第21.1节 电磁波的海洋（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第21.1节 电磁波的海洋 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电磁波的产生与传播 考点02 电磁波大家族 03 避坑指南·解题通法 角度01 电磁波的产生和传播 角度02 波速、波长和频率 角度03 电磁波的应用 角度04 电磁波谱 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道电磁波由迅速变化的电流产生。 2.了解电磁波可在真空中传播，记住波速。 3.理解波长、频率、波速三者的关系。 4.认识电磁波谱，知道各类电磁波的用途。 1.对比声波，区分二者传播条件的不同。 2.结合实例，识别生活里不同种类电磁波。 3.利用公式，简单计算波长与频率。 4.联系生活，梳理电磁波在生活中的应用。 知识导图 考点01 电磁波的产生与传播 1、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。 2、电磁波产生的原理：变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 3、电磁波的发射和接收 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 4、电磁波的基本概念（水波类比） （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作波谷。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 5、电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 6、电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 【深化点拨】 1．电磁波产生原理与用途：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。电磁波有许多用途，例如可以用电磁波来传递信息和能量。 2．电磁波的传播： （1）电磁波的传播不需要介质。 （2）广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。注意对比，通常听到的声音是通过空气这种介质传播的。 1．关于电磁波的说法，正确的是（     ） A．不同波长的电磁波在真空中的传播速度不相等 B．频率越高的电磁波波长越长 C．空间站里的航天员与地面控制中心视频对话是通过电磁波来传递信息的 D．电磁波传播需要介质 【答案】C 【详解】A．所有电磁波在真空中的传播速度均为定值，等于光速，故A错误； B．由可知，真空中光速为定值，频率越高则波长越短，故B错误； C．太空为真空环境，电磁波可在真空中传播，航天员与地面控制中心通信通过电磁波传递信息，故C正确； D．电磁波传播不需要介质，真空环境下也可传播，故D错误。 故选 C。 2．在某年的春晚舞台上，机器人与少年武者共同表演了《武BOT》节目，打破了科技与传统的边界。机器人表演的精彩场面是由通信卫星通过电磁波传到全国各地，电磁波的传播______（选填“需要”或“不需要”）介质，而《贺花神》节目中现场花香四溢，观众能闻到淡淡花香，这是______现象。 【答案】 不需要 扩散 【详解】电磁波可以在真空、空气、液体、固体中传播，传播不需要介质，所以卫星信号依靠电磁波穿越真空太空传输。 不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，闻到花香是花香分子不停做无规则运动、扩散到空气中的结果，因此属于扩散现象。 考点02 电磁波大家族 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 3、电磁波的应用 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 【深化点拨】 1．热量的计算解题思路点拨 （1）t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 （2）应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。 （3）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。 2．热平衡的解题思路点拨：注意此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。 （1）系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。 （2）而系统吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。 1．天津某广播电台发射频率为的电磁波，根据图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线 【答案】A 【详解】已知该电磁波频率为，结合题图的电磁波频率分布可知，该频率处于图中标注的无线电波的频率范围内，因此该电磁波属于无线电波。故选A。 2．电磁波大家族 （1）电磁波有__________、红外线、可见光、__________、射线、射线等。 （2）应用：医生用射线做外科手术，用X射线判断是否骨折；电视机、空调等设备的遥控器都是利用红外线遥控；紫外线可以杀菌、验钞等；无线电波应用于广播、电视、移动通信、雷达、导航等方面。 【答案】 无线电波 紫外线 【详解】[1][2]电磁波按波长或者频率可分为不同波段，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等。 电磁波的海洋的综合应用及解题步骤 1.能源分类的判定 （1）按来源分： 一次能源：直接从自然界获取（如煤、石油、天然气、风能、太阳能、核能）。 二次能源：无法直接获取，需消耗一次能源转化而来（如电能、汽油、柴油、氢能）。 （2）按再生性分： 可再生能源：短期内可从自然界补充（如太阳能、风能、水能、生物质能）。 不可再生能源：短期内无法补充（如煤、石油、天然气、核能）。 （3）解题技巧：判断时先看“是否直接来自自然界”，再看“用完能否短期内再生”。 2.人类利用能源历程的梳理 （1）第一次能源革命：钻木取火，以柴薪为主要能源。 （2）第二次能源革命：蒸汽机发明，主要能源转向化石能源（煤、石油、天然气）。 （3）第三次能源革命：核反应堆发明，进入核能与新能源时代。 （4）注意：化石能源是当今世界的主要能源；电能是最方便使用的二次能源。 3.能量转化方向性的理解 （1）方向性：涉及热现象的能量转化和转移具有方向性、不可逆性。例如，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能相反。 （2）应用：汽车制动时动能转化为内能散失，这些内能无法自动收集起来再次驱动汽车。因此，可利用的能源是有限的，必须节约。 4.能源利用挑战的分析 （1）能源危机：化石能源储量有限且不可再生，消耗速度远快于形成速度。 （2）环境问题： 温室效应：化石燃料燃烧产生大量二氧化碳。 空气污染：燃烧产生二氧化硫（导致酸雨）、粉尘、一氧化碳等。 （3）应对策略：开发新能源（太阳能、风能、核能）、提高能源利用率、节能减排。 角度01 电磁波的产生和传播 1．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法正确的是（     ） A．电磁波在真空中的传播速度为 B．在真空中，电磁波的频率越低，其波长越短 C．家用电器微波炉利用的就是电磁波 D．我们人眼感知的可见光不属于电磁波 【答案】C 【详解】A．电磁波在真空中传播速度为，是15℃空气中的声速，故A错误； B．真空中电磁波满足，波速为定值，频率越低，波长越长，故B错误； C．微波炉利用的微波属于电磁波，故C正确； D．可见光属于电磁波，故D错误。 故选C。 2．（2026·江苏南通·中考真题）如图所示，将手机放入密闭玻璃罩中并抽气，拨打手机时手机能振铃但铃声渐弱；再将手机分别放在密闭金属盒、塑料盒和纸盒中，发现只有密闭金属盒中的手机无法振铃。则下列判断正确的是（     ） A．塑料盒能屏蔽电磁波 B．玻璃罩能屏蔽声音的传播 C．声音不能在真空中传播 D．电磁波不能在真空中传播 【答案】C 【详解】A．手机在塑料盒中能振铃，说明接收到了电磁波，塑料盒不能屏蔽电磁波，故A错误； B．抽气过程中铃声渐弱是因为传播声音的介质减少，而非玻璃罩屏蔽声音，故B错误； C．抽气使玻璃罩内接近真空，铃声渐弱，推理可知声音不能在真空中传播，故C正确； D．抽气后手机仍能振铃，说明电磁波能在真空中传播，故D错误。 故选C。 3．北宋科学家沈括在他的著作《梦溪笔谈》中记载：行军宿营士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上能听到夜袭敌人的马蹄声，这是因为________体能传声；神舟二十一号航天员在空间站出舱活动时靠无线电交谈，这是因为___________。 【答案】 固 真空不能传声 【详解】声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可作为传声介质，且固体传声的速度更快、效果更好。士兵枕着箭筒睡在地上，通过大地（固体）传播马蹄声。 空间站外的太空属于真空环境，声音的传播必须依赖介质，真空无法传声；而无线电通信依靠电磁波传递信息，电磁波可以在真空中传播，所以航天员需要靠无线电交谈。 角度02 波速、波长和频率 4．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．电磁波的在真空中传播速度是 C．电磁波的频率越高，波长越长 D．超声波属于电磁波 【答案】B 【详解】A．电磁波不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．电磁波在真空中传播的速度为，故B正确； C．电磁波的传播速度是一个定值，根据可知，电磁波的频率越高，波长越短，故C错误； D．超声波不属于电磁波，它是声波，故D错误。 故选B。 5．关于电磁波及其应用的说法正确的是（     ） A．无线电波频率越高，传输的信息越多 B．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中的传播速度不相等 C．光纤通信是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的 D．电磁波只能用于通信 【答案】C 【详解】A．只有相同时间内，才是频率越高的电磁波能传输更多信息，选项表述缺少前提，故A错误； B．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，因此5G和4G通讯的电磁波在真空中传播速度相等，故B错误； C．光纤通信是利用激光在纤维材料（即光导纤维）中多次反射来传输信息的，故C正确； D．电磁波的应用非常广泛，不仅能用于通信，还能用于加热（如微波炉）、医疗（如X光）、探测（如雷达）等多个领域，故D错误。 故选C。 6．“中国天眼”（如图）全称为500米口径球面射电望远镜，是目前世界上最大的单口径射电望远镜，它是通过接收___________来探索宇宙的仪器，这种波在真空中的传播速度约为___________m/s。 【答案】 电磁波 【详解】“中国天眼”是目前地球上最大的接收来自宇宙的电磁波的仪器，因电磁波可以在真空中传播，能够传递太空中的信息。 电磁波在真空中的传播速度与光速相同，其数值约为。 角度03 电磁波的应用 7．“天宫课堂”第四课开讲了。在距离地球400公里外的中国空间站里，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮以天地互动的方式，给全国青少年带来了一场别开生面的太空科普授课。下列说法正确的是（     ） A．在飞船有空气的太空舱内，三名航天员不能直接对话 B．地球上的学生所听到的航天员的声音是靠声波传回地球的 C．航天员在授课期间说话的声音是由声带振动产生的 D．声音的传播速度一定是340 m/s 【答案】C 【详解】A．太空舱内有空气，声音可在空气中传播，航天员可直接对话，故A错误； B．地球与空间站间存在真空区域，声波无法在真空中传播，声音是靠电磁波传回地球的，故B错误； C．声音由物体振动产生，人说话的声音由声带振动产生，故C正确； D．声速与介质种类、温度有关，仅15℃的空气中声速为340m/s，不是固定值，故D错误。 故选C。 8．（2026·江苏南通·中考真题）如图所示，农用无人机正在田间施肥，下列分析正确的是（     ） A．遥控器通过紫外线实现对无人机的控制 B．在施肥前的升空过程中，无人机的机械能不变 C．螺旋桨高速旋转向下推动空气，获得升力 D．施肥前后，无人机匀速升降时受到的升力相同 【答案】C 【详解】A．遥控器通过电磁波实现对无人机的控制，故A错误； B．升空过程中高度增大，重力势能增大，机械能增大，故B错误； C．螺旋桨高速旋转向下推动空气，由力的作用是相互的可知，空气对螺旋桨产生向上的升力，故C正确； D．施肥后无人机质量减小，由可知重力减小，匀速升降时由二力平衡条件可知，故升力减小，故D错误。 故选C。 9．共享单车给人们出行带来很多便利。用户可以用手机APP查看单车位置，继而预约并找到该车。共享单车的车锁内集成了GPS模块芯片，便于监控自行车在路上的具体位置。关于共享单车的使用，以下说法错误的是（   ） A．GPS模块芯片主要由超导体材料制成 B．自行车手闸相当于一个省力杠杆 C．自行车的车座做的比较宽大，是为了减小压强 D．用手机APP查看单车位置并预约，利用了电磁波 【答案】A 【详解】A．芯片的核心材料是半导体，利用半导体的导电特性制成集成电路，故A错误； B．自行车手闸在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B正确； C．车座宽大是在压力一定时通过增大受力面积以减小压强，故C正确； D．手机APP利用电磁波传递信息，故D正确。 故选A。 10．2025年11月，中国空间站的神舟二十一号乘组与神舟二十号乘组使用热风烘烤机首次实现在轨烹饪活动，成功烤制出烤鸡翅和牛排。烤鸡翅的过程中，鸡翅由于吸收热量，温度________（选填“升高”或“降低”）；烤好的鸡翅香味四溢，这是________现象，航天员食用烧烤的画面是通过________（选填“电磁波”或“超声波”）传回地球的。 【答案】 升高 扩散 电磁波 【详解】烤鸡翅的过程中，鸡翅由于吸收热量，温度会升高，烤好的鸡翅香味四溢是由于香味分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象；太空中是真空，电磁波可以在真空中传播，航天员食用烧烤的画面是通过电磁波传回地球的。 11．神舟二十三号载人飞船于2026年5月24日搭乘长征运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。在点火加速上升的过程中，以舱内座椅为参照物，三位航天员是________的；以发射台为参照物，他们是________的。舱内摄像机拍摄的如图所示画面通过________波进行直播。 【答案】 静止 运动 电磁 【详解】在飞船点火加速上升时，航天员和舱内座椅的相对位置没有发生变化，因此以座椅为参照物，航天员是静止的。 上升过程中航天员和地面发射台的相对位置不断发生改变，因此以发射台为参照物，航天员是运动的。 因舱内直播信号需在真空中传输，电磁波可在真空中传播，故航天直播的画面信号是通过电磁波来传输的。 角度04 电磁波谱 12．微波炉工作时产生电磁波EM的频率为。食物中的水分子在EM的作用下剧烈振动，使得食物中水的内能增加，温度升高。结合下图判断（     ） A．EM属于红外线 B．水分子剧烈振动时，食物的动能增加 C．与射线相比，EM的波长较长 D．在真空中，EM的波速小于射线的波速 【答案】C 【详解】A．已知EM的频率为，由图可知该频率属于无线电波的频率范围，不属于红外线，故A不符合题意； B．水分子剧烈振动时，分子动能增加，食物的内能增加，该过程是内能改变，不是食物整体的机械能动能增加，故B不符合题意； C．X射线的频率约为，远大于EM的频率，根据，真空中波速相同，频率越小波长越长，因此EM的波长比X射线长，故C符合题意； D．所有电磁波在真空中的传播速度都相等，都等于光速，因此EM和射线在真空中波速相同，故D不符合题意。 故选C。 13．如图所示的是部分电磁波波谱的示意图。比较图中所示的五种电磁波可知，其中频率最低的电磁波是________。有一种电磁波的频率是，它的波长是________m。 【答案】 红外线 5 【详解】[1][2]由图可知红外线的波长最长，射线的波长最短，根据可知，波速一定时，频率与波长成反比，频率最低的电磁波的波长最长，所以波长最长的红外线的频率最低，频率为的电磁波的波长为。 【例1】（2026·江苏盐城·中考真题）我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（     ） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 【答案】A 【详解】太空属于真空环境，超声波是机械波，传播需要介质，无法在真空中传递；该技术的作用是为设备无线供电，核心是传递能量而非仅传递信息，微波属于电磁波，可以在真空中高效传递能量，符合空间太阳能电站无线供电的需求。故选A。 