粤沪版物理九年级下册 第十九章 《电磁波与信息时代》知识梳理

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第十九章《电磁波与信息时代》知识梳理思维导图电磁波通信方式真题练一、单选题1．（2023·福建·统考中考真题）古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传递信息是利用（    ）A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．空气【答案】C【解析】我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用的电磁波，且真空不能传声，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2．（2023·湖北荆州·统考中考真题）关于电磁波，下列说法正确的是（    ）A．5G通信是利用电磁波来传递信息的B．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的C．电磁波在真空中的传播速度是340m/sD．遥控器发出的红外线不是电磁波【答案】A【解析】A．电磁波可以传递信息且速度约等于光速，故5G通信是利用电磁波来传递信息的。故A正确；B．电磁波可以传递信息且能在真空中传播，而超声波无法在真空中传播，所以我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的。故B错误；C．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。故C错误；D．遥控器通过发射红外线控制电视等用电器的，红外线属于电磁波。故D错误。故选A。3．（2023·广东广州·统考中考真题）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430m~662nm之间的光。真空中，波长650nm的光（　　）  A．是紫光B．不是电磁波C．波长比蓝光的长D．比波长500nm的光传播速度大【答案】C【解析】A．由图可知波长650nm的光是红光，故A不符合题意；B．红光也属于电磁波，故B不符合题意；C．该光的波长是650nm，蓝光的波长是430-450nm，故该光的波长比蓝光的波长长，故C符合题意；D．该光和波长为500nm的光都是电磁波，在真空中的传播速度一样，故D不符合题意。故选C。4．（2023·江苏苏州·统考中考真题）在轨运行的“天宫二号”空间实验室，与地面进行实时信息传输所使用的是（　　）A．电磁波 B．红外线C．超声波 D．次声波【答案】A【解析】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。天宫二号用电磁波与地面进行通信和交流。故选A。5．（2023·山东临沂·统考中考真题）2023年5月17日，我国成功发射了第56颗北斗导航卫星。对其进行在轨测试时。地面测试系统与该卫星之间的通讯利用了（　　）A．红外线 B．电磁波 C．超声波 D．次声波【答案】B【解析】电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。导航卫星在工作过程中，主要依靠电磁波传递信息，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6．（2023·四川成都·统考中考真题）2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是（    ）A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波【答案】D【解析】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，卫星向地面传递信息利用的是电磁波，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。7．（2023·江苏徐州·统考中考真题）消防员戴的5G智能头盔可以把火灾现场的信息及时传回指挥中心，头盔传递信息是通过（　　）A．超声波 B．次声波 C．红外线 D．电磁波【答案】D【解析】5G信号的智能头盔是通过电磁波传递信息的，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。8．（2023·湖南益阳·统考中考真题）2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通讯实验。这次实验突破了海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是（　　）A．通过声波传递数据 B．通过电磁波传递数据C．通过光纤传递数据 D．数据传输有较长时间的延迟【答案】B【解析】A．声波不能在真空中传播，而电磁波能在真空中传播，所以北斗卫星在太空中与深海之间是通过电磁波传递数据的，故A错误，B正确；C．要使用光纤传递数据，需在太空和海底铺设光纤，显现是不现实的，故C错误；D．电磁波的传播速度非常快，真空中约为3×108m/s，水中的传播速度约为倍真空速度，因此海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，时间的延迟很小，故D错误。故选B。二、填空题9．（2023·江苏南通·统考中考真题）2023年5月17日10时49分，第56颗北斗导航卫星成功升空进入轨道。卫星的惯性 （选填“会”或“不会”）消失，卫星通过地面通信站发出的 接受指令，助推器喷气调整卫星的运行轨迹，说明力能改变物体的 。