增大 变短 【详解】（1）根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，从从玻璃斜射向空气时，折射角大于入射角，故反射角小于折射角。 （2）AB．当入射角逐渐增大时，反射角增大，折射角增大，故AB不符合题意； CD．从图乙到图丙可知，当入射角逐渐增大时，折射光线最终会消失，说明此过程折射光线慢慢减弱，反射光线逐渐增强，故C不符合题意；D符合题意。 故选D。 （3）根据题文可知，全反射这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生，而从空气进入玻璃时，折射角小于入射角，故不可能发生全反射。 （4）[1]若增大射向B点的入射光线AB的入射角时，则反射角增大，C点将向右移动。 [2]反射角增大，那么CD光线的入射角将增大。 [3]若增大入射角，每一次经反射传播的距离变长，光纤的长度一定时，反射的次数变少，光在光纤内的传播时间将变短。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第二十章 电磁波与信息时代 第三节 跨学科：电磁波与信息技术 一、单选题 1．在无人机表演中，指挥系统向无人机群发出指令，依靠的“传递使者”是（　　） A．光纤 B．电磁波 C．超声波 D．探照灯 2．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 3．下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的速度是3×108km/s B．电磁波的波长越长，频率越高 C．中央电视台和自贡电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D．激光在光纤中经过多次反射传到远方 4．当手机开启热点为电脑、平板等设备提供网络支撑时，它相当于（　　） A．微波中继站 B．无线路由器 C．服务器 D．基站 5．近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（    ） A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为 B．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波 D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的 6．如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 7．下列关于“网上学校”的说法，正确的是（   ） A．“网上学校”是假的，我们不要参加 B．我们可以在“网上学校”里得到教师的点拨和指导 C．我们不可以把“网上学校”“搬”到自己家中 D．“网上学校”只能教互联网的知识 8．如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（    ） A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息 B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息 C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质 D．毫米波传播的速度比激光小 9．下列说法错误的是（    ） A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件 B．网络通信是数字通信 C．计算机间的联网需要金属导线，还使用光缆，但不需要通信卫星 D．宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络 10．2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（    ） A．激光雷达发射的是超声波 B．通过激光雷达可以识别红绿灯 C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响 D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s 二、填空题 11．光纤通信 （1）激光的特点：频率___________，方向___________； （2）光导纤维：光导纤维是很细的______________，通常数条光纤一起敷上保护层，制成______________，用来传递电视、电话等多种信息； （3）光纤通信：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方。 12．如图是用水流模拟光纤，在瓶底附近开一小孔，注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射如图。对实验分析可得，光在“光纤”中传播的主要原因是光的______。从导电性能看，制造光纤的主要材料玻璃是绝缘体。 13．光纤通信、卫星通信与移动通信并列为20世纪90年代的三大技术。在光纤通信中，激光从光导纤维的一端射入，在光导纤维中经过多次________后，从另一端射出。相较于微波，激光的________（速度快/频率高），可以在相同时间内传播更多的信息。 14．中国导航使用的是北斗卫星导航系统，它使用_______（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站进行通信；火箭送北斗卫星升空的过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过_______的方式改变外壳内能；光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁发生多次_______（选填“折射”或“反射”）后从另一端射出，这样就把信息传到了远方。 15．在体育比赛中，要想把比赛实况进行全球转播，至少需要__________颗地球同步卫星。电视直播往往反应“迟钝”，是因为__________。若用月球作中继站，则信号至少延迟__________s。（地球与月球的平均距离是） 三、实验题 16．图甲是光纤原理图，图乙是利用水流模拟演示光纤原理的实验装置图。如图乙所示，在一个透明大塑料瓶的侧壁打一个小孔，插入一小段吸管，接口处用热熔胶密封，然后在瓶内装满水，盖上瓶盖并用手指堵住瓶盖上的透气孔。在瓶的另一侧放一支激光笔。调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔。松开堵住透气孔的手指，让水流到盆里，会看到光随弯曲的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。 (1)在这个实验中，激光笔的光束是沿水流的 _____ （填“内”或“外”）壁经过多次 _______ （填“反射”或“折射”），最后射到盆底。 (2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光纤，由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管 _____ （填“能”或“不能”）弯曲。 (3)为了使实验现象更明显，本实验应该在较 _______ （填“明亮”或“黑暗”）的环境中进行。 17．下面是实验探究收音机的信号为何变差了。 提出问题：星期天小东和小勇去同学家玩，走进电梯后随身携带的收音机的信号突然变差了，这一奇怪的现象引起了他俩的兴趣。 猜想一：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围有没有其他材料有关. 猜想二：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围的铁质材料有关； 猜想三：收音机接收电磁波的情况好坏可能与周围有没有金属材料有关。 实验：为了探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关，小东和小勇将一台袖珍收音机调好电台节目和音量后完成以下实验. 实验一：将收音机放进一个木桶内，发现信号质量不变； 实验二：将收音机放进一个塑料桶内，发现现象与实验一相似； 实验三：将收音机放进一个铝桶内，发现信号明显变差，取出后又恢复到原来的质量； 实验四：将收音机放进一个铁桶内，发现现象与实验三相似. 分析与结论：由四次实验可以发现，凡是收音机放在金属桶内信号就变差，放在非金属桶内信号质量不变，这说明金属体会影响电磁波的接收.因此，根据以上实验和分析，小东和小勇一致认为：电磁波在传播途中，若遇到金属类外壳的物体，其强度会减弱。 交流与评价：实验结束后，两位同学进行了交流和讨论. (1)根据以上实验结果说明为什么电视机用室内天线接收信号效果不如用室外天线接收的信号好。 ____________________________________________________________________________________________ (2)根据以上实验，你能做出一种有用的发明或猜想吗？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3)在本次实验中，采用了什么物理研究方法？ ____________________________________________________________________________________________ 四、科普阅读题 18． 综合实践活动——电动汽车储能的项目化学习活动 【项目分解】认识电动汽车及快充原理：了解电动汽车的充电性能 【项目实施】（1）认识电动汽车及快充原理； 电动汽车因噪音小、智能化程度高、加速快，而备受人们青睐，如图甲，直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 ①电动汽车行驶时极为安静，它是在_______（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声。北斗卫星利用_______与电动汽车传递导航信息。电动汽车需紧急出行而电量不足时，应选择_______（选填“直流”或“交流”）充电方式。 ②下列关于电动汽车的说法中，不正确的是____ A．电动车快充时，使用的导线要比慢充时粗 B．电动车在充电时，动力电池相当于用电器 C．人眼不能够看见电动车钥匙发射的红外线 D．高速行驶时，地面的支持力和其重力平衡 （2）了解电动车的充电性能。设汽车动力电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现在测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，假定测试中充电桩输出的电能全部转化为动力电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到65%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表所示： 充电电压/V 充电电流/A 充电时长/min 充电度数/kW·h 充电费用/元 ______ 100 35 21.0 31.20 ①D从30%增至65%的过程中，充电功率大致的变化规律是_________。当D为65%时，充电电压为_______V。若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为_______元。 ②D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至100%所需时间为t2，且t1∶t2=1∶3，则测试全过程的充电总时长为________min。 【项目拓展】 若某电动汽车百公里耗电量为12kW·h/100km，某燃油车与该电动汽车用来做有用功的能量相同，则每行驶100km燃油车需要燃烧________kg的燃油。（已知电动汽车的效率为90%，燃油车的效率为36%，q燃油=5.0×107/kg） 19．阅读短文，回答问题。 光纤的奥秘 光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号，光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。 (1)图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角； (2)图乙中，当入射角逐渐增大时_______； A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小 B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大 C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱 D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强 (3)光从空气进入玻璃时，增大入射角_______（选填“有可能”或“不可能”）发生全反射； (4)如图丁所示若增大射向B点的入射光线AB的入射角时，C点将向_______（选填“左”或“右”）侧移动，CD光线的入射角将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），光在光纤内的传播时间将_______（选填“变长”“不变”或“变短”） 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $