第十五章《电磁波与通信技术》测试卷 2026-2027学年北师大版九年级物理全一册

九年级物理（北师大版）第十五章测试卷 · 第 页 九年级物理（北师大版·全一册）单元测试卷 第十五章 电磁波与通信技术 姓名：________ 班级：________ 学号：________ 得分：________ 时间：90分钟 满分：100分 注意事项：1．本试卷共五道大题，满分100分，考试时间90分钟；2．答题一律用黑色签字笔书写，作图用2B铅笔；3．计算中取真空中光速c=3×10⁸ m/s。 一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项正确） 1. 下列关于电磁波产生的说法中正确的是（ ） A．只要有电流就能产生电磁波 B．只要有变化的电流就能在周围空间产生电磁波 C．电磁波只能在通电导线内部产生 D．电磁波的产生必须要有发声体振动 2. 下列关于电磁波在真空中传播的说法，正确的是（ ） A．电磁波传播需要空气作为介质 B．电磁波在真空中不能传播 C．电磁波在真空中的传播速度约为3×10⁸ m/s D．频率越高的电磁波在真空中传播速度越大 3. 如图所示是某电磁波的波形图，下列关于波长、波速、频率关系的说法正确的是（ ） 第3题图 A．波长是指相邻两个波谷之间的距离 B．波速等于波长与频率的乘积 C．电磁波的波长越长，波速越大 D．电磁波频率越大，传播速度越大 4. 下列各组物质或波中，都属于电磁波家族的是（ ） 第4题图 电磁波谱 A．微波、可见光、X射线 B．声波、微波、红外线 C．超声波、紫外线、可见光 D．α射线、β射线、γ射线 5. 下列家用电器或设备中，不是利用电磁波工作的是（ ） A．微波炉 B．电视机遥控器 C．医院用B超检查身体 D．手机通话 6. 关于无线电广播“调制”过程，下列说法正确的是（ ） A．把音频信号直接变成电磁波发射出去 B．把音频信号加载到高频振荡电流（射频信号）上再发射 C．把高频信号变成低频信号 D．调制就是在收音机里选台 7. 如图所示是无线电广播发射与接收的过程示意图，下列说法中错误的是（ ） 第7题图 A．话筒把声音信号转换成音频电信号 B．发射天线把载有音频信息的高频电磁波发射出去 C．调谐器的作用是从各种电磁波中选出特定频率的信号 D．扬声器直接把接收到的电磁波转换成声音 8. 如图所示是光在光导纤维中传播的示意图，激光在光纤中的传播方式是（ ） 第8题图 A．沿光纤轴线直线传播 B．在光纤内壁上多次反射传播 C．像电流在导线中一样穿透光纤壁传播 D．通过光纤壁发生折射沿外壁传播 9. 下列关于现代通信技术的说法正确的是（ ） 第9题图 A．手机通话时只发射电磁波，不接收电磁波 B．光纤通信中使用的“导线”是金属导线 C．在地球周围均匀配置3颗同步通信卫星，几乎可以实现全球通信 D．电子邮件和视频通话只能通过光纤传递，不能通过电磁波传递 10. 我国北斗卫星导航系统已向全球提供服务。地面与北斗卫星之间传输信号依靠的是（ ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光导纤维 11. 某调频广播电台的频率为100 MHz，则该电台发射的电磁波在真空中的波长约为（ ） A．0.3 m B．3 m C．30 m D．300 m 12. 下列关于电磁波及其应用的说法中不正确的是（ ） A．5G通信使用的电磁波在真空中传播速度与4G相同 B．微波炉利用微波加热食物，说明电磁波具有能量 C．红外线可以用来遥控电视、测量体温 D．电磁波对人类只有好处，没有任何危害 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共18分） 13. 1864年，英国物理学家________预言了电磁波的存在；1887年，德国物理学家________首次用实验证实了电磁波的存在。电磁波在真空中传播速度约为________ m/s，这个速度与________在真空中的传播速度相同。 14. 描述波的三个基本物理量是________、________和________，它们之间的关系式是________。某电磁波的波长为600 m，则其频率为________ Hz，合________ kHz。 15. 在无线电广播信号的发射过程中，把声音信号转换成电流信号的装置是________；把音频信号加载到高频电流上的过程叫________；从各种电磁波中选出特定频率信号的过程叫________；把音频信号从高频振荡电流中取出来还原为声音的过程叫________。 16. 电视信号与广播信号相比，除了传递________信号外，还要传递________信号。摄像机把图像的光信号转换成________信号，显像管再把电信号还原成________。 17. 移动电话（手机）既是无线电________台，又是无线电________台。手机之间通话时，信号需要通过固定的________进行转接。手机的发射功率________（选填“较大”或“不大”），因此它与其他用户通话不能直接发射到对方手机。 18. 光纤通信利用频率很________（选填“高”或“低”）的激光在光导纤维中传播；激光从光纤一端射入后，会在内壁上多次________，最终从另一端射出。与无线电通信相比，光纤通信具有容量________、抗干扰能力________、保密性好等优点。 19. 在利用微信进行视频通话时，声音和图像信息先被转换成________信号，再加载到________上通过________或________传递到远方。（最后两空填通信方式） 三、简答与阅读题（本大题共2小题，共12分） 20. （6分）如图所示，小华在探究“电磁波的产生”实验中：将一台收音机调到没有电台的位置，开大音量；①用老式手电筒靠近收音机，一下一下按动手电筒开关，听到“咔、咔”声；②再将收音机贴近调光台灯，旋转调光旋钮，听到持续的“嘎、嘎”声。请回答： （1）（2分）这两个小实验共同说明了什么？ （2）（2分）为什么在按动开关的瞬间（而不是灯泡稳定发光时）才听到明显的“咔、咔”声？ （3）（2分）举一个生活中能说明相同道理的其他实例。 21. （6分）阅读短文，回答问题。 5G，即第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G网络的主要优势在于数据传输速率远高于以前的蜂窝网络，最高可达10 Gbit/s，比4G快100倍。5G采用更高频率的电磁波（FR1频段450 MHz–6 GHz，FR2频段24 GHz–52 GHz的毫米波），带宽更宽，但因为频率高、波长短，信号绕射能力弱、穿透能力差，所以需要建设更密集的基站。基站之间、基站与核心机房之间常通过光纤连接，实现高速回传。 （1）（2分）5G通信传递信息的载体是什么？它在真空中的传播速度是多少？ （2）（2分）5G比4G速度快，是不是因为5G使用的电磁波传播速度比4G快？请说明理由。 （3）（2分）5G基站之间为什么常通过光纤连接而不是完全靠无线传输？写出光纤通信的两条优点。 四、实验探究题（本大题共2小题，共20分） 22. （10分）【实验：探究电磁波的产生条件】小明同学利用下列器材进行实验：干电池一节、导线一根、收音机一台、开关一个。 （1）（2分）他将收音机调到无台处并开大音量，用导线将电池两端时通时断地接触，会听到收音机发出“咔嗒”声，这说明导线中产生了________的电流时会向周围空间辐射________。 （2）（2分）若将导线一直连接在电池正负极间（保持通路、电流恒定），则收音机________（选填“会”或“不会”）发出持续的“咔嗒”声，这说明________。 （3）（3分）小明想进一步探究“金属外壳能否屏蔽电磁波”，他将手机设置为响铃状态后放入一个密闭金属盒内，用另一电话拨打该手机号，发现盒内手机________（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号，这说明________。列举生活中利用这一原理的实例：________________（举一例即可）。 （4）（3分）【方法归纳】本实验中，我们无法直接“看到”电磁波，而是通过收音机是否发出声音来判断电磁波是否产生，这种研究方法叫________法。请再举一个初中物理中采用该方法的实验：________________（举一例）。 23. （10分）【实验：探究电磁波的传播及c=λf的关系】某小组同学做了如下实验：将一只手机悬挂在密闭的玻璃罩内，拨通罩内手机，能听到手机的响铃声，也能看到手机来电指示灯闪烁；然后用抽气机不断抽出罩内的空气。 （1）（2分）抽气过程中，听到的响铃声会________（选填“逐渐变小”或“保持不变”），最后几乎听不到；而指示灯仍在闪烁。这说明________不能在真空中传播，而________可以在真空中传播。 （2）（2分）上述实验中，指示灯能在近乎真空的玻璃罩内接收到来电信号，是因为手机通信靠________传递，它在真空中的速度是________ m/s。 （3）（3分）为探究波速、波长、频率的关系，他们查阅资料得到以下四种电磁波的数据：①某广播电台中波：f₁=1 MHz，λ₁=300 m；②某调频广播：f₂=100 MHz，λ₂=3 m；③某5G信号：f₃=3 GHz，λ₃=0.1 m；④某可见光（红光）：f₄=5×10¹⁴ Hz，λ₄=6×10⁻⁷ m。分析数据可得出的结论是：同种介质（真空）中，电磁波的波速________，频率越大，波长越________；波速c、波长λ、频率f的定量关系为________。 （4）（3分）【拓展应用】某地“中国天眼”FAST接收到来自遥远天体的某电磁波信号，其波长为0.1 m，则该信号频率为________ Hz。它属于电磁波谱中的________（选填“无线电波”“红外线”“可见光”“X射线”）。 五、计算题（本大题共2小题，共14分。要求写出必要的公式和演算步骤，只写最后结果不得分） 24. （6分）中央人民广播电台“中国之声”使用的某一中波频率为639 kHz。 （1）（3分）求该电磁波在真空中的波长（结果保留整数）； （2）（3分）若该电磁波从地面传到距地面约36000 km的地球同步通信卫星，大约需要多长时间？ 25. （8分）某5G基站发射频率为3 GHz的毫米波信号。问： （1）（3分）该信号在真空中波长为多少？ （2）（3分）该5G基站与核心机房之间通过光纤连接。已知激光在该光纤中的传播速度约为真空中光速的2/3，求激光在该光纤中的传播速度。 （3）（2分）该5G信号和某4G信号（频率为2 GHz）相比，哪个波长更短？哪个在真空中传播速度更快？ 满分100分 · 考试时间90分钟 · c = 3×10⁸ m/s 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理（北师大版）第十五章《电磁波与通信技术》测试卷 答　题　卡 班级：____________　姓名：____________　考号：____________　考场号：________　座位号：________ 注意事项： 1．答题前请将姓名、班级、考号等填写清楚。 2．选择题必须使用2B铅笔填涂，修改时用橡皮擦干净。 3．非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字迹工整、笔迹清楚。 4．请按题号顺序在各题规定的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 题号 一 二 三 四 五 总分 得分 （一、选择题　二、填空题　三、简答与阅读题　四、实验探究题　五、计算题） 一、选择题（每题3分，共36分） 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 二、填空题（第13~19题，每空1分，共18分） 13． 14． 15． 16． 17． 18． 19． 三、简答与阅读题（第20、21题，共12分） 20． 21． 四、实验探究题（第22、23题，共20分） 22． 23． 五、计算题（第24、25题，共14分。写出必要的公式和演算步骤） 24． 25． 答题卡　第 页 学科网（北京）股份有限公司 $九年级物理（北师大版）第十五章测试卷 · 第 页 九年级物理（北师大版·全一册）单元测试卷 第十五章 电磁波与通信技术 姓名：________ 班级：________ 学号：________ 得分：________ 时间：90分钟 满分：100分 注意事项：1．本试卷共五道大题，满分100分，考试时间90分钟；2．答题一律用黑色签字笔书写，作图用2B铅笔；3．计算中取真空中光速c=3×10⁸ m/s。 一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项正确） 1. 下列关于电磁波产生的说法中正确的是（ ） A．只要有电流就能产生电磁波 B．只要有变化的电流就能在周围空间产生电磁波 C．电磁波只能在通电导线内部产生 D．电磁波的产生必须要有发声体振动 2. 下列关于电磁波在真空中传播的说法，正确的是（ ） A．电磁波传播需要空气作为介质 B．电磁波在真空中不能传播 C．电磁波在真空中的传播速度约为3×10⁸ m/s D．频率越高的电磁波在真空中传播速度越大 3. 如图所示是某电磁波的波形图，下列关于波长、波速、频率关系的说法正确的是（ ） 第3题图 A．波长是指相邻两个波谷之间的距离 B．波速等于波长与频率的乘积 C．电磁波的波长越长，波速越大 D．电磁波频率越大，传播速度越大 4. 下列各组物质或波中，都属于电磁波家族的是（ ） 第4题图 电磁波谱 A．微波、可见光、X射线 B．声波、微波、红外线 C．超声波、紫外线、可见光 D．α射线、β射线、γ射线 5. 下列家用电器或设备中，不是利用电磁波工作的是（ ） A．微波炉 B．电视机遥控器 C．医院用B超检查身体 D．手机通话 6. 关于无线电广播“调制”过程，下列说法正确的是（ ） A．把音频信号直接变成电磁波发射出去 B．把音频信号加载到高频振荡电流（射频信号）上再发射 C．把高频信号变成低频信号 D．调制就是在收音机里选台 7. 如图所示是无线电广播发射与接收的过程示意图，下列说法中错误的是（ ） 第7题图 A．话筒把声音信号转换成音频电信号 B．发射天线把载有音频信息的高频电磁波发射出去 C．调谐器的作用是从各种电磁波中选出特定频率的信号 D．扬声器直接把接收到的电磁波转换成声音 8. 如图所示是光在光导纤维中传播的示意图，激光在光纤中的传播方式是（ ） 第8题图 A．沿光纤轴线直线传播 B．在光纤内壁上多次反射传播 C．像电流在导线中一样穿透光纤壁传播 D．通过光纤壁发生折射沿外壁传播 9. 下列关于现代通信技术的说法正确的是（ ） 第9题图 A．手机通话时只发射电磁波，不接收电磁波 B．光纤通信中使用的“导线”是金属导线 C．在地球周围均匀配置3颗同步通信卫星，几乎可以实现全球通信 D．电子邮件和视频通话只能通过光纤传递，不能通过电磁波传递 10. 我国北斗卫星导航系统已向全球提供服务。地面与北斗卫星之间传输信号依靠的是（ ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光导纤维 11. 某调频广播电台的频率为100 MHz，则该电台发射的电磁波在真空中的波长约为（ ） A．0.3 m B．3 m C．30 m D．300 m 12. 下列关于电磁波及其应用的说法中不正确的是（ ） A．5G通信使用的电磁波在真空中传播速度与4G相同 B．微波炉利用微波加热食物，说明电磁波具有能量 C．红外线可以用来遥控电视、测量体温 D．电磁波对人类只有好处，没有任何危害 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共18分） 13. 1864年，英国物理学家________预言了电磁波的存在；1887年，德国物理学家________首次用实验证实了电磁波的存在。电磁波在真空中传播速度约为________ m/s，这个速度与________在真空中的传播速度相同。 14. 描述波的三个基本物理量是________、________和________，它们之间的关系式是________。某电磁波的波长为600 m，则其频率为________ Hz，合________ kHz。 15. 在无线电广播信号的发射过程中，把声音信号转换成电流信号的装置是________；把音频信号加载到高频电流上的过程叫________；从各种电磁波中选出特定频率信号的过程叫________；把音频信号从高频振荡电流中取出来还原为声音的过程叫________。 16. 电视信号与广播信号相比，除了传递________信号外，还要传递________信号。摄像机把图像的光信号转换成________信号，显像管再把电信号还原成________。 17. 移动电话（手机）既是无线电________台，又是无线电________台。手机之间通话时，信号需要通过固定的________进行转接。手机的发射功率________（选填“较大”或“不大”），因此它与其他用户通话不能直接发射到对方手机。 18. 光纤通信利用频率很________（选填“高”或“低”）的激光在光导纤维中传播；激光从光纤一端射入后，会在内壁上多次________，最终从另一端射出。与无线电通信相比，光纤通信具有容量________、抗干扰能力________、保密性好等优点。 19. 在利用微信进行视频通话时，声音和图像信息先被转换成________信号，再加载到________上通过________或________传递到远方。（最后两空填通信方式） 三、简答与阅读题（本大题共2小题，共12分） 20. （6分）如图所示，小华在探究“电磁波的产生”实验中：将一台收音机调到没有电台的位置，开大音量；①用老式手电筒靠近收音机，一下一下按动手电筒开关，听到“咔、咔”声；②再将收音机贴近调光台灯，旋转调光旋钮，听到持续的“嘎、嘎”声。请回答： （1）（2分）这两个小实验共同说明了什么？ （2）（2分）为什么在按动开关的瞬间（而不是灯泡稳定发光时）才听到明显的“咔、咔”声？ （3）（2分）举一个生活中能说明相同道理的其他实例。 21. （6分）阅读短文，回答问题。 5G，即第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G网络的主要优势在于数据传输速率远高于以前的蜂窝网络，最高可达10 Gbit/s，比4G快100倍。5G采用更高频率的电磁波（FR1频段450 MHz–6 GHz，FR2频段24 GHz–52 GHz的毫米波），带宽更宽，但因为频率高、波长短，信号绕射能力弱、穿透能力差，所以需要建设更密集的基站。基站之间、基站与核心机房之间常通过光纤连接，实现高速回传。 （1）（2分）5G通信传递信息的载体是什么？它在真空中的传播速度是多少？ （2）（2分）5G比4G速度快，是不是因为5G使用的电磁波传播速度比4G快？请说明理由。 （3）（2分）5G基站之间为什么常通过光纤连接而不是完全靠无线传输？写出光纤通信的两条优点。 四、实验探究题（本大题共2小题，共20分） 22. （10分）【实验：探究电磁波的产生条件】小明同学利用下列器材进行实验：干电池一节、导线一根、收音机一台、开关一个。 （1）（2分）他将收音机调到无台处并开大音量，用导线将电池两端时通时断地接触，会听到收音机发出“咔嗒”声，这说明导线中产生了________的电流时会向周围空间辐射________。 （2）（2分）若将导线一直连接在电池正负极间（保持通路、电流恒定），则收音机________（选填“会”或“不会”）发出持续的“咔嗒”声，这说明________。 （3）（3分）小明想进一步探究“金属外壳能否屏蔽电磁波”，他将手机设置为响铃状态后放入一个密闭金属盒内，用另一电话拨打该手机号，发现盒内手机________（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号，这说明________。列举生活中利用这一原理的实例：________________（举一例即可）。 （4）（3分）【方法归纳】本实验中，我们无法直接“看到”电磁波，而是通过收音机是否发出声音来判断电磁波是否产生，这种研究方法叫________法。请再举一个初中物理中采用该方法的实验：________________（举一例）。 23. （10分）【实验：探究电磁波的传播及c=λf的关系】某小组同学做了如下实验：将一只手机悬挂在密闭的玻璃罩内，拨通罩内手机，能听到手机的响铃声，也能看到手机来电指示灯闪烁；然后用抽气机不断抽出罩内的空气。 （1）（2分）抽气过程中，听到的响铃声会________（选填“逐渐变小”或“保持不变”），最后几乎听不到；而指示灯仍在闪烁。这说明________不能在真空中传播，而________可以在真空中传播。 （2）（2分）上述实验中，指示灯能在近乎真空的玻璃罩内接收到来电信号，是因为手机通信靠________传递，它在真空中的速度是________ m/s。 （3）（3分）为探究波速、波长、频率的关系，他们查阅资料得到以下四种电磁波的数据：①某广播电台中波：f₁=1 MHz，λ₁=300 m；②某调频广播：f₂=100 MHz，λ₂=3 m；③某5G信号：f₃=3 GHz，λ₃=0.1 m；④某可见光（红光）：f₄=5×10¹⁴ Hz，λ₄=6×10⁻⁷ m。分析数据可得出的结论是：同种介质（真空）中，电磁波的波速________，频率越大，波长越________；波速c、波长λ、频率f的定量关系为________。 （4）（3分）【拓展应用】某地“中国天眼”FAST接收到来自遥远天体的某电磁波信号，其波长为0.1 m，则该信号频率为________ Hz。它属于电磁波谱中的________（选填“无线电波”“红外线”“可见光”“X射线”）。 五、计算题（本大题共2小题，共14分。要求写出必要的公式和演算步骤，只写最后结果不得分） 24. （6分）中央人民广播电台“中国之声”使用的某一中波频率为639 kHz。 （1）（3分）求该电磁波在真空中的波长（结果保留整数）； （2）（3分）若该电磁波从地面传到距地面约36000 km的地球同步通信卫星，大约需要多长时间？ 25. （8分）某5G基站发射频率为3 GHz的毫米波信号。问： （1）（3分）该信号在真空中波长为多少？ （2）（3分）该5G基站与核心机房之间通过光纤连接。已知激光在该光纤中的传播速度约为真空中光速的2/3，求激光在该光纤中的传播速度。 （3）（2分）该5G信号和某4G信号（频率为2 GHz）相比，哪个波长更短？哪个在真空中传播速度更快？ 参考答案与详细解析 一、选择题答案速查：1.B 2.C 3.B 4.A 5.C 6.B 7.D 8.B 9.C 10.C 11.B 12.D 第1题 答案：B 【逐项解析】 A错因：恒定不变的电流不会产生电磁波。只有“变化的电流”才是产生电磁波的条件，稳定的直流电周围不存在电磁波辐射。 B正确。 C错因：电磁波是在电流周围的“空间”中产生并向外传播的，不是局限在导线内部，否则收音机不可能在远离导线处接收到信号。 D错因：发声体振动产生的是声波（机械波），不是电磁波。电磁波是由变化的电流激发、靠电磁场传播的，与声音的产生完全不同。 【方法点拨】区分“电流”与“变化的电流”——恒定电流只产生稳定磁场，只有迅速变化的电流才能激起电磁波。记住“电流变化→电磁波”这一对应关系。 第2题 答案：C 【逐项解析】 A错因：电磁波传播不需要介质，它可以在真空中传播；声波传播才需要介质。 B错因：电磁波可以在真空中传播，否则航天员无法与地面通信、太阳光（也是电磁波）也无法到达地球。 C正确。 D错因：在真空中，所有频率的电磁波传播速度都是c=3×10⁸ m/s。由c=λf可知，频率越高波长越短，但波速不变。 【易错提醒】电磁波和声波最易混淆：①电磁波不需要介质可在真空中传播，声波必须有介质；②真空中所有电磁波速度都是c=3×10⁸ m/s，与频率无关，不要受“频率高就传得快”的错误直觉影响。 第3题 答案：B 【逐项解析】 A错因：波长定义为“相邻两个波峰（或相邻两个波谷）之间的距离”，即一个完整波形的长度。说“波谷之间的距离”未强调“相邻”，若两个波谷之间隔了若干个波则不是波长。 B正确。 C错因：在同种介质（如真空）中电磁波的波速c是定值，与波长无关。波长越长则频率越小（由c=λf），波速不变。 D错因：同C，真空中所有电磁波的波速都是c=3×10⁸ m/s，与频率大小无关。 【方法点拨】c=λf是本章唯一计算题常考公式，c在真空中为常数3×10⁸ m/s。理解三个量的制约关系：c不变时，λ与f成反比——波长越长则频率越低，波长越短则频率越高。 第4题 答案：A 【逐项解析】 A正确。 B错因：声波是机械波（物体振动产生），不是电磁波；微波和红外线属于电磁波。 C错因：超声波属于声波（频率高于20000 Hz的机械波），不是电磁波；紫外线和可见光是电磁波。 D错因：α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，两者本质上是高能粒子流，不是电磁波；只有γ射线属于电磁波。 【易错提醒】不要把所有叫“射线”的都当成电磁波。α、β射线是粒子流，γ射线、X射线才是电磁波；超声波、次声波都是机械波。常见电磁波记：无线电波→微波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线。 第5题 答案：C 【逐项解析】 A错因：微波炉利用微波（一种电磁波）使食物中水分子剧烈振动从而加热食物，是电磁波的应用。 B错因：电视机遥控器利用红外线（不可见光，属于电磁波）传递控制信号。 C正确。 D错因：手机通过发射和接收电磁波（微波）进行通话和上网。 【方法点拨】判断是否利用电磁波，可以用“真空中能否工作”来检验——在真空环境中能工作的靠电磁波（因为机械波在真空中不能传播）。B超、声呐、听诊器都靠声波（机械波），不是电磁波。 第6题 答案：B 【逐项解析】 A错因：音频信号频率低（几十至几万赫兹），产生的电磁波辐射能力极弱，不能直接用来发射电磁波传向远方。 B正确。 C错因：调制恰恰相反——它是用低频音频信号去“控制”高频载波，使高频波携带音频信息，而不是把高频变低频。 D错因：收音机里的“选台”叫调谐（选择所需要频率的电磁波），不是调制；调制发生在发射端。 【易错提醒】几个容易混淆的术语要分清：①调制——发射端，把音频信号“装”到高频载波上；②调谐——接收端，选台（挑选特定频率）；③解调（检波）——接收端，把音频信号从高频载波上“取”下来。 第7题 答案：D 【逐项解析】 A说法正确（不选）：话筒把声信号转换成音频电信号，原理是电磁感应或电容变化。 B说法正确（不选）：发射天线将调制后的高频振荡电流转换为电磁波向空间发射。 C说法正确（不选）：调谐电路利用电谐振原理，从众多频率中选出所需电台的信号。 D说法错误（应选）：扬声器工作时，信号已经是音频电信号，而不是电磁波；它完成的是“电信号→声信号”的转换，且在此之前必须先经过解调。 【方法点拨】广播/电视信号的传递可概括为：发射端——“声/光→电→调制→天线发射”；接收端——“天线接收→调谐选台→解调取出→扬声器/显像管还原”。扬声器不能直接“接收电磁波”。 第8题 答案：B 【逐项解析】 A错因：光纤并非笔直，激光也不是沿轴线直线传播；它是在弯曲光纤中靠反射前进。 B正确。 C错因：激光被约束在光纤内部传播，不会穿透光纤壁向外扩散（这正是光纤保密性好、能量损失小的原因）。 D错因：光在光纤内是反射传播而非折射沿外壁。当光从内芯射向包层时发生的是全反射，光不会折射出去。 【方法点拨】光纤通信的核心原理就是“光在光纤内壁多次反射”，与光沿水流传播的小实验原理相同。记住光纤优点：容量大、衰减小、抗干扰、保密性好。 第9题 答案：C 【逐项解析】 A错因：手机既是无线电发射台又是无线电接收台——通话时既要把自己的声音转换成电磁波发射出去，又要捕获对方传来的电磁波。 B错因：光纤通信用的“导线”不是金属导线，而是由高纯度玻璃（石英）制成的光导纤维，传输的是激光（光信号），不是电流。 C正确。 D错因：网络通信可以通过光纤（有线）、也可以通过电磁波（无线，如Wi-Fi、4G/5G）等多种方式传递，视频通话、邮件等数据既可用光纤也可用电磁波。 【易错提醒】现代通信四种主要方式：①移动通信——手机+基地台（靠电磁波）；②网络通信——计算机+网线/光纤/无线；③光纤通信——激光在光导纤维中反射传播；④卫星中继通信——同步卫星作微波中继站。 第10题 答案：C 【逐项解析】 A错因：超声波是机械波，传播需要介质，不能在真空中传播，且在空气中衰减很快，无法用于太空通信。 B错因：次声波同超声波，也是机械波，不能在真空中传播。 C正确。 D错因：光导纤维是传输光信号的玻璃丝，属于实体线路，不可能从地面“接到”太空中的卫星上。 【方法点拨】所有涉及“真空/太空/航天”通信的题目，信号载体一律是电磁波（包括可见光、微波、无线电波等）；声波（超声、次声、普通声音）在真空中都不能传播。 第11题 答案：B 【逐项解析】 A错因：0.3 m对应频率f=c/λ=3×10⁸/0.3=1×10⁹ Hz=1000 MHz=1 GHz，与题目100 MHz不符。 B正确。 C错因：30 m对应频率f=c/λ=3×10⁸/30=1×10⁷ Hz=10 MHz，不是100 MHz。 D错因：300 m对应频率f=1×10⁶ Hz=1 MHz，属于中波频段，与100 MHz（调频广播）差两个数量级。 