第二十一章 电磁波及其应用（举一反三·单元复习讲义）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理讲义以“电磁波及其应用”为核心，通过知识框架系统梳理知识体系，知识精讲部分将电磁波的产生与传播、通信方式原理、电磁波谱及应用等内容分层归纳，用表格对比不同通信方式特点，清晰呈现重难点及内在联系。 讲义亮点在于例题与变式题设计，如结合5G信号、灯光上网等生活实例，引导学生辨析电磁波传播特性，培养物理观念与科学思维。实验题通过探究电磁波产生条件等，落实科学探究素养。课后作业分层设置，助力不同学生巩固提升，为教师精准教学提供支持。

第二十一章 电磁波及其应用 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 电磁波是中考常考选择考点，很多同学分不清电磁波与声波，混淆各类通信方式。今天复习课，我们理清核心概念，辨析易错知识点。 电磁波无处不在吗？ 知识归纳 【知识点1 电磁波的海洋】 1. 迅速变化的电流产生电磁波；恒定电流不能产生电磁波。 2.电磁波的传播：不需介质，可在真空传播。 3.电磁波真空中的传播速度：c=3×108m/s（等于光速）。 4.电磁波谱及用途： （1）排序（低频→高频）：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线 （2）无线电波：广播、电视、手机、卫星通信 红外线：热效应、遥控、夜视仪 紫外线：杀菌、验钞（荧光效应） X射线：医学透视拍片 γ射线：工业探伤、医疗放疗 微波：微波炉、微波通信 【例1】（25-26•九年级下·河北石家庄•期末）某实验小组的同学，为了检验电磁波的产生，连接的几个电路如图所示，当他们将打开的收音机放到电路附近时，不能检验出有电磁波产生的是（　　） A B C D 【答案】A 【详解】A．开关闭合后，电路中的电流不变，不会产生电磁波，故A符合题意； B．接有灯泡的照明电路，电流方向和大小不断周期性变化，会产生电磁波，故B不符合题意； C．开关的闭合瞬间，电路中会产生电流的迅速变化，会产生频率较高的电磁波，故C不符合题意； D．开关的断开的瞬间，电路中电流迅速减小，会产生频率较高的电磁波，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（25-26•九年级下·湖北十堰•期末）手机使用5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度______（选填“相同”或“不相同”） 【答案】相同 【详解】电磁波在同种介质中的传播速度是固定的，与频率无关。5G和4G电磁波都属于电磁波，因此它们在空气中的传播速度相同。 【变式1-2】（25-26•九年级下·辽宁抚顺•期末）无需wifi信号，点亮灯就能上网。复旦大学成功实现了这一国际前沿通讯技术：如图，在灯中安装一个微芯片，便可让其变成无线网络发射器。点亮灯，灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网。 (1)点亮灯上网______（选填“是”或“不是”）利用电磁波传播信号的； (2)无线电波在真空中传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）可见光的传播速度； (3)已知，波速=波长×频率，则无线电波波长比可见光的波长______（选填“长”或“短”）。 【答案】(1)是 (2)等于 (3)长 【详解】（1）点亮灯，灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网，光波属于电磁波，所以点亮灯上网是利用电磁波传播信号的。 （2）各种电磁波在真空中的传播速度都等于，无线电波在真空中传播速度等于可见光的传播速度。 （3）同种介质中各种电磁波的速度是相同的，由图可知，无线电波的频率小于可见光的频率，根据波速=波长×频率，无线电波波长比可见光的波长要长。 【知识点2 广播、电视、移动通信】 1.广播原理： （1）发射：声信号→音频电信号→加载到高频电磁波→天线发射 （2）接收：天线收波→调谐器选频→解调器取音频→扬声器发声 2.电视：同时传递声音、图像信号，原理同广播。 3.移动通信： （1）手机既是发射台又是接收台。 （2）信号弱，需依靠基站转接实现远距离通信。 【例2】（25-26•九年级下·山东蓬莱•期末）下列关于信息的说法正确的是（  ） A．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的 B．电磁波在任何介质中传播的速度都为 C．WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的是超声波 D．微波可以传递信息，具有能量 【答案】D 【详解】A．固定电话利用导线中的电流传递信息的，移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的，故A错误； B． 电磁波在真空中的传播的速度为，在其他介质中的传播速度小于，故B错误； C．WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，是电磁波的利用，故C错误； D．电磁波可以传递信息也可以传递能量，微波是电磁波的一种，所以它既可以传递信息，又具有能量，故D正确。 故选D。 【变式2-1】（25-26•九年级下·四川眉山•期末）手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机一定是通过电信运营商的基地台进行着微波通信（　　） A．手机用GPS导航 B．手机用WIFI上网 C．手机用数据流量包上网 D．用蓝牙传文件 【答案】C 【详解】A．手机用GPS导航时，手机可以直接与卫星通信，故A错误； B．手机用WIFI上网，可以是手机与地面的路由器进行通信，故B错误； C．手机用数据流量包上网，手机必须与电信运营商的基地台进行着微波通信，故C正确； D．用蓝牙传文件，可以是手机与其他终端设备进行文件传输，例如他人的手机、蓝牙音响等，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（25-26•九年级下·内蒙古赤峰•期末）关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（　　） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．它们的发射、接收过程类似 C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上 D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能 【答案】D 【详解】广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程很相似，都是通过把电信号加载到频率很高的电磁波上发射出去，载有信息的电磁波再经过接收等一系列信号处理，还原为原来的信息。但移动电话既能够发射电磁波又能接收电磁波。故D错误，符合题意，ABC正确，不符合题意。 故选D。 【知识点3 卫星通信和光纤通信】 1.微波通信：微波沿直线传播，受地球曲面限制，需微波中继站接力。 2. 卫星通信： （1）利用地球同步卫星做高空中继站。 （2）3颗同步卫星可实现全球通信。 3. 光纤通信（最优）： （1）介质：光导纤维；原理：光的全反射。 （2）优点：容量大、抗干扰强、损耗小、保密性好。 【例3】（25-26•九年级下·江苏盐城•期末）关于电磁波和信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．不同频率的电磁波在空气中传播时，传播速度不同 C．华为5G手机利用超声波进行通信 D．现代通信网络包括卫星通信、光缆通信和移动通信 【答案】D 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B、电磁波的传播速度与频率、波长无关，所以不同波长的电磁波在空气中的传播速度相同，故B错误； C．5G手机主要利用发射及接收电磁波来传递信息的，故C错误； D．现代通信网络包括卫星通信、光缆通信和移动通信等，都是利用电磁波进行信息传输的，故D正确。 故选D。 【变式3-1】（25-26•九年级下·河南三门峡•期末）卫星通信的中继站是（     ） A．地球同步卫星 B．月球 C．广播电台 D．电视台 【答案】A 【详解】A．现在，人类可发射人造卫星，用通信卫星作微波中继站，实现了卫星通讯梦想；通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信，故A符合题意； B．由于月球离我们太远，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，故中继站不是月球，故B不符合题意； CD．通讯信号，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，故中继站不是广播电台，电视台，故CD不符合题意． 【变式3-2】（25-26•九年级下·湖南永州•期末）光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（　　） A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式 B．光纤通信用到的光是激光 C．光在光纤中沿直线传播 D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息 【答案】C 【详解】A．根据光纤通信的特征可知，其是电磁波传递信息的一种方式，故A正确，不符合题意； B．根据光纤通信的特征可知，光纤通信用到的光是激光，故B正确，不符合题意； C．光在光纤中传播发生的是全反射，不是沿直线传播，故C错误，符合题意； D．光纤通信要比短波、微波通信容量宽出百万倍，则光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息，故D正确，不符合题意。 故选C。 模块三 课后作业 一、单选题(共5题) 1.（25-26•九年级下·四川泸州•期末）2025年12月29日，东部战区在台岛周边组织“正义使命-2025”演习。如图所示为歼-35隐身战机在航母上起飞的情景。关于隐身战机，下列说法正确的是（　　） A．当它加速转弯时处于平衡状态 B．与指挥中心共享数据链利用的是电磁波 C．机载的高算力芯片是由超导体材料制成的 D．涂装特殊涂料可以反射雷达发射的超声波，实现电磁隐身 【答案】B 【详解】A．当它加速转弯时，运动速度改变，运动方向也改变，即运动状态发生变化，所以处于非平衡状态，故A错误； B．电磁波可以传递信息，电磁波的传播速度很快，指挥中心把信息传递出去后战斗机能及时地接收到该信息，所以战斗机与指挥中心共享数据链利用的是电磁波，故B正确； C．半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间，芯片是用半导体材料制成的，故C错误； D．军用雷达是利用电磁波传递信息，战机涂装特殊涂料可以吸收雷达发射的电磁波，使电磁波不能反射，雷达不能接收反射的电磁波，不能发现战机，战机实现隐身，故D错误。 故选 B。 2.（25-26•九年级下·山东烟台•期末）关于信息的传递，下列说法正确的是（　　） A．5G比4G传输信息快，是因为在5G中传输信息所用的载体在空气中的传播速度快 B．与微波相比，激光的频率更高，所以激光在光缆中的传播速度比微波在空气中的传播速度快 C．长波、中波、短波，在一定时间内，短波可以传输的信息最多 D．卫星通信是用光波来加载信息、传递信息的 【答案】C 【详解】A．5G与4G都是利用无线电波传输信息的，只不过频段和调制方式不同，所以信息传播速度不同，它们的载体电磁波在空气中的传播速度是相同的。故A项错误； B．电磁波在真空中的速度约为，而光在空气中传递速度约等于电磁波在真空中的速度，但是在光缆中传播受介质影响，所以激光在光缆中的传播速度比微波在空气中的传播速度要慢，故B项错误； C．长波、中波、短波的频率不同，短波的频率高，所以在一定时间，短波可以传输的信息最多，故C项正确； D．卫星通信是利用微波加载和传递信息的，故D项错误。 故选C。 3.（25-26•九年级下·广东河源•期末）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 【答案】D 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式： 波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故B错误； C．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近3.0×108m/s，故C错误； D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故D正确。 故选D。 4.（25-26•九年级下·黑龙江齐齐哈尔•期末）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.（25-26•九年级下·陕西商洛•期末）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。 二、多项选择题(共2题) 6.（25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末）下列关于电磁波的说法，错误的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波可以传递能量 C．电磁波传播的速度为340m/s D．可见光不属于电磁波 【答案】ACD 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，故电磁波传播不需要介质，故A错误，符合题意； B．电磁波是波的一种，电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，故B正确，不符合题意； C．电磁波在真空中的传播速度为，在空气中的传播速度略小于，不是340m/s，故C错误，符合题意； D．电磁波的频率范围很广，可见光属于电磁波，故D错误，符合题意。 故选ACD。 7.（25-26•九年级下·湖北随州•期末）下列一些说法中不正确的是（ ） A．电磁波不能在真空中传播 B．移动电话机既是一个无线电发射机，又是一个无线电接收台 C．卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的 D．手机的听筒和话筒中都有电磁铁 【答案】AD 【详解】A、电磁波传播是不需要介质，即电磁波可以在真空中传播，故A错误；B、移动电话机既是一个无线电发射机，又是一个无线电接收台，故B正确； C、卫星通信是利用微波进行传递信息的，卫星实际上就是微波中继站，故C正确； D、手机的听筒中有电磁铁，话筒中没有电磁铁，故D错误但符合题意；故选AD． 三、填空题(共7题) 8.（25-26•九年级下·湖北黄冈•期末）如图所示，“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”成功对接。对接过程中，需要利用___________（选填“超声波”或“电磁波”）向地球传递信息；该波在真空中的传播速度为___________m/s。 【答案】 电磁波 【详解】[1]声音的传播需要介质，而电磁波可以在真空中传播，故对接过程中，需要利用电磁波向地球传递信息。 [2]电磁波在真空的传播速度为。 9.（25-26•九年级下·山东济南•期末）电磁波在真空中的传播速度为______。如图所示是部分电磁波谱，在如图的五种电磁波中，频率最高的电磁波是______。 【答案】 射线 【详解】[1]电磁波在真空中的传播速度和光速相同，都为3×108m/s。 [2]根据公式c=λf，电磁波的传播速度不变，波长越短，传播频率越高，由图可知，γ射线波长最短，故其频率最高。 10.（25-26•九年级下·北京海淀•期末）下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是____________s，所以波源振动的频率是____________Hz，在真空中此波传播的波长是____________m。 【答案】 【详解】[1]由题图可知，该电磁波的周期为 [2]该电磁波的频率为 [3]真空中电磁波的波速为，根据公式可知，波长 11.（25-26•九年级下·山东济宁•期末）手机是现代人离不开的通信工具。手机信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；手机的发射频率低，需要有设备转接，在同一区域手机间的通信方式是手机 甲→______→手机乙。 【答案】 能 基站 【详解】[1]手机本身既是无线发射台也是无线接收台， 手机信号是电磁波，能在真空中传播； [2]手机发射频率较低，信号覆盖范围有限，无法直接实现远距离或同一区域内的直接通信。需通过 “基站”（又称信号塔）作为中间转接设备，先接收手机甲的信号，再放大并转发给手机乙。 12.（25-26•九年级下·福建福州•期末）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过______镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方。光通过光导纤维时，在其内部发生的是______（选填“反射”或“折射”）现象。 【答案】 凸透 反射 【详解】[1] 由图可知镜片对光线具有会聚作用，所以安装的是凸透镜。 [2]光导纤维是通过光的反射传输信息的，所以光在光导纤维中发生光的反射。 13.（25-26•九年级下·河南周口•期末）我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过_______实现地球与月球背面的信息传递。如图所示，“鹊桥二号”在______（选填“A”或“B”）点时，可以实现月球背面与地面的通信中转。 【答案】 电磁波 B 【详解】[1]太空是真空环境，太空中信息的传递主要依靠电磁波。 [2]由于月球的自转周期与公转周期相同，月球始终有一面背对地球（月球背面）。由图可知，当“鹊桥二号”位于B点时，可以同时“看到”地球和月球背面，从而转发信息，实现通信中转。 14. （25-26•九年级下·辽宁沈阳•期末） 信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”，研究表明，原来信鸽是利用______（选填“地磁场”或“电磁波”）来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具，光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内壁多次______（选填“反射”或“折射”）而实现的。光纤利用激光传递信息，大幅提高了信息传输量，是因为激光具有较高的______（选填“速度”或“频率”）。 【答案】 地磁场 反射 频率 【详解】[1]地球相当于一个巨大的磁体，鸽子在飞行时是靠地磁场来导航的。 [2]光纤通信利用的就是全反射的原理，光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外。 [3]光纤是信息传递的一种重要工具，由于激光的频率很高，在光导纤维中利用激光传递信息大幅提高了信息传输量。 四、实验综合题(共4题) 15. （25-26•九年级下·山东滨州•期末）电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是___________； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例___________可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能___________，温度___________； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是___________； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例___________。 【答案】(1)电流的迅速变化 (2)太阳光可以在真空中传播 (3) 增大 升高 数据传输速率更快 电视机 【详解】（1）当导体中的电流发生迅速变化时，会在周围空间激发电磁波。 （2）太阳光属于电磁波，它能在宇宙真空环境中到达地球，这直接证明了电磁波的传播不需要介质。 （3）[1][2]食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增加，导致内能增大，温度随之升高。 [3]“5G 手机比 4G 手机快” 指的是 5G 网络的数据传输速率更高，能在单位时间内传输更多信息。 [4]电视机（或收音机、雷达、卫星通信设备等），这些设备都通过电磁波来接收、发送或处理信息。 16.（25-26•九年级下·河南洛阳•期末）在物理课上，同学们对电磁波在真空中能否传播进行了如下猜想。 a．电磁波可能和声波类似，不能在真空中传播。 b．电磁波可能和光波类似，可以在真空中传播。 接着，他们设计了如下实验。 ①在密封的透明玻璃罩内，放一部处于待机状态的手机，用另一部手机呼叫罩内的手机，听到罩内手机的铃声，同时看到罩内手机屏幕上显示的来电号码。 ②接着用抽气机抽去玻璃罩内的空气，继续呼叫罩内的手机，虽然听不到罩内手机的铃声，但仍能看到罩内手机屏幕上显示的来电号码。 (1)分析上述实验现象，猜想_________正确，简要说明理由：________。 (2)把手机放在真空玻璃罩内，拨打真空玻璃罩内的手机，如果手机能接收到呼叫信号，那么说明电磁波可以在真空中传播，这里利用了__________（填物理方法）。 【答案】(1) b 见详解 (2)转换法 【详解】（1）[1][2]在密封的透明玻璃罩内，放一部处于待机状态的手机，用另一部手机呼叫罩内的手机，听到罩内手机的铃声，同时看到罩内手机屏幕上显示的来电号码，说明电磁波可以进入玻璃罩内；接着用抽气机抽去玻璃罩内的空气，继续呼叫罩内的手机，虽然听不到罩内手机的铃声，但仍能看到罩内手机屏幕上显示的来电号码，这说明声音不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，所以电磁波与光波类似，故猜想b正确。 （2）把手机放在真空罩中，拨打真空罩中的手机，通过手机能接收到呼叫信号，来说明电磁波可以在真空中传播，这是利用了转换法。 17.（25-26•九年级下·北京东城•期末）小明的奶奶家在一个风景秀丽的小山村，放暑假了，小明到奶奶家避暑。小明发现奶奶家的电视节目跟自己家的一样。于是，小明在叔叔的带领下参观了当地的卫星电视接收及传递设施，初步弄清了其中的道理。下面是小明自己绘制的一张卫星电视节目的接收传递流程图，如图甲所示。 （1）卫星电视的接收天线的“锅口”大致是朝上放置，这样是为了接收来自________ 的电视信号；    （2）在机房内，技术人员可以通过调试，接收来自不同电视台的节目信息，这主要是因为不同电视台通过卫星发射的电磁波的________ 不同；     （3）请你猜想：从机房到用户家里加装放大器有何作用_____？     （4）小明发现：天线接收到的信号都是通过如图乙所示的电缆线传输到各家各户的，而不是用类似于家庭电路中的芯线平行的导线传输，请你大胆猜想使用图中的电缆线传输信号有什么用处______？ 【答案】 卫星 频率 见解析 见解析 【详解】（1）[1]卫星传来的信号是从太空传来的，故“锅口”大致是朝上放置，这样是为了接收来自卫星的电视信号。 （2）[2]不同的电视节目的频率不同，需要经过调试才能被接收。 （3）[3]放大器的作用是把机房出来的电视信号进行放大，使接收效果更好。 （4）[4]电线中的电视信号的频率很高，为了防止信号泄漏，影响接收效果，故要用有铜丝网的屏蔽层的电线来传输，同时防止信号对其它用电器的干扰。 18.（25-26•九年级下·江苏苏州•期末）据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。 (1)当前，手机已经进入了5G时代，它指的是第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的__________（选填“超声波”或“电磁波”）作为传递信息的载体，而芯片部分则主要是由 （选填“导体”“半导体”或 “绝缘体”）材料制成的。 (2)光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次__________（选填“反射”“折射”或“色散”）后，从另一端射出，这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方。光在光导纤维里传播的速度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）光在真空中传播的速度。 【答案】(1) 电磁波 半导体 (2) 反射 小于 【详解】（1）[1]手机是通过接收和发射电磁波来传递信息的，所以第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的电磁波作为传递信息的载体。 [2]该芯片的主要材料是硅，硅是导电性能介于导体和绝缘体之间，属于半导体。 （2）[1]光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到了远方，即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。 [2]光在真空中的传播速度最大，光在光导纤维里传播的速度小于光在真空中传播的速度。 五、阅读题(共2题) 19.（25-26•九年级下·广东中山•期末）请仔细阅读下文，按要求回答问题．   同步通信卫星工作的基本原理如图所示．卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成．卫星在空中把地球站发射上来的电磁波放大后再返送回另一地球站．地球站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路．由于同步通信卫星在赤道上空3600km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周的时间一致，从地面看上去如同静止不动一般．三颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周，故卫星通信易于实现越洋和洲际通信．最适合卫星通信的频率为1 GHz～10 GHz频段，即微波频段．通信卫星的种类也越来越多，按服务区域划分，有全球、洲际区域和国内通信卫星． （1）地球自转时间是23h56min4s，则通信用的地球同步卫星运行一周所用的时间是 ______     A．24h         B．23h 56min        C． 24h 4min         D．23h 56min 4s （2）频率为1 GHz～10 GHz的微波对应的波长是________m～________m．     （3）赤道上的地面站向卫星发射信号需要经过的时间为________S．     （4）如图所示，地球站1和地球站2间的通信，同步通信卫星起的是________的作用．   【答案】 D 0.03 0.3 0.012 中继站 【详解】（1）通信用的地球同步卫星都是同步卫星，其相对地球是静止的，即地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以，当地球自转时间是23h56min4s时，则通信用的地球同步卫星运行一周所用的时间也是23h56min4s，故选D； （2）由知道，频率为1GHz的微波对应的波长是： 频率为10GHz的微波对应的波长是：； （3）由知道，赤道上的地面站向卫星发射信号需要经过的时间是：； （4）由图知道，地球站1和地球站2间的通信，是靠同步通信卫星来工作的，即同步通信卫星起到了中继站的作用． 20.（25-26•九年级下·新疆哈密•期末）微波炉是现代家庭中的烹饪工具，它是利用磁控管产生微波加热食物的。 (1)磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒振动24.5亿次的微波。该微波在真空中的传播速度为________，它的波长约为一个________（选填“葡萄”或“柚子”）的直径； (2)为了保障用电安全，微波炉应该使用________（选填“两脚”或“三脚”）插头；为了防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有________（选填“金属网”或“绝缘板”）； (3)微波炉运行期间，磁控管有“工作”和“休息”两种状态，我们把磁控管“工作”状态时间与微波炉运行总时间的比率称为“占空比”，“占空比”越高，微波炉加热功率越________（选填“大”或“小”）；当“占空比”为时，将一杯水放入微波炉中加热至沸腾需要4min，当“占空比”为时，将相同的一杯水放入微波炉中加热至沸腾需要________min。 【答案】(1) 3×108 柚子 (2) 三脚 金属网 (3) 大 3 【详解】（1）[1]微波是一种电磁波，其在真空中的传播速度与光速相同，其速度是3×108m/s。 [2]由题意可知，微波的振动频率为24.5亿次/秒，即2.45×109Hz，微波在真空中的传播速度为光速，即3×108m/s，则波长 由于葡萄的直径通常在1~3cm左右，柚子的直径通常在10~15cm左右，所以12.2 cm的波长大约是一个柚子的直径。 （2）[1]由于微波炉使用金属做外壳，为了防止触摸金属外壳触电，所以微波炉应该使用三脚插头。 [2]由于金属具有屏蔽微波效应，能有效防止微波泄漏，所以在微波炉门内侧应装上金属网，微波就不会泄露到外面，能避免对人体造成伤害。 （3）[1]由题意可知，磁控管“工作”状态时间与微波炉运行总时间的比率称为“占空比”，“占空比”越高，即磁控管“工作”状态时间与微波炉运行总时间之比越大，由于微波炉运行总时间一定时，磁控管“工作”状态时间越长，放出热量越多，由可知，微波炉加热功率越大。 [2]由题意可知，功率与占空比成正比，当“占空比”为时，将一杯水放入微波炉中加热至沸腾需要4min，当“占空比”为时，则有60%×4min = 80%×t 解得t=3min 第 15 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十一章 电磁波及其应用 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 电磁波是中考常考选择考点，很多同学分不清电磁波与声波，混淆各类通信方式。今天复习课，我们理清核心概念，辨析易错知识点。 电磁波无处不在吗？ 知识归纳 【知识点1 电磁波的海洋】 1. 产生电磁波；恒定电流不能产生电磁波。 2.电磁波的传播：不需介质，可在 传播。 3.电磁波真空中的传播速度： （等于光速）。 4.电磁波谱及用途： （1）排序（ → ）：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线 （2）无线电波：广播、电视、手机、卫星通信 红外线：热效应、遥控、夜视仪 紫外线：杀菌、验钞（荧光效应） X射线：医学透视拍片 γ射线：工业探伤、医疗放疗 微波：微波炉、微波通信 【例1】（25-26•九年级下·河北石家庄•期末）某实验小组的同学，为了检验电磁波的产生，连接的几个电路如图所示，当他们将打开的收音机放到电路附近时，不能检验出有电磁波产生的是（　　） A B C D 【变式1-1】（25-26•九年级下·湖北十堰•期末）手机使用5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅。5G电磁波和4G电磁波在空气中传播速度______（选填“相同”或“不相同”） 【变式1-2】（25-26•九年级下·辽宁抚顺•期末）无需wifi信号，点亮灯就能上网。复旦大学成功实现了这一国际前沿通讯技术：如图，在灯中安装一个微芯片，便可让其变成无线网络发射器。点亮灯，灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网。 (1)点亮灯上网______（选填“是”或“不是”）利用电磁波传播信号的； (2)无线电波在真空中传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）可见光的传播速度； (3)已知，波速=波长×频率，则无线电波波长比可见光的波长______（选填“长”或“短”）。 【知识点2 广播、电视、移动通信】 1.广播原理： （1）发射：声信号→音频电信号→ →天线发射 （2）接收：天线收波→调谐器选频→解调器取音频→扬声器发声 2.电视：同时传递 、 ，原理同广播。 3.移动通信： （1）手机既是 又是 。 （2）信号弱，需依靠 转接实现远距离通信。 【例2】（25-26•九年级下·山东蓬莱•期末）下列关于信息的说法正确的是（  ） A．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的 B．电磁波在任何介质中传播的速度都为 C．WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的是超声波 D．微波可以传递信息，具有能量 【变式2-1】（25-26•九年级下·四川眉山•期末）手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机一定是通过电信运营商的基地台进行着微波通信（　　） A．手机用GPS导航 B．手机用WIFI上网 C．手机用数据流量包上网 D．用蓝牙传文件 【变式2-2】（25-26•九年级下·内蒙古赤峰•期末）关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（　　） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．它们的发射、接收过程类似 C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上 D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能 【知识点3 卫星通信和光纤通信】 1.微波通信：微波沿 ，受地球曲面限制，需 接力。 2. 卫星通信： （1）利用 做高空中继站。 （2） 同步卫星可实现全球通信。 3. 光纤通信（最优）： （1）介质：光导纤维；原理： 。 （2）优点：容量大、抗干扰强、损耗小、保密性好。 【例3】（25-26•九年级下·江苏盐城•期末）关于电磁波和信息技术，下列说法正确的是（　　） A．电磁波不能在真空中传播 B．不同频率的电磁波在空气中传播时，传播速度不同 C．华为5G手机利用超声波进行通信 D．现代通信网络包括卫星通信、光缆通信和移动通信 【变式3-1】（25-26•九年级下·河南三门峡•期末）卫星通信的中继站是（     ） A．地球同步卫星 B．月球 C．广播电台 D．电视台 【变式3-2】（25-26•九年级下·湖南永州•期末）光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（　　） A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式 B．光纤通信用到的光是激光 C．光在光纤中沿直线传播 D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息 模块三 课后作业 一、单选题(共5题) 1.（25-26•九年级下·四川泸州•期末）2025年12月29日，东部战区在台岛周边组织“正义使命-2025”演习。如图所示为歼-35隐身战机在航母上起飞的情景。关于隐身战机，下列说法正确的是（　　） A．当它加速转弯时处于平衡状态 B．与指挥中心共享数据链利用的是电磁波 C．机载的高算力芯片是由超导体材料制成的 D．涂装特殊涂料可以反射雷达发射的超声波，实现电磁隐身 2.（25-26•九年级下·山东烟台•期末）关于信息的传递，下列说法正确的是（　　） A．5G比4G传输信息快，是因为在5G中传输信息所用的载体在空气中的传播速度快 B．与微波相比，激光的频率更高，所以激光在光缆中的传播速度比微波在空气中的传播速度快 C．长波、中波、短波，在一定时间内，短波可以传输的信息最多 D．卫星通信是用光波来加载信息、传递信息的 3.（25-26•九年级下·广东河源•期末）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 4.（25-26•九年级下·黑龙江齐齐哈尔•期末）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.（25-26•九年级下·陕西商洛•期末）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 二、多项选择题(共2题) 6.（25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末）下列关于电磁波的说法，错误的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波可以传递能量 C．电磁波传播的速度为340m/s D．可见光不属于电磁波 7.（25-26•九年级下·湖北随州•期末）下列一些说法中不正确的是（ ） A．电磁波不能在真空中传播 B．移动电话机既是一个无线电发射机，又是一个无线电接收台 C．卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的 D．手机的听筒和话筒中都有电磁铁 三、填空题(共7题) 8.（25-26•九年级下·湖北黄冈•期末）如图所示，“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”成功对接。对接过程中，需要利用___________（选填“超声波”或“电磁波”）向地球传递信息；该波在真空中的传播速度为___________m/s。 9.（25-26•九年级下·山东济南•期末）电磁波在真空中的传播速度为______。如图所示是部分电磁波谱，在如图的五种电磁波中，频率最高的电磁波是______。 10.（25-26•九年级下·北京海淀•期末）下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是____________s，所以波源振动的频率是____________Hz，在真空中此波传播的波长是____________m。 11.（25-26•九年级下·山东济宁•期末）手机是现代人离不开的通信工具。手机信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；手机的发射频率低，需要有设备转接，在同一区域手机间的通信方式是手机 甲→______→手机乙。 12.（25-26•九年级下·福建福州•期末）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过______镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方。光通过光导纤维时，在其内部发生的是______（选填“反射”或“折射”）现象。 13.（25-26•九年级下·河南周口•期末）我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过_______实现地球与月球背面的信息传递。如图所示，“鹊桥二号”在______（选填“A”或“B”）点时，可以实现月球背面与地面的通信中转。 14. （25-26•九年级下·辽宁沈阳•期末） 信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”，研究表明，原来信鸽是利用______（选填“地磁场”或“电磁波”）来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具，光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内壁多次______（选填“反射”或“折射”）而实现的。光纤利用激光传递信息，大幅提高了信息传输量，是因为激光具有较高的______（选填“速度”或“频率”）。 四、实验综合题(共4题) 15. （25-26•九年级下·山东滨州•期末）电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ (1)电磁波的产生条件是___________； (2)电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例___________可以说明； (3)电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能___________，温度___________； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是___________； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例___________。 16.（25-26•九年级下·河南洛阳•期末）在物理课上，同学们对电磁波在真空中能否传播进行了如下猜想。 a．电磁波可能和声波类似，不能在真空中传播。 b．电磁波可能和光波类似，可以在真空中传播。 接着，他们设计了如下实验。 ①在密封的透明玻璃罩内，放一部处于待机状态的手机，用另一部手机呼叫罩内的手机，听到罩内手机的铃声，同时看到罩内手机屏幕上显示的来电号码。 ②接着用抽气机抽去玻璃罩内的空气，继续呼叫罩内的手机，虽然听不到罩内手机的铃声，但仍能看到罩内手机屏幕上显示的来电号码。 (1)分析上述实验现象，猜想_________正确，简要说明理由：________。 (2)把手机放在真空玻璃罩内，拨打真空玻璃罩内的手机，如果手机能接收到呼叫信号，那么说明电磁波可以在真空中传播，这里利用了__________（填物理方法）。 17.（25-26•九年级下·北京东城•期末）小明的奶奶家在一个风景秀丽的小山村，放暑假了，小明到奶奶家避暑。小明发现奶奶家的电视节目跟自己家的一样。于是，小明在叔叔的带领下参观了当地的卫星电视接收及传递设施，初步弄清了其中的道理。下面是小明自己绘制的一张卫星电视节目的接收传递流程图，如图甲所示。 （1）卫星电视的接收天线的“锅口”大致是朝上放置，这样是为了接收来自________ 的电视信号；    （2）在机房内，技术人员可以通过调试，接收来自不同电视台的节目信息，这主要是因为不同电视台通过卫星发射的电磁波的________ 不同；     （3）请你猜想：从机房到用户家里加装放大器有何作用_____？     （4）小明发现：天线接收到的信号都是通过如图乙所示的电缆线传输到各家各户的，而不是用类似于家庭电路中的芯线平行的导线传输，请你大胆猜想使用图中的电缆线传输信号有什么用处______？ 18.（25-26•九年级下·江苏苏州•期末）据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。 (1)当前，手机已经进入了5G时代，它指的是第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的__________（选填“超声波”或“电磁波”）作为传递信息的载体，而芯片部分则主要是由 （选填“导体”“半导体”或 “绝缘体”）材料制成的。 (2)光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次__________（选填“反射”“折射”或“色散”）后，从另一端射出，这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方。光在光导纤维里传播的速度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）光在真空中传播的速度。 五、阅读题(共2题) 19.（25-26•九年级下·广东中山•期末）请仔细阅读下文，按要求回答问题．   同步通信卫星工作的基本原理如图所示．卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成．卫星在空中把地球站发射上来的电磁波放大后再返送回另一地球站．地球站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路．由于同步通信卫星在赤道上空3600km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周的时间一致，从地面看上去如同静止不动一般．三颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周，故卫星通信易于实现越洋和洲际通信．最适合卫星通信的频率为1 GHz～10 GHz频段，即微波频段．通信卫星的种类也越来越多，按服务区域划分，有全球、洲际区域和国内通信卫星． （1）地球自转时间是23h56min4s，则通信用的地球同步卫星运行一周所用的时间是 ______     A．24h         B．23h 56min        C． 24h 4min         D．23h 56min 4s （2）频率为1 GHz～10 GHz的微波对应的波长是________m～________m．     （3）赤道上的地面站向卫星发射信号需要经过的时间为________S．     （4）如图所示，地球站1和地球站2间的通信，同步通信卫星起的是________的作用．   20.（25-26•九年级下·新疆哈密•期末）微波炉是现代家庭中的烹饪工具，它是利用磁控管产生微波加热食物的。 (1)磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒振动24.5亿次的微波。该微波在真空中的传播速度为________，它的波长约为一个________（选填“葡萄”或“柚子”）的直径； (2)为了保障用电安全，微波炉应该使用________（选填“两脚”或“三脚”）插头；为了防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有________（选填“金属网”或“绝缘板”）； (3)微波炉运行期间，磁控管有“工作”和“休息”两种状态，我们把磁控管“工作”状态时间与微波炉运行总时间的比率称为“占空比”，“占空比”越高，微波炉加热功率越________（选填“大”或“小”）；当“占空比”为时，将一杯水放入微波炉中加热至沸腾需要4min，当“占空比”为时，将相同的一杯水放入微波炉中加热至沸腾需要________min。 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $