第二十一章 电磁波及其应用(高效培优·单元测试)物理新教材人教版九年级全一册
2026-07-26
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摘要:
**基本信息**
本卷为人教版九年级物理第21章“电磁波及其应用”单元卷,以2026年卫星发射、5G/6G通讯等科技前沿为情境,覆盖电磁波传播、应用及能量转化等核心知识,适配单元复习,强化物理观念与科学态度。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|16/32|电磁波传播与应用(如北斗导航、光纤通信)|结合手机通讯、卫星发射等生活科技情境|
|填空题|6/12|半导体材料、电磁波传递信息|联系春晚机器人、神舟十九号等热点|
|实验题|2/15|电磁波传播特性探究|设计真空罩、金属盒对比实验,培养科学探究能力|
|简答题|2/12|卫星通信、能源转化|结合嫦娥五号任务,考查知识应用与科学思维|
|综合题|3/29|GPS导航、凸透镜成像、浮力计算|以智能保洁船、雷达料位器为载体,跨知识点综合应用|
内容正文:
第二十一章 电磁波及其应用
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级全一册第21章。
2.考试时间:90分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.手机是人们常用的通讯工具,下列有关手机的说法中,错误的是
A.手机通话时,信号是靠电磁波传递的
B.给手机电池充电时,电能转化为电池的化学能
C.调节手机音量是为了改变声音的音调
D.由于电流的热效应,手机长时间通话时温度会升高
【答案】C
【分析】(1)移动电话就是靠发射和接收电磁波来传递信息的;
(2)手机电池是化学电池,充电时将电能转化为化学能;
(3)响度是指声音的大小,与振幅有关,振幅越大响度越大;音调是指声音的高低,由频率决定,频率越高,音调越高.音色反映了声音的品质与特色;
(4)电能可以转化为内能.
【详解】A. 手机是靠电磁波来传递信息的,故A正确,不合题意;
B. 手机使用的电池是锂电池,充电时将电能转化为化学能,故B正确,不合题意;
C. 调节手机音量是为了改变声音的响度,故C错误,符合题意;
D. 电流通过导体会产生热量,这是电流的热效应,将电能转化为内能,所以长时间通话手机会发热,故D正确,不合题意.
故选C.
2.信息传递是人类社会发展的基石。关于信息,下列说法正确的是( )
A.电视机利用电磁波只能传递图像信号
B.手机通话利用的是超声波传递信息
C.光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的
D.北斗导航系统能提供高精度定位、导航服务,利用的是电磁波传递信息
【答案】D
【详解】A.电视机利用电磁波传递图像信号的同时也传递声音信号,故A错误;
B.手机通话利用的是电磁波传递信息,而不是超声波,故B错误;
C.光纤通信靠光的反射传递信息,故C错误;
D.北斗导航利用电磁波定位导航,故D正确。
故选D。
3.2026年4月24日,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,以“一箭四星”的方式,成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空,发射任务取得圆满成功。该系列卫星主要用于开展手机宽带直连卫星、天地网络融合等技术试验验证。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播 B.导航卫星利用电磁波为汽车导航
C.手机通话时利用超声波传递信息 D.红外线不属于电磁波
【答案】B
【详解】A.电磁波可以在真空中传播,不需要依赖介质,故A错误;
B.导航卫星系统(如北斗、GPS)正是通过向地面接收设备发送电磁波信号来实现定位与导航功能的,故B正确;
C.手机通话时,其信号传输依赖于无线电波,而无线电波属于电磁波的一种,故C错误;
D.红外线是电磁波谱中的一部分,属于电磁波,故D错误。
故选 B。
4.用收音机接收无线电广播时,收音机中承担选台工作的是( )
A.接收天线 B.调谐器
C.调制器 D.扬声器
【答案】B
【详解】收音机是无线电广播信号的接收装置,用电线接收电磁波,用调谐器选出需要的信号,即选台。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.2025年春晚的戏曲节目《声动梨园》中,多个剧种精彩纷呈,使观众们感受到中华优秀传统文化的魅力。下列有关该节目中声现象的说法正确的是( )
A.现场乐曲声是通过空气传播到全国各地的观众耳内的
B.乐曲声在空气中的传播速度是
C.演员通过改变击鼓的力度改变鼓声的音调
D.观众能区分鼓声与锣声是根据声音的音色
【答案】D
【详解】A.春晚节目是通过信号转播到全国各地的,并非由现场空气直接将声音传播到全国各地观众耳内,故A错误;
B.是真空中的光速,声音在15℃空气中的传播速度约为340m/s,故B错误;
C.改变击鼓力度会改变鼓面振动的振幅,振幅影响声音的响度,改变击鼓力度改变的是鼓声的响度,不是音调,故C错误;
D.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,观众能区分鼓声与锣声是根据声音的音色,故D正确。
故选D。
6.电磁波在现代生活、生产中有着广泛的应用。下列情景中利用电磁波传递能量的是( )
A.红外线测距 B.微波炉加热食品 C.手机“碰一碰”支付 D.北斗卫星导航服务
【答案】B
【详解】ACD.红外线测距、手机“碰一碰”支付、北斗卫星导航服务都是利用电磁波传递相关信息,属于利用电磁波传递信息,故ACD不符合题意;
B.微波炉加热食品,是利用电磁波将能量传递给食品,使食品内能增加温度升高,属于利用电磁波传递能量,故B符合题意;
故选B。
7.汽车上的车载北斗导航仪,是通过导航仪与导航卫星互相传递信息来确定汽车准确位置的,并显示在电子地图上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.导航仪上的移动电话通过电流传递信息
B.导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢
C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D.导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息
【答案】D
【详解】A.导航仪、移动电话都是通过电磁波传递信息,故A错误;
B.光本身属于电磁波,所有电磁波的传播速度和光速相同,故B错误;
C.电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,故C错误;
D.导航卫星在太空真空中工作,电磁波可以在真空中传播,因此导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息,故D正确。
故选D。
8.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波和声波一样不能在真空中传播
B.“北斗”导航系统利用电磁波传递信息
C.中央电视台发射的电磁波比成都电视台发射的电磁波在空气中传播的快
D.频率高的电磁波在空气中传播的速度比频率低的电磁波更快
【答案】B
【详解】A.电磁波可以在真空中传播,而声音的传播需要介质,不能在真空中传播,故A错误;
B.“北斗”导航系统是利用电磁波来传递信息的,故B正确;
CD.各种电磁波在空气中的传播速度都是相同的,都约为,与发射台以及电磁波的频率无关,故CD错误。
故选B。
9.下列说法不正确的是( )
A.微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站
B.我们可以把月亮作为一个微波中继站
C.卫星通信只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信
D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
【答案】B
【详解】A.微波大致沿直线传播,地球表面是圆弧形,因此需要建立微波中继站,说法正确,不符合题意;
B.微波中继站必须是同步卫星,月球转动和地球转动并不同步,说法错误,符合题意;
C.卫星通信只需要三颗同步卫星就可以覆盖全球,故三颗卫星就可以实现全球通信,说法正确,不符合题意;
D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的,说法正确,不符合题意。
故选B。
10.电视信号包含图像信号和声音信号,电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中,下列说法正确的是
A.声音信号是加载在电流上的,图像信号是加载在电磁波上的
B.图像信号是加载在电流上的,声音信号是加载在电磁波上的
C.声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D.声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
【答案】D
【详解】电视的声音信号和图象信号都是依靠电磁波来进行传递的,通过天线发射到空中.电视机的接收天线接收信号,并通过电视机将其还原,故D正确,ABC错误。
【点睛】电视机是利用电磁波传递声音信号和图象信号的。
11.图甲是一台调频收音机,图乙是放大后的面板,调节指针(图中白色块)的位置可接收到不同频率的电台。现将指针(图中白色块)向右调节后,下列说法正确的是( )
A.收音机发出声音的频率变大 B.所接收的电磁波频率变小
C.所接收的电磁波波速变大 D.所接收的电磁波波长变短
【答案】D
【详解】B.由图乙可知,调频刻度从左到右,频率数值逐渐增大,指针向右调节后,收音机接收的电磁波频率变大,故B错误;
A.收音机发出的声音是将接收到的电磁波转换得到的声信号,声音的频率和接收的电磁波频率不是同一概念,调节选台不会改变收音机发出声音的频率,故A错误;
C.电磁波在同种介质中传播速度是定值,约等于光速,保持不变,故C错误;
D.根据电磁波公式,波速不变,接收的电磁波频率变大,因此波长会变短,故D正确。
故选D。
12.在我们的生活中,很多地方都应用了电磁波,如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线,以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短,则按照波长由短到长的排列顺序是( )
A.收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线
B.用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波
C.收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线
D.用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波
【答案】B
【详解】电磁波谱按照波长由短到长的顺序可大致分为:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波等,且可见光中红光的波长大于蓝光的波长,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.近年来我国大力发展低空经济,无人机、低空飞行器依靠5G及专用网络实现高速、稳定通信,信号通过电磁波传递。下列相关物理知识说法正确的是( )
A.5G通信利用的电磁波不能在真空中传播
B.无人机航拍更大、更清晰的照片,需要飞得更高
C.无人机航拍摄像头的镜头相当于凸透镜,形成的是倒立、缩小的实像
D.无人机匀速竖直上升时,消耗的电能全部转化为机械能
【答案】C
【详解】A.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,5G通信利用的电磁波,能在真空中传播,故A错误;
B.根据凸透镜成像规律,要得到更大、更清晰的像,需要减小物距、增大像距,因此无人机需要飞得更低,故B错误;
C.无人机航拍摄像头的镜头相当于凸透镜,拍摄景物时物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理一致,故C正确;
D.无人机匀速竖直上升时,消耗的电能一部分转化为机械能,还有一部分因电机发热转化为内能,并非全部转化为机械能,故D错误。
故选C。
14.截至2026年2月,智能配送机器人已迈入规模化应用,其依托定位技术实现自主通行、乘梯,完成从驿站到家门口的无接触配送,支持扫码,刷脸取件。关于智能配送机器人,下列说法正确的是( )
A.定位技术依靠超声波
B.自主通行过程中,其运动状态一定不变
C.乘梯加速上升时,机器人的惯性变大
D.乘梯加速上升时,电梯的电能转化为机械能
【答案】D
【详解】A.智能机器人的定位技术依靠电磁波传递信息,超声波仅适合短距离测距(如倒车雷达),无法实现远距离定位,故A错误;
B.运动状态不变指速度大小、方向都不变,机器人自主通行时会启停、转弯,速度或方向会发生改变,运动状态一定改变,故B错误;
C.惯性大小只和物体质量有关,机器人乘梯加速上升时质量不变,惯性大小不变,故C错误;
D.电梯依靠电动机驱动,加速上升过程消耗电能,使机器人和电梯的机械能增加,因此是电能转化为机械能,故D正确。
故选D。
15.5G通讯使用波段,6G通讯使用波段。如图是电磁波家族,6G通讯使用的电磁波( )
A.肉眼可以看见 B.无法在真空中传播
C.波长比5G通讯的短 D.在真空中传播的速度与5G通讯使用的电磁波不同
【答案】C
【详解】A.6G通讯使用的电磁波不属于可见光,肉眼不能看见,故A不符合题意;
B.电磁波可以在真空中传播,故B不符合题意;
C.由图可知,6G通讯使用的电磁波频率比5G通讯使用的电磁波高;电磁波在真空中传播速度相同,频率越高,波长越短,所以6G通讯使用的电磁波波长比5G通讯的短,故C符合题意;
D.各种电磁波在真空中的传播速度相同,故D不符合题意。
故选C。
16.光导纤维简称光纤,它是目前宽带接入的一种方式,有着通信容量大、保密性能好等优点。光纤的纤芯是一种由塑料制成的纤维,纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射,从而避免了光的损失。下列能表示光在纤芯中传播路径正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.光在纤芯上下两个分界面上,每次入射都发生全反射,不断反射向前传播,符合光纤的工作原理,故A正确;
B.光在纤芯上下两个分界面上,发生全反射时应符合反射定律,反射角应等于入射角,故B错误;
CD.光在纤芯上下两个分界面上,未全部被反射,跟题意不符,故CD错误;
故选A.