【深化点拨】 （1）考查机械波与电磁波传播条件的区别，超声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播。 （2）考查电磁波的作用，电磁波既可以传递信息，也可以传递能量，无线供电利用的是传递能量。 （3）考查微波的属性，微波属于电磁波，是太空无线能量传输常用载体。 （4）考查从题干情境提取核心任务的审题能力，区分供电（传能量）和通信（传信息）两类应用。 【变式1-1】（2026·江苏徐州·中考真题）如图所示为我国自主研发的L4级自动驾驶无人车，车载高灵敏度雷达向四周大范围、密集地发射探测信号。这种探测信号属于（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 【答案】A 【详解】超声波、次声波、可听声波都属于声波，声波的传播需要介质，在户外开放环境中传播损耗大、探测距离和精度都难以满足自动驾驶大范围高精度探测的需求。自动驾驶车载雷达依靠电磁波实现大范围、高精度的快速探测，符合使用场景要求。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【变式1-2】（2026·湖北武汉·中考真题）2026年5月24日23时08分，搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，这是我国载人航天工程进入“十五五”规划开局之年的首次载人发射任务。如图是神舟飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口前拍摄到的画面。下列说法错误的是（     ） A．运载火箭加速上升阶段质量减小 B．空间站上的太阳能电池板可将太阳能转化为电能 C．对接完成后，神舟飞船相对于天和核心舱是运动的 D．神舟飞船拍摄到的有“中国空间站”字样的画面是通过电磁波传回地球的 【答案】C 【详解】A．运载火箭加速上升过程中不断消耗燃料，因此火箭的质量减小，故A正确； B．空间站上的太阳能电池板工作时可将太阳能转化为电能，故B正确； C．对接完成后，神舟飞船与天和核心舱的位置关系不再发生变化，以天和核心舱为参照物，神舟飞船是静止的，故C错误； D．电磁波可以在真空中传播，神舟飞船拍摄到的画面可通过电磁波传回地球，故D正确。 由于题目要求选择错误的，故选C。 【变式1-3】（2026·江苏扬州·中考真题）2026年5月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”（简称“微笑”卫星）成功发射。成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响。卫星在轨运行如图，下列分析正确的是（　　）    A．火箭点火升空的过程中，只受重力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340m/s 【答案】B 【详解】A．火箭点火升空过程中，除重力外，还受到燃料燃烧产生的推力、空气阻力，故A错误； B．重力势能大小与物体质量和高度有关，卫星质量不变，从近地点到远地点，相对于地球的高度增大，因此重力势能增大，故B正确； C．超声波属于声波，声音传播需要介质，真空不能传声，太空是真空环境，无法传播超声波，卫星和地球之间通过电磁波传递信息，故C错误； D．电磁波在真空中的传播速度为，340 m/s是声波在空气中的传播速度，故D错误。 故选B。 【例2】（2026·江苏镇江·中考真题）北斗导航卫星从地面向上发射的过程中，卫星的运动状态会________。导航卫星发射的信号通过________波传递到地面设备，若地面两个设备收到信号的时间差为，光速为，则两个设备到卫星的距离的差值为________m。 【答案】 改变 电磁 【详解】卫星向上发射时速度大小不断变化，故运动状态改变；卫星与地面间为真空环境，声波无法传播，故信号通过电磁波传递；两个设备到卫星的距离差值为 【深化点拨】 （1）考查运动状态的判断，速度大小或者运动方向发生变化，物体的运动状态就会改变。 （2）考查电磁波的应用，电磁波可以在真空中传播，卫星通信依靠电磁波传递信号。 （3）考查速度相关的距离计算，利用信号传播的时间差，求解路程差值。 （4）区分电磁波和声波的传播条件，声波不能在真空环境传播，不能用于太空通信。 【变式2-1】（2025·江苏泰州·中考真题）2025年3月21日，神舟十九号航天员密切协同，借助空间站机械臂，在地面科研人员的配合下完成了空间站舱外设备巡检等任务。如图所示为航天员蔡旭哲执行出舱任务时的情景，此时他_________（选填“具有”或“没有”）惯性，利用_________（选填“电磁波”或“超声波”）与地面科研人员进行交流；他通过向后拉安全绳返回舱内，说明物体间力的作用是_______的。 【答案】 具有 电磁波 相互 【详解】惯性是物体本身的一种属性，一切物体在任何情况下都具有惯性，所以航天员具有惯性。 真空环境中超声波不能传播，因此航天员利用电磁波和地面通信。 向后拉安全绳时，安全绳同时给航天员一个向前的拉力，说明物体间力的作用是相互的。 【变式2-2】（2026·四川攀枝花·中考真题）2026年5月24日，神舟二十三号飞船被长征二号F遥二十三运载火箭发射升空，飞船随火箭上升的过程中，飞船相对于火箭是_____（选填“静止”或“运动”）的，飞船的重力势能_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。飞船发出的信号是通过_____传回地面的。 【答案】 静止 增大 电磁波 【详解】船随火箭上升的过程中，飞船和火箭的运动速度、运动方向完全一致，两者之间没有发生位置的相对变化，因此飞船相对于火箭是静止的； 飞船质量不变、上升时高度增大，故重力势能增大； 因电磁波可在真空中传播，故飞船发出的信号通过电磁波传回地面。 【变式2-3】（2026·吉林长春·中考真题）2026年5月，我国车手驾驶某款国产赛车夺得世界巡回赛冠军，让世界见证中国制造力量。 (1)赛车启动前在水平赛道上静止，是以___________为参照物，此时赛车所受合力为___________N。 (2)比赛过程中，车手与车队之间通过对讲机发射和接收___________来传递信息。赛车快速经过弯道时，车手的身体由于___________会向一侧倾斜。 (3)赛车通过终点后刹车的过程中，车轮与地面摩擦，将机械能转化为___________能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动赛车，说明能量的转化和转移具有___________性。在能量转化和转移的过程中，能量的总量___________。 【答案】(1) 赛道（合理即可） 0 (2) 电磁波 惯性 (3) 内 方向 保持不变 【详解】（1）[1]赛车相对水平赛道位置不变，故以赛道为参照物时赛车静止； [2]静止物体处于平衡状态，所受合力为0N。 （2）[1]车手与车队之间通过对讲机传递信息属于无线通信，依靠电磁波传递信息； [2]赛车转弯时，车手身体由于具有惯性，保持原有运动状态，故会向一侧倾斜。 （3）[1]车轮与地面摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能； [2]摩擦生热的过程消耗的能量不能再自动地用来驱动赛车，是因为能量的转化和转移具有方向性； [3]根据能量守恒定律，能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 ⚡基础速刷 1．随着智能家居的普及，越来越多的智能电器可以用手机通过无线网络进行控制。手机将控制信号传递给智能电器是通过（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 【答案】C 【详解】AB．超声波、次声波属于声波，传播需要介质，不能用于手机无线通信，故AB不符合题意； C．手机与智能设备间的无线网络通信依靠电磁波传递信号，故C符合题意； D．红外线仅适用于短距离红外遥控，无法支持无线网络信号传输，故D不符合题意。 故选C。 2．下列说法中错误的是（     ） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号 B．用遥控器调换电视机频道的过程，就是光传感器把光信号转化为电信号的过程 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器 D．把电信息转换成其他信息的器件叫传感器 【答案】D 【详解】A．话筒属于声传感器，工作时将采集到的声信号转换为电信号，故A正确； B．电视机遥控器通过发射红外光信号传递指令，电视机端的光传感器接收红外光信号后将其转化为电信号，以此完成频道调换，故B正确； C．电子秤的测力装置是力传感器，它可以将受到的压力大小转化为对应的电信号输出，压力越大输出的电信号数值对应示数越大，故C正确； D．传感器的定义是将其他形式的非电信息转换为电信息的器件，故D错误。 故选D。 3．新型纯电动无人驾驶小巴车，是全球首款获得德国“红点奖”的智能驾驶汽车，配备激光雷达和多个高清摄像头，根据预设站点自动停靠，最高时速可达40公里/小时。下列关于新型小巴车描述正确的是（　　） A．小巴车的高清摄像头是凹透镜 B．小巴车定位系统利用电磁波传递信息 C．小巴车的速度为144m/s D．当小巴车起步时，乘客由于惯性向前倾 【答案】B 【详解】A．小巴车的高清摄像头是凸透镜，利用了凸透镜成像规律，故A错误； B．电磁波可以在真空中传播，小巴车定位系统利用电磁波传递信息，故B正确； C．小巴车的最高时速可达40公里/小时，即，故C错误； D．当小巴车起步时，乘客由于惯性要保持静止，所以身体会向后仰，故D错误。 故选B。 4．如图所示为我国航天员在中国空间站外操作的情形，此画面是通过________传回地面的，它________（选填“可以”或者“不可以”）在真空中传播，其传播的速度接近于光速，约为__________m/s。 【答案】 电磁波 可以 【详解】因真空不能传声，电磁波可在真空中传播且能传递信息，故地空画面传输依靠电磁波。 电磁波传播不需要介质，因此可以在真空中传播，其在真空中的传播速度约为，接近光速。 5．现代家庭中，智能配电箱逐渐普及。其核心元件包括：带漏电保护功能的空气开关、电能计量模块、电压电流监测传感器、远程控制模块。电能计量模块利用___________效应工作。当检测到漏电流超过30 mA时，保护器会在0.1秒内迅速___________（填“闭合”或“切断”）电路。远程控制模块通过___________波与手机通信。 【答案】 电流的磁 切断 电磁 【详解】[1] 电能计量模块即电能表，利用电流的磁效应工作：电流通过内部线圈产生磁场，带动铝盘转动，以此实现电能的计量。 [2] 漏电保护器的核心功能是在漏电流超出安全阈值时，迅速切断电路，避免触电风险，因此此处填切断。 [3] 远程控制模块与手机的无线通信依靠电磁波，电磁波可在空间中传播，能实现远距离的信息传输，所以此处填电磁。 🚀能力跃升 6．物理知识在生活中有着广泛的应用，下列关于相关物理现象的描述正确的是（     ） A．光线和磁感线都是为了描述物理现象而引入的理想化模型，实际并不存在 B．红外线和次声波都能在真空中传播，且传播速度相同 C．验钞机利用紫外线进行防伪，是因为紫外线能使荧光物质发光，且人眼能直接看到紫外线 D．超声波清洗眼镜是利用了声波能传递信息的特点 【答案】A 【详解】A．光线、磁感线均为研究物理问题引入的理想化模型，实际不是真实存在的，故A正确； B．次声波属于声波，声波传播需要介质，无法在真空中传播，红外线属于电磁波，可以在真空中传播，其速度为，与声速不同，故B错误； C．紫外线属于不可见光，人眼无法直接观察到，故C错误； D．超声波清洗眼镜是利用声波携带能量、振动冲击污垢的特点，属于声传递能量的应用，故D错误。 故选A。 7．2026年央视马年春晚节目精彩纷呈，如图所示。下列有关物理知识说法不正确的是（     ） A．《喜雨》中舞蹈演员在地板上所成的像是光的反射形成的虚像 B．《武BOT》中机器人接收指令完成动作是利用了电磁波传递信息 C．《贺花神》中AI光影技术呈现的各种色光是由红、黄、蓝三种色光混合而成 D．《马上有奇迹》中观众能分辨出马头琴和二胡的声音，主要依据是声音的音色不同 【答案】C 【详解】A．地板相当于平面镜，平面镜成像是由光的反射形成的虚像，故A正确； B．机器人接收指令是利用电磁波传递信息，故B正确； C．光的三原色是红、绿、蓝，各种色光是由红、绿、蓝三种色光混合而成，故C错误； D．不同乐器的音色不同，观众能分辨出马头琴和二胡的声音主要依据是音色，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 8．2026年央视春晚舞台上的机器人完成了很多高难度的武术动作，下列有关说法正确的是（     ） A．利用头顶的3D激光雷达发出激光来感知环境，激光不属于电磁波 B．激光在真空中的传播速度是3×108 m/s C．机器人手臂摆动时，关节转动属于省力杠杆，能省距离 D．机器人后空翻到最高点时，处于平衡状态 【答案】B 【详解】A.激光属于电磁波的一种，故A错误； B.激光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度为，故B正确； C.机器人手臂摆动时，关节转动属于费力杠杆，费力杠杆的特点是费力但省距离，故C错误； D.机器人后空翻到最高点时，只受重力作用（合力不为零），不处于平衡状态，故D错误。 故选B。 9．据报道，在北斗导航系统的高精度定位和导航下，机器狗可以在泰山上充当搬运工。某次，“机器狗”从坡底出发，爬行5km把货物运到山顶，然后装载垃圾立即原路返回坡底，共用时5h（不计卸货上货时间）。在运送过程中，机器狗相对货物是________（填“运动”或“静止”）；它避开行人，主要是基于北斗系统，利用________（填“电磁波”或“声波”）传递信息；机器狗往返一次的平均速度是_______km/h。 【答案】 静止 电磁波 2 【详解】在运送过程中，机器狗和货物之间没有位置的变化，机器狗相对货物是静止的；北斗导航系统是利用电磁波传递信息的；机器狗往返一次的平均速度为 10．西安地铁16号线全自动无人驾驶列车，集成包括人工智能、机器视觉、激光雷达等先进技术。 (1)地铁使用的铁轨铺在枕木上是为了___________对地面的压强。 (2)小超用手机NFC功能刷卡进站时，手机与闸机通过___________传递信息。 (3)小超站在玻璃门外0.5 m处候车，他观察到玻璃门中也有一个完全相同的“他”，这 其实是他通过玻璃门所形成的___________（选填“虚”或“实”）像，他与像之间的距离为___________m。 【答案】(1)减小 (2)电磁波 (3) 虚 1 【详解】（1）由可知，压力一定时，铺枕木增大受力面积，从而减小对地面的压强。 （2）NFC无线通信依靠电磁波传递信息。 （3）玻璃门相当于平面镜，由平面镜成像规律可知，所成的是虚像； 像到镜面的距离等于物到镜面的距离，故他与像的距离为 11．我国首款按照国际通行适航标准研制、具有完全自主知识产权的干线民用飞机C919大型客机已实现常态化商业运营。 (1)当飞机静止在地面上时，飞机受到的__________力和地面对飞机的支持力是一对平衡力。飞机在水平跑道上滑行时，重力对飞机是否做功？__________。飞机起飞升空的过程中，飞机的重力势能__________。飞机在空中飞行过程中，以地面为参照物，飞机是__________的。飞机与地面塔台之间的通信，是通过__________传递信息的； (2)飞机的轰鸣声通过__________传播到地面执勤人员的耳中。机舱采用了双层隔音玻璃设计，这是在__________减弱噪声，为乘客营造了安静的乘坐环境； (3)若航空煤油的热值为，发动机热机效率约40%，某段飞行过程中消耗航空煤油，这些航空煤油完全燃烧放出的热量为__________，发动机输出的有用功为__________。 【答案】(1) 重 不做功 增大 运动 电磁波 (2) 空气 传播过程中 (3) 【详解】（1）根据二力平衡条件，飞机静止在地面时，重力与地面对飞机的支持力满足大小相等、方向相反、作用在同一物体且同一直线上的条件，是一对平衡力； 做功的必要因素是力和物体在力的方向上移动的距离，飞机水平滑行时，重力方向竖直向下，飞机未在该方向移动距离，因此重力不做功； 重力势能与质量和高度有关，飞机起飞时质量不变、高度升高，所以重力势能变大； 以地面为参照物，飞机的位置发生改变，因此飞机是运动的； 电磁波可在真空中传播，能实现远距离通信，飞机与地面塔台之间通过电磁波传递信息。 （2）声音的传播需要介质，飞机的轰鸣声通过空气传播到地面执勤人员的耳中； 减弱噪声的途径包括声源处、传播过程中、人耳处，双层隔音玻璃通过阻断声音传播路径，在传播过程中减弱噪声。 （3）航空煤油完全燃烧放出的热为 发动机输出的有用功为 🌟思维挑战 12．我国科技创新能力日益凸显，各种新材料、新技术等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（　　） A．我国歼-20的表面涂有吸波材料，能够吸收雷达发射的超声波 B．我国新一代宇航服包含多层隔热材料，能有效减少热传递 C．我国高铁采用了密度小的玻璃纤维复合材料，在增加质量的同时提升强度 D．神舟载人飞船返回舱外部采用的烧蚀材料，在高温下熔化、蒸发过程中放热 【答案】B 【详解】A．歼-20的吸波材料是吸收雷达发射的电磁波，用来降低雷达反射信号，实现隐身效果，故A错误； B．多层隔热材料可以有效减少热传递，从而起到隔热保温的作用，故B正确； C．玻璃纤维复合材料的特点是密度小、强度高，使用它是为了在减轻质量的同时提升强度，故C错误； D．烧蚀材料在高温熔化、蒸发过程中是吸热，从而带走热量，保护返回舱，故D错误。 