初中物理人教版九年级全册第二十一章 信息的传递第2节 电磁波的海洋优秀随堂练习题
展开课时21.2 电磁波的海洋(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.知道电磁波,电磁波的产生和传播;电磁波的波谱;
2.了解电磁波的特点及应用;
3.了解描述电磁波的物理量,以及电磁波的传播特点。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电磁波是怎样产生的
1.实验探究:电磁波是怎样产生的
实验过程 | (1)如图所示,打开收音机的开关,选至没有电台的位置,将音量开大。取一节干电池和一根导线,拿到收音机附近。 (2)先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极相连,从收音机中能听到依次“喀喀”声后,就没有“喀喀”声了。 (3)将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦,使他们时断时续地接触,能从收音机中不断听到“喀喀”声。 |
实验分析 | |
探究结论 | 当电路中有迅速变化的电流时,其周围就会产生电磁波。 |
特别提醒: (1)在做“电磁波的产生”实验时,导线一端与电池的负极相连,另一端与正极不要长时间接触,避免由于短路而烧坏电池。 (2)由于这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做。 |
2.电磁波的产生
木棍在水面上振动会产生水波,说话时声带的振动会产生声波。与水波和声波的形成相似,导线中有电流的迅速变化时,会在空间激起(产生)电磁波。
注意:电流的迅速变化是指电流的大小迅速变化或电流的方向迅速变化,或者是大小和方向同时迅速变化。
3.电磁波的常见应用
电磁波看不见、摸不着,但确实是真实存在的,并在生活中有着广泛的应用。如广播电台、电视台以及移动电话都是靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流,发出电磁波,并利用电磁波来传递信息的。
4.常见的电磁波发射器
广播电台、电视台、移动电话等。
5.常见电磁波接收器
辨析比较: 电磁波与水波、水波的类比
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【典例1】关于电磁波的产生,下列说法中正确的是 ( )。
A.任何通电导体周围空间都会产生电磁波;
B.照明线路周围不会产生电磁波;
C.直流电在通断过程中会产生电磁波;
D.日光灯启动不会产生电磁波
知识点二、电磁波是怎样传播的
1.电磁波的传播
实验探究 | 电磁波的传播是否需要介质 |
实验设计 | 手机可以发射电磁波,也可以接收电磁波,把手机放在真空罩内,用另一部手机呼叫它。如果电磁波的传播需要介质,真空罩里的手机就无法接收到这一信号;如果电磁波的传播不需要介质,真空罩里的手机就能接收到这一信号。 |
探究发现 | 真空罩里的手机能接收到信号 |
实验结论 | 电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在真空中传播。 |
2.描述电磁波的物理量
波长 | 水波在传播过程中会出现波峰和波谷,凸起的最高处叫波峰;凹下的最低处叫波谷。其中相邻两个波峰之间的距离叫做波长,用λ表示,单位是米(m)。由图可知,振源每上下完成依次振动,形成一个波峰和一个波谷,波向前传播一个波长的距离,与此类似,电流每震荡一次,电磁波向前传播的距离就是电磁波的波长。 |
波速 | 用来描述波传播速度的物理量叫做波速,单位是米每秒(m/s)。真空中电磁波的波速用c表示,电磁波在真空中的传播速度和在空气中的传播速度近似相等,都约为c=3×108m/s。 不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。 |
频率 | 在1s内振动的次数叫做频率,用字母f表示。在国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hz),因为通常电磁波的频率都很大,故常用单位有千赫(kHz)、兆赫(MHz),1MHz=106Hz,1kHz=103Hz。 |
关系 | 波速、波长、频率的关系式为:c=λf,其中:c为电磁波的波速,λ为电磁波的波长,f为电磁波的频率。因为在真空中不同频率的电磁波传播速度相同,所以由关系式可知频率越高的电磁波波长越短。 |
3.电磁波家族及电磁波的应用
(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依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
(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。
培优拓展: 电磁波对环境的污染 电磁污染是当今社会的又一大环境污染。当电磁波达到一定强度时,不仅会导致控制系统和信息传播系统失控,还会引起人体的许多不适,例如头疼、失眠、记忆衰退等,所以我们在享受电磁波带来的便利的同时,还要注意采取措施避免电磁波带来的危害。 (1)选择适当的位置,尽可能地远离人造电磁波辐射源,如不要随便靠近电视发射装置、高频电缆等。 (2)因为电磁波不能穿透金属,故可利用这一点安装屏蔽设备屏蔽电磁波。 (3)要准确使用带有电池辐射的生活器具。 |
【典例2】下列关于电磁波的说法正确的是( )。
A. 电磁波在空气中的传播速度是340m/s;
B. 电磁波只能传播声音信号,不能传递图像信号;
C. 电磁波不能在真空中传播;
D. 北斗卫星定位系统既能发射也能接受电磁波
【方法帮】
题型一:电磁波的产生
稳定的电流不产生电磁波,只有变化的电流才产生电磁波。
【典例3】关于电磁波的说法中,错误的是( )。
A.时断时续的电流能够产生电磁波;
B.电磁波不能在真空中传播;
C.电磁波能传递信息;
D.根据c=λf得,频率越高的电磁波波长越短
题型二:电磁波是怎样传播的
【角度1】电磁波的传播
(1)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播;
(2)电磁波在真空中的传播速度和光速相等;
(3)无论哪种电磁波,在真空中的传播速度都是相同的;
(4)由电磁波谱可知:γ射线X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波。
【典例4】我们生活在电磁波的海洋中,下列关于电磁波的说法中正确的是( )。
A. 可见光属于电磁波,但可见光不能在真空中传播;
B. 红外线不是电磁波,利用红外线可以进行红外拍照;
C. 电磁波的频率越高,波长越短;
D. 电磁波只能传递声信号,不能传递图象信号
【角度2】波速、波长、频率的简单计算
利用电磁波的波长、波速和频率之间的关系式c=λf可顺利解答。
【典例5】无线电波中的短波的波长范围为50~100 m,试求短波段所对应的频率范围。
题型三:电磁波的应用
【典例6】病人在医院检查的过程中,涉及到很多物理知识,下列说法不正确的是( )。
A. 腹部B超中用到的超声波频率大于20000Hz;
B. 胸透检查中用到的X光隶属于电磁波,连续多次反复照射对身体无危害;
C. 在病房里保持安静是在声源处减弱噪声;
D. 医院里的免费“WiFi”采用和光速一样快的电磁波传播信息
【中考帮】
考点一:电磁波的传播与应用
【典例7】(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
【作业帮】
一、基础练(知识巩固)
1.下列用电设备中,利用电磁波来传递图象信息的是( )。
A. 手机 B. 电灯 C. 电热水壶 D. 电饭锅
2.2020年6月23日,我国成功发射了最后一颗“北斗”全球组网卫星,卫星向地面传递信息是通过( )。
A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 红外线
3.实施“空中课堂”教学,它传输信息用到的是( )。
A. 超声波 B. 次声波 C. 红外线 D. 无线电波
4.2017年春节联欢晚会上,推出了“全民抢红包”活动,观众通过手机微信的“摇一摇”入口,就可以参与抢红包,手机抢红包过程中用来传递信息的是( )。
A. 声波 B. 空气 C. 电磁波 D. 光导纤维
5.在抗疫最艰难的时期,大街上一台前行的机器人,正将医疗物资送到武汉多家医院,如图所示。以机器人为参照物,路边的树是________的;机器人还会利用________(选填“超声波”或“电磁波”)白动给客户发信息提醒提货。
6.2020年6月23日,随着我国北斗三号系统最后一颗组网卫星(即第55颗组网卫星)顺利发射升空,标志着我国的北斗全球系统已经全部组网成功。我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过________波传播的,这种波________(选填“能”或“不能”)在真空中传播。
7.蝙蝠靠________发现昆虫,北斗卫星利用________给交通工具导航。
二、综合练(能力提升)
8.2020年初,为了抗击疫情我国在武汉用10天的时间建成了“火神山医院”,震惊了世界,展现出我国在基建上的伟大力量,国内外众多媒体都对此进行了直播。直播时,现场记者将视频资料传送到电视台所依靠的载体是( )。
A. 次声波 B. 超声波 C. 电磁波 D. 红外线
9.我们生活在电磁波的海洋中,下列关于电磁波的说法中正确的是( )。
A. 电磁波不能在真空中传播 B. 电磁波不能发生反射
C. 电磁波在空气中的传播速度是340 m/s D. 电磁波不仅能传递声音信号,也能传递图像信号
10.“麒麟990”是华为推出的业内最小的芯片,芯片中的集成电路是用________(选填“ 半导体”或“超导”)材料制成的。手机通信是靠________( 选填“超声”或“电磁”)波传递信息。
11.现在人们锻炼身体的意识很强,为了测量记录人的运动情况,有人运动时会在手腕佩戴智能手环。以佩戴者的手腕为参照物,智能手环是________的,智能手环还可以通过________向手机发送运动的统计数据。
三、培优练(挑战自我)
12.2020年4月天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次利用射电望远镜拍到黑洞的照片(如图甲所示),已知射电望远镜通过收集太空中3.75×1010 Hz的亚毫米波段电磁波进行记录,最后生成这幅黑洞照片。图乙是电磁波家族,请根据图中信息判断,下列说法不正确的是 ( )。
A.亚毫米电磁波属于无线电波;
B.亚毫米电磁波的频率高于可见光,所以人类无法看见;
C.真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光相同;
D.亚毫米波段电磁波的传播不需要介质
13.电磁波在人们生产、生活中有许多应用。下列实例中,不属于电磁波的应用的是( )。
A.电视机遥控器利用红外线进行遥控;
B.收音机利用无线电波传递信号;
C.用B超来检查人体疾病;
D.医生用X光片判断患者是否骨折
14.2011年4月10日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。卫星是利用________(填“超声波”或“电磁波”)为地面导航的,这种波在真空中的传播速度约是________km/s。
15. 2021年5月15日,“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星表面,它与地球控制台之间利用 (选填“电磁波”“超声波”或“次声波”)来传递信息,地球控制台发出的指令经过2 s传播的距离是 m。
16.某电磁波在真空中传播的波形如图所示,该电磁波的波长是 ,频率是 。
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