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.2026年春晚“机器人”跳舞。机器人内置集成电路板上的芯片是用_______(选填“超导体”、 “绝缘体”或“半导体”)材料制成的,通过无线信号接收器接收和发射_______波进行数据传输。
【答案】 半导体 电磁
【详解】半导体材料的导电性介于导体与绝缘体之间,拥有可控导电的特性,是制造集成电路芯片的核心材料,因此该空填半导体;无线数据传输依靠电磁波传递信息,机器人的无线信号接收器通过接收和发射电磁波实现数据交互,所以该空填电磁。
18.我国的北斗卫星导航系统,可通过电磁波向用户提供全天候的即时________服务,电磁波________(选填“能”或“不能”)在真空中传播。
【答案】 定位 能
【详解】北斗卫星导航系统的核心功能是为用户提供全天候即时的定位导航服务,这是该系统的主要应用方向。
电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播。
19.无线电广播信号的发射过程实质上是把声信号转换成________信号的过程;无线电广播信号的接收过程实质上是把________信号转换成声信号的过程。
【答案】 电 电
【详解】[1][2]无线电广播信号发射由电台完成,话筒把播音员的声音信号转换成电信号,然后由调制器把电信号加载到高频电磁波上,再通过天线发射到空中,信号的接收由收音机完成。
20.小明一家自驾沿甘肃河西走廊前往嘉峪关长城旅游,使用北斗系统进行定位导航,北斗导航系统是利用______传递信息的,当汽车快速驶过路边时,路边的落叶会向汽车一侧靠近,这是因为汽车周围空气流速大,压强______。
【答案】
电磁波
小
【详解】北斗导航系统通过卫星实现定位导航,卫星处于太空真空环境中,而电磁波可在真空中传播,能完成太空与地面间的信息传递;
根据流体压强与流速的关系,流体中流速越大的位置压强越小。汽车快速驶过路边时,汽车周围空气流速远大于路边静止空气的流速,导致汽车周围压强更小,落叶在压强差的作用下向汽车一侧靠近。
21.2025年1月21日,神舟十九号航天员乘组第二次出舱活动圆满成功。航天员出舱时与地面科研人员通过_____(选填“电磁波”或“超声波”)传递信息。空间站的能量补给靠的是太阳能电池板,它能够将太阳能转化成_____能。
【答案】
电磁波
电
【详解】【小题1】超声波属于声波,声波传播需要介质,而太空是真空环境,没有传播声波的介质;电磁波传播不需要介质,可在真空中传播,因此航天员与地面传递信息依靠电磁波。
【小题2】太阳能电池板的功能是将太阳能转化为电能,以此为空间站提供能量补给,所以此处是转化为电能。
22.把大塑料瓶用不透光的纸包住,在瓶侧壁开一个小孔,塑料瓶内装满水,水中装一个光源。当水从小孔流出时,你会看到光随着弯弯的水流照到地面,在地上形成一个光斑,如图所示。实验中,从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的 _________ 。可以猜想:在真正的光纤通信中,每一根类似水柱的材料中,_____ (填“能”或“不能”)同时传导多束激光而不致相互干扰。
【答案】 光导纤维 能
【详解】[1]实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的光导纤维,光纤通信的容量大,不受外界条件的干扰,传播很远,通信质量很高。
[2]在光纤通信中,每一根光导纤维中能同时传导多束激光信号而不致相互干扰。
三.实验题(本题共2小题,共15分)
23.实验与思考:
(1)小明用如图甲所示的装置“探究电磁波的传播特性”,能接收到呼叫信号的是放在________(真空罩/金属盒)中的手机,这说明电磁波能在________中传播;实验用的手机来电提醒只能设置为响铃或指示灯闪烁中的某一种方式,为顺利完成实验,他应将两个手机设置成________(相同/不同)来电提醒方式。
(2)现代天文学研究表明,太阳________(是/不是)宇宙的中心;如图乙,向粘有金属小颗粒的气球中打气时,任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。这个实验________(能/不能)作为宇宙正在膨胀的证据。
(3)如图丙,在“探究二力平衡的条件”的实验中,小明同学不断改进并先后设计了A、B、C、D四个实验方案,其中A→B→C的改进是为了减小________对实验的影响,C→D的改进是为了减小________对实验的影响。实验中,小明发现利用图D装置进行实验时,因左右支架上两滑轮的安装高度不等,导致了卡片两侧的细线没能做到水平拉动,则该装置________(能/不能)探究二力平衡的条件。
【答案】(1) 真空罩 真空 不同
(2) 不是 不能
(3) 摩擦力 重力 能
【详解】(1)电磁波能在真空中传播,但是遇到金属会被反射,所以能接收到呼叫信号的是放在真空罩中的手机;由于真空中不能传声,所以真空罩中的手机来电提醒只能设置指示灯闪烁,而金属盒是密闭的,如果设置成指示灯闪烁,无论是否收到信号,都无法判断,只能设置为响铃,因此他应将两个手机设置成不同的来电提醒方式。
(2)现代天文学研究表明,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心;向粘有金属小颗粒的气球中打气时,任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离的实验,只是通过类比让我们更容易理解宇宙膨胀,所以不能作为宇宙正在膨胀的直接证据。
(3)A方案中的摩擦为滑动摩擦,B方案中的摩擦为滚动摩擦,C方案中的摩擦为绳子与滑轮之间的摩擦,A→B→C的改进是为了减小摩擦力对实验的影响;卡片的重力远远小于小车的重力,C→D的改进是为了减小重力对实验的影响;当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、都作用在卡片上,即使是两滑轮的安装高度不等,卡片两侧的细线没能做到水平拉动,卡片仍能处于静止状态,该装置能探究二力平衡的条件。