故选B。 13．如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg，根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（    ）（g取10N/kg） A．该机器人比5克的橡皮擦质量小 B．电磁波是由变化的电流产生的 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人加速离地飞行时，升力大于重力 【答案】C 【详解】A．已知该机器人由两部分组成，主体结构的质量，小永磁体质量，则机器人总质量 橡皮擦质量，比机器人重得多。故A正确，不符合题意； B．电磁波是由变化的电流产生的，这是电磁波的基本原理，故B正确，不符合题意； C．机器人是通过小永磁体在变化的磁场作用下，带动螺旋桨旋转并产生足够升力来飞行的。而螺旋桨旋转产生升力是利用空气的流动，真空环境中没有空气，螺旋桨无法产生升力，所以机器人在真空中不能飞行。故C错误，符合题意； D．该机器人加速离地飞行时，合力方向向上，升力大于重力。故D正确，不符合题意。 故选C。 14．如图甲所示，春晚武术节目《武BOT》展现了“中国智造”的硬核力。同学们查阅了某些人形机器人的部分技术参数及工作原理，请回答问题。 (1)机器人的“呐喊”音效是通过内置扬声器________产生的；机器人的控制芯片主要由________材料制成。机器人的机械臂与如图乙所示的人的手臂原理类似，相当于________杠杆。 (2)每台机器人搭载激光雷达，利用________（选填“超声”或“电磁”）波传递信息。该机器人锂电池电压约为75V、容量15A·h，其充满电后可储存的总电能是________J。 (3)当输入电压改变时，如何使机器人电动机两端的电压保持稳定呢？同学们研究并设计了如图丙所示的电路，、为定值电阻，为磁敏电阻，阻值随磁场强弱变化的图像如图丁所示，当磁敏电阻在正常区域工作时，即使电路中输入电压U发生变化，两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化，从而使控制电路中的电动机稳定运转。分析可知，磁敏电阻的正常工作区域对应图丁中的________段（填“ab”或“bc”）。 【答案】(1) 振动 半导体 费力 (2) 电磁 (3)bc 【详解】（1）[1]所有声音都是由物体振动产生的，扬声器的音效是振动产生的； [2]芯片（集成电路）的主要制作材料是半导体； [3]人的手臂屈臂时，支点在肘关节，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，因此机器人机械臂和人臂原理相同，为费力杠杆。 （2）[1]激光属于电磁波，激光雷达利用电磁波传递信息； [2]充满电后储存的电能为 （3）当输入电压U发生变化，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近发生微小变化，即U1不变。 在R1支路，R1和R3串联，若输入电压U增大，R1两端电压U1不变，由串联电路电压规律，则U3变大，由串联电路分压原理可知磁敏电阻R3变大； 而另一支路当输入电压U变大，会导致R2支路电流变大，则电磁铁的磁性增强； 综上所知，电磁铁的磁性增强时，磁敏电阻R3增大，因而选择bc区域。 15．我省某市大力发展“低空经济”，已开展电动垂直起降飞行器（eVTOL）试运行（如图甲所示）。该航空器搭载了先进的半固态电池，机翼上配备了多个由独立电动机驱动的风扇，并利用5G-A及北斗卫星进行高精度导航。 (1)飞行器的信号传输是通过________传递的； (2)为了保证飞行安全，即便其中一个风扇电动机出现故障，其他电动机仍能不受影响继续工作，则各电动机之间是________联的； (3)飞行器搭载的半固态电池总质量为，能量密度高达（“电池能量密度”是指满电时电池能量与电池质量之比），当对电池充电时，电池相当于________（选填“电源”或“用电器”），则满电时电池储存的电能是________J。 (4)在一次跨城运送任务中，设定起飞与降落阶段共消耗总电能的20%，剩余电能全部供给飞行器在规定高度进行水平匀速直线飞行，电能转化为水平驱动机械能的效率为60%，水平匀速飞行能耗由两部分组成：载荷作业系统工作的能耗（功率恒定为）和克服空气阻力能耗，当飞行器低速沿水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度的关系如图乙所示，为使飞行器在水平方向达到最大航程，其水平飞行速度应设为________，对应的最大航程为________。 【答案】(1)电磁波 (2)并 (3) 用电器 (4) 30 57600 【详解】（1）和北斗卫星导航的信号传输都是通过电磁波传递信息，电磁波可以在真空中传播，适合远距离无线通信。 （2）并联电路中各用电器工作互不影响，一个电动机故障不影响其他电动机工作，因此各电动机是并联的。 （3）充电时电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，因此相当于用电器。 满电储存的总电能 （4）由图乙得空气阻力与速度关系：（单位：为，为）。 水平飞行可用总机械能 水平飞行总驱动功率 飞行时间，航程 根据数学规律，当时，航程最大，解得。 代入得最大航程 16．阅读材料，回答问题。 第五代战斗机——“歼-20” “歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统，以光信号的形式传输信号，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20km，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（已知飞机发动机的效率是40%，航空燃油的热值为（5×107J/kg，g取10N/kg） 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)第五代战斗机——“歼-20”飞机融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的_________、机动性能等。 (2)“歼-20”飞机是由于上下表面的___________而升空的，当它着陆后，由于___________仍需继续滑行一段距离。 (3)下列说法中不正确的是___________。 A．飞机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力 B．为解决雷达的散热问题，采用比热容较大的液体作为冷却剂 C．飞机与地面的联系采用电磁波的形式传输信号 D．当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用 (4)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率为___________kW。若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约为___________km。 (5)翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值，若该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼面积为___________m2。飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值，则该“歼-20”飞机的推重比约为___________； 【答案】(1)隐形性能 (2) 压力差 惯性 (3)D (4) (5) 74 0.59 【详解】（1）由材料可知，歼-20飞机具备很强的隐形性能、机动性能等。 （2）[1]飞机机翼上表面弯曲，下表面较平，空气流过时，上方流速快、压强小，下方流速慢、压强大，从而产生向上的压力差，形成升力，使得飞机升空。 [2]飞机着陆后，虽然发动机停止或减速，但由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以会继续向前滑行一段距离。 （3）A．流线型设计可以减少空气阻力，提高飞行效率，故A正确，不符合题意； B．比热容大的液体能吸收更多热量而不显著升温，适合做冷却剂，故B正确，不符合题意； C．由材料可知，为随时保证飞机与地面的联系，是以光信号的形式传输信号，这是电磁波的典型应用，故C正确，不符合题意； D．平衡力是指物体处于静止或匀速直线运动状态，合力为零。“较大幅度的瞬时滚转”说明飞机在做，变速运动，受力不平衡，故D错误，符合题意。 故选D。 （4）[1]飞机匀速巡航时，牵引力F等于阻力f。