【答案】 不会 电磁波 运动状态【解析】[1]一切物体都有惯性，卫星成功升空进入轨道后，卫星的惯性不会消失，仍然具有惯性。[2]太空中没有空气，声音不能传播，故卫星只能通过电磁波与地面联系。[3]助推器喷气调整卫星的运行轨迹，即改变飞船的运动方向，说明力可以改变物体的运动状态。10．（2023·四川甘孜·统考中考真题）手机是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的，通话过程中手机发热是因为电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。【答案】 电磁波 热效应【解析】[1]手机通讯需要和地球的同步卫星交汇，因为真空不能传声，所以需要用电磁波来传递信息。[2]手机发热，将电能转化为内能，说明电流具有热效应。11．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）遥感卫星利用 （选填“红外线”或“紫外线”）遥感设备探测海水温度，再通过 把信息传输到地球。【答案】 红外线 电磁波【解析】[1][2]遥感卫星是通过红外线遥感设备探测海水温度的，一切温度高于绝对零度的物体都在向外辐射红外线，紫外线主要是用于杀菌消毒和验钞等；卫星与地面之间的通信方式是通过电磁波来完成的，所以遥感卫星也是通过电磁波将信息传输到地球的。三、科普阅读题12．（2023·山东烟台·统考中考真题）阅读短文，回答问题：中国空间站2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”；目前中国空间站呈现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天和核心舱作为“T”字的一竖；中国空间站为什么选用“T”字构型？  “T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对大型太阳翼都能接收到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间站运行的安全性；我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天强国建设迈出了坚实步伐；（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁波”或“超声波”）；（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选填“静止”或“运动”）的；（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因）( )【答案】 电磁波 静止 见解析【解析】（1）[1]在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠电磁波。（2）[2]中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱位置没有发生变化，是相对静止的。（3）[3]我国空间站采用“T”字构型的优点有：①结构对称、稳定，有利于组合飞行；②充分接受阳光照射，获得高效发电效果。模拟练一、单选题1．（2023·湖南永州·统考模拟预测）我们生活在电磁波的海洋中。如图为电磁波的频率及其应用实例，下列说法正确的是（　　）  A．电磁波的传播需要介质B．电视机的遥控器是利用了γ射线遥控C．体检胸透用的电磁波频率比可见光低D．中央电视台与河南电视台发射的电磁波的传播速度相同【答案】D【解析】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；B．电视机的遥控器是利用了红射线遥控，故B错误；C．由图得，体检胸透用的电磁波频率为1016~1018Hz，比可见光高，故C错误；D．电磁波在真空中的传播速度相同，中央电视台与河南电视台发射的电磁波的传播速度相同，故D正确。故选D。二、填空题2．（2023·江苏常州·校考二模）如图所示的“翔龙”无人机是我国中航工业自主研究和生产的一种高速隐身侦察机。可在万米高空长时间作业。机身涂有特殊涂层、打磨成完美的流线造型，正常巡航速度100m/s。涂层材料极易 （吸收/反射）雷达发射的电磁波；电磁波在真空中的传播速度为 m/s；“翔龙”无人机的升空原理是 。  【答案】 吸收 流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小【解析】[1][2]涂层材料极易吸收雷达发射的电磁波，几乎不反射电磁波，故雷达不易监测到侦察机，电磁波在真空中的传播速度与光速相同是。[3]“翔龙”无人机的升空原理是利用了流体压强和流速的关系，流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小。3．（2023·吉林·统考三模）为了落实防疫政策，很多小区门口用扩音器实时播放相关要求，这是利用声音可以传递 的道理；市民每到一个场所都需要用手机扫描“吉祥码”，此时手机所用的网络信号和 线都属于电磁波。【答案】 信息 光【解析】[1]在疫情期间，很多小区门口采用扩音器实时播放相关要求的方式，以保证防疫政策的落实，这是利用声音可以传递信息的原理。[2]光线和智能手机所用的网络信号均属于电磁波。4．（2023·云南曲靖·校考二模）Wifi是一种可以将电脑、手机等终端设备互相连接的技术，常见的连接方式是通过如图所示的一个无线路由器来实现的。路由器是通过 向四周的终端设备传递信息的。正在推广使用的5G数据传输技术与传统的4G相比， （选填“波速”、“波长”或“频率”）更高。  【答案】 电磁波 频率【解析】[1]电磁波可以传递信息，故路由器是通过电磁波向四周的终端设备传递信息的。