第17章 电磁波与现代通信（培优卷）——2022-2023学年九年级下册物理单元卷（苏科版）（原卷版+解析版）

2022-2023学年下学期第十七章单元检测卷B卷（苏科版）

九年级 物理·全解全析

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。

1．（2022·江苏·常州市第二十四中学九年级期中）下列关于信息传递的说法，正确的是（　　）

A．声、光和电磁波都能传递信息

B．无论何种信息的传递都需要介质

C．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息

D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电波传递信息

【答案】A

【分析】本题主要考查学生对：踏上信息高速路现代通信的了解，是一道综合题．

【解析】A．声、光和电磁波中，声能传递信息，光和电磁波也能传递信息，故A符合题意；

B．利用电磁波传递的信息是不需要介质的，故B不合题意；

C．固定电话利用电流传递信息的，移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的，故C不合题意；

D．微波通信、卫星通信、光纤通信是利用无线电波传递信息，网络通信是利用利用数据通信传递信息，故D不合题意。

故选A。

2．（2022·江苏徐州·中考模拟）关于电磁波与现代通信，下列说法中错误的是

A．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在

B．微波属于电磁波，而光波不属于电磁波

C．卫星通信具有覆盖面大、通信距离长、不受地理环境限制等优点

D．光纤通信是利用光波在光纤中传播信息的一种通信方式

【答案】B

【解析】试题分析：A．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A说法正确；

B．微波、光波都属于电磁波，故B说法错误；

C．卫星通信具有覆盖面大、通信距离长、不受地理环境限制等优点，故C说法正确；

D．光纤通信是利用光波在光纤中传播信息的一种通信方式，且光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点，故D正确。所以说法错误的答案，故选B。

考点：电磁波与现代通信

3．（2022·江苏泰州·二模）2022年5月15日，天问一号着陆巡视器利用降落伞和反推火箭在火星表面减速着陆，环绕器仍在环绕火星运动，下列说法错误的是（　　）

A．降落伞的使用说明火星表面有大气层

B．反推火箭工作时利用了“力的作用是相互的”

C．环绕器与着陆巡视器之间通过超声波联络

D．巡视器在火星表面减速着陆时，势能减小，动能减小

【答案】C

【解析】A．降落伞利用空气阻力来减速的，降落伞的使用说明火星表面有大气层，故A正确，不符合题意；

B．反推火箭向下喷出气流时，气流对火箭产生向上的推力作用，这是运用了力的作用是相互的原理，故B正确，不符合题意；

C．太空是真空状态，声音不能在真空中传播，环绕器与着陆巡视器之间通过电磁波联络，故C错误，符合题意；

D．巡视器减速着落时，质量不变，速度变小，高度减小，其动能减小，重力势能减小，故D正确，不符合题意。

故选C。

4．（2022·江苏盐城·模拟预测）下列关于电磁波的说法，不正确的是（　　）

A．B超是一种利用电磁波来工作的设备

B．“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传输信号的

C．“嫦娥五号“探测器能从月球上传输影像图，说明电磁波能在真空中传播

D．“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

【答案】A

【解析】A．医院检查身体所用的B超利用了超声波传递信息，故A不正确，符合题意；

B．电磁波的传播不需要介质，“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传输信号的，故B正确，不符合题意；

C．“嫦娥五号”探测器能从月球上传输影像图，太空中是真空环境，说明电磁波能在真空中传播，故C正确；

D．“5G技术”世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波属于电磁波的一种，故D正确。

故选A。

5．（2022·江苏南京·一模）2022年3月23日，中国空间站第二次太空授课，如图所示，航天员翟志刚、王亚平、叶光富授课的内容传到地面需要通过（　　）

A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．紫外线

【答案】A

【解析】太空是真空，声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，太空授课是利用电磁波中的无线电波来传递信息，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

6．（2022·江苏江苏·一模）第一次预言了电磁波存在的科学家是（　　）

A．麦克斯韦 B．安培 C．法拉第 D．奥斯特

【答案】A

【解析】A.1864年，英国青年物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。1888年德国青年物理学家赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在，故A符合题意；

B．安培最先提出通过右手握螺线管定则即安培定则，判断通电螺线管周围磁场方向，故B不符合题意；

C．法拉第利用电磁感应现象实现磁生电，为发电机的发明提供了理论基础，故C不符合题意；

D．奥斯特发现通电导体周围存在磁场，并通过实验证明电流的磁场方向与电流方向有关，故D不符合题意。

故选A。

7．（2022·江苏徐州·模拟预测）4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图象以及图象传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G网络传输信息是用（　　）

A．微波 B．超声波 C．红外线 D．可见光

【答案】A

【解析】A．微波也是电磁波，手机是利用电磁波传递信号的，4G手机只不过是传递信息的容量大了，内容多了，但仍是用电磁波在传递，故A符合题意；

B．超声波是声波，也可以传递信息，但不能用于手机信息的传递，故B不符合题意；

C．红外线属于光，也是一种电磁波，但它的频率不适合手机的传递波段，故C不符合题意；

D．可见光，也是一种电磁波，但它的频率不适合手机的传递波段，故D不符合题意。

故选A。

8．（2022·江苏·常州市钟楼外国语学校九年级阶段练习）据了解，到2022年山东将建成“5G”基站多达数万个，实现“5G”网络乡镇以上区域连续覆盖。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中错误的是（　　）

A．电磁波既能传递信息也能传递能量

B．“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传输信息

C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快

D．即使先进的“5G”手机，使用过程中手机也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能

【答案】C

【解析】A．电磁波可以传递信息和能量，比如手机通信等说明电磁波可以传递信息，微波炉加热等说明电磁波可以传递能量，故A正确，A不符合题意；

B．信息理论证明电磁波的频率越高，相同时间内可以传输的信息越多，“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传递信息，故B正确，B不符合题意；

C．“5G”比“4G”都是利用电磁波传递信息，电磁波的传播速度与频率无关，在真空中都等于光速，故C错误，C符合题意；

D．在使用手机的过程中，由于手机电路存在电阻，根据焦耳定律可知，会产生一定的热量，即一部分电能转化为内能，故D正确，D不符合题意。

故选C。

9．（2022·江苏·靖江市靖城中学九年级阶段练习）关于材料、信息和能源，下列说法错误的是（　　）

A．通常用来制作光纤的材料属于绝缘体

B．卫星通信主要依靠微波传递信号的，必须用六颗同步卫星才能实现全球通信

C．光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离、大容量信息传输

D．太阳能、核能、地热能和氢能都属于新能源

【答案】B

【解析】A．光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式，光导纤维的制备材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，故A正确，不符合题意；

B．卫星通信是通过通信卫星利用电磁波来传递信息的，根据科学家测算，全球只需要3颗同步卫星均匀分布，恰好将整个地球覆盖，实现全球通信，故B错误，符合题意；

C．光纤通信的优点：通信容量大、传输距离远， 抗电磁干扰、传输质量佳，故C正确，不符合题意；

D．太阳能、核能、地热能和氢能都是新近使用的能源，都属于新能源，故D正确，不符合题意。

故选B。

10．（2022·江苏泰州·八年级期末）2022年9月23日，我国以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星，北斗导航系统由地球非同步卫星和地球同步卫星两部分组成。如图是三颗地球同步卫星（地球上看，好像悬挂在空中不动）轨迹示意图。下列地球同步卫星说法中正确的是（　　）

A．卫星1相对于卫星2是静止的

B．卫星2相对于卫星3是运动的

C．三颗卫星相对于地球是运动的

D．三颗卫星相对于地球是静止的，卫星相互间是运动的

【答案】A

【解析】A．以卫星2为参照物，卫星1与卫星2之间的位置没有变化，因此卫星1是静止的，故A正确；

B．以卫星3为参照物，卫星2与卫星3之间的位置没有变化，因此卫星2是静止的，故B错误；

C．以地球为参照物，三颗卫星与地球之间的位置没有发生变化，因此三颗卫星都是静止的，同时三颗卫星之间都没有位置变化，所以卫星相互间是静止的，故C选项错误；

D．由C选项可知，D选项错误。

故选A。

第Ⅱ卷

二、填空题。（每空2分，共46分）

11．（2022·江苏南通·一模）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。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。

（1）涂层材料极易 ___________（选填“吸收”或“反射”）雷达发射的电磁波；

（2）“翔龙”无人机的升空原理与 ___________（选填“火箭”或“风筝”）相同；

（3）若“翔龙”正常巡航每小时平均消耗航空燃油45kg，则该无人机的平均“百公里能耗”为 ___________J。（航空燃油的热值为4.8×107J/kg）

【答案】     吸收     风筝     6×108

【解析】解：（1）[1]涂层材料极易吸收雷达发射的电磁波，故雷达不易监测到侦察机。

（2）[2]“翔龙”无人机的升空原理是利用了流体压强和流速的关系，与风筝相同。

（3）[3]该无人机正常巡航100公里所用的时间

 “翔龙”正常巡航100km，平均消耗航空燃油

则该无人机的平均“百公里能耗”

12．（2022·江苏宿迁·中考真题）2022年4月21日，长约400m的复兴号列车成功实现单列时速435km/h相对交会时速870km/h，创造了高铁动车组列车交会速度世界纪录，图示复兴号列车采用全新流线型车头可以降低运行中受到空气的______，随车配备的wifi网络是通过______传递信息实现无线上网的；每两个座位都有一个充电插口，这些充电插口连接方式是______；某次列车匀速完全通过长3200m的隧道用时40s，通过隧道速度为______m/s。

【答案】     阻力     电磁波     并联     90

【解析】[1]流线型车头可以降低运行中受到空气的阻力，有利于节能、提速。

[2] wifi网络属于无线电通讯，是通过电磁波传递信息的。

[3]这些充电插口工作时互不影响，因此连接方式是并联。

[4]列车完全通过长3200m的隧道运动的总路程

s=s车+s隧道=400m+3200m=3600m

此列车通过隧洞的速度

13．（2022·江苏南京·二模）如图是某品牌扫地机器人：

（1）人们利用手机通过_______波可以操控机器人扫地；

（2）质量为3.6kg的机器人，静止在水平地面上时的压强不超过3000Pa，则它与水平地面的总接触面积至少为多少_______m2；

（3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动1min的时间，机器人提供的水平推力为300N，此过程中水平推力做了多少功_______。

【答案】     电磁     1.2×10-2m2     9×103J

【解析】（1）[1]电磁波可以传递信息，手机操控机器人时利用的是电磁波。

（2）[2]机器人放在地面，对地面的压力

F=G=mg=3.6kg×10N/kg=36N

机器人和地面的基础面积

（3）机器人移动的距离

s=vt=0.5m/s×60s=30m

水平推力做的功

W=Fs=300N×30m=9×103J

14．（2022·江苏南京·二模）如图所示为四旋翼无人机，旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力，其升空原理与________（选填“火箭”或“热气球”）相同。遥控无人机定位、通信都是通过________波来实现的，这种波在真空中传播速度为________m/s，无人机匀速上升过程中，机械能________。

【答案】     火箭     电磁          变大

【解析】[1]四旋翼无人机，旋翼转动，对下方空气施力的同时，空气反过来推动无人机，获得升力，其升空原理是力的相互作用，与火箭的工作原理相同，而热气球的升空原理是浮力大于重力，故与无人机不同。

[2][3]遥控无人机定位、通信都是通过电磁波来传递信息的，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，为3.0×108m/s。

[4]无人机匀速上升过程中质量不变，速度不变，高度升高，动能不变，重力势能增大，机械能增大。

15．（2022·江苏·扬州市梅岭中学八年级期末）当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完合影后，接着又给小明同学照半身像，这时摄影师应该______（填“增大”或“减小”）照相机镜头和小明的距离，同时______（填“增大”或“减小”）镜头到底片的距离。在光纤通讯中，通讯用的激光从光导纤维的一端射入，在内壁上经过多次______（选填“反射”或“折射”），从另一端射出，把它携带的信息传到了远方；医院常用到紫外线灭菌灯和超声波检测仪，假设空气中紫外线和超声波的传播速度分别为v1、v2，则v1______（填“＞”“＝”或“＜”）v2。

【答案】     减小     增大     反射     ＞

【解析】[1][2]摄影师用照相机给全班同学照完合影后给小明同学照半身像，像要变大，根据凸透镜成像的规律，像要变大，物体要靠近凸透镜，像要远离凸透镜，故在减小照相机镜头和小明的距离的同时也要增大镜头到底片的距离。

[3]光纤通讯利用的是光在光导纤维内发生全反射的原理。

[4]光在空气当中的传播速度为v1=3.0×108m/s，声音在空气中的传播速度约为v2=340m/s，故v1＞v2。

16．（2022·江苏·张家港市梁丰初级中学九年级阶段练习）光纤是信息传送的一种重要工具，光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内不断____而实现的．光也是一种电磁波，它们在真空中的传播速度都是_____m/s．某广播电台的频率为702 kHz，则该电台的波长是____m．

【答案】     反射     3×108     427.4

【解析】光纤通信利用的就是全反射的道理，光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外．

光也是一种电磁波，电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度：c=3×108m/s；

由c=f得，南京音乐台节目的波长

== 427.4m

17．（2022·安徽·模拟预测）电磁波的传播_____（选填“需要”或“不需要”）介质。如图所示，将手机放在密闭的塑料容器中能正常接收到呼叫信号，放在密闭的金属容器中不能接收到呼叫信号，说明_____（选填“塑料容器”或“金属容器”）对电磁波有屏蔽作用。

【答案】     不需要     金属容器

【解析】手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的，电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播；电磁波遇到绝缘材料会像光透过玻璃一样穿透，故将手机放在塑料容器中，再打电话呼叫容器中的手机，这时，手机能收到呼叫信号，电磁波遇到金属会被反射，将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能收到呼叫信号，说明金属容器对电磁波有屏蔽作用。

三、综合题（共24分）

18．(6分)（2022·江苏无锡·九年级期中）手机己成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、几小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐。

(1)手机是利用_________传输信号实现通讯的，通话时声音信息在空中以_____m/s的速度传递给对方。

(2)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体，因为它具有优良_____（导热/导电）性能，并且石墨烯 ____（有/没有）固定的熔点。

(3)“华为P40”手机的电池标有“标称电压3.8V”、“电池容量5000mA·h”的字样。“标称电压”是指手机工作时的电压，该电压对人体_____（属于/不属于）安全电压，“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量，1mA·h=1mA×1h，则该手机一次充满电可储存的电能约为_____J。

【答案】     电磁波     3×108     导热     有     属于     6.48×104

【解析】(1)[1]手机信号是通过电磁波传输的。

[2]电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s。

(2)[3][4]石墨烯是晶体，晶体有固定的熔点，同时石墨烯是用作散热材料，故具有优良的导热性能。

(3)[5]人体安全电压为36V，标称电压为3.6V，低于人体的安全电压，属于安全电压范畴。

[6]电池容量

5000mA·h=5×3600A·s=1.8×104A·s

该手机一次充满电可储存的电能

W=UIt=3.6V×1.8×104A·s=6.48×104J

19．(6分)（2022·江苏·南通田家炳中学三模）同步通信卫星是在离地面高度为3.6×107m，绕地心转动的圆轨道（同步轨道）上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同．

（1）同步通信卫星绕地球运行时_____（选填“受”或“不受”）地球的引力，周期是_____h．同步通信卫星相对于地面的建筑物是_____的，_____颗同步通信卫星基本可以实现全球通信．