由表格可知，当时，阻力，即 所以此时飞机发动机的输出功率 [2]油箱中加满燃油，即燃油质量 其完全燃烧放出的热量 根据可得，飞机输出的有用功 同理，由表格可知，当时，牵引力等于阻力 所以由，得飞机的最大航程约 （5）[1]由题意可知，所以当飞机的翼载为时，机翼面积 [2]由题可知，“歼-20”飞机的最大起飞重力 “歼-20”飞机的最大起飞速度 由飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系表有 即 所以同理有，“歼-20”飞机以最大起飞速度巡航时，牵引力等于阻力 所以推重比 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第21.1节 电磁波的海洋 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电磁波的产生与传播 考点02 电磁波大家族 03 避坑指南·解题通法 角度01 电磁波的产生和传播 角度02 波速、波长和频率 角度03 电磁波的应用 角度04 电磁波谱 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道电磁波由迅速变化的电流产生。 2.了解电磁波可在真空中传播，记住波速。 3.理解波长、频率、波速三者的关系。 4.认识电磁波谱，知道各类电磁波的用途。 1.对比声波，区分二者传播条件的不同。 2.结合实例，识别生活里不同种类电磁波。 3.利用公式，简单计算波长与频率。 4.联系生活，梳理电磁波在生活中的应用。 知识导图 考点01 电磁波的产生与传播 1、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的， 也是一种电磁波。 2、电磁波产生的原理：变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是 ，而变化的电磁场在空间的传播形成了 。 3、电磁波的发射和接收 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 4、电磁波的基本概念（水波类比） （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作 。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作 。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作 。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作 。 5、电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 6、电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 【深化点拨】 1．电磁波产生原理与用途：广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。电磁波有许多用途，例如可以用电磁波来传递信息和能量。 2．电磁波的传播： （1）电磁波的传播不需要介质。 （2）广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。注意对比，通常听到的声音是通过空气这种介质传播的。 1．关于电磁波的说法，正确的是（     ） A．不同波长的电磁波在真空中的传播速度不相等 B．频率越高的电磁波波长越长 C．空间站里的航天员与地面控制中心视频对话是通过电磁波来传递信息的 D．电磁波传播需要介质 2．在某年的春晚舞台上，机器人与少年武者共同表演了《武BOT》节目，打破了科技与传统的边界。机器人表演的精彩场面是由通信卫星通过电磁波传到全国各地，电磁波的传播______（选填“需要”或“不需要”）介质，而《贺花神》节目中现场花香四溢，观众能闻到淡淡花香，这是______现象。 考点02 电磁波大家族 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种 都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 【深化点拨】 电磁波的应用 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 1．天津某广播电台发射频率为的电磁波，根据图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线 2．电磁波大家族 （1）电磁波有__________、红外线、可见光、__________、射线、射线等。 （2）应用：医生用射线做外科手术，用X射线判断是否骨折；电视机、空调等设备的遥控器都是利用红外线遥控；紫外线可以杀菌、验钞等；无线电波应用于广播、电视、移动通信、雷达、导航等方面。 电磁波的海洋的综合应用及解题步骤 1.能源分类的判定 （1）按来源分： 一次能源：直接从自然界获取（如煤、石油、天然气、风能、太阳能、核能）。 二次能源：无法直接获取，需消耗一次能源转化而来（如电能、汽油、柴油、氢能）。 （2）按再生性分： 可再生能源：短期内可从自然界补充（如太阳能、风能、水能、生物质能）。 不可再生能源：短期内无法补充（如煤、石油、天然气、核能）。 （3）解题技巧：判断时先看“是否直接来自自然界”，再看“用完能否短期内再生”。 2.人类利用能源历程的梳理 （1）第一次能源革命：钻木取火，以柴薪为主要能源。 （2）第二次能源革命：蒸汽机发明，主要能源转向化石能源（煤、石油、天然气）。 （3）第三次能源革命：核反应堆发明，进入核能与新能源时代。 （4）注意：化石能源是当今世界的主要能源；电能是最方便使用的二次能源。 3.能量转化方向性的理解 （1）方向性：涉及热现象的能量转化和转移具有方向性、不可逆性。例如，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能相反。 （2）应用：汽车制动时动能转化为内能散失，这些内能无法自动收集起来再次驱动汽车。因此，可利用的能源是有限的，必须节约。 4.能源利用挑战的分析 （1）能源危机：化石能源储量有限且不可再生，消耗速度远快于形成速度。 （2）环境问题： 温室效应：化石燃料燃烧产生大量二氧化碳。 空气污染：燃烧产生二氧化硫（导致酸雨）、粉尘、一氧化碳等。 （3）应对策略：开发新能源（太阳能、风能、核能）、提高能源利用率、节能减排。 角度01 电磁波的产生和传播 1．北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法正确的是（     ） A．电磁波在真空中的传播速度为 B．在真空中，电磁波的频率越低，其波长越短 C．家用电器微波炉利用的就是电磁波 D．我们人眼感知的可见光不属于电磁波 2．（2026·江苏南通·中考真题）如图所示，将手机放入密闭玻璃罩中并抽气，拨打手机时手机能振铃但铃声渐弱；再将手机分别放在密闭金属盒、塑料盒和纸盒中，发现只有密闭金属盒中的手机无法振铃。则下列判断正确的是（     ） A．塑料盒能屏蔽电磁波 B．玻璃罩能屏蔽声音的传播 C．声音不能在真空中传播 D．电磁波不能在真空中传播 3．北宋科学家沈括在他的著作《梦溪笔谈》中记载：行军宿营士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上能听到夜袭敌人的马蹄声，这是因为________体能传声；神舟二十一号航天员在空间站出舱活动时靠无线电交谈，这是因为___________。 角度02 波速、波长和频率 4．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．电磁波的在真空中传播速度是 C．电磁波的频率越高，波长越长 D．超声波属于电磁波 5．关于电磁波及其应用的说法正确的是（     ） A．无线电波频率越高，传输的信息越多 B．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中的传播速度不相等 C．光纤通信是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的 D．电磁波只能用于通信 6．“中国天眼”（如图）全称为500米口径球面射电望远镜，是目前世界上最大的单口径射电望远镜，它是通过接收___________来探索宇宙的仪器，这种波在真空中的传播速度约为___________m/s。 角度03 电磁波的应用 7．“天宫课堂”第四课开讲了。在距离地球400公里外的中国空间站里，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮以天地互动的方式，给全国青少年带来了一场别开生面的太空科普授课。下列说法正确的是（     ） A．在飞船有空气的太空舱内，三名航天员不能直接对话 B．地球上的学生所听到的航天员的声音是靠声波传回地球的 C．航天员在授课期间说话的声音是由声带振动产生的 D．声音的传播速度一定是340 m/s 8．（2026·江苏南通·中考真题）如图所示，农用无人机正在田间施肥，下列分析正确的是（     ） A．遥控器通过紫外线实现对无人机的控制 B．在施肥前的升空过程中，无人机的机械能不变 C．螺旋桨高速旋转向下推动空气，获得升力 D．施肥前后，无人机匀速升降时受到的升力相同 9．共享单车给人们出行带来很多便利。用户可以用手机APP查看单车位置，继而预约并找到该车。共享单车的车锁内集成了GPS模块芯片，便于监控自行车在路上的具体位置。关于共享单车的使用，以下说法错误的是（   ） A．GPS模块芯片主要由超导体材料制成 B．自行车手闸相当于一个省力杠杆 C．自行车的车座做的比较宽大，是为了减小压强 D．用手机APP查看单车位置并预约，利用了电磁波 10．2025年11月，中国空间站的神舟二十一号乘组与神舟二十号乘组使用热风烘烤机首次实现在轨烹饪活动，成功烤制出烤鸡翅和牛排。烤鸡翅的过程中，鸡翅由于吸收热量，温度________（选填“升高”或“降低”）；烤好的鸡翅香味四溢，这是________现象，航天员食用烧烤的画面是通过________（选填“电磁波”或“超声波”）传回地球的。 11．神舟二十三号载人飞船于2026年5月24日搭乘长征运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。在点火加速上升的过程中，以舱内座椅为参照物，三位航天员是________的；以发射台为参照物，他们是________的。舱内摄像机拍摄的如图所示画面通过________波进行直播。 角度04 电磁波谱 12．微波炉工作时产生电磁波EM的频率为。食物中的水分子在EM的作用下剧烈振动，使得食物中水的内能增加，温度升高。结合下图判断（     ） A．EM属于红外线 B．水分子剧烈振动时，食物的动能增加 C．与射线相比，EM的波长较长 D．在真空中，EM的波速小于射线的波速 13．如图所示的是部分电磁波波谱的示意图。比较图中所示的五种电磁波可知，其中频率最低的电磁波是________。有一种电磁波的频率是，它的波长是________m。 【例1】（2026·江苏盐城·中考真题）我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（     ） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 【深化点拨】 （1）考查机械波与电磁波传播条件的区别，超声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播。 （2）考查电磁波的作用，电磁波既可以传递信息，也可以传递能量，无线供电利用的是传递能量。 （3）考查微波的属性，微波属于电磁波，是太空无线能量传输常用载体。 （4）考查从题干情境提取核心任务的审题能力，区分供电（传能量）和通信（传信息）两类应用。 【变式1-1】（2026·江苏徐州·中考真题）如图所示为我国自主研发的L4级自动驾驶无人车，车载高灵敏度雷达向四周大范围、密集地发射探测信号。这种探测信号属于（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 【变式1-2】（2026·湖北武汉·中考真题）2026年5月24日23时08分，搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，这是我国载人航天工程进入“十五五”规划开局之年的首次载人发射任务。如图是神舟飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口前拍摄到的画面。下列说法错误的是（     ） A．运载火箭加速上升阶段质量减小 B．空间站上的太阳能电池板可将太阳能转化为电能 C．对接完成后，神舟飞船相对于天和核心舱是运动的 D．神舟飞船拍摄到的有“中国空间站”字样的画面是通过电磁波传回地球的 【变式1-3】（2026·江苏扬州·中考真题）2026年5月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”（简称“微笑”卫星）成功发射。成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响。卫星在轨运行如图，下列分析正确的是（　　）    A．火箭点火升空的过程中，只受重力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340m/s 【例2】（2026·江苏镇江·中考真题）北斗导航卫星从地面向上发射的过程中，卫星的运动状态会________。导航卫星发射的信号通过________波传递到地面设备，若地面两个设备收到信号的时间差为，光速为，则两个设备到卫星的距离的差值为________m。 【深化点拨】 （1）考查运动状态的判断，速度大小或者运动方向发生变化，物体的运动状态就会改变。 （2）考查电磁波的应用，电磁波可以在真空中传播，卫星通信依靠电磁波传递信号。 （3）考查速度相关的距离计算，利用信号传播的时间差，求解路程差值。 （4）区分电磁波和声波的传播条件，声波不能在真空环境传播，不能用于太空通信。 【变式2-1】（2025·江苏泰州·中考真题）2025年3月21日，神舟十九号航天员密切协同，借助空间站机械臂，在地面科研人员的配合下完成了空间站舱外设备巡检等任务。如图所示为航天员蔡旭哲执行出舱任务时的情景，此时他_________（选填“具有”或“没有”）惯性，利用_________（选填“电磁波”或“超声波”）与地面科研人员进行交流；他通过向后拉安全绳返回舱内，说明物体间力的作用是_______的。 【变式2-2】（2026·四川攀枝花·中考真题）2026年5月24日，神舟二十三号飞船被长征二号F遥二十三运载火箭发射升空，飞船随火箭上升的过程中，飞船相对于火箭是_____（选填“静止”或“运动”）的，飞船的重力势能_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。飞船发出的信号是通过_____传回地面的。 【变式2-3】（2026·吉林长春·中考真题）2026年5月，我国车手驾驶某款国产赛车夺得世界巡回赛冠军，让世界见证中国制造力量。 (1)赛车启动前在水平赛道上静止，是以___________为参照物，此时赛车所受合力为___________N。 (2)比赛过程中，车手与车队之间通过对讲机发射和接收___________来传递信息。赛车快速经过弯道时，车手的身体由于___________会向一侧倾斜。 (3)赛车通过终点后刹车的过程中，车轮与地面摩擦，将机械能转化为___________能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动赛车，说明能量的转化和转移具有___________性。在能量转化和转移的过程中，能量的总量___________。 ⚡基础速刷 1．随着智能家居的普及，越来越多的智能电器可以用手机通过无线网络进行控制。手机将控制信号传递给智能电器是通过（     ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线 2．下列说法中错误的是（     ） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号 B．用遥控器调换电视机频道的过程，就是光传感器把光信号转化为电信号的过程 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器 D．把电信息转换成其他信息的器件叫传感器 3．新型纯电动无人驾驶小巴车，是全球首款获得德国“红点奖”的智能驾驶汽车，配备激光雷达和多个高清摄像头，根据预设站点自动停靠，最高时速可达40公里/小时。下列关于新型小巴车描述正确的是（　　） A．小巴车的高清摄像头是凹透镜 B．小巴车定位系统利用电磁波传递信息 C．小巴车的速度为144m/s D．当小巴车起步时，乘客由于惯性向前倾 4．如图所示为我国航天员在中国空间站外操作的情形，此画面是通过________传回地面的，它________（选填“可以”或者“不可以”）在真空中传播，其传播的速度接近于光速，约为__________m/s。 5．现代家庭中，智能配电箱逐渐普及。其核心元件包括：带漏电保护功能的空气开关、电能计量模块、电压电流监测传感器、远程控制模块。电能计量模块利用___________效应工作。当检测到漏电流超过30 mA时，保护器会在0.1秒内迅速___________（填“闭合”或“切断”）电路。远程控制模块通过___________波与手机通信。 🚀能力跃升 6．物理知识在生活中有着广泛的应用，下列关于相关物理现象的描述正确的是（     ） A．光线和磁感线都是为了描述物理现象而引入的理想化模型，实际并不存在 B．红外线和次声波都能在真空中传播，且传播速度相同 C．验钞机利用紫外线进行防伪，是因为紫外线能使荧光物质发光，且人眼能直接看到紫外线 D．超声波清洗眼镜是利用了声波能传递信息的特点 7．2026年央视马年春晚节目精彩纷呈，如图所示。下列有关物理知识说法不正确的是（     ） A．《喜雨》中舞蹈演员在地板上所成的像是光的反射形成的虚像 B．《武BOT》中机器人接收指令完成动作是利用了电磁波传递信息 C．《贺花神》中AI光影技术呈现的各种色光是由红、黄、蓝三种色光混合而成 D．《马上有奇迹》中观众能分辨出马头琴和二胡的声音，主要依据是声音的音色不同 8．2026年央视春晚舞台上的机器人完成了很多高难度的武术动作，下列有关说法正确的是（     ） A．利用头顶的3D激光雷达发出激光来感知环境，激光不属于电磁波 B．激光在真空中的传播速度是3×108 m/s C．机器人手臂摆动时，关节转动属于省力杠杆，能省距离 D．机器人后空翻到最高点时，处于平衡状态 9．据报道，在北斗导航系统的高精度定位和导航下，机器狗可以在泰山上充当搬运工。某次，“机器狗”从坡底出发，爬行5km把货物运到山顶，然后装载垃圾立即原路返回坡底，共用时5h（不计卸货上货时间）。在运送过程中，机器狗相对货物是________（填“运动”或“静止”）；它避开行人，主要是基于北斗系统，利用________（填“电磁波”或“声波”）传递信息；机器狗往返一次的平均速度是_______km/h。 10．西安地铁16号线全自动无人驾驶列车，集成包括人工智能、机器视觉、激光雷达等先进技术。 (1)地铁使用的铁轨铺在枕木上是为了___________对地面的压强。 (2)小超用手机NFC功能刷卡进站时，手机与闸机通过___________传递信息。 (3)小超站在玻璃门外0.5 m处候车，他观察到玻璃门中也有一个完全相同的“他”，这 其实是他通过玻璃门所形成的___________（选填“虚”或“实”）像，他与像之间的距离为___________m。 11．我国首款按照国际通行适航标准研制、具有完全自主知识产权的干线民用飞机C919大型客机已实现常态化商业运营。 (1)当飞机静止在地面上时，飞机受到的__________力和地面对飞机的支持力是一对平衡力。飞机在水平跑道上滑行时，重力对飞机是否做功？__________。飞机起飞升空的过程中，飞机的重力势能__________。飞机在空中飞行过程中，以地面为参照物，飞机是__________的。飞机与地面塔台之间的通信，是通过__________传递信息的； (2)飞机的轰鸣声通过__________传播到地面执勤人员的耳中。机舱采用了双层隔音玻璃设计，这是在__________减弱噪声，为乘客营造了安静的乘坐环境； (3)若航空煤油的热值为，发动机热机效率约40%，某段飞行过程中消耗航空煤油，这些航空煤油完全燃烧放出的热量为__________，发动机输出的有用功为__________。 🌟思维挑战 12．我国科技创新能力日益凸显，各种新材料、新技术等科技成果不断涌现。下列说法正确的是（　　） A．我国歼-20的表面涂有吸波材料，能够吸收雷达发射的超声波 B．我国新一代宇航服包含多层隔热材料，能有效减少热传递 C．我国高铁采用了密度小的玻璃纤维复合材料，在增加质量的同时提升强度 D．神舟载人飞船返回舱外部采用的烧蚀材料，在高温下熔化、蒸发过程中放热 13．如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg，根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（    ）（g取10N/kg） A．该机器人比5克的橡皮擦质量小 B．电磁波是由变化的电流产生的 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人加速离地飞行时，升力大于重力 14．如图甲所示，春晚武术节目《武BOT》展现了“中国智造”的硬核力。同学们查阅了某些人形机器人的部分技术参数及工作原理，请回答问题。 (1)机器人的“呐喊”音效是通过内置扬声器________产生的；机器人的控制芯片主要由________材料制成。机器人的机械臂与如图乙所示的人的手臂原理类似，相当于________杠杆。 (2)每台机器人搭载激光雷达，利用________（选填“超声”或“电磁”）波传递信息。该机器人锂电池电压约为75V、容量15A·h，其充满电后可储存的总电能是________J。 (3)当输入电压改变时，如何使机器人电动机两端的电压保持稳定呢？同学们研究并设计了如图丙所示的电路，、为定值电阻，为磁敏电阻，阻值随磁场强弱变化的图像如图丁所示，当磁敏电阻在正常区域工作时，即使电路中输入电压U发生变化，两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化，从而使控制电路中的电动机稳定运转。分析可知，磁敏电阻的正常工作区域对应图丁中的________段（填“ab”或“bc”）。 15．我省某市大力发展“低空经济”，已开展电动垂直起降飞行器（eVTOL）试运行（如图甲所示）。该航空器搭载了先进的半固态电池，机翼上配备了多个由独立电动机驱动的风扇，并利用5G-A及北斗卫星进行高精度导航。 (1)飞行器的信号传输是通过________传递的； (2)为了保证飞行安全，即便其中一个风扇电动机出现故障，其他电动机仍能不受影响继续工作，则各电动机之间是________联的； (3)飞行器搭载的半固态电池总质量为，能量密度高达（“电池能量密度”是指满电时电池能量与电池质量之比），当对电池充电时，电池相当于________（选填“电源”或“用电器”），则满电时电池储存的电能是________J。 (4)在一次跨城运送任务中，设定起飞与降落阶段共消耗总电能的20%，剩余电能全部供给飞行器在规定高度进行水平匀速直线飞行，电能转化为水平驱动机械能的效率为60%，水平匀速飞行能耗由两部分组成：载荷作业系统工作的能耗（功率恒定为）和克服空气阻力能耗，当飞行器低速沿水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度的关系如图乙所示，为使飞行器在水平方向达到最大航程，其水平飞行速度应设为________，对应的最大航程为________。 16．阅读材料，回答问题。 第五代战斗机——“歼-20” “歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统，以光信号的形式传输信号，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20km，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（已知飞机发动机的效率是40%，航空燃油的热值为（5×107J/kg，g取10N/kg） 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)第五代战斗机——“歼-20”飞机融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的_________、机动性能等。 (2)“歼-20”飞机是由于上下表面的___________而升空的，当它着陆后，由于___________仍需继续滑行一段距离。 (3)下列说法中不正确的是___________。 A．飞机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力 B．为解决雷达的散热问题，采用比热容较大的液体作为冷却剂 C．飞机与地面的联系采用电磁波的形式传输信号 D．当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用 (4)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率为___________kW。若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约为___________km。 (5)翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值，若该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼面积为___________m2。飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值，则该“歼-20”飞机的推重比约为___________； 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $