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第21章《信息的传递》单元测试卷-2022-2023学年九年级物理全一册同步考点专题训练(人教版)
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第二十一章《信息的传递》单元测试卷(解析版)
测试范围:人教版九年级第21章
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.(2021•徐州)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。
【解答】解:无人机传递信息利用的是无线电波,无线电波是电磁波的一种。
故选:B。
2.(2021•益阳)5G通信技术是指第五代移动通信系统,我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度,它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。关于5G与4G的下列说法错误的是( )
A.5G和4G都是利用电磁波进行无线通信 B.5G比4G传输处理数据的容量更大
C.5G比4G处理数据的速度更快 D.5G传播电磁波的速度比4G的快
【答案】D。
【解答】解:AD、5G和4G都是利用电磁波进行无线通信,在真空中传播的速度是3×108m/,故A正确,D错误;
BC、5G网络最大的优势在于提供的移动宽带服务速率更快,延时更低(可以做到1毫秒),传输更大容量数据时稳定性更好,且网络更安全,故BC正确;
故选:D。
3.(2021•陕西)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。
【解答】解:A、音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡,它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力,是一对平衡力,故A正确;
B、底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场,而电动机的工作原理通电线圈在磁场中受力转动,故B错误;
C、音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故C正确;
D、电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s,故D正确。
故选:B。
4.(2021秋•河口区期末)电磁铁的磁性强弱与下列因素中无关的是( )
A.通入电流的大小 B.通入电流的方向
C.电磁铁线圈的匝数 D.插入线圈的铁芯
【答案】B。
【解答】解:A、电磁铁一定时,通入电流的大小影响电磁铁的磁性强弱,通入电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强,A不符合题意;
B、线圈中通过的电流的方向不影响电磁铁磁性的强弱,只能改变电磁铁的磁场方向,B符合题意;
C、线圈的匝数影响电磁铁磁性的强弱,电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,C不符合题意;
D、铁芯影响电磁铁的磁性强弱,对于确定的电磁铁,通入电流一定时,插入铁芯磁性变强,D不符合题意;
故选:B。
5.(2022•武穴市模拟)初二(3)班的同学们上完信息课,从微机室中出来,大家议论纷纷,有以下几种说法,你认为不正确的是( )
A.利用上网可以查阅所需的各种资料,比资料室中要全多了
B.利用上网可以看到不断更新的新闻,比报纸要快多了
C.利用上网可以发送电子邮件,把人们的空间距离缩短了
D.只有收件人的计算机打开着,我们才能向他发送电子邮件
【答案】D。
【解答】解:网络上的资料内容丰富,什么资料都有。而且新闻每时每刻都在进行更新,信息容量大。电子邮件还可以向远在千里之外的人发送,进行联系。因此A、B、C都正确,但不合题意。
D、电子邮件随时都可以发送,收件人可以在任何时候打开信箱,查看邮件。符合题意。
故选:D。
6.(2022•丛台区校级模拟)关于电磁波和现代通信,下列说法中错误的是( )
A.光纤通信具有传输信息大,抗干扰能力强,损耗小等优点
B.微波、超声波、无线电波都属于电磁波
C.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
D.卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
【答案】B。
【解答】解:A、光纤通信的优点是:传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等。故A正确。
B、微波、无线电波都属于电磁波,超声波不属于电磁波。故B错。
C、卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的,这样可以使它转发的微波到达地球上很大的范围。故C正确。
D、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息。故D正确。
故选:B。
7.(2020秋•灵宝市期末)使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图,蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光 B.在真空中传播速度为340m/s
C.在真空中传播速度比手机通信的电磁波小 D.波长比手机通信的电磁波短
【答案】D。
【解答】解:A、蓝牙通讯用的是电磁波,不是光信号;故A错误;
B、电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s,不是340m/s,故B错误;
C、蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波,在真空中传播速度相同,故C错误;
D、蓝牙通讯比手机通讯的电磁波频率高,所以波长短,故D正确。
故选:D。
8.(2022•曲靖模拟)载有三位航天员的神舟十三号载人飞船在轨运行180天后成功着陆,标志着我国航天技术从此迈入航天强国,是我国综合国力全面提升的重大体现。本次航天实现了多个“首次”:首次进驻天宫、首次太空漫步、首次在轨通过遥控操作完成货运飞船与空间站对接、首次在轨驻留长达6个月……如图所示的是载有三位航天员的神舟十三载人飞船从发射升空、在轨运行、发射回收的几个场景,以下描述错误的是( )
A.火箭发射升空时内能转化为机械能
B.在轨运行时神舟十三号与天和核心舱保持相对静止
C.太空授课内容通过电磁波传回地面
D.返回舱下落时降落伞打开,速度变慢惯性减小
【答案】D。
【解答】解:A、火箭发射升空时燃料燃烧产生的内能转化为机械能,故A正确;
B、在轨运行时神舟十三号与天和核心舱的相对位置没有发生变化,保持相对静止,故B正确;
C、电磁波可以在真空中传播,太空授课内容通过电磁波传回地面,故C正确;
D、返回舱下落时降落伞打开,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选D。
9.如图所示,电话交换机的作用是( )
A.把声信号转换成电信号 B.把电信号还原成声信号
C.把需要通话的两部电话断开 D.提高线路的利用率
【答案】D。
【解答】解:以前若想使得电话间相互通话时,即必须将其连接在一起,故若想实现几部电话间的通话,就必须将所有的电话都相互连接才可以实现,大大的浪费了导线。为提高线路的利用率,人们发明了电话交换机,即一个地区的电话都要接到同一台交换机上,不同地区的电话之间相互通话时,只需将两地的交换机相连即可实现,这样大大的节省了资源,提高了线路的利用率。
故选:D。
10.(2021秋•偃师市月考)观众在家中选择不同频道观看电视直播时,实际上是在改变( )
A.电视台发射的电磁波的波速 B.电视机接收的电磁波的波速
C.电视台发射的电磁波的频率 D.电视机接收的电磁波的频率
【答案】D。
【解答】解:
电磁波的波速是不变的,故A、B不合题意。
不同的电视台发射的电磁波的频率也是固定不变的,使用电视机在选择频道时,是不能改变电视台的频率的,故C不合题意。
使用电视机选择不同的频道,实际上是选择不同的频率范围,也就是改变了电视机的不同接收频道,故D符合题意。
故选:D。
11.(2021•宜昌)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.发光二极管是一种半导体材料
【答案】A。
【解答】解:A、陶瓷为绝缘体,故A错误;
B、光导纤维传导的是激光信号,激光也是一种电磁波,故B正确;
C、超导体做输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率,故C正确;
D、发光二极管是一种半导体材料,故D正确。
故选:A。
12.(2022•南海区一模)下列关于电磁波和通信技术说法正确的是( )
A.用三个同步卫星可以实现全球通信
B.手机在偏远山区没信号,是电磁波的频率变小了,传播距离变短了
C.手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快
D.光纤通信中使用的导线是金属导线
【答案】A。
【解答】解:A、在地球周围均匀地布置3颗同步卫星,就可以实现全球通信,故A正确;
B、手机在偏远山区没信号,是因为手机信号弱等原因,电磁波在传播过程中频率不会变化,故B错误;
C、手机5G技术“传输的信息多”是指传输速度的增加,这是多种技术应用的结果,不是电磁波的传播速度的增加,故C错误;
D、光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息,故D错误。
故选:A。
13.(2022春•石家庄月考)下列关于声和电磁波的说法正确的是( )
A.汽车的“倒车雷达”和“军事雷达”都是利用了超声波
B.钢琴的声音美妙主要是指音色悦耳动听
C.“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大,响度增大
D.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用电磁波传递信息
【答案】B。
【解答】解:A、倒车雷达利用反射的超声波来区分障碍物的距离,“军事雷达”是利用了电磁波的传递信息的原理,故A错误;
B、钢琴的声音美妙,指音色好,悦耳动听,故B正确;
C、“听诊器”能减少声音的分散,从而增大响度,而并不是使人的心脏振动幅度增大、响度增大,故C错误;
D、固定电话是靠电流来传递信息的;电视、移动电话、广播电台都是利用电磁波来传递信息的,故D错误。
故选:B。
14.(2022•郫都区模拟)下列关于电磁波的说法不正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播 B.光波属于电磁波
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的 D.无线电广播信号是靠电磁波传播的
【答案】A。
【解答】解:A、电磁波的传播不需要介质,它可以在真空中传播,故A错误;
B、光是一种电磁波,故B正确;
C、微波炉是利用电磁波加热食物的,故C正确;
D、无线电广播信号的发射和吸收是利用电磁波传递信息的,故D正确;
故选:A。
15.(2022•东营模拟)科学家费尔和格林贝尔由于发现“巨磁电阻”效应荣获2007年诺贝尔物理学奖。研究发现,磁敏电阻的阻值随它所在空间磁场的变化而变化。图中“GMR”是一个磁敏电阻,D是电磁铁。当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡L逐渐变暗。下列判断不正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极 B.电磁铁的磁性逐渐增强
C.小灯泡的电功率逐渐变小 D.磁敏电阻的电阻值随磁场的增强而明显减小
【答案】D。
【解答】解:A、当开关闭合后,电磁铁中的电流是从右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,故A正确;
B、若滑片P向左移动,接入电路中的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,故B正确;
C、灯泡L逐渐变暗,说明小灯泡的电功率逐渐变小,故C正确;
D、灯泡变暗,说明其所在电路的电流变小,由于磁敏电阻的增大,导致了其所在电路的电流变小,由于电磁铁磁性的增强,导致了磁敏电阻的阻值增大,因为磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,故D错误。
故选:D。
16.(2021•高新区模拟)图中是甲、乙两种不同电磁波的传播图像,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两种电磁波的振动频率相同 B.甲电磁波振动的波长较长
C.甲电磁波的传播速度较快 D.甲电磁波振动的频率较大
【答案】B。
【解答】解:C、甲、乙都是电磁波,电磁波速是相等的,故C错误;
ABD、两个相邻的波峰或波谷之间的距离是波长,由图知,甲的波长大,乙的波长小,根据波速=波长×频率,电磁波速不变,甲的波长大,甲的频率小,故AD错误,故B正确;
故选:B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共15分)
17.(2022•临邑县模拟)在抗疫最艰难的时期,大街上一台前行的机器人正将生活物资送到小区内,如图所示,以机器人为参照物,路边的树是 运动 的。
【答案】运动。
【解答】解:机器人正将医疗物资送到武汉多家医院,以机器人为参照物,路边的树在不断发生改变,故以机器人为参照物,路边的树是运动的。
故答案为:运动。
18.(2021•兴宾区校级模拟)手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。智能手机传递信息的电信号采用 数字 (填“模拟”或“数字”)信号。
【答案】数字。
【解答】解:手机是利用电磁波传递信息的;
手机的声音、图象信息都是数字信号。
故答案为:数字。
19.(2022•金安区校级模拟)光纤通信是利用光信号在光纤中 全反射 (选填“直线传播”、“全反射”或“折射”)实现信息传输的,它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和 通信质量高 等优点。
【答案】全反射;通信质量高。
【解答】解:光也是一种电磁波,光纤通信是利用激光在光导纤维内壁不断反射来传递信息的,光纤的抗干扰能力强,不受外界电磁波的干扰与影响,而且本身也不向外界辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合,在传输过程中,一般不会受到外界的影响,只有将光缆弄断,信号的传输才有可能中断。
故答案为:全反射;通信质量高。
20.(2022•高要区一模)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 静止 (选填“静止”或“运动”)的;地面指挥中心通过 电磁波 (选填“超声波”或“电磁波”)对二者进行远程控制,其在真空中的传播速度为 3.0×108 m/s。
【答案】静止;电磁波;3.0×108。
【解答】解:对接成功后,以天舟二号为参照物,天和核心舱的位置没有发生变化,是静止的;
地面指挥中心通过电磁波对二者进行远程控制,其在真空中的传播速度为3×108m/s。
故答案为:静止;电磁波;3.0×108。
21.(2021•大连二模)电视信号的传送是将频率较低的音频信号和视频信号加载到频率更高的电流上,产生电磁波发射到天空中,这种电流叫做射频电流。如图所示,是音频信号、视频信号和射频信号波形的示意图,其中表示射频信号的是 丙 ,该信号在真空中传播速度为 3×108 m/s。
【答案】丙;3×108。
【解答】解:由大约在几十赫到几千赫之间,叫做音频信号,频率在几赫到几兆赫之间,叫做视频信号可知,视频信号的频率大于音频信号的频率,射频电流是把音频电流和视频电流加载到频率更高的电流上,因此频率最高的是射频信号,
由波形图可知,丙频率最高,为射频信号,甲频率最低,为音频信号,乙为视频信号,该信号在真空中传播速度为3×108m/s。
故答案为:丙;3×108。
22.(2022•河南模拟)1966年,华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想。由于光的频率很高,光在光纤中传输,在一定时间内可以传输大量信息。光缆是有数条光纤并成一束再附上保护层制成的。光纤通信有许多优点,试举一例: 容量大 。
【答案】容量大;电磁波。
【解答】解:(1)光纤已经成为现代通信的主要传输工具,它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点。
故本题的答案为:容量大。
23.(2022•河源一模)骑青桔共享自行车前要扫码,扫码时,手机里的集成电路是用 半导体 材料制成的(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”),青桔共享自行车的收费规则是前15分钟收费1.5元,然后每增加半小时多收费1.5元(不够半小时按半小时计),王亮去奶奶家需要连续骑行40分钟,则应交车费 3.0 元。
【答案】半导体;3.0。
【解答】解:手机里有二极管,二极管是用半导体材料制成的。
连续骑行40分钟,前15分钟1.5元,后25分钟不足半小时,收费1.5元,故需交车费:1.5元+1.5元=3.0元。
故答案为:半导体;3.0。
24.(2022•南岗区校级模拟)某电磁波波形如图所示,该电磁波的波长是 0.01 m,频率是 3×1010 Hz。
【答案】0.01;3×1010。
【解答】解:图中给出的是1个波长的距离,所以波长λ=1cm=0.01m。
电磁波传播的速度c=3×108m/s,
由公式c=λf得:
f===3×1010Hz。
故答案为:0.01;3×1010。
三、实验题(本题共2小题,每空1分,共9分)
25.(4分)(2021•同心县校级一模)根据如图所示的实验图,在一下面的空格处填入相应的内容。
(1)甲图:通过真空罩可以看到手机来电显示灯在不断闪烁,说明电磁波 可以在真空中传播 。
(2)乙图:利用这个实验原理可制作 电动机 。
(3)丙图:口吹硬币跳过栏杆,说明 空气流动速度大的地方,压强小 。
(4)丁图:音叉发出的声音不同,小球被弹开的幅度不同,说明 声音的响度 与振幅有关。
【答案】(1)可以在真空中传播;(2)电动机;(3)空气流动速度大的地方,压强小;(4)声音的响度。
【解答】解:(1)甲图:通过真空罩可以看到手机来电显示灯在不断闪烁,说明电磁波可以在真空中传播;
(2)乙图:通电导体在磁场中受力运动,利用这个实验原理可制作电动机;
(3)丙图:口吹硬币,硬币上方空气流速大压强小,因此硬币会跳过栏杆,说明空气流速大的地方压强小;
(4)丁图:音叉发出的声音不同,小球被弹开的幅度不同,说明声音的响度与振幅有关,并且振幅越大,响度越大。
故答案为:(1)可以在真空中传播;(2)电动机;(3)空气流动速度大的地方,压强小;(4)声音的响度。
26.(5分)(2021秋•荔湾区校级期中)屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及,有赖于科技超声波指纹识别技术SenseID的出现。超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
(1)超声波 不能 (选填“能”或“不能)在真空中传播;
(2)SenseID是利用了超声波传递 信息 (选填“信息”或“能量“)的特性;
(3)SenseID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物 A ;
A.蝙蝠 B.蜘蛛 C.青蛙 D.猫
(4)某手机利用SenseID,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时8×10﹣6s,可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为 3.6 mm;(超声波传播的速度取 900m/s,不计SenseID系统的大小)
(5)SenseID 系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图中选项最符合的是 A 。
【答案】(1)不能;(2)信息;(3)A;(4)3.6;(5)A。
【解答】解:
(1)超声波属于声波,超声波的传播需要介质,不能在真空中传播;
(2)声音能够传递信息和能量,SenseID是利用了超声波传递信息的特性;
(3)超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的,在选项中的几类动物中,蝙蝠可以发出超声波,会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍,因此,它模仿的是蝙蝠,而蜘蛛、青蛙、猫都不能发出超声波,故A正确;
(4)从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时8×10﹣6s,则超声波到达指纹的时间为:t=×8×10﹣6s=4×10﹣6s;
根据v=可知,SenseID系统到手机屏幕表面的距离为:s=vt=900m/s×4×10﹣6s=3.6×10﹣3m=3.6mm;
(5)检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,超声波的传播速度一定,距离越远,则接收到的超声波所用的时间越长,所以与1图对应的指纹的特点是A。
故答案为:(1)不能;(2)信息;(3)A;(4)3.6;(5)A。
四、计算题(本题共2小题,共18分)
27.(2021•高台县校级一模)为了测出某时刻火星到地球的距离,科学家们向火星发射了一束频率为600MHz的电磁波,7min后地面雷达接收到了反射波,则此时火星距地球多远?该电磁波的波长是多少?(真空中电磁波的传播速度为3×108m/s)
【解答】解:电磁波在真空中传播速度是:v=3×108m/s;
电磁波从地球传播到火星的时间是:t==3.5min=3.5×60s=210s;
地球到火星的距离是:s=vt=3×108m/s×210s=6.3×1010m;
雷达向火星发出的电磁波的波长:
由v=λf得:λ===0.5m。
答:(1)此时火星距地球的距离为6.3×1010m;
(2)发射的电磁波的波长是0.5m。
28.(10分)(2021•原州区校级三模)2021年5月15日,我国自主研发的“天问一号”着陆巡视器搭载“祝融”号火星车成功着陆火星表面,如图甲所示。这是我国首次执行的火星着陆任务。“祝融”号火星车高度约1.85米,质量达到约240kg,6个车轮均可独立驱动,所有车轮与地面接触面积约为200cm2,最大行驶速度为200m/h。设计寿命为3个火星月,相当于约92个地球日,火星车要完成的任务之一是火星巡视区形貌和地址构造探测。据调查研究:火星表面重力约为地球表面重力的,火星表面目前没有发现水,全部是砂石覆盖,导致昼夜温差大(g=10N/kg)。
(1)如图乙是火星探测器拍摄的火星表面高清影像图。若想再次拍摄局部放大图片应 伸出 (选填“伸出”或“收缩”)镜头,“天问一号”与地面控制中心联络是靠 电磁波 (选填“声波”或“电磁波”)。
(2)若火星车要到离营地1.4km的某地执行任务,计算从营地到目的地所用时间。
(3)“祝融”号火星车对火星表面的压强大小。
(4)请你用所学的知识解释火星昼夜温差大的原因。
【解答】解:(1)根据照相机的成像原理,若想拍摄局部放大图片应减小物距,所以应伸出镜头;“天问一号”与地面控制中心联络是靠电磁波完成的;
(2)由题可知,s=1.4km,v=200m/h=0.2km/h,利用公式t= 得营地到目的地所用时间t===7h;
(3)由题意知,在水平面上,“祝融”号火星车对火星表面的压力等于重力,
F压=G火=G=mg=×240kg×10N/kg=800N,
P===4×104Pa;
(4)白天时,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度升高的多。晚上时,相同质量的水和砂石放出相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度降低的多。所以火星表面昼夜温差较大。
故答案为:(1)伸出;电磁波;
(2)火星车从营地到目的地所用时间为7h;
(3)火星车对火星表面的压强为4×104Pa;
(4)白天时,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度升高的多。晚上时,相同质量的水和砂石放出相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度降低的多。所以火星表面昼夜温差较大。
五.解答题(共4小题,共26分)
29.(8分)(2022•铜仁市模拟)如今手机已经成为人们离不开的通信工具,手机在运转过程中有很多知识运用到了物理学。关于手机请同学们分别提出两个物理问题并进行解答:
问题1: 手机之间是用什么来传递信息 ?答: 电磁波 。
问题2: 用手机拍摄时镜头成的是什么像 ?答: 倒立缩小的实像 。
【解答】答:
手机之间是用什么来传递信息;电磁波;
用手机拍摄时镜头成的是什么像;倒立缩小的实像。
30.(8分)(2022•南海区校级模拟)2020年6月23日,第55颗“北斗”卫星成功发射,自此“北斗”卫星导航系统组网成功,这标志着我国从航天大国迈向航天强国。
承担此次“北斗”卫星运载任务的是长征三号乙三级运载火箭。如图所示是三级运载火箭的结构示意图,三级火箭内都满载燃料。火箭发射升空时,先点燃第一级火箭,它的燃料用完后空壳自动脱离,这时第二级火箭开始工作,继续推动火箭加速运动。第二级火箭在燃料用完后空壳也自动脱离,接着第三级火箭开始工作,再次加速将卫星送至预定轨道,最终完成“星箭分离”。卫星到达预定轨道展开太阳能电池帆板,以一定的速度绕地球飞行。
请回答下列问题:
(1)火箭升空的动力来源于燃料燃烧释放的 内 能;卫星与地面设备通过 电磁 波传递信息。
(2)长征三号乙运载火箭,应选用热值 较大 (选填“较大”或“较小”)的燃料。
(3)长征三号乙运载火箭在发射“北斗”卫星过程中的能量转化与热机 做功 冲程中的能量转化相同。
(4)火箭能达到的速度主要与燃料燃烧的喷射速度、火箭的“质量比”有关,若燃料的喷射速度一定,提高“质量比”。可提高火箭飞行速度。人们把火箭初始起飞时的总质量m0与燃料耗尽时的火箭结构质量m1之比称为“质量比”(即:)。请根据以上信息分析说明采用多级火箭为什么能提高火箭飞行速度。
【答案】(1)内;电磁;(2)较大;(3)做功;(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
【解答】解:(1)火箭升空的动力来源于燃料燃烧释放内能;卫星与地面设备通过电磁波传递信息;
(2)为减小运载火箭的质量,所用燃料应具有较高的热值,燃烧时可以释放出更多的热量;
(3)运载火箭在发射北斗导航卫星过程中,向下喷射出高温燃气流,将内能转化为机械能,此过程中与热机的做功冲程能量转化相同;
(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
故答案为:(1)内;电磁;(2)较大;(3)做功;(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
31.(4分)(2021秋•石景山区期末)阅读《微波和微波通信》
微波和微波通信
微波是电磁波家族中的一员,其在真空中传播速度与光速一样为每秒约30万公里。
微波的频率在300MHz﹣300KMHz的范围内,比一般的无线电波中的长波、中波、短波的频率高。不同频率的电磁波,其波长也不同,但传播时都遵循“光速=波长×频率”的规律,微波也不例外。
微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性。似光性指它传播时的波束能像光线一样集中地沿直线传播;穿透性指它照射介质时更易深入物质内部;非电离性指它的量子能量还不够大,与物质相互作用时虽能改变其运动状态,但还不足以改变物质分子的内部结构或分子间的键。利用这些特点,微波有广泛的应用,最主要的应用是在军事和通信方面。
微波通信具有通信容量大,投资费用省,建设速度快,抗灾能力强等优点。微波与同属无线电波的中波和短波相比,在相同的时间内可以传输更多的信息。微波的传播是沿直线传播,其绕行能力差,遇到障碍物会被反射和阻挡。用微波传递信息时,需每隔50km左右就要建设一个微波中继站,如图甲所示。要使微波信号传递的距离越远,需要的中继站越多。由于在雪山上、大洋中无法建设中继站,所以人们利用地球同步通信卫星做微波通信的中继站,如图乙所示,在地球的赤道上空的固定轨道上均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗地球同步通信卫星作为太空微波中继站,就能使通信范围几乎覆盖地球上的各个角落。从地面站向同步卫星Ⅰ发送微波,卫星Ⅰ收到后,经过放大用微波向地面和同步卫星Ⅱ转发,卫星Ⅱ收到后再经过放大用微波向地面和同步卫星Ⅲ转发,覆盖全球所有地面站。
如果在某地举行的体育赛事的电视信号通过卫星传送,其他地方的观众几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)微波在真空中的传播速度为 3×108 m/s。
(2)微波的主要特点是它的似光性、 穿透性 和非电离性。
(3)通讯中用微波传递信息时,下列说法中正确的是 D 。
A.频率越高的微波,其波长越长
B.多修建中继站,有利于微波产生更多的信息
C.微波的传播距离比中波近,只能传播50km
D.频率为300MHz(1MHz=106Hz)的微波,其波长为1m
(4)通过同步卫星传送电视信号,某地举行体育赛事,其他地方的观众几乎可以立刻看到现场的画面。如图丙所示,若A地区举办体育比赛,则B地区能看到转播的电视画面,至少应通过 两 颗同步卫星才能实现。
【答案】(1)3×108;(2)穿透性;(3)D;(4)两。
【解答】解:
(1)材料中说到,微波在真空中传播的速度与光速一样,约为每秒30万公里,
则微波在真空中传播的速度为:
c=3×105km/s=3×108m/s;
(2)材料中说到,微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性;
(3)A.在同种介质中,不同频率的微波的波速相同,根据“光速=波长×频率”可知,频率越高的微波,其波长越短,故A错误;
B.多修建中继站,有利于微波传播得更远,但是不能产生更多的信息,故B错误;
C.微波的传播绕行能力差,遇到障碍物会被反射和阻挡。用微波传递信息时,需每隔50km左右就要建设一个微波中继站,但并不是只能传播50km,故C错误;
D.频率为300MHz的微波,其波长:
λ=,故D正确。
故选D;
(4)由文中可知,三颗同步卫星可覆盖地球表面,则每颗卫星可覆盖地球表面的;如图,AB两地区同于地球的同一直径上,所以至少应通过两颗同步卫星才能使B地区看到A地区的体育比赛的转播画面。
故答案为:(1)3×108;(2)穿透性;(3)D;(4)两。
32.(6分)(2022•黔东南州模拟)阅读下面短文,回答问题。
2021年5月15日清晨,我国“天问一号”携带着火星探测车“祝融号”及其着陆组合体,在火星北半球乌托邦平原南部预选区着陆,并启了火星的一系列科考工作。并已将拍摄的照片等资料通过电磁波传回了地球。火星直径约为地球的53%,质量约为地球的11%,火星表面g值约为3.7N/kg。火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%;平均温度约为﹣55℃,从冬天的﹣133℃到夏日白天的将近27℃,温差很大;平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小。
从以上短文的描述或观察如图所示“祝融号”探测车,仿照示例列举两个物理知识的应用案例(示例除外)。
示例:“祝融号”宽大的平面展翼可以接收太阳能,为火星探测车提供能源。
(1) “祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的 。
(2) “祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互 。
【答案】(1)“祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的;(2)“祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互。
【解答】解:(1)“祝融号”着陆过程中,一直在靠近火星表面,所以相对于火星表面,它是运动的;
(2)因电磁波可以在真空中传播、携带信息量大、传播速度快,所以我们是利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互的。
