人教版初中物理同步 9年级全册 第32课 信息的传递（教师版含解析） 试卷

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第32课  信息的传递(教师版) 课程标准课标解读1.了解电话的工作原理和工作过程； 2.认识模拟通信和数字通信；3.知道电磁波，了解电磁波的产生和传播；4.了解电磁波的特点及应用；5.认识无线通信和电视的工作过程；6.认识移动通信、网络通信、光纤通信、卫星通信的基本情况。1.认识生活中常见的电话机是如何工作的，交换机起什么作用；2.知道无线电信息分为模拟信息和数字信号；3.知道电磁波在社会生活中的广泛应用；4.了解电磁波的特点和规律；5.知道在高科技领域信息传输的特点。 知识点01  电话 现代顺风耳-电话1.电话的组成：话筒-把声信号变成变化的电流信号；听筒-把变化的电流信号变成声音信号。2.电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动(声音)。3.电话交换机：1)为了提高电话线路的利用率而发明的；2)用来实现两部电话之间的转换；3)使用交换机，可以大幅度的减少电话线的数量。4.电话“占线”原因：1)对方电话没有扣好；2)对方正在通话；3)电话交换机忙。【知识扩展】电话知识1.老式电话(1)1876年贝尔发明了电话；(2)最简单的电话的组成：话筒、听筒；(3)老式电话的工作原理：①对话筒讲话时，膜片时紧时松地压迫碳粒，使电阻时大时小，从而使流过碳粒的电流时小时大，这样，话筒把声信号变成电信号。②通过电话线，传入听筒的电流流过电磁铁。电流时大时小，电磁铁对膜片的吸引力也时大时小，使膜片发生不同的振动，在空气中形成声波。这样，听筒把电信号变成声信号。(4)电话交换机的作用：①减少电话线的数量，提高线路的利用率；②便于通话时接通，通话完毕拆开。(5)我们在打电话时经常遇到“占线”的原因：对方没扣好；对方正在通话；电话机交换机忙。2.话筒、听筒的构造及电话的工作原理：(1)话筒、听筒的构造1)话筒基本构造：老式话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有膜片，如图所示。2)听筒基本构造：听筒内有一个磁铁，磁铁上绕着线圈，磁铁前面有一个薄铁膜片，如下图所示。(2)电话的工作原理 1)话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的炭粒。人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低而发生振动，从而压缩炭粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电信号。2)听筒里有电磁铁和膜片。通话时，一方的话筒和另一方听筒是串联的。当对方强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁便将电信号变成膜片的强弱振动，把传输的声音还原出来。【例题1】(2020·眉山)下列关于能源信息说法中正确的是(　　)。A．原子弹爆炸是加以控制的链式反应；B．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用；C．光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的；D．日常生活中可以看到各式各样的天线，它们只是用来发射电磁波的【答案】C。【解析】A、核能发电是利用铀原子核裂变的可控链式反应来发电的，原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的，故A错误；B、打电话时，出现“占线”可能是由于对方正在使用电话；可能是对方电话没有放好；也可能是用电话的人太多，故B错误；C、光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故C正确；D、天线即能发射电磁波，同时也能接受电磁波，故D错误。故选：C。【例题2】下列有关声和电磁波的说法正确的是(　　)。A．光信号在光导纤维中以声音的速度传播；B．高速公路旁的房屋装有隔音窗，是为了防止噪声的产生；C．养蜂人通过听到蜜蜂的“嗡嗡”声，判断蜜蜂是否采了蜜；D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能【答案】C。【解析】A、光信号在光导纤维中以光的速度传播，所以传播速度特别快，故A错误；B、高速公路旁的房屋装有隔音窗，是为了阻断噪声的传播，故B错误；C、蜜蜂在不带花蜜飞行时比带花蜜飞行时翅膀每秒钟振动频率大，发出的音调高，有经验的养蜂人可以通过听蜜蜂飞行时发出声音的音调高低来判断蜜蜂是出去采蜜还是采蜜回来，故C正确；D、固定电话是利用电流传递信息的，移动电话(手机)既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能，故D错误。故选：C。知识点02  数字信号与模拟信号模拟通信和数字通信1.模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。2.数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。3.模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。4.电话交换机间的信息是靠数字信号传递，而电话与电话机之间的信息传递靠模拟信号，但是不论哪种通信都需要电话线。【例题1】关于能源、信息和材料，下列说法正确的是(  )。A．手机通话是利用电磁波来传递信息的；B．随着科技的发展永动机不久将会实现；C．煤、太阳能、天然气都是可再生能源；D．LED灯中的发光二极管由超导材料制成【答案】A。【解析】能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量之间可以互相转化。了解电磁波的概念；电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。A．手机通话是利用电磁波来传递信息的，正确。B．随着科技的发展永动机不久将会实现，错误，永动机不可能实现。C．煤、太阳能、天然气都是可再生能源 ，错误，煤、天然气不是可再生能源。D．LED灯中的发光二极管由超导材料制成，错误，发光二极管是半导体材料制成的。【例题2】小明由于经常玩手机，经检查眼睛有些近视，应利用    透镜矫正；手机之间利用    传递信息(选填“电磁波”或“声波”)。【答案】凹；电磁波。【解析】近视眼是由于人眼的晶状体变凸，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，故应佩戴发散透镜即凹透镜进行矫正，使光线发散后成像在视网膜上。手机既是电磁波的发射台也是电磁波的接受台，所以手机之间是利用电磁波来传递信息的。故答案为：凹；电磁波。知识点03  电磁波的海洋1.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。2.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介质；电磁波传播的速度c=3×108m/s，电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。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。【知识扩展一】电磁波谱按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、、紫外线、X射线及γ射线。以的波长最长，宇宙射线的波长最短。无线电波 3000米～0.3毫米。(微波0.1~100厘米)红外线 0.3毫米～0.75微米。(其中：近红外为0.76~3微米，中红外为3~6微米，远红外为6~15微米，超远红外为15~300微米)可见光 0.7微米～0.4微米。0.4微米～10纳米X射线 10纳米～0.1纳米γ射线 0.1纳米～ 1皮米　高能射线小于 1皮米 ()用的波长是3～6米；雷达用的波长更短，3米到几毫米。【知识扩展二】电磁波的应用1.微波炉：利用电磁波(波长很短的微波)来加热食品。2.雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线性越好，反射性能越强。3.无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波(无线电技术中使用的电磁波)；根据波长的不同而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。【例题1】(2021·江苏中考真题)今年5月21日晚，在云龙湖畔的无人机灯光表演中，数百架无人机在夜空中按照指令排列出“100”“初心·使命”等字样。地面工作人员向无人机发送指令通过的是(  )。A．紫外线 B．电磁波 C．超声波 D．次声波【答案】B。【解析】电磁波能传递信息，地面工作人员向无人机发送指令是通过电磁波传递的。故选B。【例题2】(2021·广东中考真题)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是(  )。A．紫外线属于可见光；B．红外线的波长比可见光的短；C．X射线的频率比无线电波的低；D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等【答案】D。【解析】A．由图可知，紫外线在可见光之外，属于不可见光，故A错误；B．由图可知，红外线的波长比可见光长，故B错误；C．由图可知，X射线的频率比无线电波的大，故C错误；D．可见光与γ射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故D正确。故选D。知识点04  广播、电视和移动通讯1.无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，无线电广播信号的接收由收音机完成。1)发射：话筒把播音员的音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电磁波(载波)上，再通过天线发射到空中。2)接收：收音机天线接到电磁波，经过收音机的调谐器选出特定频率的信号，电子电路在把音频信号从中选出来，进行放大，送到扬声器里，把音频电信号转换成声音。3)注意：调谐器和调制器易错：调制器是把音频电信号加载到电磁波上的过程，而调谐器通俗叫做选台，是在接收过程中。2.电视信号的发射和接收：电视信号的发射由电视台完成，电视信号的接收由电视机完成。1)图像信号的产生过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上，通过发射电线发射到空中。2)图像信号的接收过程：电视机的接收天线把高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出来并放大，由显像管把它还原成图像。注意：声音信号的产生，传播和接收与无线电广播的工作过程相似，与无线电信号一样，单独的图像信号不能在空中传播，必须以电磁波为载体传播3.移动通信1)基本原理：移动电话能将我们讲话的信号利用电磁波发射到空中同时又能在空中捕获电磁波得到对方讲话的信号。优点：利用电磁波传递信息，只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话，比固话方便。缺点：为了保证通话的质量，必须建立较大的无线电台进行信号的转换，这些固定的电台叫做基地台。移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台。【例题1】(2021·湖南张家界市)使用手机扫码支付是通过______传递信息的，制作手机芯片的材料主要是 ______(选填“超导体”、“半导体”、“导体”或“绝缘体”)。【答案】电磁波；半导体。【解析】[1]手机扫码支付是通过电磁波传递信息的。[2] 制作手机芯片的材料是硅、锗等半导体材料。【例题2】(2021·贵州黔东南苗族侗族自治州)2021年4月25日，台江县“乡村振兴·苗族姊妹节民俗文化周”在美丽的翁你河畔拉开帷幕。如图示是两位苗家美女用手机在直播“姊妹节”活动场景。利用手机拍照时，通过镜头成的是______立(选填“正”或“倒”)缩小的______(选填“实”或“虚”)像；手机直播是利用______(“声波”或“电磁波”)把信息传递到远方的。【答案】倒立；实；电磁波。【解析】[1][2]手机的镜头相当于一个凸透镜，拍照时物体在该透镜的两倍焦距以外，成倒立缩小的实像。[3]电磁波能传递信息，手机直播是利用电磁波把信息传递到远方。知识点05  越来越宽的信息之路1)微波通信：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。微波波长在10m-1mm，频率在30MHz-3×105MHz的电磁波。中继站：微波接近光波，大致沿直线传播，微波不能沿地球表面绕射，因此每隔50km左右就需要建设一个中继站；如果遇到高山和大洋根本无法建中继站，有时需要利用同步卫星作为中继站。2)卫星通信：卫星通信是借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足；在地球周围均匀配置三颗通信卫星就可以实现全球通信。注意：月球不能作为中继站，因为月球离我们太远，不利于接收。3)光纤通信：光是一种电磁波，而且它们的频率很高，频率间隔很宽；美国梅曼制成世界上第一台红宝石激光器。光不但能够沿直线传播，而且可以沿着弯曲的水流和玻璃丝传播，不管玻璃丝怎么样弯曲，都从一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出。光纤通信(光缆)：通信用的激光一般在特殊的管道-光导纤维(很细很细的玻璃丝)里传播。4)网络通信：把计算机联在一起就可以实现网络通信，发送和接收电子邮件是目前使用最频繁的网络通信方式。因特网：网络互相联结，成为世上最大的计算机网络，这就叫因特网。【例题1】(2021·云南昆明市)2021年5月15日凌晨2时，我国“天问一号”火星探测器从距离火星表面125千米的高度，约2万千米/时的速度，经过三个减速阶段，并在距离火星表面100米时，处于悬停状态，完成精避障后再缓速下降，历时9分钟，成功登陆火星。以下说法错误的是(  )。A．打开降落伞进行伞系减速阶段，探测器的动能不断增加，重力势能不断减小；B．探测器的外壳需要防热性强的材料；C．探测器处于悬停状态时，受到平衡力的作用；D．火星离地球上亿公里，地面发出的指令并不能立刻被探测器接收到【答案】A。【解析】A．打开降落伞进行伞系减速阶段，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，故A错误，符合题意；B．当探测器进入火星时，会摩擦产生大量热，探测器的外壳需要防热性强的材料，故B正确，不符合题意；C．探测器处于悬停状态时，是静止状态，受到平衡力的作用，故C正确，不符合题意；D．火星离地球上亿公里，靠电磁波传递信息，电磁波传递需要时间，所以地面发出的指令并不能立刻被探测器接收到，故D正确，不符合题意。故选A。【例题2】(2021·吉林中考真题)2021年5月15日，中国的“天问一号”火星探测器成功着陆于火星表面，探测器通过___________把火星影像图传回地球；如图所示，着陆器缓慢着陆火星的过程中，以火星表面为参照物，着陆器是___________的。【答案】电磁波；运动。【解析】[1]电磁波可以在真空传播，探测器使用的是电磁波。[2]着陆器缓慢着陆火星的过程中，以火星表面为参照物，着陆器位置改变，是运动的。题组A  基础过关练1.老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音，声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出，话筒、扬声器的工作原理分别相当于(   )。A.发电机、电动机  B.电动机、发电机    C.发电机、发电机    D.电动机、电动机【答案】A。【解析】话筒的工作原理是电磁感应现象；扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；发电机的工作原理是电磁感应现象；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。综上所述，选A。2.电话机的听筒是根据下列哪种原理制成的(   )。A.电磁感应原理 B.电流的磁效应 C.电流的热效应 D.通电导体在磁场中受力【答案】B。【解析】当随音频变化的电流通过听筒的螺线管时，螺线管的磁性发生变化，通电螺线管和永磁体之间的磁力也会发生变化，从而带动铁片振动发出声音，即电话机的听筒是根据电流的磁效应原理制成的。故选B。3.电话中的话筒和听筒的作用是(   )。A.话筒、听筒都是把声音变成电信号；B.话筒、听筒都是把电信号变成声音；C.话筒把声音变成电信号、听筒把电信号变成声音；D.话筒把电信号变成声音、听筒把声音变成电信号【答案】C。【解析】电话的话筒把声音信号转变为强弱变化的电流信号传递出去，再通过听筒中的电磁铁，把强弱变化的电流信号变成 振动的声音信号，即将电流还原成声音，故选C。4.关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是(　　)。A．核电站利用的是核聚变时产生的能量；B．光纤通信是利用电磁波传递信息；C．化石能源属于可再生能源；D．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的【答案】B。【解析】A、核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变。故A错误；B、光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光就是一种电磁波，故B正确；C、化石能源在地球上的储量是有限的，利用之后无法再生，属于不可再生能源，故C错误；D、电磁波能在真空中传播，卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误。故选B。5.关于超声波和电磁波，以下说法正确的是(　　)。A．都能在真空中传播 B．传播速度都是3×108m/s C．传播都需要介质 D．都能传递信息【答案】D。。【解析】A、声音不能在真空中传播，故A错误；B、在15℃下声音的传播速度是340m/s，故B错误；C、声音的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播，故C错误；D、声音和电磁波都能够传递信息，故D正确。故选D。6.下列工具(或设备)与电磁波应用无关的是(　　)。A．验钞机 B．军用雷达 C．医用B超 D．电视遥控器【答案】C。【解析】A、验钞机运用了紫外线的荧光作用，紫外线属于电磁波，故验钞机与电磁波应用有关；B、军用雷达利用了微波，微波属于电磁波，故军用雷达与电磁波应用有关；C、医用B超利用的是超声波，故医用B超与电磁波应用无关；D、电视遥控器利用了红外线，红外线属于电磁波，故电视遥控器与电磁波应用有关。故选C。7.关于电磁波的说法正确的是(　　)。A．手机通过电磁波进行信息传递；B．超声波是电磁波；C．电磁波在真空中传播速度为3×105m/s；D．电磁波不能在真空中传播【答案】A。【解析】A、手机的通过电磁波来传递信息的，故A正确；B、超声波不属于电磁波，它是声波，故B错误；C、电磁波在空气中传播的速度为3×108m/s，故C错误；D、电磁波不需要介质，可以在真空中传播，故D错误。故选A。8.下列说法中错误的是(　　)。A．电磁波能在真空中传播；B．卫星通信利用电磁波传递信息；C．手机通话利用超声波传递信息；D．“WIFI”上网利用电磁波传递信息【答案】C。【解析】A、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，故A正确；B、卫星通信是利用电磁波来实现的，故B正确；C、手机就是利用电磁波的发射和接收来实现信息传递的，故C错误；D、手机用“WiFi”上网是利用电磁波来传递信息的，故D正确。故选C。9.“跨越时空，漫游地球”离不开电磁波和能源，下列相关认识，错误的是(  )。A．“嫦娥四号”探测器能从月球上发回月背的影像图，说明电磁波能在真空中传播；B．我国5G技术世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波；C．太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能；D．能量在转化或转移过程中总量保持不变，所以不必担心能源危机【答案】 D。【解析】月球到地球之间为真空，因此“嫦娥四号”探测器利用电磁波能从月球上发回月背的影像图，说明电磁波能在真空中传播，A正确，不符合题意；无线电波属于电磁波，5G技术是采用无线电波来传输信息的，B正确，不符合题意；煤、石油是由古生物而形成的，它所储存的化学能来自于太阳；风能、水能是由太阳能所引起的，则煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能，C正确，不符合题意；能量在转化或转移过程中总量保持不变，但由于能量的转化或转移具有方向性，在转化或转移的过程中，能被我们所利用的能量会不断减少，因此过度使用能源会造成能源危机，D错误，符合题意。故选D。10.“北斗”卫星是中国自行研制的通信系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务。该系统在传递信息过程中主要依靠(　　)。A. 紫外线 B. 次声波 C. 电磁波 D. 超声波【答案】C。【解析】卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面，所以它传递信息利用的是电磁波。故选C。11.手机是利用　     来传递信息的。【答案】电磁波。【解析】手机是利用电磁波来传递信息的。故答案为：电磁波。12.佛山市的电视信号已全部实现了“数字信号”。为了能够收看到数字电视，每家每户中都添加了一个“机顶盒”，这种“机顶盒”的作用是把____信号转换成____信号。【答案】数字；模拟。【解析】数字信号：传播距离长，可同时传递大容量的信号，抗干扰能力强；模拟信号：传播距离较短，传递容量小，保真性较差，抗干扰能力弱。电视机顶盒的作用是把数字信号转化成模拟信号。13.“wifi”是以无线方式互相连接的技术，无线路由器和电脑、手机之间是通过_____传递信息的；电视遥控器前端的发光二极管可以发出不同的_____，实现对电视的遥控。【答案】电磁波；红外线。【解析】WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输；故无线路由器和电脑、手机之间是通过电磁波传递信息的；红外线可以用于遥控。电视机的遥控器的前端有一个发光的二极管，可以发射红外线，用它来传递信息，实现对电视的控制。答案为：电磁波；红外线。14.电话机听筒的工作原理：当电路中的电流____时，听筒中的电磁铁对薄铁膜片的吸引力也发生____，使薄铁膜片____起来，发出相应的声音。【答案】变化；变化；振动。【解析】电话机听筒的工作原理：当传入听筒的电流信号流过听筒中的线圈时，线圈中电流的不断变化，产生变化的磁场，使电磁铁对膜片的吸引力也随之变化，膜片发生相应的振动，发出相应的声音。15.马航MH370飞机于2014年3月8日与地面失去联系，中国军方利用地球同步卫星帮助搜救。同步卫星是利用　   　波来实现陆地与海面上搜救船之间的通信联系，它相对于太阳是　   　的(选填“运动”或“静止”)。【答案】电磁；运动。【解析】(1)电磁波的传递不需要介质，可以在真空中传播，同步卫星是利用电磁波实现陆地与海面上搜救船之间的通信联系的；(2)以太阳为参照物，同步卫星相对于太阳的位置不断发生着变化，所以是运动的。故答案为：电磁；运动。16.今年年初在抗击新型冠状病毒期间，医护人员穿着厚厚的防护服、戴上口罩和眼罩，眼罩上的玻璃片常常模糊不清，这是由于水蒸气在玻璃片上_____形成的；管控期间各高速出口、小区出入口等地方需要进行测量体温，使用的一种测温枪可以快速对进出人员进行非接触式体温测量，这种测温枪利用_____进行工作，它在真空中的传播速度为_____m/s。【答案】(1)液化；(2)红外线；(3)3×108。【解析】眼罩上的玻璃片常常模糊不清，水蒸气在玻璃片上液化形成的小水滴所致。红外线具有热效应，测温枪就是利用红外线工作的。电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，红外线也是电磁波，所以红外线在真空中的传播速度也为3×108m/s。17.阅读《5G时代》，回答问题。5G时代首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。本次大会以“5G改变世界，5G创造未来”为主题，以“国际化、高端化、专业化”为特色，以推进国内外5G应用发展为主线，推出了“智慧城市”、“智慧交通”、“智能制造”、“智慧医疗”等六大主题展览，以及5G仿生机器狗等“黑科技”，描述了5G为社会和生活带来的改变。“5G”代表什么呢？5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术。它的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，也是继4G系统之后的延伸。5G网络的优势，在于数据传输速率远远高于以往的蜂窝网络，比当前的有线互联网还要快。另一个优点是较低的网络延迟，响应时间低于1毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅能为手机用户提供服务，而且还将成为家庭和办公网络的提供商，与有线网络提供商形成竞争。博大精深的无线通信技术中的奥秘是什么呢？它全部都蕴含在物理学的基本公式“c = λ f ”中，即“光速=波长×频率”，在国际单位制中，波长的单位为“米(m)”，频率的单位为“赫兹(Hz)”。电磁波的功能特性是由它的频率决定的，不同频率的电磁波，有不同的用途。频率越高，能使用的频率资源越丰富，其传输速率就越高，同时，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在传播介质中的衰减也越大。由于5G技术采用了高频段传输，其最大的问题就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。为了解决这一问题，需要增加覆盖同一区域的5G基站的数量。全国已经建设5G基站11.3万个，将来会更多，将来我们身边将会出现很多的“微基站”、“天线阵列”，这样同一基站下的两个用户就可以不通过基站直接实现手机间的传输。5G的应用并不仅仅局限于消费端，更广阔的市场在于工业互联网领域的应用，如5G智慧工厂、自动驾驶等。目前，自动驾驶是市场焦点之一，车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。另外，中国联通已与中国商飞共同打造了5G智慧工厂，实现了飞机制造质量、效率和动力的大幅提升。阅读上文，回答下列问题：(1)车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。如图所示，是用于路口的5G指示灯，则红黄绿指示灯的连接方式以及5G通讯传递信息的形式分别为(        )A．串联、超声波B．串联、电磁波C．并联、超声波D．并联、电磁波(2)电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。若使用频率为25吉赫兹(GHz)的电磁波进行5G商用的频段试验，其中1GHz=109Hz，请利用短文中的知识，计算5G商用电磁波的波长为_______ m。(3)5G技术高频段传输数据遇到的困难是什么______？【答案】(1)D；(2)3×108 ；(3)0012；(4)传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。【解析】(1)根据生活经验可知，交通指示灯中的三个灯不会同时亮，即可以单独工作，且工作时互不影响，所以可以判断出三种颜色指示灯是并联的；5G通讯是利用电磁波来传递信息的；故选D；(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速，即3×108m/s；由题意可知，商用电磁波的波长为：；(3)由题意可知，5G技术高频段传输数据遇到的困难是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。答案为：(1)D；(2)3×108 ；(3)0012；(4)传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。题组B  能力提升练1．(2021·江苏苏州市)2021年5月16日，我国自主研发的“天问一号”火星探测器成功将“祝融号”火星车着落到火星表面，探测器从火星向地球传递信息是通过(  )。A．红外线 B．超声波 C．电磁波 D．次声波【答案】C。【解析】因为电磁波的传播不需要介质，且传播速度快，传递距离远，所以在太空中进行远距离信息传递使用的是电磁波，火星探测器向地球传递信息也是通过电磁波传播的。故选C。2．(2021·湖北宜昌市)关于信息和材料，下列说法不正确的是(  )。A．铜、铝、陶瓷都是很好的导体 B．光导纤维传导的是电磁波C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．发光二板管是一种半导体材料【答案】A。【解析】A．铜、铝是很好的导体，陶瓷是绝缘体，故A错误，符合题意；B．光导纤维传导的是激光，光也是电磁波，故B正确，不符合题意；C．超导材料无电阻，导线不产生热量，不会产生电损，适合用来进行远距离输电，故C正确，不符合题意；D．发光二板管具有单向导电性，是一种半导体材料，故D正确，不符合题意。故选A。3．(2021·湖南岳阳市)2021年5月15日，祝融号火星车成功降落在火星上，实现了中国航天史无前例的突破。以下分析正确的是(  )。A．火星车与地球间通过超声波传递信息；B．火星车在降落过程中相对火星是静止的；C．火星车减速着陆过程动能不变；D．火星车上的摄像头成像原理是凸透镜成像【答案】D。【解析】A．声的传播需要介质，真空不能传声，太空是真空，没有能传播声音的介质；火星车与地球间通过电磁波传递信息，故A错误；B．火星车在降落过程中相对火星有位置上的改变，是运动的，故B错误；C．火星车减速着陆过程质量不变，速度变小，动能变小，故C错误；D．火星车上的摄像头镜头相当于一个凸透镜，故D正确。故选D。4．(2021·湖南邵阳市)下列有关材料的说法正确的是(  )。A．航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料；B．温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响；C．铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引；D．光导纤维是用金属铜制成的【答案】B。【解析】A．航空器需要质量小，强度高，根据，在体积一定时，要减小其质量，就要减小材料的密度，即应选用高强度、低密度的材料，故A错误；B．有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速增大，利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻；有些半导体，在光照下电阻大大减小，如光敏电阻；没有光照时，光敏电阻就像绝缘体不易导电，有光照时，光敏电阻就像导体空易导电；我们常见的LED灯就是在半导体材料中掺入极其微量的杂质使它的导电性能增加，温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响，故B正确； C．磁铁能吸引铁、钴、镍，不能吸引铝，也不能吸引没有被磁化的钢针，故C错误； D．光导纤维是用玻璃制成的，故D错误。故选B。5．(2021·陕西中考真题)如图是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来，下列说法不正确的是(  )。A．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力，即重力和磁场的作用力；B．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同；C．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥；D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s【答案】B。【解析】A．音箱悬浮时受竖直向下的重力和竖直向上的磁力的作用，故A正确，不符合题意；B．底座通电后能产生磁场，是电流的磁效应；电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，故B错误，符合题意；C．音箱悬浮是受到磁体间排斥力的作用，同名磁极相互排斥，故C正确，不符合题意；D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约等于光速，为3×108m/s，故D正确，不符合题意。故选B。6．(2021·四川成都市)2021年5月15日，我国天问一号任务着陆巡视器成功着陆火星。如图是“祝融号”火星车拍摄传回地球的首批图片之一。这些图片信息传回地球主要依靠(  )。A．电磁波 B．激光 C．声波 D．电流【答案】A。【解析】火星车和地面的联系靠电磁波，将图片等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面，所以它传递信息利用的是电磁波。故选A。7．(2021·浙江宁波市)2020年7月23日，“天问一号”成功发射，奔向火星；至2021年5月15日(农历四月初四)，携带“祝融号”火星车的着陆巡视器在火星着陆，我国成为首个在一次火星探测任务中完成“绕、落、巡”三项目标的国家。下列描述错误的是(  )。A．图甲中箭头所指的行星是火星；B．2021年5月15日，地球上看到的月相是下弦月；C．陨石撞击火星可以形成撞击坑；D．“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的【答案】B。【解析】A．离太阳最近的行星是水星，向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故图甲中箭头所指的行星是火星，A正确，故A不符合题意； B． 2021年5月15日是农历四月初四，而农历每月二十二、二十三日，因为只能看到月亮东边的半圆，即地球上看到的月相是下弦月，B错误，故B符合题意 ；C．力可改变物体的形状，陨石撞击火星可以形成撞击坑，C正确，故C不符合题意； D．电磁波不仅能传递声音信息，还能传递图像信息，“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的，D正确，故D不符合题意。故选B。8．(2021·四川南充市)2021年5月，“天问一号2探测器成功在火星着陆，下列有关“天问一号”的说法错误的是(  )。A．“天问一号”与地面控制中心联系是通过电磁波传递信息B．“天问一号”的太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能C．“天问一号”在着陆火星减速下降过程中机械能不变D．“天问一号”轨道修正需要发动机点火工作，说明力可以改变物体的运动状态【答案】C。【解析】A．电磁波可以在真空中传播，所以天问一号与地面控制中心联系是通过电磁波传递的信息，故A正确，A不符合题意；B．太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，故B正确，B不符合题意；C．天问一号在着陆火星减速下降过程中质量不变，速度变慢，所以动能减小，高度减小，所以重力势能减小，所以机械能减小，故C错误，C符合题意；D．“天问一号”轨道修正需要发动机点火工作，此时天问一号的运动方向的改变利用的是力可以改变物体的运动状态，故D正确，D不符合题意。故选C。9．(2021·黑龙江中考真题)2020年《开学第一课》于9月1日央视综合频道晚八点正式播出。今年《开学第一课》以“少年强，中国强”为主题，传递“人民至上生命至上”的价值理念。手机端收看电视节目由_______传递信号，其在真空中的传播速度约是_______m/s。【答案】电磁波；。【解析】[1]手机端收看电视节目由电磁波传递信号。[2]光在真空中的传播速度约是m/s。10．(2021·福建中考真题)2021年5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱实现自主快速交会对接。对接过程运用北斗系统完成远距离自主快速测定轨，其间信息的传递是依靠______实现的。天舟二号与天和核心舱形成结合体后一起运行，以天和核心舱为参照物，天舟二号是______的。【答案】电磁波；静止。【解析】[1]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，所以我们利用电磁波来传递信息。[2]天舟二号与天和核心舱形成结合体后一起运行的过程中，它们之间没有位置上的改变，它们是相对静止的。11．(2021·海南中考真题)2021年5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱实现顺利对接，对接成功后，以天舟二号为参照物，天和核心舱是______(选填“静止”或“运动”)的；地面指挥中心通过______(选填“超声波”或“电磁波”)对二者进行远程控制。【答案】静止；电磁波。【解析】[1]对接成功后，以天舟二号为参照物，天和核心舱相对于天舟二号的位置没有发生变化，所以天和核心舱是静止的。[2]因为电磁波可以在真空中传播，所以地面指挥中心通过电磁波对二者进行远程控制。12．(2021·黑龙江中考真题)2020年6月23日，北斗卫星导航系统组网成功，北斗导航依靠的是_______传递信息，其在真空中传播的速度约为______。【答案】电磁波；3108。【解析】[1]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；卫星在太空中，太空中没有介质，只能依靠电磁波传递信息。[2]电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3108m/s。13．(2021·河北中考真题)2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射______向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一，指南针能够指南北，是因为指南针受到了______的作用。【答案】电磁波；地磁场。【解析】[1]电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，地面控制中心通过发射电磁波向“天问一号”传达指令。[2]磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。指南针本身有磁性，放入地磁场中，受到地磁场的作用，总是指示南北方向。 题组C  培优拔尖练1．(2021·湖北荆州市)2021年3月4日，新华社消息，我国自行研制的北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定、持续为全球用户提供优质服务，系统服务能力步入世界一流行列。下列有关说法正确的是(  )。A．北斗导航系统是利用超声波实现定位导航；B．北斗导航系统主要通过传递信息来实现定位导航；C．北斗导航系统传递信息的速度小于光速；D．北斗导航系统能为用户提供定位服务的最小精度为1千米【答案】B。【解析】A．因为真空不能传声，北斗导航系统是利用电磁波实现定位导航，故A错误；B．北斗导航系统主要通过电磁波来进行传递信息实现定位导航，故B正确；C．电磁波在传播的速度等于光速，北斗导航系统传递信息的速度等于光速，故C错误；D．截止2020年7月北斗导航卫星的定位精度可达2.5米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，故D错误。故选B。2．(2021·湖北十堰市)5月30日，天舟二号货运飞船与太空中的天和核心舱顺利实现自主快速交会对接，是我国航空航天科技的重大技术升级。它们之间的信息传递是利用(  )。A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．光导纤维【答案】A。【解析】由于电磁波可以在真空中传播，所以天舟二号货运飞船与太空中的天和核心舱之间是利用电磁波来进行信息传递的，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。3．(2021·山东东营市)下列说法正确的是(  )。A．原子是由质子和中子构成的；B．电磁波不能在真空中传播；C．导体的电阻是导体本身的一种性质；D．铜丝、铅笔芯、玻璃都是导体【答案】C。【解析】A．原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由质子和中子构成的，故A错误；B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；C．导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体两端的电压和通过它的电流大小无关，故C正确；D．铜丝、铅笔芯容易导电，是导体，而玻璃不容易导电，是绝缘体，故D错误。故选C。4．(2021·湖南邵阳市)“中国天眼”是一个500米口径球面射电望远镜(FAST)，是目前世界上最大，最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到137亿光年以外的信号，2021年3月31日0时起，已向全球天文学家征集观测申请，“中国天眼”成为“世界天眼”，它所接收的信号是(  )。A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．以上都不是【答案】C。【解析】真空不能传声，射电望远镜能够接收到137亿光年以外的信号，所以它所接收的信号是电磁波，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。5．(2021·辽宁中考真题)“天问一号”火星探测器成功发射。“祝融号”火星车已在火星上展开探测。请用物理知识回答下列问题：(1)在发射的过程中，“天问一号”在大气层内加速升空，它的动能、重力势能是如何变化的______?(2)从能量转化的角度分析。“天问一号”上携带的太阳能电池板有何作用________?(3)“祝融号”在探测时是利用什么将信息传送回地球的________？【答案】动能变大，重力势能变大(或动能，重力势能都变大)；太阳能电池板将太阳能转化为电能；“祝融号”利用电磁波将信息传送回地球。【解析】(1)[1]在发射的过程中，“天问一号”的质量不变，速度和高度都在增大，则其动能和重力势能都变大。(2)[2]“天问一号”上携带的太阳能电池板接收太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，为“天问一号”上的电器供电。(3)[3]火星与地球之间是真空状态，电磁波能传递信息，且电磁波的传递不需要介质，所以“祝融号”在火星上探测时是利用电磁波将信息传送回地球的。6．(2021·辽宁中考真题)我国用“长征”火箭成功发射了“天舟二号货运飞船，并与“天和号”核心舱顺利对接。在对接过程中，“天舟二号”相对于“天和号”是_______的，地面指挥中心发出的指令是通过_______传输给“天舟二号”的，飞船在轨道运行过程中______(选填“受到”或“不受”)力的作用。【答案】运动；电磁波；受到。【解析】[1]在对接过程中，“天舟二号”与“天和号”之间位置发生变化，以“天和号”为参照物，“天舟二号”是运动的。[2]电磁波的传播不需要介质，地面指挥中心发出的指令是通过电磁波传输给“天舟二号”的。[3]由题意可知，飞船在轨道运行过程中，围绕地球做曲线运动(运动状态改变)，所以它一定受到力的作用。7．(2021·贵州中考真题)2021年5月15日，“祝融号”火星探测车在火星北半球乌托邦平原成功着陆并开始技行探测任务。5月22日，祝融号火星车第一次在火星表面拍下有中国印记的影像图。如图所示，探测车的质量为240kg，有六个宽大的车轮，经科学研究得知，火星上物体受重力与它质量的比值g火=3.73N/kg，由此可知，探测车在火星上受到的重力为______N；探测车在火星上______(选填“会”或“不会”)失去惯性；车轮的表面有许多凸棱，是为了______(填“增大”成“减小”)探测车行驶时的摩擦力；它将拍摄到的影像图用______(选填“网络”或“电磁波”)传回地球。【答案】895.2N；不会；增大；电磁波。【解析】[1]由G=mg火得探测车在火星上受到的重力G=mg火=240kg3.73N/kg=895.2N[2]惯性的大小与质量有关，在火星上探测车的质量不变，惯性的大小不变，不会失去惯性。[3]车轮的表面有许多凸棱，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。[4]火星上没有网络，电磁波可以在真空中传播，拍摄到的影像图用电磁波传回地球。8．(2021·辽宁中考真题)5月15日，“天问一号”火星着陆器成功着陆火星表面。如图所示，着陆器启动反推火箭向下喷火减速着陆，利用了物体间力的作用是______的，同时说明力可以改变物体的______。着陆器通过______(填“电磁波” 或“超声波” )向地球传递信息。【答案】相互；运动状态；电磁波。【解析】[1]着陆器启动反推火箭向下喷火，由于物体间力的作用是相互的，同时火给着陆器向上的力使着陆器减速。[2]着陆器受到力的作用而减速运动，说明力可以改变物体的运动状态。[3]太空中是真空状态，电磁波的传递不需要介质，所以着陆器是通过电磁波向地球传递信息的。9．(2021·广西贺州市)2021年，“天问一号”携带的“祝融号”火星车成功着陆在火星上，它是通过_______向我们传递信息的；“天问一号”在加速升空的过程中机械能增加_______(选填“增加”或“减少”)。【答案】电磁波；增加。【解析】[1]太空没有空气，信息传递通过电磁波传输到地球上。[2]“天问一号”在加速升空的过程中，质量不变，高度增大，速度增大，重力势能和动能均增大，故机械能增加。