24.某同学进行如下实验,探究电磁波的特性。
(1)如图甲,打开收音机开关,旋至没有电台的位置,再调节音量旋钮,增大音量。取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与干电池的一极相接,再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触,发生的现象是_______,这说明收音机接收到了_______。该实验的结论是_________;
(2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性,如图乙所示。他将手机放入玻璃罩,抽去罩内空气,然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起,显示有人呼叫,但听不到铃声。这说明电磁波的传播______介质,声音的传播______介质;(均选填“需要”或“不需要”)
(3)该同学又将手机放在铁盒中,发现手机_______(选填“能”或“不能”)接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时,发现性能完好的手机接收不到信号,其原因可能是_______。
【答案】(1) 收音机发出“咔咔”声 电磁波 变化的电流在空间产生电磁波
(2) 不需要 需要
(3) 不能 电梯是金属制成的,对电磁波有屏蔽作用
【详解】(1)[1][2][3]先将导线的一端与干电池的一极相接,再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触,在导线中会产生迅速变化的电流,而迅速变化的电流会在空间产生电磁波,收音机接收到电磁波后会发出“咔咔”声,所以发生的现象是收音机发出“咔咔”声,说明收音机接收到了电磁波,该实验的结论是变化的电流在空间产生电磁波。
(2)[1][2]手机是依靠电磁波来传递信息的,光也是一种电磁波,他将手机放入玻璃罩,抽去罩内空气,罩内几乎变成真空状态,然后呼叫该手机,他发现该手机屏幕亮起,显示有人呼叫,说明光通过真空传播进入人的眼睛,即电磁波可以在真空中传播,电磁波的传播不需要介质,但听不到铃声,说明真空无法传声,声音的传播需要介质。
(3)[1][2]因为金属对电磁波有屏蔽作用,所以将手机放在铁盒中,铁盒可以屏蔽电磁波,会发现手机不能接收到信号,电梯也是金属制成的,对电磁波有屏蔽作用,所以乘坐电梯时,会发现性能完好的手机接收不到信号。
四.简答题(本题共2小题,共12分)
25.长征五号运载火箭在文昌航天发射场点火升空,成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道。嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,质量8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成,这四器就像“糖葫芦”一样,每一个既是单独的个体,也可“串”在一起,构成了一个完整的探测器。请回答:
(1)轨道器在环月轨道运动过程中机械能是否守恒。
(2)地球上的工作人员是通过什么来传输控制探测器的指令。
(3)轨道器上的太阳能硅光电池板主要是用什么材料制成的。
【答案】(1)守恒
(2)电磁波
(3)半导体材料
【详解】(1)月球周围为真空环境,轨道器在环月轨道运动时,没有空气阻力,轨道器的机械能只在动能和重力势能之间相互转化,所以轨道器的机械能是守恒的。
(2)因为电磁波可以在真空中传播,而地球与探测器之间是太空真空环境,所以地球上的工作人员通过电磁波来传输控制探测器的指令。
(3)轨道器上的太阳能硅光电池板主要是用半导体材料硅制成的,硅是一种常见的半导体材料,能将太阳能转化为电能。
26.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。
【详解】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。
五.综合题(本题共3小题,共29分)
27.深圳某景区引进了一款“河面智能青蛙保洁船”,其设计传递环保理念。船头有垃圾收集槽,两侧有可展开的机械臂。该船通过搭载的视觉系统和GPS导航,拍摄水面画面,自动区分“垃圾”和“非垃圾”,实现精准打捞,收集水面漂浮垃圾,具有自动返航等功能。
智能青蛙保洁船参数表
船空载质量
满载时排水量
电池电压
容量
匀速运动时,克服阻力做功与消耗电能的比值
150
240
24
100
50%
(1)船利用GPS导航准确航行,通过________波传递信息的。
(2)船静止在水面上,超声波传感器发射脉冲后,经过0.02s接收信号,此时船与前方障碍物的距离为________m(声传播速度取)。
(3)船上的摄像头相当于凸透镜,远处垃圾所成的像为倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。当船靠近垃圾时,摄像头所成的像变化情况________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)船在满载时,受到的浮力为________N。(g取10N/kg)
(5)电池充满充电时,储存的电能为________kW·h。
(6)当电池剩余电量为30%时,系统立即触发返航信号,到达卸货点的电量为28%。若船匀速前进时阻力为180N,理论上船返航行驶的距离为________m。
【答案】(1)电磁
(2)3.4
(3) 缩小 变大
(4)2400/
(5)2.4
(6)480/
【详解】(1)GPS卫星导航是通过电磁波传递信息,电磁波可在真空中传播,适用于卫星通信。
(2)超声波从船到障碍物是单程,总时间0.02s是往返时间,单程时间
由可得距离
(3)摄像头成像原理和照相机相同,远处垃圾在凸透镜2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,船靠近垃圾时物距减小,则像会变大。
(4)根据阿基米德原理,满载时受到的浮力等于排开水的重力,即
(5)电池储存电能
(6)返航消耗电能占总电能的,总电能
消耗电能
根据效率,克服阻力做功
匀速行驶时,可得行驶距离
28.2019年1月3日,嫦娥四号在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区成功着陆,并传回了珍贵的月面照片,这是我国登月探索路上的又一个里程碑。
嫦娥四号实现了世界首次月球背面软着陆和巡视勘察。由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同,所以月球总有一面背对着地球,这一面称之为月球背面。着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。而“鹊桥”中继星则将为嫦娥四号搭建地月信息联通的“天桥”。
(1)火箭发射时,会产生频率低于20Hz的______(选填“超声波”或“次声波”)。
(2)在147.3秒时,一子级发动机关机,二子级主发动机点火,连接两级的爆炸螺栓起爆解锁,一子级和二子级分离,此后,一子级发动机相对于火箭主体是______(选填“运动”或“静止”)的。
(3)航天器外壳的材料,要求轻巧、耐高温,熔点______(选填“高”或“低”)。
(4)为了防止航天器在发射后与大气层摩擦过热而烧毁,通常在航天器外壳的表面涂上一层固体防烧蚀材料。材料在高温高压气流的冲刷下会发生热解,同时发生熔化、汽化或______(填写物态变化名称),从而可以吸收大量热量,起到保护航天器的作用。
(5)由于______,在月球表面的两个人即便面对面,也必须使用电磁波来通讯。
(6)由于月球的遮挡,月球背面的着陆器和探测器无法与地球直接传输信息(信息的传递可类比于光的传播),“鹊桥”中继星应该位于图中______(选填“A”或“B”)位置时,可起到信息中转作用。
【答案】(1)次声波
(2)运动
(3)高
(4)升华
(5)真空不能传声/没有空气
(6)B
【详解】(1)振动频率低于20Hz的声波叫次声波,所以火箭发射时,会产生频率低于20Hz的次声波。
(2)一子级发动机关机,二子级主发动机点火,一子级和二子级分离,此后,一子级发动机相对于火箭主体位置发生了变化,是运动的。
(3)为了防止航天器在发射后与大气层摩擦过热而烧毁,航天器外壳的材料要求耐高温,所以熔点较高。
(4)固体防烧蚀材料在高温高压气流的冲刷下会发生热解,可能先从固态变为液态发生熔化,再从液态变为气态发生汽化,或者直接从固态变化为气态发生升华,以上三种物态变化都可以吸收大量热量,起到保护航天器的作用。
(5)声音的传播需要介质,真空不能传声;而电磁波可以在真空中传播,所以在月球表面的两个人即便面对面,也必须使用电磁波来通讯。
(6)由于月球的遮挡,月球背面的着陆器和探测器无法与地球直接传输信息,需要先将信号直接传给中继星,再利用中继星的反射,将信号传输到月球背面,所以“鹊桥”中继星应该位于图中B位置时。
29.如图a是某储液罐内雷达料位器的工作简图。探头发射的电磁波,经液面反射后被探头接收。通过记录电磁波往返时间,监测罐内液体余量。
(1)探头发射电磁波的频段为,由图b可知该电磁波________(选填“是”“不是”)可见光;
(2)探头到罐底距离为10 m,若电磁波往返时间为,传播速度取,则罐内液面距罐底高度为________m;
(3)液面下降,罐底受到的液体压强会________(选填“变大”,“变小”或“不变”),理由是:________。
【答案】(1)不是
(2)4
(3) 变小 根据,液体密度、不变,液面下降后罐底的深度减小,因此压强变小
【详解】(1)由图b的电磁波谱可知,可见光的频率在及以上,该电磁波的频率为,属于无线电波,因此不是可见光。
(2)电磁波往返总路程
探头到液面的单程距离
已知探头到罐底总距离为,因此液面距罐底高度
(3)根据液体压强公式,液体密度不变、为常量,液面下降时,罐底所处的液体深度减小,因此罐底受到的液体压强变小。
30.阅读下列文字,回答下列问题。
走向世界的中国汽车
电动智能汽车已经成为我国主要的出口车型。图甲是我国自主研制的插电式混合动力汽车的原理图。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,电池输出能量驱动汽车;当汽车高速行驶或电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、电池可以同时向车轮输出能量。
测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存能量由最大容量的30%增大至80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,汽车某些参数如下表。
燃油
热值
电机
输出最大功率
90
电池
输出电压
300
最大容量/J
整车
质量/t
1
(1)我国电动智能汽车发展迅速,使用手机APP远程操控车辆时,是通过______波传递信息的。
(2)蓄电池在充电时相当于电路中的______(选填“开关”、“电源”或“用电器”)。
(3)发动机的冷却系统中含有冷却液,冷却液的主要成分是水,这是利用水的______较大的特点。
(4)车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开)。该指示灯就会发光,如图所示的模拟电路图符合要求的是______;(填字母)
A. B.
C. D.
(5)“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/(100km·t)”是指车辆消耗的净能量(车辆消耗的净能量=燃油燃烧释放的总能量-蓄电池储存的能量)与行驶路程和整车质量乘积的比值。则该车在测试过程中的吨百公里能耗为______J/(100km·t)。
(6)为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以50km/h的速度匀速行驶最多可行驶______km。
(7)电动车相比燃油汽车有很多优点也有很多不足之处,未来如果你成为一名电动汽车的设计者,你觉得还需要在哪些方面对其进行改进:(说出一条即可)。
【答案】(1)电磁
(2)用电器
(3)比热容
(4)B
(5)
(6)60
(7)电动车与燃油汽车相比,其续航里程不够长,为了延长其续航里程,可以提高电池的容量。
【详解】(1)手机远程无线操控车辆时,依靠电磁波传递信息,电磁波是无线通讯中信息传输的载体。
(2)蓄电池充电时,消耗电能,将电能转化为化学能储存,符合电路中用电器“消耗电能”的特点,因此相当于用电器。
(3)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时可以吸收更多热量,冷却效果更好,因此冷却液用水是利用水比热容较大的特点。
(4)题目要求:只要一个门没关好(一个开关断开),指示灯发光;所有门都关好(所有开关闭合),指示灯不发光。逐个分析选项:
A.所有开关闭合时电路通路,灯发光;任意开关断开时电路断路,灯熄灭,与要求相反,不符合;
B.四个车门开关串联后与灯泡并联,干路串联保护电阻。所有开关闭合时灯泡被短路,不发光;任意开关断开时灯泡接入电路发光,完全符合要求;
C.所有车门都关好(所有开关闭合)时,电源会被短路,不符合要求;
D.开关都闭合时,电源会被短路,不符合要求;
故选B。
(5)燃油完全燃烧放热
蓄电池新增储存能量
净能量
测试行驶路程,整车质量
吨百公里能耗
(6)可用电能
由图乙得,车速时,阻力,匀速行驶牵引力
电能全转化为机械能,,得行驶路程
(7)目前电动汽车普遍存在续航不足、充电慢等问题,任意说出一条合理改进方向即可。
例如提高电池容量增加续航、缩短充电时间、提升电池安全性等。
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第二十一章 电磁波及其应用
注意事项:
1.测试范围:人教版九年级全一册第21章。
2.考试时间:90分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.手机是人们常用的通讯工具,下列有关手机的说法中,错误的是
A.手机通话时,信号是靠电磁波传递的
B.给手机电池充电时,电能转化为电池的化学能
C.调节手机音量是为了改变声音的音调
D.由于电流的热效应,手机长时间通话时温度会升高
2.信息传递是人类社会发展的基石。关于信息,下列说法正确的是( )
A.电视机利用电磁波只能传递图像信号
B.手机通话利用的是超声波传递信息
C.光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的
D.北斗导航系统能提供高精度定位、导航服务,利用的是电磁波传递信息
3.2026年4月24日,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,以“一箭四星”的方式,成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空,发射任务取得圆满成功。该系列卫星主要用于开展手机宽带直连卫星、天地网络融合等技术试验验证。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播 B.导航卫星利用电磁波为汽车导航
C.手机通话时利用超声波传递信息 D.红外线不属于电磁波
4.用收音机接收无线电广播时,收音机中承担选台工作的是( )
A.接收天线 B.调谐器
C.调制器 D.扬声器
5.2025年春晚的戏曲节目《声动梨园》中,多个剧种精彩纷呈,使观众们感受到中华优秀传统文化的魅力。下列有关该节目中声现象的说法正确的是( )
A.现场乐曲声是通过空气传播到全国各地的观众耳内的
B.乐曲声在空气中的传播速度是
C.演员通过改变击鼓的力度改变鼓声的音调
D.观众能区分鼓声与锣声是根据声音的音色
6.电磁波在现代生活、生产中有着广泛的应用。下列情景中利用电磁波传递能量的是( )
A.红外线测距 B.微波炉加热食品 C.手机“碰一碰”支付 D.北斗卫星导航服务
7.汽车上的车载北斗导航仪,是通过导航仪与导航卫星互相传递信息来确定汽车准确位置的,并显示在电子地图上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.导航仪上的移动电话通过电流传递信息
B.导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢
C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D.导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息
8.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波和声波一样不能在真空中传播
B.“北斗”导航系统利用电磁波传递信息
C.中央电视台发射的电磁波比成都电视台发射的电磁波在空气中传播的快
D.频率高的电磁波在空气中传播的速度比频率低的电磁波更快
9.下列说法不正确的是( )
A.微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站
B.我们可以把月亮作为一个微波中继站
C.卫星通信只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信
D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
10.电视信号包含图像信号和声音信号,电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中,下列说法正确的是
A.声音信号是加载在电流上的,图像信号是加载在电磁波上的
B.图像信号是加载在电流上的,声音信号是加载在电磁波上的
C.声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D.声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
11.图甲是一台调频收音机,图乙是放大后的面板,调节指针(图中白色块)的位置可接收到不同频率的电台。现将指针(图中白色块)向右调节后,下列说法正确的是( )
A.收音机发出声音的频率变大 B.所接收的电磁波频率变小
C.所接收的电磁波波速变大 D.所接收的电磁波波长变短
12.在我们的生活中,很多地方都应用了电磁波,如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线,以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短,则按照波长由短到长的排列顺序是( )
A.收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线
B.用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波
C.收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线
D.用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波
13.近年来我国大力发展低空经济,无人机、低空飞行器依靠5G及专用网络实现高速、稳定通信,信号通过电磁波传递。下列相关物理知识说法正确的是( )
A.5G通信利用的电磁波不能在真空中传播
B.无人机航拍更大、更清晰的照片,需要飞得更高
C.无人机航拍摄像头的镜头相当于凸透镜,形成的是倒立、缩小的实像
D.无人机匀速竖直上升时,消耗的电能全部转化为机械能
14.截至2026年2月,智能配送机器人已迈入规模化应用,其依托定位技术实现自主通行、乘梯,完成从驿站到家门口的无接触配送,支持扫码,刷脸取件。关于智能配送机器人,下列说法正确的是( )
A.定位技术依靠超声波
B.自主通行过程中,其运动状态一定不变
C.乘梯加速上升时,机器人的惯性变大
D.乘梯加速上升时,电梯的电能转化为机械能
15.5G通讯使用波段,6G通讯使用波段。如图是电磁波家族,6G通讯使用的电磁波( )
A.肉眼可以看见 B.无法在真空中传播
C.波长比5G通讯的短 D.在真空中传播的速度与5G通讯使用的电磁波不同
16.光导纤维简称光纤,它是目前宽带接入的一种方式,有着通信容量大、保密性能好等优点。光纤的纤芯是一种由塑料制成的纤维,纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射,从而避免了光的损失。下列能表示光在纤芯中传播路径正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.2026年春晚“机器人”跳舞。机器人内置集成电路板上的芯片是用_______(选填“超导体”、 “绝缘体”或“半导体”)材料制成的,通过无线信号接收器接收和发射_______波进行数据传输。
18.我国的北斗卫星导航系统,可通过电磁波向用户提供全天候的即时________服务,电磁波________(选填“能”或“不能”)在真空中传播。
19.无线电广播信号的发射过程实质上是把声信号转换成________信号的过程;无线电广播信号的接收过程实质上是把________信号转换成声信号的过程。
20.小明一家自驾沿甘肃河西走廊前往嘉峪关长城旅游,使用北斗系统进行定位导航,北斗导航系统是利用______传递信息的,当汽车快速驶过路边时,路边的落叶会向汽车一侧靠近,这是因为汽车周围空气流速大,压强______。
21.2025年1月21日,神舟十九号航天员乘组第二次出舱活动圆满成功。航天员出舱时与地面科研人员通过_____(选填“电磁波”或“超声波”)传递信息。空间站的能量补给靠的是太阳能电池板,它能够将太阳能转化成_____能。
22.把大塑料瓶用不透光的纸包住,在瓶侧壁开一个小孔,塑料瓶内装满水,水中装一个光源。当水从小孔流出时,你会看到光随着弯弯的水流照到地面,在地上形成一个光斑,如图所示。实验中,从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的 _________ 。可以猜想:在真正的光纤通信中,每一根类似水柱的材料中,_____ (填“能”或“不能”)同时传导多束激光而不致相互干扰。
三.实验题(本题共2小题,共15分)
23.实验与思考:
(1)小明用如图甲所示的装置“探究电磁波的传播特性”,能接收到呼叫信号的是放在________(真空罩/金属盒)中的手机,这说明电磁波能在________中传播;实验用的手机来电提醒只能设置为响铃或指示灯闪烁中的某一种方式,为顺利完成实验,他应将两个手机设置成________(相同/不同)来电提醒方式。
(2)现代天文学研究表明,太阳________(是/不是)宇宙的中心;如图乙,向粘有金属小颗粒的气球中打气时,任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。这个实验________(能/不能)作为宇宙正在膨胀的证据。
(3)如图丙,在“探究二力平衡的条件”的实验中,小明同学不断改进并先后设计了A、B、C、D四个实验方案,其中A→B→C的改进是为了减小________对实验的影响,C→D的改进是为了减小________对实验的影响。实验中,小明发现利用图D装置进行实验时,因左右支架上两滑轮的安装高度不等,导致了卡片两侧的细线没能做到水平拉动,则该装置________(能/不能)探究二力平衡的条件。
24.某同学进行如下实验,探究电磁波的特性。
(1)如图甲,打开收音机开关,旋至没有电台的位置,再调节音量旋钮,增大音量。取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与干电池的一极相接,再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触,发生的现象是_______,这说明收音机接收到了_______。该实验的结论是_________;
(2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性,如图乙所示。他将手机放入玻璃罩,抽去罩内空气,然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起,显示有人呼叫,但听不到铃声。这说明电磁波的传播______介质,声音的传播______介质;(均选填“需要”或“不需要”)
(3)该同学又将手机放在铁盒中,发现手机_______(选填“能”或“不能”)接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时,发现性能完好的手机接收不到信号,其原因可能是_______。
四.简答题(本题共2小题,共12分)
25.长征五号运载火箭在文昌航天发射场点火升空,成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道。嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,质量8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成,这四器就像“糖葫芦”一样,每一个既是单独的个体,也可“串”在一起,构成了一个完整的探测器。请回答:
(1)轨道器在环月轨道运动过程中机械能是否守恒。
(2)地球上的工作人员是通过什么来传输控制探测器的指令。
(3)轨道器上的太阳能硅光电池板主要是用什么材料制成的。
26.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。
五.综合题(本题共3小题,共29分)
27.深圳某景区引进了一款“河面智能青蛙保洁船”,其设计传递环保理念。船头有垃圾收集槽,两侧有可展开的机械臂。该船通过搭载的视觉系统和GPS导航,拍摄水面画面,自动区分“垃圾”和“非垃圾”,实现精准打捞,收集水面漂浮垃圾,具有自动返航等功能。
智能青蛙保洁船参数表
船空载质量
满载时排水量
电池电压
容量
匀速运动时,克服阻力做功与消耗电能的比值
150
240
24
100
50%
(1)船利用GPS导航准确航行,通过________波传递信息的。
(2)船静止在水面上,超声波传感器发射脉冲后,经过0.02s接收信号,此时船与前方障碍物的距离为________m(声传播速度取)。
(3)船上的摄像头相当于凸透镜,远处垃圾所成的像为倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。当船靠近垃圾时,摄像头所成的像变化情况________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)船在满载时,受到的浮力为________N。(g取10N/kg)
(5)电池充满充电时,储存的电能为________kW·h。
(6)当电池剩余电量为30%时,系统立即触发返航信号,到达卸货点的电量为28%。若船匀速前进时阻力为180N,理论上船返航行驶的距离为________m。
28.2019年1月3日,嫦娥四号在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区成功着陆,并传回了珍贵的月面照片,这是我国登月探索路上的又一个里程碑。
嫦娥四号实现了世界首次月球背面软着陆和巡视勘察。由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同,所以月球总有一面背对着地球,这一面称之为月球背面。着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。而“鹊桥”中继星则将为嫦娥四号搭建地月信息联通的“天桥”。
(1)火箭发射时,会产生频率低于20Hz的______(选填“超声波”或“次声波”)。
(2)在147.3秒时,一子级发动机关机,二子级主发动机点火,连接两级的爆炸螺栓起爆解锁,一子级和二子级分离,此后,一子级发动机相对于火箭主体是______(选填“运动”或“静止”)的。
(3)航天器外壳的材料,要求轻巧、耐高温,熔点______(选填“高”或“低”)。
(4)为了防止航天器在发射后与大气层摩擦过热而烧毁,通常在航天器外壳的表面涂上一层固体防烧蚀材料。材料在高温高压气流的冲刷下会发生热解,同时发生熔化、汽化或______(填写物态变化名称),从而可以吸收大量热量,起到保护航天器的作用。
(5)由于______,在月球表面的两个人即便面对面,也必须使用电磁波来通讯。
(6)由于月球的遮挡,月球背面的着陆器和探测器无法与地球直接传输信息(信息的传递可类比于光的传播),“鹊桥”中继星应该位于图中______(选填“A”或“B”)位置时,可起到信息中转作用。
29.如图a是某储液罐内雷达料位器的工作简图。探头发射的电磁波,经液面反射后被探头接收。通过记录电磁波往返时间,监测罐内液体余量。
(1)探头发射电磁波的频段为,由图b可知该电磁波________(选填“是”“不是”)可见光;
(2)探头到罐底距离为10 m,若电磁波往返时间为,传播速度取,则罐内液面距罐底高度为________m;
(3)液面下降,罐底受到的液体压强会________(选填“变大”,“变小”或“不变”),理由是:________。
30.阅读下列文字,回答下列问题。
走向世界的中国汽车
电动智能汽车已经成为我国主要的出口车型。图甲是我国自主研制的插电式混合动力汽车的原理图。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,电池输出能量驱动汽车;当汽车高速行驶或电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、电池可以同时向车轮输出能量。
测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存能量由最大容量的30%增大至80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,汽车某些参数如下表。
燃油
热值
电机
输出最大功率
90
电池
输出电压
300
最大容量/J
整车
质量/t
1
(1)我国电动智能汽车发展迅速,使用手机APP远程操控车辆时,是通过______波传递信息的。
(2)蓄电池在充电时相当于电路中的______(选填“开关”、“电源”或“用电器”)。
(3)发动机的冷却系统中含有冷却液,冷却液的主要成分是水,这是利用水的______较大的特点。
(4)车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开)。该指示灯就会发光,如图所示的模拟电路图符合要求的是______;(填字母)
A. B.
C. D.
(5)“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/(100km·t)”是指车辆消耗的净能量(车辆消耗的净能量=燃油燃烧释放的总能量-蓄电池储存的能量)与行驶路程和整车质量乘积的比值。则该车在测试过程中的吨百公里能耗为______J/(100km·t)。
(6)为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以50km/h的速度匀速行驶最多可行驶______km。
(7)电动车相比燃油汽车有很多优点也有很多不足之处,未来如果你成为一名电动汽车的设计者,你觉得还需要在哪些方面对其进行改进:(说出一条即可)。
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