故答案为:(1)“祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的;(2)“祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互。
第二十一章《信息的传递》单元测试卷(解析版)
测试范围:人教版九年级第21章
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.(2021•徐州)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。
【解答】解:无人机传递信息利用的是无线电波,无线电波是电磁波的一种。
故选:B。
2.(2021•益阳)5G通信技术是指第五代移动通信系统,我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度,它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。关于5G与4G的下列说法错误的是( )
A.5G和4G都是利用电磁波进行无线通信 B.5G比4G传输处理数据的容量更大
C.5G比4G处理数据的速度更快 D.5G传播电磁波的速度比4G的快
【答案】D。
【解答】解:AD、5G和4G都是利用电磁波进行无线通信,在真空中传播的速度是3×108m/,故A正确,D错误;
BC、5G网络最大的优势在于提供的移动宽带服务速率更快,延时更低(可以做到1毫秒),传输更大容量数据时稳定性更好,且网络更安全,故BC正确;
故选:D。
3.(2021•陕西)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。
【解答】解:A、音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡,它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力,是一对平衡力,故A正确;
B、底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场,而电动机的工作原理通电线圈在磁场中受力转动,故B错误;
C、音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故C正确;
D、电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s,故D正确。
故选:B。
4.(2021秋•河口区期末)电磁铁的磁性强弱与下列因素中无关的是( )
A.通入电流的大小 B.通入电流的方向
C.电磁铁线圈的匝数 D.插入线圈的铁芯
【答案】B。
【解答】解:A、电磁铁一定时,通入电流的大小影响电磁铁的磁性强弱,通入电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强,A不符合题意;
B、线圈中通过的电流的方向不影响电磁铁磁性的强弱,只能改变电磁铁的磁场方向,B符合题意;
C、线圈的匝数影响电磁铁磁性的强弱,电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,C不符合题意;
D、铁芯影响电磁铁的磁性强弱,对于确定的电磁铁,通入电流一定时,插入铁芯磁性变强,D不符合题意;
故选:B。
5.(2022•武穴市模拟)初二(3)班的同学们上完信息课,从微机室中出来,大家议论纷纷,有以下几种说法,你认为不正确的是( )
A.利用上网可以查阅所需的各种资料,比资料室中要全多了
B.利用上网可以看到不断更新的新闻,比报纸要快多了
C.利用上网可以发送电子邮件,把人们的空间距离缩短了
D.只有收件人的计算机打开着,我们才能向他发送电子邮件
【答案】D。
【解答】解:网络上的资料内容丰富,什么资料都有。而且新闻每时每刻都在进行更新,信息容量大。电子邮件还可以向远在千里之外的人发送,进行联系。因此A、B、C都正确,但不合题意。
D、电子邮件随时都可以发送,收件人可以在任何时候打开信箱,查看邮件。符合题意。
故选:D。
6.(2022•丛台区校级模拟)关于电磁波和现代通信,下列说法中错误的是( )
A.光纤通信具有传输信息大,抗干扰能力强,损耗小等优点
B.微波、超声波、无线电波都属于电磁波
C.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
D.卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
【答案】B。
【解答】解:A、光纤通信的优点是:传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等。故A正确。
B、微波、无线电波都属于电磁波,超声波不属于电磁波。故B错。
C、卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的,这样可以使它转发的微波到达地球上很大的范围。故C正确。
D、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息。故D正确。
故选:B。
7.(2020秋•灵宝市期末)使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图,蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光 B.在真空中传播速度为340m/s
C.在真空中传播速度比手机通信的电磁波小 D.波长比手机通信的电磁波短
【答案】D。
【解答】解:A、蓝牙通讯用的是电磁波,不是光信号;故A错误;
B、电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s,不是340m/s,故B错误;
C、蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波,在真空中传播速度相同,故C错误;
D、蓝牙通讯比手机通讯的电磁波频率高,所以波长短,故D正确。
故选:D。
8.(2022•曲靖模拟)载有三位航天员的神舟十三号载人飞船在轨运行180天后成功着陆,标志着我国航天技术从此迈入航天强国,是我国综合国力全面提升的重大体现。本次航天实现了多个“首次”:首次进驻天宫、首次太空漫步、首次在轨通过遥控操作完成货运飞船与空间站对接、首次在轨驻留长达6个月……如图所示的是载有三位航天员的神舟十三载人飞船从发射升空、在轨运行、发射回收的几个场景,以下描述错误的是( )
A.火箭发射升空时内能转化为机械能
B.在轨运行时神舟十三号与天和核心舱保持相对静止
C.太空授课内容通过电磁波传回地面
D.返回舱下落时降落伞打开,速度变慢惯性减小
【答案】D。
【解答】解:A、火箭发射升空时燃料燃烧产生的内能转化为机械能,故A正确;
B、在轨运行时神舟十三号与天和核心舱的相对位置没有发生变化,保持相对静止,故B正确;
C、电磁波可以在真空中传播,太空授课内容通过电磁波传回地面,故C正确;
D、返回舱下落时降落伞打开,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选D。
9.如图所示,电话交换机的作用是( )
A.把声信号转换成电信号 B.把电信号还原成声信号
C.把需要通话的两部电话断开 D.提高线路的利用率
【答案】D。
【解答】解:以前若想使得电话间相互通话时,即必须将其连接在一起,故若想实现几部电话间的通话,就必须将所有的电话都相互连接才可以实现,大大的浪费了导线。为提高线路的利用率,人们发明了电话交换机,即一个地区的电话都要接到同一台交换机上,不同地区的电话之间相互通话时,只需将两地的交换机相连即可实现,这样大大的节省了资源,提高了线路的利用率。
故选:D。
10.(2021秋•偃师市月考)观众在家中选择不同频道观看电视直播时,实际上是在改变( )
A.电视台发射的电磁波的波速 B.电视机接收的电磁波的波速
C.电视台发射的电磁波的频率 D.电视机接收的电磁波的频率
【答案】D。
【解答】解:
电磁波的波速是不变的,故A、B不合题意。
不同的电视台发射的电磁波的频率也是固定不变的,使用电视机在选择频道时,是不能改变电视台的频率的,故C不合题意。
使用电视机选择不同的频道,实际上是选择不同的频率范围,也就是改变了电视机的不同接收频道,故D符合题意。
故选:D。
11.(2021•宜昌)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.发光二极管是一种半导体材料
【答案】A。
【解答】解:A、陶瓷为绝缘体,故A错误;
B、光导纤维传导的是激光信号,激光也是一种电磁波,故B正确;
C、超导体做输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率,故C正确;
D、发光二极管是一种半导体材料,故D正确。
故选:A。
12.(2022•南海区一模)下列关于电磁波和通信技术说法正确的是( )
A.用三个同步卫星可以实现全球通信
B.手机在偏远山区没信号,是电磁波的频率变小了,传播距离变短了
C.手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快
D.光纤通信中使用的导线是金属导线
【答案】A。
【解答】解:A、在地球周围均匀地布置3颗同步卫星,就可以实现全球通信,故A正确;
B、手机在偏远山区没信号,是因为手机信号弱等原因,电磁波在传播过程中频率不会变化,故B错误;
C、手机5G技术“传输的信息多”是指传输速度的增加,这是多种技术应用的结果,不是电磁波的传播速度的增加,故C错误;
D、光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息,故D错误。
故选:A。
13.(2022春•石家庄月考)下列关于声和电磁波的说法正确的是( )
A.汽车的“倒车雷达”和“军事雷达”都是利用了超声波
B.钢琴的声音美妙主要是指音色悦耳动听
C.“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大,响度增大
D.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用电磁波传递信息
【答案】B。
【解答】解:A、倒车雷达利用反射的超声波来区分障碍物的距离,“军事雷达”是利用了电磁波的传递信息的原理,故A错误;
B、钢琴的声音美妙,指音色好,悦耳动听,故B正确;
C、“听诊器”能减少声音的分散,从而增大响度,而并不是使人的心脏振动幅度增大、响度增大,故C错误;
D、固定电话是靠电流来传递信息的;电视、移动电话、广播电台都是利用电磁波来传递信息的,故D错误。
故选:B。
14.(2022•郫都区模拟)下列关于电磁波的说法不正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播 B.光波属于电磁波
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的 D.无线电广播信号是靠电磁波传播的
【答案】A。
【解答】解:A、电磁波的传播不需要介质,它可以在真空中传播,故A错误;
B、光是一种电磁波,故B正确;
C、微波炉是利用电磁波加热食物的,故C正确;
D、无线电广播信号的发射和吸收是利用电磁波传递信息的,故D正确;
故选:A。
15.(2022•东营模拟)科学家费尔和格林贝尔由于发现“巨磁电阻”效应荣获2007年诺贝尔物理学奖。研究发现,磁敏电阻的阻值随它所在空间磁场的变化而变化。图中“GMR”是一个磁敏电阻,D是电磁铁。当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡L逐渐变暗。下列判断不正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极 B.电磁铁的磁性逐渐增强
C.小灯泡的电功率逐渐变小 D.磁敏电阻的电阻值随磁场的增强而明显减小
【答案】D。
【解答】解:A、当开关闭合后,电磁铁中的电流是从右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,故A正确;
B、若滑片P向左移动,接入电路中的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,故B正确;
C、灯泡L逐渐变暗,说明小灯泡的电功率逐渐变小,故C正确;
D、灯泡变暗,说明其所在电路的电流变小,由于磁敏电阻的增大,导致了其所在电路的电流变小,由于电磁铁磁性的增强,导致了磁敏电阻的阻值增大,因为磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,故D错误。
故选:D。
16.(2021•高新区模拟)图中是甲、乙两种不同电磁波的传播图像,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两种电磁波的振动频率相同 B.甲电磁波振动的波长较长
C.甲电磁波的传播速度较快 D.甲电磁波振动的频率较大
【答案】B。
【解答】解:C、甲、乙都是电磁波,电磁波速是相等的,故C错误;
ABD、两个相邻的波峰或波谷之间的距离是波长,由图知,甲的波长大,乙的波长小,根据波速=波长×频率,电磁波速不变,甲的波长大,甲的频率小,故AD错误,故B正确;
故选:B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共15分)
17.(2022•临邑县模拟)在抗疫最艰难的时期,大街上一台前行的机器人正将生活物资送到小区内,如图所示,以机器人为参照物,路边的树是 运动 的。
【答案】运动。
【解答】解:机器人正将医疗物资送到武汉多家医院,以机器人为参照物,路边的树在不断发生改变,故以机器人为参照物,路边的树是运动的。
故答案为:运动。
18.(2021•兴宾区校级模拟)手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。智能手机传递信息的电信号采用 数字 (填“模拟”或“数字”)信号。
【答案】数字。
【解答】解:手机是利用电磁波传递信息的;
手机的声音、图象信息都是数字信号。
故答案为:数字。
19.(2022•金安区校级模拟)光纤通信是利用光信号在光纤中 全反射 (选填“直线传播”、“全反射”或“折射”)实现信息传输的,它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和 通信质量高 等优点。
【答案】全反射;通信质量高。
【解答】解:光也是一种电磁波,光纤通信是利用激光在光导纤维内壁不断反射来传递信息的,光纤的抗干扰能力强,不受外界电磁波的干扰与影响,而且本身也不向外界辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合,在传输过程中,一般不会受到外界的影响,只有将光缆弄断,信号的传输才有可能中断。
故答案为:全反射;通信质量高。
20.(2022•高要区一模)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 静止 (选填“静止”或“运动”)的;地面指挥中心通过 电磁波 (选填“超声波”或“电磁波”)对二者进行远程控制,其在真空中的传播速度为 3.0×108 m/s。
【答案】静止;电磁波;3.0×108。
【解答】解:对接成功后,以天舟二号为参照物,天和核心舱的位置没有发生变化,是静止的;
地面指挥中心通过电磁波对二者进行远程控制,其在真空中的传播速度为3×108m/s。
故答案为:静止;电磁波;3.0×108。
21.(2021•大连二模)电视信号的传送是将频率较低的音频信号和视频信号加载到频率更高的电流上,产生电磁波发射到天空中,这种电流叫做射频电流。如图所示,是音频信号、视频信号和射频信号波形的示意图,其中表示射频信号的是 丙 ,该信号在真空中传播速度为 3×108 m/s。
【答案】丙;3×108。
【解答】解:由大约在几十赫到几千赫之间,叫做音频信号,频率在几赫到几兆赫之间,叫做视频信号可知,视频信号的频率大于音频信号的频率,射频电流是把音频电流和视频电流加载到频率更高的电流上,因此频率最高的是射频信号,
由波形图可知,丙频率最高,为射频信号,甲频率最低,为音频信号,乙为视频信号,该信号在真空中传播速度为3×108m/s。
故答案为:丙;3×108。
22.(2022•河南模拟)1966年,华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想。由于光的频率很高,光在光纤中传输,在一定时间内可以传输大量信息。光缆是有数条光纤并成一束再附上保护层制成的。光纤通信有许多优点,试举一例: 容量大 。
【答案】容量大;电磁波。
【解答】解:(1)光纤已经成为现代通信的主要传输工具,它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点。
故本题的答案为:容量大。
23.(2022•河源一模)骑青桔共享自行车前要扫码,扫码时,手机里的集成电路是用 半导体 材料制成的(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”),青桔共享自行车的收费规则是前15分钟收费1.5元,然后每增加半小时多收费1.5元(不够半小时按半小时计),王亮去奶奶家需要连续骑行40分钟,则应交车费 3.0 元。
【答案】半导体;3.0。
【解答】解:手机里有二极管,二极管是用半导体材料制成的。
连续骑行40分钟,前15分钟1.5元,后25分钟不足半小时,收费1.5元,故需交车费:1.5元+1.5元=3.0元。
故答案为:半导体;3.0。
24.(2022•南岗区校级模拟)某电磁波波形如图所示,该电磁波的波长是 0.01 m,频率是 3×1010 Hz。
【答案】0.01;3×1010。
【解答】解:图中给出的是1个波长的距离,所以波长λ=1cm=0.01m。
电磁波传播的速度c=3×108m/s,
由公式c=λf得:
f===3×1010Hz。
故答案为:0.01;3×1010。
三、实验题(本题共2小题,每空1分,共9分)
25.(4分)(2021•同心县校级一模)根据如图所示的实验图,在一下面的空格处填入相应的内容。
(1)甲图:通过真空罩可以看到手机来电显示灯在不断闪烁,说明电磁波 可以在真空中传播 。
(2)乙图:利用这个实验原理可制作 电动机 。
(3)丙图:口吹硬币跳过栏杆,说明 空气流动速度大的地方,压强小 。
(4)丁图:音叉发出的声音不同,小球被弹开的幅度不同,说明 声音的响度 与振幅有关。
【答案】(1)可以在真空中传播;(2)电动机;(3)空气流动速度大的地方,压强小;(4)声音的响度。
【解答】解:(1)甲图:通过真空罩可以看到手机来电显示灯在不断闪烁,说明电磁波可以在真空中传播;
(2)乙图:通电导体在磁场中受力运动,利用这个实验原理可制作电动机;
(3)丙图:口吹硬币,硬币上方空气流速大压强小,因此硬币会跳过栏杆,说明空气流速大的地方压强小;
(4)丁图:音叉发出的声音不同,小球被弹开的幅度不同,说明声音的响度与振幅有关,并且振幅越大,响度越大。
故答案为:(1)可以在真空中传播;(2)电动机;(3)空气流动速度大的地方,压强小;(4)声音的响度。
26.(5分)(2021秋•荔湾区校级期中)屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及,有赖于科技超声波指纹识别技术SenseID的出现。超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
(1)超声波 不能 (选填“能”或“不能)在真空中传播;
(2)SenseID是利用了超声波传递 信息 (选填“信息”或“能量“)的特性;
(3)SenseID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物 A ;
A.蝙蝠 B.蜘蛛 C.青蛙 D.猫
(4)某手机利用SenseID,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时8×10﹣6s,可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为 3.6 mm;(超声波传播的速度取 900m/s,不计SenseID系统的大小)
(5)SenseID 系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图中选项最符合的是 A 。
【答案】(1)不能;(2)信息;(3)A;(4)3.6;(5)A。
【解答】解:
(1)超声波属于声波,超声波的传播需要介质,不能在真空中传播;
(2)声音能够传递信息和能量,SenseID是利用了超声波传递信息的特性;
(3)超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的,在选项中的几类动物中,蝙蝠可以发出超声波,会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍,因此,它模仿的是蝙蝠,而蜘蛛、青蛙、猫都不能发出超声波,故A正确;
(4)从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时8×10﹣6s,则超声波到达指纹的时间为:t=×8×10﹣6s=4×10﹣6s;
根据v=可知,SenseID系统到手机屏幕表面的距离为:s=vt=900m/s×4×10﹣6s=3.6×10﹣3m=3.6mm;
(5)检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,超声波的传播速度一定,距离越远,则接收到的超声波所用的时间越长,所以与1图对应的指纹的特点是A。
故答案为:(1)不能;(2)信息;(3)A;(4)3.6;(5)A。
四、计算题(本题共2小题,共18分)
27.(2021•高台县校级一模)为了测出某时刻火星到地球的距离,科学家们向火星发射了一束频率为600MHz的电磁波,7min后地面雷达接收到了反射波,则此时火星距地球多远?该电磁波的波长是多少?(真空中电磁波的传播速度为3×108m/s)
【解答】解:电磁波在真空中传播速度是:v=3×108m/s;
电磁波从地球传播到火星的时间是:t==3.5min=3.5×60s=210s;
地球到火星的距离是:s=vt=3×108m/s×210s=6.3×1010m;
雷达向火星发出的电磁波的波长:
由v=λf得:λ===0.5m。
答:(1)此时火星距地球的距离为6.3×1010m;
(2)发射的电磁波的波长是0.5m。
28.(10分)(2021•原州区校级三模)2021年5月15日,我国自主研发的“天问一号”着陆巡视器搭载“祝融”号火星车成功着陆火星表面,如图甲所示。这是我国首次执行的火星着陆任务。“祝融”号火星车高度约1.85米,质量达到约240kg,6个车轮均可独立驱动,所有车轮与地面接触面积约为200cm2,最大行驶速度为200m/h。设计寿命为3个火星月,相当于约92个地球日,火星车要完成的任务之一是火星巡视区形貌和地址构造探测。据调查研究:火星表面重力约为地球表面重力的,火星表面目前没有发现水,全部是砂石覆盖,导致昼夜温差大(g=10N/kg)。
(1)如图乙是火星探测器拍摄的火星表面高清影像图。若想再次拍摄局部放大图片应 伸出 (选填“伸出”或“收缩”)镜头,“天问一号”与地面控制中心联络是靠 电磁波 (选填“声波”或“电磁波”)。
(2)若火星车要到离营地1.4km的某地执行任务,计算从营地到目的地所用时间。
(3)“祝融”号火星车对火星表面的压强大小。
(4)请你用所学的知识解释火星昼夜温差大的原因。
【解答】解:(1)根据照相机的成像原理,若想拍摄局部放大图片应减小物距,所以应伸出镜头;“天问一号”与地面控制中心联络是靠电磁波完成的;
(2)由题可知,s=1.4km,v=200m/h=0.2km/h,利用公式t= 得营地到目的地所用时间t===7h;
(3)由题意知,在水平面上,“祝融”号火星车对火星表面的压力等于重力,
F压=G火=G=mg=×240kg×10N/kg=800N,
P===4×104Pa;
(4)白天时,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度升高的多。晚上时,相同质量的水和砂石放出相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度降低的多。所以火星表面昼夜温差较大。
故答案为:(1)伸出;电磁波;
(2)火星车从营地到目的地所用时间为7h;
(3)火星车对火星表面的压强为4×104Pa;
(4)白天时,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度升高的多。晚上时,相同质量的水和砂石放出相同的热量,砂石比热容比水小,所以砂石温度降低的多。所以火星表面昼夜温差较大。
五.解答题(共4小题,共26分)
29.(8分)(2022•铜仁市模拟)如今手机已经成为人们离不开的通信工具,手机在运转过程中有很多知识运用到了物理学。关于手机请同学们分别提出两个物理问题并进行解答:
问题1: 手机之间是用什么来传递信息 ?答: 电磁波 。
问题2: 用手机拍摄时镜头成的是什么像 ?答: 倒立缩小的实像 。
【解答】答:
手机之间是用什么来传递信息;电磁波;
用手机拍摄时镜头成的是什么像;倒立缩小的实像。
30.(8分)(2022•南海区校级模拟)2020年6月23日,第55颗“北斗”卫星成功发射,自此“北斗”卫星导航系统组网成功,这标志着我国从航天大国迈向航天强国。
承担此次“北斗”卫星运载任务的是长征三号乙三级运载火箭。如图所示是三级运载火箭的结构示意图,三级火箭内都满载燃料。火箭发射升空时,先点燃第一级火箭,它的燃料用完后空壳自动脱离,这时第二级火箭开始工作,继续推动火箭加速运动。第二级火箭在燃料用完后空壳也自动脱离,接着第三级火箭开始工作,再次加速将卫星送至预定轨道,最终完成“星箭分离”。卫星到达预定轨道展开太阳能电池帆板,以一定的速度绕地球飞行。
请回答下列问题:
(1)火箭升空的动力来源于燃料燃烧释放的 内 能;卫星与地面设备通过 电磁 波传递信息。
(2)长征三号乙运载火箭,应选用热值 较大 (选填“较大”或“较小”)的燃料。
(3)长征三号乙运载火箭在发射“北斗”卫星过程中的能量转化与热机 做功 冲程中的能量转化相同。
(4)火箭能达到的速度主要与燃料燃烧的喷射速度、火箭的“质量比”有关,若燃料的喷射速度一定,提高“质量比”。可提高火箭飞行速度。人们把火箭初始起飞时的总质量m0与燃料耗尽时的火箭结构质量m1之比称为“质量比”(即:)。请根据以上信息分析说明采用多级火箭为什么能提高火箭飞行速度。
【答案】(1)内;电磁;(2)较大;(3)做功;(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
【解答】解:(1)火箭升空的动力来源于燃料燃烧释放内能;卫星与地面设备通过电磁波传递信息;
(2)为减小运载火箭的质量,所用燃料应具有较高的热值,燃烧时可以释放出更多的热量;
(3)运载火箭在发射北斗导航卫星过程中,向下喷射出高温燃气流,将内能转化为机械能,此过程中与热机的做功冲程能量转化相同;
(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
故答案为:(1)内;电磁;(2)较大;(3)做功;(4)火箭初始起飞时的总质量m0保持不变,每级火箭脱离一次,m1减小一次,变大,根据燃料的喷射速度一定,提高“质量比”,可提高火箭的飞行速度,所以采用多级火箭能提高火箭飞行速度。
31.(4分)(2021秋•石景山区期末)阅读《微波和微波通信》
微波和微波通信
微波是电磁波家族中的一员,其在真空中传播速度与光速一样为每秒约30万公里。
微波的频率在300MHz﹣300KMHz的范围内,比一般的无线电波中的长波、中波、短波的频率高。不同频率的电磁波,其波长也不同,但传播时都遵循“光速=波长×频率”的规律,微波也不例外。
微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性。似光性指它传播时的波束能像光线一样集中地沿直线传播;穿透性指它照射介质时更易深入物质内部;非电离性指它的量子能量还不够大,与物质相互作用时虽能改变其运动状态,但还不足以改变物质分子的内部结构或分子间的键。利用这些特点,微波有广泛的应用,最主要的应用是在军事和通信方面。
微波通信具有通信容量大,投资费用省,建设速度快,抗灾能力强等优点。微波与同属无线电波的中波和短波相比,在相同的时间内可以传输更多的信息。微波的传播是沿直线传播,其绕行能力差,遇到障碍物会被反射和阻挡。用微波传递信息时,需每隔50km左右就要建设一个微波中继站,如图甲所示。要使微波信号传递的距离越远,需要的中继站越多。由于在雪山上、大洋中无法建设中继站,所以人们利用地球同步通信卫星做微波通信的中继站,如图乙所示,在地球的赤道上空的固定轨道上均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗地球同步通信卫星作为太空微波中继站,就能使通信范围几乎覆盖地球上的各个角落。从地面站向同步卫星Ⅰ发送微波,卫星Ⅰ收到后,经过放大用微波向地面和同步卫星Ⅱ转发,卫星Ⅱ收到后再经过放大用微波向地面和同步卫星Ⅲ转发,覆盖全球所有地面站。
如果在某地举行的体育赛事的电视信号通过卫星传送,其他地方的观众几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)微波在真空中的传播速度为 3×108 m/s。
(2)微波的主要特点是它的似光性、 穿透性 和非电离性。
(3)通讯中用微波传递信息时,下列说法中正确的是 D 。
A.频率越高的微波,其波长越长
B.多修建中继站,有利于微波产生更多的信息
C.微波的传播距离比中波近,只能传播50km
D.频率为300MHz(1MHz=106Hz)的微波,其波长为1m
(4)通过同步卫星传送电视信号,某地举行体育赛事,其他地方的观众几乎可以立刻看到现场的画面。如图丙所示,若A地区举办体育比赛,则B地区能看到转播的电视画面,至少应通过 两 颗同步卫星才能实现。
【答案】(1)3×108;(2)穿透性;(3)D;(4)两。
【解答】解:
(1)材料中说到,微波在真空中传播的速度与光速一样,约为每秒30万公里,
则微波在真空中传播的速度为:
c=3×105km/s=3×108m/s;
(2)材料中说到,微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性;
(3)A.在同种介质中,不同频率的微波的波速相同,根据“光速=波长×频率”可知,频率越高的微波,其波长越短,故A错误;
B.多修建中继站,有利于微波传播得更远,但是不能产生更多的信息,故B错误;
C.微波的传播绕行能力差,遇到障碍物会被反射和阻挡。用微波传递信息时,需每隔50km左右就要建设一个微波中继站,但并不是只能传播50km,故C错误;
D.频率为300MHz的微波,其波长:
λ=,故D正确。
故选D;
(4)由文中可知,三颗同步卫星可覆盖地球表面,则每颗卫星可覆盖地球表面的;如图,AB两地区同于地球的同一直径上,所以至少应通过两颗同步卫星才能使B地区看到A地区的体育比赛的转播画面。
故答案为:(1)3×108;(2)穿透性;(3)D;(4)两。
32.(6分)(2022•黔东南州模拟)阅读下面短文,回答问题。
2021年5月15日清晨,我国“天问一号”携带着火星探测车“祝融号”及其着陆组合体,在火星北半球乌托邦平原南部预选区着陆,并启了火星的一系列科考工作。并已将拍摄的照片等资料通过电磁波传回了地球。火星直径约为地球的53%,质量约为地球的11%,火星表面g值约为3.7N/kg。火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%;平均温度约为﹣55℃,从冬天的﹣133℃到夏日白天的将近27℃,温差很大;平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小。
从以上短文的描述或观察如图所示“祝融号”探测车,仿照示例列举两个物理知识的应用案例(示例除外)。
示例:“祝融号”宽大的平面展翼可以接收太阳能,为火星探测车提供能源。
(1) “祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的 。
(2) “祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互 。
【答案】(1)“祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的;(2)“祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互。
【解答】解:(1)“祝融号”着陆过程中,一直在靠近火星表面,所以相对于火星表面,它是运动的;
(2)因电磁波可以在真空中传播、携带信息量大、传播速度快,所以我们是利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互的。
故答案为:(1)“祝融号”着陆过程中,相对于火星表面是运动的;(2)“祝融号”利用电磁波来实现太空设备与地面设备的信息交互。
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