【方法点拨】单位换算是计算题得分关键：1 MHz=10⁶ Hz、1 kHz=10³ Hz、1 GHz=10⁹ Hz。公式c=λf计算时f要代成Hz，算出λ单位才是m。可以记“100MHz对应波长3m”的快捷换算：λ(m)=300/f(MHz)。 第12题 答案：D 【逐项解析】 A说法正确（不选）：5G和4G使用的都是电磁波，在真空中传播速度都是c=3×10⁸ m/s。5G网速快是因为频率更高、带宽更大、基站更密，不是因为波速更大。 B说法正确（不选）：微波炉工作时，微波使食物中水分子剧烈振动、内能增大、温度升高，说明电磁波具有能量。 C说法正确（不选）：红外线波长较长、衍射能力强，常用于遥控器；一切物体都辐射红外线，且温度越高辐射越强，因此可用于红外测温（如额温枪）。 D说法错误（应选）。 【易错提醒】物理规律中“只有好处没有危害”这类绝对化表述往往是错的。电磁波有利有弊：合理使用可服务生活，过强辐射则危害健康。科技是把双刃剑，这是物理学科“科学态度与责任”核心素养的体现。 二、填空题答案与解析 第13题 答案：麦克斯韦；赫兹；3×10⁸；光（或光速） 【解析】 麦克斯韦建立电磁场理论并预言了电磁波；赫兹通过著名的“电火花”实验首次证实了电磁波的存在，后人为纪念他将频率单位命名为赫兹(Hz)。光本质上就是一种电磁波，所以真空中的光速c=3×10⁸ m/s也就是电磁波在真空中的波速。 第14题 答案：波长（λ）；频率（f）；波速（c）；c=λf；5×10⁵；500 【解析】 由c=λf得 f=c/λ=3×10⁸/600=5×10⁵ Hz=500 kHz。注意单位换算：1 kHz=10³ Hz。 第15题 答案：话筒；调制；调谐；解调（检波） 【解析】 四步对应发射端“拾音→加载”与接收端“选台→还原”：话筒（声→电）、调制（发射端“装车”）、调谐（接收端“选车”）、解调/检波（接收端“卸车”）。 第16题 答案：声音（音频）；图像（视频）；电；图像（光信号） 【解析】 电视比广播多了图像通道：摄像机完成“光→电”，显像管完成“电→光”；声音部分则由话筒和扬声器完成，与广播相同。 第17题 答案：发射；接收；基地台（基站）；不大 【解析】 手机体积小、发射功率不大、天线简单、灵敏度不高，因此必须依靠功率较大、天线较高的固定无线电台（基地台/基站）进行转接。一个城市中的基站构成蜂窝状网络，手机在移动中自动切换基站保持通话。 第18题 答案：高；反射；大（极大）；强 【解析】 激光频率远高于无线电波（可见光波长仅几百纳米），频率越高能携带的信息量越大。光在光纤内发生全反射，不会穿透光纤壁，因此能量损失小、不受外界电磁干扰、不易被窃听。 第19题 答案：电；高频电磁波（载波）；移动通信/无线网络；光纤通信/互联网（任答两种即可，如“电磁波、光纤”） 【解析】 现代通信是多种方式综合运用的：手机端通过移动通信（基站→核心网），骨干网多采用光纤传输，整个系统以互联网为基础。信号传递的本质仍是“声/光→电→调制→传输→解调→声/光”。 三、简答与阅读题答案与解析 第20题 【方法点拨】解答“说明了什么”这类题，要从现象中抓共同的物理本质：两个小实验的共同点是“电路中的电流在变化”。答题模板可记为“条件＋结论”——“电流迅速变化→在周围空间产生电磁波”；只写“有电流”会因缺失关键条件而失分。 【参考答案】 （1）说明变化的电流能够在周围空间产生电磁波。（2分） （2）按动开关的瞬间，电路中的电流从无到有（或从有到无）发生迅速变化，变化的电流激起电磁波，被收音机接收而发出“咔、咔”声；灯泡稳定发光时通过的是恒定（或频率极低、变化缓慢）的直流电，电流没有迅速变化，不能产生明显的电磁波辐射，因此听不到声音。（2分） （3）例如：打开/关闭日光灯时附近电视机屏幕出现雪花干扰；雷雨天闪电时收音机出现杂音；手机来电前靠近的音响发出“嘟嘟”声等。（答案合理即可给2分） 第21题 【方法点拨】阅读材料题按“三看”作答：一看关键数据（频率、频段、波速），二看因果关系（“因为频率高、波长短，所以绕射能力弱”），三看设问指向。第（2）问属辨析题，要先明确“观点错误”再给理由——真空中电磁波的波速是定值，网速快慢取决于频率与带宽，与波速无关。 【参考答案】 （1）5G通信的载体是电磁波（微波/毫米波），在真空中的传播速度是3×10⁸ m/s（即光速）。（2分） （2）不是。（1分）所有电磁波在真空中传播速度都是c=3×10⁸ m/s，5G和4G电磁波的波速相同；5G速度快是因为它使用了更高的频率和更宽的频带宽度，能在相同时间内传输更多数据信息，而不是波速更大。（1分） （3）光纤通信的优点：传输频带宽、通信容量大；信号衰减小、传输距离远；抗电磁干扰能力强；保密性好等。（写出任意两条即得2分） 四、实验探究题答案与解析 第22题 【方法点拨】电磁波看不见摸不着，研究它时常采用“转换法”——将不可见、不易观察的现象转化为可见、易观察的现象（如用收音机发声、电视机雪花、手机信号等间接显示电磁波的存在）。这是物理研究的重要方法。 【易错提醒】①“有电流”≠“有电磁波”：恒定电流不产生电磁波，只有迅速变化的电流才产生，故实验中必须“时通时断”而不能一直接通；②金属屏蔽实验中盒盖要盖严、盒体不能有缝隙，否则手机仍能收到信号，会得出错误结论；③回答“说明什么”时要写明“变化的电流”这一条件。 【解析】 【解析】（1）导线时通时断，电流的大小和方向迅速变化，向周围空间辐射电磁波，被收音机接收后发出“咔嗒”声，故依次填“变化”“电磁波”。（2）导线一直连通时电流恒定，不产生电磁波，收音机不会发出持续的“咔嗒”声，说明恒定电流不能产生电磁波。（3）金属盒对电磁波有屏蔽作用，盒内手机不能接收到呼叫信号；微波炉的金属外壳与门上的金属网、高压带电作业穿的金属屏蔽服都利用了这一点。（4）用收音机发声来“显示”看不见的电磁波，属于转换法；用纸屑跳动显示音叉振动、用灯泡发光判断电路中有电流，都是同一方法。 【参考答案】 （1）变化；电磁波。 （2）不会；恒定不变的电流不会产生电磁波。 （3）不能；金属外壳对电磁波有屏蔽作用（金属能反射/吸收电磁波，阻挡电磁波穿透）；例如：微波炉的金属外壳和门玻璃上的金属网防止微波泄漏；高压带电作业时穿的金属屏蔽服（屏蔽服/等电位服）；电梯里手机信号弱等（合理即可）。 （4）转换法（或转换放大法）；例如：通过纸屑跳动显示发声的音叉在振动；通过灯泡发光判断电路中有电流；通过扩散现象认识分子的无规则运动；用吸引大头针多少判断电磁铁磁性强弱等（合理即可）。 第23题 【方法点拨】本题用“抽气→听不到铃声但指示灯仍亮”形成对比，是“控制变量＋对比归纳”的思路：罩内空气越稀薄、声音越弱，说明声波传播需要介质；而电磁波在近乎真空中仍能传递信号，说明电磁波传播不需要介质。处理 c=λf 类问题时坚持“先化单位、再代公式”的顺序。 【易错提醒】“声音变小→真空不能传声”和“指示灯仍闪烁→电磁波能在真空中传播”是本题的对比结论，答题时注意区分“声音和电磁波的传播条件”——声音需要介质、电磁波不需要。计算f=c/λ时要将波长以“米”为单位代入，结果单位才是Hz。 【解析】 【解析】（1）抽气使罩内空气越来越稀薄，铃声逐渐变小、最后几乎听不到，说明声波（声音）不能在真空中传播；指示灯仍闪烁，说明电磁波能在真空中传播。（2）手机通信靠电磁波传递，其在真空中的速度为 3×10⁸ m/s。（3）把四组数据分别代入 c=λf，乘积均为 3×10⁸ m/s，可见同种介质中波速相同；对比②③可知频率越大波长越短；三量关系为 c=λf。（4）由 c=λf 得 f=c/λ=3×10⁸/0.1=3×10⁹ Hz=3 GHz，对照电磁波谱，它属于无线电波（微波）波段。 【参考答案】 （1）逐渐变小；声音（声波）；电磁波（或光、电磁波信号）。 （2）电磁波；3×10⁸。 （3）相同（不变、为定值）；小（短）；c=λf（或波速=波长×频率）。 （4）3×10⁹（即3 GHz）；无线电波（微波）。计算过程：f=c/λ=3×10⁸/0.1=3×10⁹ Hz=3 GHz，属于微波（无线电波）。 五、计算题答案与解析 第24题 【解析】（按“公式→代入→结论”三步规范解答） 【解】 （1）电磁波在真空中的波速 c = 3×10⁸ m/s，频率 f = 639 kHz = 639×10³ Hz = 6.39×10⁵ Hz。 由公式 c = λf，得波长 λ = c/f ……（公式） 代入数据：λ = 3×10⁸ / (6.39×10⁵) ≈ 469 m ……（代入） 答：该电磁波在真空中的波长约为469 m。……（结论） （2）电磁波传播距离 s = 36000 km = 3.6×10⁷ m，电磁波在真空中速度c = 3×10⁸ m/s。 由公式 v = s/t，得时间 t = s/c ……（公式） 代入数据：t = 3.6×10⁷ / (3×10⁸) = 0.12 s ……（代入） 答：该电磁波从地面传到同步卫星大约需要0.12 s。……（结论） 第25题 【解析】（按“公式→代入→结论”三步规范解答） 【解】 （1）c = 3×10⁸ m/s，f = 3 GHz = 3×10⁹ Hz。 由 c = λf，得 λ = c/f ……（公式） 代入数据：λ = 3×10⁸ / (3×10⁹) = 0.1 m ……（代入） 答：该信号在真空中的波长为0.1 m。……（结论） （2）激光在光纤中的传播速度为真空中光速的2/3： v = (2/3)c = (2/3)×3×10⁸ = 2×10⁸ m/s ……（公式+代入+结论） 答：激光在光纤中传播速度为2×10⁸ m/s。 （3）由c=λf可知，在真空中c为定值，λ与f成反比，即频率越大波长越短。因为5G信号频率（3 GHz）大于4G信号频率（2 GHz），所以5G信号的波长更短；（1分） 电磁波在真空中传播速度都是c=3×10⁸ m/s，与频率无关，因此两者在真空中传播速度相同。（1分） 满分100分 · 考试时间90分钟 · c = 3×10⁸ m/s 学科网（北京）股份有限公司 $