九年级物理全一册第二十章《电磁波与信息时代》单元测试卷（A卷） 沪科版（含解析）

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九年级物理全一册第二十章《电磁波与信息时代》单元测试卷（A卷） 沪科版 一、选择题（每题3分，共30分） 1．如图所示是电磁波及其应用实例，下列说法中正确的是（　　） A．紫外线是紫色的 B．电视机遥控器用γ射线遥控 C．体检胸透用的电磁波频率比无线电波的频率低 D．可见光与无线电波在真空中的传播速度相同 2．如图所示是一台便携式收音机的部分屏板，向左调指针(图中的黑块)的过程中所接收到的电磁波（　　） A．频率变大，波长不变 B．频率变小，波长变小 C．频率变大，波长变小 D．频率变小，波长变大 3．在日常生活中，当你打开或者关闭电灯时，你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平亮线，或者从旁边的收音机中听到“咯咯”的杂音.关于出现的这一现象，下列说法中正确的是（　　） A．由于电路中存在电流，故产生了电磁波 B．由于电路的通断，电路中电流发生了变化，产生了电磁波 C．交流电通过电灯对电视机或收音机的影响 D．电路通断时，开关中金属碰撞声的影响 4．中央电视台1台发射的电磁波的频率范围是56.5~64.5MHz，中央电视台2台发射的电磁波的频率范围是183~191 MHz，这两个电视台发射的电磁波在空中传播时（　　）. A．1台发射电磁波的速度大于2台发射电磁波的速度 B．1台发射电磁波的速度小于2台发射电磁波的速度 C．1台发射电磁波的波长大于2台发射电磁波的波长 D．1台发射电磁波的波长小于2台发射电磁波的波长 5．下面有关信息传递的说法中正确的是（　　）. A．用电子邮件可以传递文字、声音文件，但不能传递图像文件 B．使用4G手机通过无线网络上网，是利用电磁波传递模拟信号 C．光纤通信技术是利用光经多次反射传输信号的 D．波长和频率都不同的电磁波在真空中传播的速度也不同 6．在芦山县抗震救灾中，“旋翼无人机”成为“救灾的空中指挥官”.低空飞行的“无人机”短时间内就确定了倒塌严重的区域，为救援力量的分布、调度提供了服务.对于上述新闻信息所涉及的物理知识，下列说法中正确的是（　　） A．无人机通过超声波与地面控制中心联系 B．无人机通过电磁波与地面控制中心联系 C．无人机通过次声波与地面控制中心联系 D．无人机通过光纤向地面控制中心传送图像 7．“歼-20”是我国新研制的重型隐形战机，它的“隐身”原理主要是机身对雷达发射出的某种波具有良好的吸收作用.这种波是（　　）. A．水波 B．超声波 C．电磁波 D．次声波 8．卡塔尔世界杯期间，球迷们通过电视、手机、电脑等进行观看，均利用了电磁波，对电磁波理解正确的是（　　） A．电磁波传播不能在真空传播 B．电磁波可传递信息 C．电磁波的频率越低，传播速度就越小 D．电磁波不能传递能量 9．如图为我国自行研制、具有自主知识产权的大型民用飞机C919，于2023年5月完成了从上海虹桥飞抵北京首都机场的首次飞行进入民航运营。下列有关说法正确的是（　　） A．飞机匀速飞行时运动状态发生改变 B．飞行时驾驶员通过电磁波与塔台工作人员联系 C．飞机上升过程中舱外大气压变大 D．飞机降落过程动能转化为重力势能 10．2023年10月26日，神舟十六号与神州十七号的宇航员成功完成了太空“会师”，并将在空间站进行在轨轮换工作。下列说法正确的是（　　） A．载人飞船与地面控制中心之间的数据传输需要介质 B．宇航员在空间站内交谈的声音不是通过振动产生的 C．载人飞船与地面控制中心是通过电磁波传输数据的 D．电磁波的传播速度为3×108km/s 二、多选题（每题3分，共6分） 11．我国是全世界手机用户最多的国家。关于手机，下列说法正确的是（　　） A．手机是利用电磁波来传递信息的 B．话筒是将电信号转变成声信号 C．听筒内部是利用电磁铁来工作的 D．手机周围没有磁场不会对别的磁体造成影响 12．下列说法中正确的是（　　） A．异种电荷相互吸引 B．光是电磁波 C．只有正电荷的运动能形成电流 D．导体中的电流一定会产生磁场 三、填空题（每空2分，共38分） 13．如图所示，是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段，　 　波段的波长较长，　 　波段的频率较高.图中“750”字样代表接收电磁波的波长为　 　m. 14．电磁波在真空中的传播速度为　 　m/s，天津广播电台新闻节目的广播频率为909kHz，它的波长为　 　m. 15．下图是王亚平在空间站用古筝弹奏曲目《茉莉花》，琴声是由琴弦　 　产生，调节琴弦的松紧可改变琴声的　 　，空间站的画面通过　 　传回地球。 16．全球首颗搭载主动激光雷达二氧化碳探测的大气环境监测卫星于2022年4月16日2时16分在太原卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭，成功将大气环境监测卫星发射升空，实现对大气中二氧化碳的全天时、高精度监测。火箭以液态氢为主要燃料是因为它的　 　大，地面控制中心通过　 　波向卫星发出指令。 17．手机通讯是通过　 　波传递信息的．B超是　 　波的应用．空调遥控器是通过发射　 　线进行遥控的． 18．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲，神舟十六号航天员面向全国青少年进行太空科普授课.请运用有关物理知识，在中国空间站授课期间，两位航天员之间的交流对话是通过　 　进行传播，他们的声音信号是通过　 　传播到地面（前两空均选填“声波”或“电磁波”）；同学们能够分辨两位航天员的声音不同，主要是他们声音的　 　不同。 19．邯郸舰是中国自行研制的新型导弹护卫舰，具有较强的反潜、远程警戒和防空作战能力，其装备的声呐系统利用　 　波来探测敌方潜艇，雷达系统利用　 　 波来发现空中敌情。舰上还装备有一种神秘的声波武器—“金嗓子”，能发出145dB以上的高频声波，在索马里护航时对海盗构成了有效威慑，“金嗓子”主要利用了声音能够传递　 　 四、简答题（共6分） 20．电视信号中图像和声音信号是如何发射的？电视信号与广播信号有哪些异同？ 21．如图为电视广播的工作过程，请你简述其过程。 五、综合题（每空2分，共14分） 22．2019年春节联欢晚会在大年三十晚八时如期举行.中央电视台通过通信卫星向全国进行了现场直播，如图所示. （1）若通信卫星离地面的高度为3.6×104 km，则信号从北京的春晚现场传到湖北的张先生家的电视机中约需要多长时间? （2）若中央电视台发出的电视信号频率为1 479 MHz，求所用的电磁波的波长是多少? （3）除上述的通信方式外，还可以通过什么方式将电视信号从北京传到湖北(至少列出两种)? 23．卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出入卫星系统形成链路。由于同步卫星在赤道上空约36 000 km处，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23 h 56 min 4 s）一致，从地面看上去如同静止不动。3颗卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信，最适合卫星通信的频率是1～10 GHz频段，即微波频段。 （1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立　 　。 （2）关于同步卫星，以下说法中正确的是（　　） A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同 B．同步卫星和月球一样每天绕地球一周 C．同步卫星固定在空中一直不动 D．作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好 （3）频率为1～10 GHz的电磁波对应的波长是多少？ （4）赤道上的地面站向卫星发射信号需要多长时间？ 六、科普阅读题（每空2分，共6分） 24．中国科学技术大学潘建伟团队宣布，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务：量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。量子纠缠，通俗地说，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会改变。爱因斯坦称之为“鬼魅般的远距作用”。 量子纠缠分发，就是将一对有“感应”的量子分置于两地。这尤其适用于保密通信，在此基础上的量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”。 潘建伟说，目前主要的挑战是，如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信。除了量子密钥和通信实验之外，他们还将运用“墨子号”测试重力对于量子纠缠形态的影响。他们还将在两年内发射另一颗量子卫星。其他同事认为这个想法太雄心勃勃了，因为这意味着两套在太空中的量子发射系统，可能实现宇宙中的量子纠缠。 （1）两个处于纠缠状态的量子，一个量子状态变化，另一个状态　 　。 （2）量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”，是建立在　 　基础上的。 （3）量子通信技术目前主要的挑战是　 　。  答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A、紫外线是紫光外侧的一种不可见光，不是紫色的，A错误；B、利用红外线的能量，使电视机遥控器对电视有遥控作用，B错误；C、根据图像，体检胸透用的电磁波频率约1017Hz，无线电波的频率约108Hz，体检胸透用的电磁波频率高，C错误；D、在真空中，可见光与无线电波都是电磁波，传播速度相同，D正确。