[2]根据移动通信技术的发展可知，正在推广使用的5G数据传输技术与传统的4G相比，数据传输快、传输量大，频率更高。5．（2023·广东·统考模拟预测）信息通讯技术越来越发达，手机日益普及，人们对无线上网速度的要求也不断提高。手机通讯是依靠电磁波来传递信息的，信号从2G、3G、4G不断升级，未来不久5G信号也将使用，与其对应的电磁波的 也越来越大，某5G信号波段为5000MHz，其波速为 m/s，波长为 m 。【答案】 频率 3×108 0.06【解析】[1]信息通信速率与单位时间内电磁波数量的多少有关，单位时间内波的个数越多，速率越大。信号从2G、3G、4G，说明其频率不断加大。[2][3]电磁波的速度等于光速，c=3×108m/s；根据c=λf可知当f=5000MHz=5×109Hz时，波长为6．（2023·广东·统考模拟预测）光是一种 波。如图是某电磁波的波形图，其频率为 Hz。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经 s到达卫星。  【答案】 电磁 6×108 1.3【解析】[1][2]光波是一种电磁波，图中给出了三个波长的距离，所以波长其频率为[3]探月卫星距地球指挥中心的距离s=3.9×105km=3. 9×108m电磁波传播的速度c=3×108m/s，则指令传播的时间7．（2023·广东珠海·统考二模）如图所示是不同频率电磁波的波形图，由图可知：红外线的频率比紫外线的频率 （选填“高”或“低”）；白光可分解成7种单色光，这种现象称为光的 ；在真空中，可见光的传播速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）γ射线的传播速度。    【答案】 低 色散 等于【解析】[1]根据图示可知，红外线的频率约为1012Hz，紫外线的频率约为1015Hz，所以红外线的频率比紫外线的频率低。[2]将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种单色光，这种将光分解的现象被称作光的色散现象。[3]在真空中，不同频率的电磁波的传播速度相同，所以可见光的传播速度等于γ射线的传播速度。8．（2023·江苏盐城·校考二模）手机是利用 传输信号实现通讯的，相同时内，5G通讯传输的信息量为4G的10倍，在相同介质中，5G倍号的传播速度 （大于/等于/小于）4G信号的传播速度；某品牌手机的散热材料是石墨烯晶体，石墨烯 （有/没有）固定的熔点。【答案】 电磁波 等于 有【解析】[1]电磁波可以传递信息，手机是利用电磁波传输信号实现通讯的。[2]在相同介质中，电磁波的传播速度相同，在相同介质中，5G信号的传播速度等于5G信号的传播速度。[3]石墨烯是晶体，因此有固定的熔点。9．（2023·四川攀枝花·统考模拟预测）华为5G通讯技术领先全球。5G通讯和4G通讯都是利用 来传递信息。5G信号在空气中的传播速度比4G信号 （选填“更快”、“更慢”、“相同”）。【答案】 电磁波 相同【解析】[1][2]移动通讯都是利用电磁波进行信息传输的，即5G通讯和4G通讯是利用电磁波来传递信息的。电磁波在真空中的传播速度是3.0×108m/s，在空气中的速度略小于这个速度，5G信号和4G信号在空气中的传播速度相同，都约等于3.0×108m/s。10．（2023·安徽蚌埠·统考三模）人们在不同场合使用手机时需要选择不同的音量，改变音量是改变了声音的 ；当你接听电话时，一般能够知道对方是熟人还是陌生人，这是根据声音的 进行判断的。手机信号靠电磁波传播，电磁波在真空中的传播速度是 m/s。电磁波频率越低，波长越 。【答案】 响度 音色 长【解析】[1]响度指声音的大小，改变音量是调节声音的大小，故改变音量就是改变声音的响度。[2]因为每个人的音色不同，所以可以通过音色区分是熟人和陌生人。[3][4]电磁波在真空中的传播速度和光速相同，即；电磁波波速是一定的，频率越低，波长越长。11．（2023·陕西西安·校考三模）如图所示模拟的是光纤通信的情形，激光在光导纤维中经过多次 ，从光纤的一端传播到另一端。  【答案】反射【解析】图中模拟的是光纤通信的情形，光导纤维是玻璃纤维，激光能在光导纤维内表面经过多次反射，从光纤的一端传播到另一端。三、综合题12．（2023·湖北·统考模拟预测）我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。（1）卫星从远地点向近地点运行时 能会增大；（2）用 颗同步卫星就可以实现全球通信；（3）地球静止轨道距地面高度约为42000km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 s。【答案】 动 3 0.14【解析】（1）[1]卫星从远地点向近地点运行时，重力势能转化为动能，动能增大。（2）[2]地球同步卫星定点在赤道上空，一颗同步卫星可以覆盖地球三分之一的面积，所以只要等距离安放3颗同步卫星就可以实现全球通信。（3）[3]电磁波传播速度约为3×108m/s，运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要产生导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。传播电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质；电磁波在真空中的波速为c，大小和光速一样，c≈3×108 m/s＝3×105 km/s。移动电话移动电话由空间的电磁波来传递信息；移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台。通信方式信息载体固定电话导线中的电流卫星通信电磁波光纤通信激光网络通信电流、激光、微波