（2）理论和实践表明，质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行，若同步通信卫星上的天线脱落，天线_____（选填“仍然”或“不会”）在同步轨道上运行．

（3）地面上的甲乙两人用卫星电话通过同步通信卫星联系，从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要_____s．

【答案】     受     24     静止     3     仍然     0.48

【解析】（1）同步通信卫星绕地球运行时受地球的引力，周期与地球自转的周围相同，是24h．同步通信卫星相对于地面的建筑物没有发生位置的变化，是静止的，3颗同步通信卫星基本可以实现全球通信．

（2）若同步通信卫星上的天线脱落，由于天线具有惯性，保持原来的运动状态，所以天线仍然在同步轨道上运行．

（3）同步通信卫星利用电磁波通信，电磁波的传播速度是3108m/s；地面上的甲乙两个人用卫星电话通过同步通信卫星联系，从甲发出信号到他受到乙自动回复的信号至少需要的时间：t===0.48s.

20．(4分)（2022·全国·九年级课时练习）如图所示，电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他区域，这样就实现了卫星转播。在调试的过程中，电视台本身也需要接收卫星上传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较．这时发现卫星传来的画面上，人物动作变化总比电缆传来的画面发生慢一些。

（1）解释产生这种时间延误的原因；

（2）已知通信卫星的高度大约是36 000 km,无线电波的传播速度和光速相同．请你根据这些数据，估算一下画面延迟的时间。

【答案】     电磁波虽然传播速度快，但由于传输距离远，它的传播也需要一定的时间.     0.24s

【解析】（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些．

（2）无线电信号的路程，则画面延迟的时间．

答：（1）因电磁波从电视台到卫星间的往返传播要用一定时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些．

（2）卫星传来的画面延迟的时间是0.24s．

【点睛】本题考查速度公式及其变形公式的应用，解题的关键是知道无线电信号的路程是卫星高度的两倍；计算时要注意单位换算．

21．(8分)（2022·全国·九年级）阅读短文，回答问题：

天问一号

2022年7月23日，“长征五号”运载火箭载着“天问一号”探测器在我国文昌航天发射场升空，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国行星探测第一步。7月27日，“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，获取了地月合影，如图甲所示。2022年2月5日，“天问一号”探测器发动机点火工作，顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正，以确保按计划实施火星捕获。预计5月底软着陆火星，对火星表面开展巡视探测等工作。

（1）“天问一号”探测器是利用___________（超声波/红外线/电磁波）向地球传递信息的。

（2）2022年7月27日，“天问一号”探测器将地月合影传到地球大约需___________s的时间。

（3）“天问一号”探测器在距火星表面400km高度经过多次刹车制动，最终绕火星做匀速圆周运动，此时“天问一号”探测器受到的___________（是/不是）平衡力的作用。“天问一号”探测器刹车制动时，沿运动方向喷射高温气体，高温气体对探测器施加制动力，这说明力的作用是___________的，同时还说明力能够改变物体的___________。

（4）“天问一号”探测器软着陆火星表面，“祝融”号火星车将对火星开展巡视探测等工作，如图乙所示。因为火星土壤松软，大气稀薄，火星车的轮子设计较多、较大，可以减小___________。

【答案】     电磁波     4     不是     相互     运动状态     压强

【解析】（1）[1] “天问一号”探测器是利用电磁波向地球传递信息的。

（2）[2]由材料知，7月27日，“天问一号”距离地球的距离：s=1.2×106km，根据可知，“天问一号”火星探测器将地月合影传到地球的时间为

（3）[3][4][5]“天问一号”最终绕火星做匀速圆周运动，运动方向发生变化，运动状态改变，故受到的不是平衡力。探测器刹车制动时，沿运动方向喷射高温气体，探测器对高温气体有力的作用, 由于力的作用是相互的，高温气体对探测器施加制动力，同时还说明力能够改变物体的运动状态。

（4）[6]火星车的轮子设计较多、较大，可以在压力一定时，增大受力面积，减小火星车对火星表面的压强。