故选D。【分析】【学找切入点】紫外线是一种不可见光；电视机遥控器是用红外线遥控的；体检胸透用的电磁波是X射线，其频率比无线电波的频率高；所有的电磁波在真空中的传播速度都是相同的. 2．【答案】D 【解析】【解答】图中，是收音机的部分屏板，向左调指针时，根据数据，接收到的电磁波的频率减小，根据c=fλ，则电磁波的波长变大，D符合题意。故选D。 【分析】【学找切入点】当指针向左调的过程中，频率变小，而电磁波的传播速度是一定的，根据c=λf可知，频率变小，波长变大。 3．【答案】B 【解析】【解答】打开或者关闭电灯时，电路中电流发生变化，旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平亮线，或者收音机中听到“咯咯”的杂音，则受到电磁波的干扰，电磁波是变化的电流产生的。B符合题意。故选B。【分析】变化的电流产生电磁波，电磁波对附近的电视机或收音机产生信号干扰。 4．【答案】C 【解析】【解答】 A、B、电磁波在真空或空气中传播时，速度均为光速，约3×108m，因此中央电视台1台和2台发射的电磁波传播速度相等，选项A、B均错误。C、D、根据波速公式c=λf分析由于是定值，频率f 越小，波长λ越大。 C增强，D错误。综上选C。【分析】 解题需结合电磁波的基本性质：所有电磁波在真空或空气中传播速度均为光速 c ；同时利用波速公式c=λf，λ为波长， f 为频率），分析频率与波长的关系。 5．【答案】C 【解析】【解答】 A、电子邮件作为常见的信息传递工具，能够传递文字、声音、图像等多种类型的文件，所以选项A中“不能传递图像文件”的说法错误。B、4G手机通过无线网络上网时，是利用电磁波传递数字信号（而非模拟信号），因此选项B的说法错误。C、光纤通信技术的原理是利用光在光纤中经多次反射来传输信号，该说法符合光纤通信的工作原理，所以选项C的说法正确。D、在真空中，所有电磁波的传播速度都相同，与电磁波的波长和频率无关，所以选项D的说法错误。故选C。【分析】 本题主要考查信息传递相关知识，需对每个选项涉及的电子邮件功能、手机上网信号类型、光纤通信原理、电磁波传播速度等知识点逐一分析判断。 6．【答案】B 【解析】【解答】 A、超声波属于声波，传播时需要介质，且传播距离有限，无人机与地面控制中心距离较远，超声波无法实现有效通信，所以选项A错误。B、电磁波可以在真空中传播，且能传递信息（包括声音、图像等），无人机与地面控制中心通过电磁波进行通信，符合实际情况，所以选项B正确。C、次声波同样是声波，传播特性与超声波类似，传播距离短且易受干扰，不适合无人机与地面的通信，所以选项C错误。D、光纤是实体的通信线路，无人机在空中飞行时无法铺设或使用光纤，因此不能通过光纤向地面控制中心传送图像，所以选项D错误。故选B。【分析】 要解决本题，需明确不同通信方式的特点：超声波和次声波属于声波，传播距离有限且易受环境影响；电磁波可在真空中传播，适合远距离、高速率的信息传递；光纤是实体介质，无人机空中飞行无法使用。据此分析各选项。 7．【答案】C 【解析】【解答】隐形战机的隐身原理，是机身对雷达发生的电磁波具有吸收作用，使地面不能发现战机，C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【分析】雷达通过发射电磁波，发现空中目标。 8．【答案】B 【解析】【解答】A．电磁波的传播可以在真空中传播，故A错误； BD．电磁波可以传递信息，也能传递能量，故B正确，D错误； C．电磁波的传播速度和频率的无关，故C错误； 故选B。【分析】电磁波，在真空中的传播速度是3×108m/s；波长、波速、频率之间的关系为c=λf，无线电波的频率越高，波长越短。 9．【答案】B 【解析】【解答】A．飞机匀速直线飞行时，速度和方向不变，运动状态不变，故A错误； B．飞机飞行时，驾驶员通过电磁波与塔台工作人员联系，故B正确； C．大气压随高度的增加而减小，飞机上升时，海拔升高，舱外大气压变小，故C错误； D．飞机降落过程， 质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小，动能没有转化为重力势能，故D错误。 故选B。【分析】物体处于静止状态或匀速直线运动状态，是平衡状态，状态保持不变；飞机利用电磁波传递信息；海拔越高，大气压降低；质量一定时，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小。 10．【答案】C 【解析】【解答】AC．载人飞船与地面控制中心之间利用电磁波传输数据，它的传播不需要介质，故A错误，C正确； B．声音是由物体振动产生，故B错误； D．电磁波的传播速度为3×108m/s，故D错误。 故选C。【分析】AC.根据电磁波的传播和应用判断；B.根据声音产生的条件判断；D.根据电磁波的传播速度判断。 11．【答案】A,C 【解析】【解答】A．手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的，A符合题意； B．对着话筒说话，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即将声信号转化为电信号，这是电磁感应现象，B不符合题意； C．听筒中有电磁铁，电路中忽强忽弱的电流转变为电磁铁对铁片引力强弱变化，电磁铁对铁片引力强弱变化转变为铁片的振动，铁片的振动产生声音，所以C符合题意； D．手机中存在磁体，周围有磁场，会对别的磁体造成影响，所以D是错误的。 故答案为：AC。 【分析】手机利用电磁波传递信息；听筒利用电磁铁的磁性工作。 12．【答案】A,B,D 【解析】【解答】A、异种电荷相互吸引，A符合题意； B、光是电磁波，B符合题意； C、正负电荷的定向移动都能形成电流，C不符合题意； D、导体中的电流一定会产生磁场，D符合题意。 故答案为：ABD 【分析】电荷间的相互作用是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引.光是电磁波.电荷的定向移动形成电流.通电导线周围存在磁场. 13．【答案】“AM”；“FM”；400 【解析】【解答】 根据电磁波的性质，频率越低，波长越长。收音机的AM波段（中波）频率低于FM波段（短波），所以AM波段的波长较长。 同理，频率越高，波长越短。FM波段频率高于AM波段，所以FM波段的频率较高。 AM波段的数字单位是千赫兹 ，所以波长λ=cf=3×108m/s7.5×105Hz=400m。【分析】 要解决本题，需回忆电磁波的波长与频率的关系c=λf，以及收音机波段的常识（AM为中波，波长较长；FM为短波，频率较高）。同时，明确波段数字的单位含义（AM波段数字单位为kHz，FM波段数字单位为MHz），再通过公式计算波长。 14．【答案】3×108；333 【解析】【解答】电磁波能在真空中传播，在真空中的传播速度为3×108m/s，根据波速c=fλ，则天津广播电台广播频率为909kHz，它的波长为：λ=cf=3×108m/s909×103Hz=333m。故第1空填：3×108m/s；第2空填：333。【分析】真空中，电磁波的速度是3×108m/s；根据c=fλ，结合频率，计算波长。 15．【答案】振动；音调；电磁波 【解析】【解答】声是由物体的振动产生的，古筝发出的声音是由琴弦振动产生的。 音调和振动的频率有关，调节琴弦的松紧，可改变琴弦的振动频率，从而改变琴声的音调。 电磁波可以在真空中传播，空间站的画面是通过电磁波传回地球的。故第1空填：振动；第2空填：音调；第3空填：电磁波。【分析】声音是物体的振动产生的；发声体的频率改变，音调改变；空间站利用电磁波像地面传递信息。 16．【答案】热值；电磁 【解析】【解答】火箭以液态氢为主要燃料是因为它的热值大，在其他条件相同时，放出的热量多；电磁波能传递信息，可以在真空传播地面控制中心通过电磁波向卫星发出指令。【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，用q来表示，于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。热值是燃料的一种特性；电磁波能传递信息，可以在真空传播；广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。 17．【答案】电磁；超声；红外 【解析】【解答】电磁波用于无线通讯，超声波（B超）用于传递信息，遥控器通过红外线遥控电视机综上第1空为电磁；第2空为超声；第3空为红外【分析】根据电磁波的应用、声音与信息、红外线的应用填空1、 信息的传递：由于无线网络通信依靠电磁波来传递信息2、声音能传递信息的实例：利用声呐（超声波）测海深、利用雷达定位、利用B超探测婴儿信息 3、红外线：是频率比红光低的不可见光，常见用处有测温、遥控电器 18．【答案】空气；电磁波；音色 【解析】【解答】空气能传声，空间站内有空气，航天员交流是通过空气传播的。 空间站在太空中，与地面之间传递信息时，靠的是电磁波，真空不能传声，声音不能直接传向地球。 不同发声体声音的音色不同，是辨别不同航天员声音的依据。【分析】空气可以传播声音；空间站将信息传向地球，利用电磁波；通过音色来区分发声体。 19．【答案】超声波；电磁；能量 【解析】【解答】（1）邯郸舰的声呐系统是利用超声波来探测敌方潜艇。雷达是利用电磁波来工作的，“金嗓子”能够传递能量，进而对海盗构成威慑。综上 第1空、超声波； 第2空、电磁； 第3空、能量。【分析】1、声音能传递信息的实例：利用声呐（超声波）测海深、利用雷达定位、利用B超探测婴儿信息；2、声音能传递能量的实例：能量震碎玻璃，使得火焰动摇等。 20．【答案】摄像机把图像变成电信号，话筒把声音信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中； 电视信号与广播信号的不同点：电视信号中包含声音信号和视频信号，广播信号中包含声音信号； 电视信号与广播信号的相同点：都是将信号加载到高频电磁波上，以电磁波形式向外传输。 【解析】【解答】摄像机把图像变成电信号，话筒把声音信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中；电视信号和广播信号都将信号加载到高频电磁波上，以电磁波形式向外传输。在接收端将电信号转化为图像信号和声音信号，通过显示器显示图像，喇叭发出声音。 【分析】电视信号包括了声音信号和图像信号，声音信号的产生、发射、接收与无线电广播的工作过程相似。电视机天线把高频信号接收下来，通过电视机把图像和声音信号取出来放大，由显示器显示图像，喇叭发出声音。 21．【答案】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，通过发射天线发射到空中。电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显像管把它还原成图像。 【解析】【解答】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，通过发射天线发射到空中。电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显像管把它还原成图像。 【分析】在电视广播中，单独的声音信号、图像信号都无法在空中传播，它利用了高频电流产生的电磁波传递声音和图像信号，其过程和无线电广播的过程相似。 22．【答案】（1）解：信号通过通信卫星传播的路径为“北京→卫星→湖北”，总路程是2倍的卫星离地面高度，即s=2× 3.6×104 km = 7.2×104 km，根据速度公式计算可知 信号从北京的春晚现场传到湖北的张先生家的电视机中约 t=2sv=2×3.6×104km3×105km/s=0.24s （2）根据c=λf得 λ=cf=3×108m/s1479×106Hz≈0.2m。 （3）解：①光纤通信；②网络通信等可 将电视信号从北京传到湖北。 【解析】【分析】（1）要计算信号传播时间，需明确信号通过通信卫星传播的路径为“北京→卫星→湖北”，总路程是2倍的卫星离地面高度，再根据速度公式t=sv计算时间。（2）已知电磁波频率，利用电磁波的波速公式λ=cf来求解波长。（3）回忆电视信号的其他传输方式，结合常见通信手段（如有线、短波、地面基站等）列举至少两种。 23．【答案】（1）地面站 （2）A （3）解：地球同步卫星，就是卫星绕地球转动一周所用的时间和地球自转一周所用的时间相同，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就可覆盖几乎所有地球表面，基本实现全球通信。频率范围f1=1GHz~f2=10GHz ，根据c=λf得 λ2=Cf2=3.0×103m/s1.0×109Hz=0.3m， λ2=Cf2=3.0×103m/s1.0×1010Hz=0.03m，所以波长范围是0.03m~0.3m。 （4）解：从赤道上的地面向赤道上空S=36 000 km的卫星发射信号需要的时间为 t=Sv=36000km3×105km/s=0.12s。 【解析】【解答】 地球同步卫星，就是卫星绕地球转动一周所用的时间和地球自转一周所用的时间相同，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就可覆盖几乎所有地球表面，基本实现全球通信。频率范围f1=1GHz~f2=10GHz ，根据c=λf得 λ2=Cf2=3.0×103m/s1.0×109Hz=0.3m， λ2=Cf2=3.0×103m/s1.0×1010Hz=0.03m，所以波长范围是0.03m~0.3m。 从赤道上的地面向赤道上空S=36 000 km的卫星发射信号需要的时间为 t=Sv=36000km3×105km/s=0.12s。 【分析】由公式C=λf 求出频率范围。由速度变形公式t=Sv 求出卫星发射信号的时间。 24．【答案】（1）改变 （2）量子纠缠分发 （3）如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信 【解析】【解答】（1）由第一段信息可知 两个处于纠缠状态的量子，一个量子状态变化，另一个状态也会改变；（2）由第二段信息可知量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”，是建立在量子纠缠分发的基础上；（3）由第三段信息可知量子通信技术目前主要的挑战是如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信。 【分析】该题属于阅读材料题，从题中找到对应信息和答案即可，考察对信息的获取和归纳能力。（1）仔细阅读第一段最后一句可以找到答案。（2）第二段第一句可以找到答案；（3）第三段第一句可以找到答案。