人教版物理九年级全一册第二十一章《电磁波及其应用》单元测试卷（二）（含解析）

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人教版物理九年级全一册第二十一章《电磁波及其应用》单元测试卷（二）一、选择题（每题3分，共30分）1．大别山第二高峰天堂寨有“华东最后一片原始森林”“植物的王国”“花的海洋”的美称。如图所示的是《航拍中国》用无人机拍摄的天堂寨。下列说法正确的是（　　）A．无人机的镜头相当于凹透镜B．天堂寨通过镜头成倒立、缩小的虚像C．无人机的飞行通过遥控器发出的超声波进行控制D．要拍天堂寨的全景，应控制无人机上升，使所成的像变小2．世界最大单体射电望远镜——“天眼”，已在我国建成使用，它将协助人类“触摸”来自外太空的微弱信号，探索宇宙的奥秘。它接收的是（　　）A．可听声B．超声波C．电磁波D．次声波3．4月12 日是世界航天日，中国自主研发的“星链”卫星互联网系统正在加速组网。关于卫星互联网通信，下列说法正确的是（　　）A．卫星通信利用了电磁波能传递信息B．卫星通信是利用超声波传递信息的C．电磁波的传播和声波一样需要介质D．不同电磁波在真空中传播速度不同4．如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用 （　　）A．电磁波B．超声波C．次声波D．光导纤维5．如图所示是微波通信的示意图，下列关于微波通信的说法中正确的是(　　).A．微波的波长较短，频率较小B．微波通信不需要中继站C．微波的传播是沿地球表面绕射的D．微波的性质更接近于光波6．当手机开启热点功能为电脑、平板等带有Wi-Fi功能的设备提供网络支撑时，它相当于（　　）A．无线路由器B．微波中继站C．服务器D．基地台7． 2023年2月，我国医生利用5G技术成功实现在5000公里外远程控制手术钳和电刀实施手术。手术时信号传输利用的是（　　）A．超声波B．次声波C．无线电波D．红外线8．关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（　　）.A．移动电话是利用电磁波传递信息的B．光不能在弯曲的光纤中传播C．中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同D．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的9．下列说法中错误的是（　　）.A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件B．网络通信是数字通信C．计算机间的联接需要金属导线，还可使用光缆，但不需要通信卫星D．宽带网是指频率较高、能传输更多信息的网络10．不需要 Wi-Fi信号，点亮 LED灯就能上网，复旦大学成功实现了这一国际前沿通信技术：在LED灯中安装一个微芯片，便可让其变成无线网络发射器.点亮LED灯，灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网.下列有关说法错误的是（　　）.A．有 LED灯光的地方就有网络信号B．点亮 LED灯上网不是利用电磁波传播信号C．与用 Wi-Fi信号上网相比，光由于直线传播不能穿墙而过，故网络信息更加安全D．与用 Wi-Fi信号上网相比，没有大功率的无线通信设备，局部电磁辐射大大减弱二、多选题（每题3分，共9分）11．信息传递技术的发展使人们冲破了时空的阻隔，下列关于信息传递的说法错误的是（　　）.A．光纤通信是利用光从光导纤维中的一端射入，在内壁多次反射后从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方B．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同C．电磁波的传播与水波类似，需要一种我们不知道的介质D．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物12．北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System）是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中（　　）A．各部分间利用超声波进行信息传递B．太阳能帆板是卫星的主要电源之一C．静止轨道卫星相对于地球是静止的D．导航定位信号的传播速度等于光速13．关于图中所示的四个实验，下列说法正确的是（　　）A．图甲中：将托里拆利实验的玻璃管慢慢倾斜，玻璃管内水银柱的长度不变B．图乙中：一束太阳光透过三棱镜形成彩色光带，说明白光是由各种色光组成的C．图丙中：撤掉玻璃板一段时间后，上方气体颜色变深，下方气体颜色变浅D．图丁中：导线中变化的电流产生电磁波，电磁波在真空中传播的速度是3×108m/s三、填空题（每空2分，共12分）14．冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。如图所示，冰壶投出后，运动员在冰壶的前方擦刷冰面，形成水膜，使冰壶沿预设轨迹运动。运动员刷冰是为了　 　（选填“增大”或“减小”）冰壶受到的摩擦力。比赛时，有些观众通过手机观看比赛直播，手机信号是通过　 　传递的。15．红外线是一种 　 　 波。人体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为 　 　 Hz。16．2024年5月3日，嫦娥六号由长征五号遥八运载火箭成功发射，开启了月背探秘华章。火箭穿越大气层过程中，火箭外壳与大气摩擦温度升高，说明　 　可以改变物体的内能；着陆器在月背采样的影像用　 　（选填“超声波”或“电磁波”）传回地球。四、实验探究题（共2题，共18分）17．2024年11月17 日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州市正式入列，如题图所示. “梦想”号满载时排水量为42 600 t，它使用卫星及声呐定位，能在海上的固定点正常作业.(取 ρ江水=1.0× 103kg/m3,ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)（1）卫星定位利用的是　 　(选填“超声波”或“电磁波”).（2）“梦想”号发动机螺旋桨向后推水而使船获得前进的力，说明力的作用是　 　.（3）满载时，“梦想”号受到水的浮力约为　 　N.当它从珠江驶向大海的过程中，受到的浮力　 　，排开水的体积　 　.(后两空选填“变大” “变小”或“不变” )（4）风压指的是垂直于气流方向的平面所受到风的压力，常用单位是N/m2，它的大小与风速的二次方成正比.当风速为8 m/s时，风压可达到40 N/m2.当海风的风速为16m/s时，“梦想”号上面积为2m2的玻璃窗受到海风的压力为　 　N.18． 小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验进行探究。步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打该手机并记录现象如下表。步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机，手机立刻打通。（1）手机是用　 　传递信息的。通过实验，可得出初步结论：　 　。（2）过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网；医院CT室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题：　 　。五、计算题（共8分）19．如图所示是一辆无人驾驶迷你巴士，它依靠激光雷达、摄像头以及5G网络等设备来实现自动驾驶，该巴士使用电池作动力源。为了安全，巴士设计的最大速度是27km/h。某次测试中，满载的巴士以最大速度行驶10min，耗电3.0kW·h，满载巴士总质量为3000kg。（g=10N/kg）（1）5G网络传递信息的媒介是　 　（选填“光纤”“超声波”或“电磁波”）；（2）测试中，巴士轮胎与水平地面的总接触面积为600cm2，则它对水平地面的压强为多少？（3）若巴士受到的阻力是车总重力的0.05倍，则测试过程中牵引力做功的功率为多少？（4）测试过程中该巴士的机械效率为多少？六、综合题（共2题，共13分）20．2024年5月，清华大学类脑计算研究中心团队研制出了世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”。主要应用领域包括自动驾驶、智能无人系统和具身智能。“天眸芯”通过模仿人类视觉系统的特征，能够在复杂和极端的环境中实现高速、高精度和高动态范围的视觉信息采集，能够高效应对各种极端场景，显著提升自动驾驶系统的可靠性和安全性。“天眸芯”采用90nm背照式CMOS（主要成分包括硅和锗两种元素）基底，一个指甲盖大的“天眸芯”芯片含有上百亿个晶体管。请回答以下问题：（1）“天眸芯”主要采用　 　（选填“半导体”或“导体”）材料制成；晶体管的空间尺度　 　（选填“大于”或“小于”）原子空间尺度；（2）汽车自动驾驶时，汽车顶部的雷达发射出一束肉眼不可见的激光射向前方的障碍物，测出这束激光往返的时间，即可知道障碍物与自动驾驶汽车的距离。该测距方法主要利用了激光的　 　和　 　（填字母）；A.直线传播 B.反射 C.折射（3）自动驾驶车的摄像头是车的“眼睛”，它的工作原理与　 　相同。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”），车顶的激光雷达可以接收北斗卫星的　 　（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）信号，对车辆实现　 　（选填“厘米”或“米”）级的定位。21．强大的国防是维护和平的坚强后盾，如图是我国第五代战斗机“歼-20”，具备了很强的隐形性能、机动性能等。该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20km， 最大航行速度达2880km/h， 最大载油量为10t， 飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：(已知飞机发动机的效率是30%，航空燃油的热值为 5x107J/kg， 飞机巡航时近似认为做匀速直线运动)（1）“歼-20”飞机表面能　 　 (选填"反射"或"吸收”)对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身。“歼-20”飞机着陆后，仍需滑行一段距离才停下，主要因为飞机具有　 　.（2）飞机加速升空时，燃料燃烧释放的　 　能转化为飞机的机械能：携带的燃油燃烧了一半后，燃油热值将　 　(选填"变小”、“变大”或“不变”)。（3）当质量为10t的航空燃油完全燃烧时，放出的热量为　 　J。（4）若在飞机油箱中加满燃油，并且以 500m/s 的速度巡航时，飞机的最大航程为　 　km.七、科普阅读题（共2题，共10分）22．阅读短文，回答问题探索月球背面的秘密2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器如图乙所示英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳能电池阵的稳定性至关重要。由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线，如图丙所示。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能、降低能耗、延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。（1）如图甲所示，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于________（选填“A”或“B”）。A．向下喷出的高温高压燃气B．火箭下方的空气（2）嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→　 　→机械能。（3）鹊桥二号携带的星载大型可展开天线，发射时收起，入轨后展开。它是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。伞面精巧而且镀了金，这样做的优点是　 　。（写出一条即可）（4）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到　 　的作用。23．如图甲所示为我国时制的某款智能防疫机器人，它具有自主测温、移动、避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图乙所示为控制电机运转的部分电路，U为输入电压，R1为定值电阻，RB为磁敏电阻，其阻值随外加磁场强弱的变化而变化。（1）机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息。当机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，它是利用　 　（选填“超声波”或“激光”）才能更好的感知到障碍物；以移动的机器人为参照物，障碍物是　 　的（选填“运动”或“静止”）。（2）下列关于机器人的说法中，正确的是____。A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的红外线，但不属于电磁波家族C．图乙中电磁铁的上端为S极D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别（3）机器人是利用电动机来驱动的，驱动电机的输入总功率为400W，将电能转化为机械能的效率为60%，它的移动速度范围为0.1~1.0m/s。若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动，则此过程中机器人受到的阻力为　 　N。（4）控制驱动电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丙所示，当它在正常工作区时，即使图乙电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动。则磁敏电阻的正常工作区对应图中　 　（选填“ab”或“bc”）段；驱动电机的工作原理与　 　相同（选填“扬声器”或“麦克风”）。答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A选项分析：无人机的镜头功能类似于凸透镜，因此该选项说法错误。B选项分析：天堂寨景物通过镜头会形成倒立且缩小的实像，故该选项表述不正确。C选项分析：无人机是通过遥控器发射的电磁波来实现飞行控制的，因此该选项说法有误。D选项分析：根据凸透镜成像原理，要拍摄天堂寨全景需要增大物距。此时应操控无人机上升高度，使成像变小，该选项说法正确。正确答案：D。【分析】凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；物距越小，像距越大，像越大透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜；物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，应用为投影仪；物体大于二倍焦距，呈现倒立缩小实像，应用为照相机，人眼睛。信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息。2．【答案】C【解析】【解答】“天眼”可接收来自外太空的微弱信号，外太空是真空环境，电磁波能在真空中传播，是通过电磁波来接收信息的。超声波和次声波的传播需要介质，红外线的主要特征是热作用，常用于红外遥控、红外夜视等，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【分析】电磁波可以在真空中传播，天眼利用电磁波传递信息。3．【答案】A【解析】【解答】 AB、卫星通信是利用电磁波传递信息的，故A正确，B错误；C、电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，故C错误；D、电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误。故选：A。【分析】 广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。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。4．【答案】A【解析】【解答】现代战斗机与地面通信主要是依靠电磁波来实现的。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够满足飞机与地面之间远距离、高速率的信息传输需求，歼-35A与地面通信是利用电磁波。而超声波和次声波都属于机械波，它们的传播需要介质，在真空中无法传播，且传播速度相对较慢，传播距离也有限，不适合用于飞机与地面之间的通信。光导纤维是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具，需要铺设专门的线路，无法应用于飞机与地面这种移动且距离不固定的通信场景中。故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。【分析】 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。5．【答案】D【解析】【解答】A、根据c=λf，当波长λ较短时，频率f较大，微波的波长较短，频率较小，A错误；B、地球是球形，微波沿直线传播，无法沿地球表面绕射，微波通信需要中继站转接信号，B错误；C、微波的传播是沿直线传播，而非沿地球表面绕射，C错误；D、微波的波长较短，传播特性接近光波，微波的性质更接近于光波，D正确。故选D。【分析】电磁波的速度一定，波长和频率成反比；电磁波信号传递时，是沿直线传播的，需要中继站转接。6．【答案】A【解析】【解答】A．利用手机的热点功能，其他无线设备可以通过手机进行上网，这时，手机的作用相当于一个提供网络连接的设备，具有类似功能的是无线路由器，因为无线路由器是负责建立和管理无线网络的设备，可以让多个无线设备连接到互联网，故A符合题意；B．微波中继站主要用于远距离通信中，对微波信号进行接力传输，以延伸通信距离，与手机热点功能不同，故B不符合题意；C．服务器是为网络中的其他设备提供各种服务（如数据存储、应用程序服务等）的高性能计算机，手机热点主要是共享网络，并非提供多种服务，故C不符合题意；D．基地台是移动通信中与移动电话终端进行通信的固定收发设备，主要用于实现移动电话与核心网之间的通信连接，和手机热点功能差异很大，故D不符合题意。故选：A。【分析】网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新型的通信方式，主要是满足数据通信的需要。7．【答案】C【解析】【解答】ABD、超声波、次声波不能在真空中传播，红外线传输的距离有限，故ABD不符合题意。C、无线电波可以在真空中传递信息，故C符合题意。故答案为：C。【分析】电磁波可以在真空中传递信息。8．【答案】A【解析】【解答】A、移动电话是利用电磁波传递信息的，A正确；B、光传递信号是通过反射传递的，能在弯曲的光纤中传播，B错误；C、中央电视台与广西电视台发射的电磁波传播的速度相同，C错误；D、北斗卫星定位系统是利用电磁波进行定位的，D错误。故选A。【分析】学找切入点：现代通信主要应用电磁波，而电磁波的波速是一定值，其波长与频率成反比。A项中移动电话是利用电磁波来传递信息的；B项中光纤通信是以光通信，光能在弯曲的光纤中传播；C项中电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的，则中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同；D项中我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波进行定位的。9．【答案】C【解析】【解答】A、计算机进行网络通信时，电子邮件是最频繁的形式之一，A正确，不符合题意；B、网络通信传递的是数字信号，是数字通信范畴，B正确，不符合题意；C、计算机之间的联结，除金属导线、光缆外，还会使用通信卫星等通信手段，C错误，符合题意；D、宽带网因频率较高，具备传输更多信息的能力，D正确，不符合题意。故选C。【分析】网络通信是普遍使用的传递信息方式，是数字信号范畴。10．【答案】B【解析】【解答】A、根据点亮LED灯，灯光下的电脑即可上网，有LED灯光的地方一定有网络信号。A正确；B、点亮LED灯能上网，但网络信号是靠电磁波传输的，B错误；C、与用Wi-fi信号上网相比，光由于直线传播不能穿墙而过，故网络信息更加安全，C正确；D、与用Wi-fi信号上网相比，没有大功率的无线通讯设备，局部电磁辐射大大减弱，D正确。故选B。【分析】现代无线通信技术采用电磁波做载体，电磁波可以在真空和各种物质中传播；人们长期处于强电磁波发射和接收环境中，会受到程度不同的电磁辐射。11．【答案】C,D【解析】【解答】A、光纤通信时，光从光导纤维中的一端射入，在内壁多次反射后，从另一端射出，并把携带的信息传出去，A正确，不符合题意；B、同步通信卫星相对于地面是静止的，和地面间没有位置变化，则绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，B正确，不符合题意；C、电磁波可以在真空中传播，其传播不需要介质，C错误，符合题意；D、微波是一种电磁波，可以传递信息，也可以传递能量，D错误，符合题意。故选CD。【分析】光纤通过利用了光在光导纤维中反射传递信息；同步卫星相对于地面没有位置变化，是静止的；电磁波的传播不需要介质，微波是电磁波，可以传递信息和能量。12．【答案】B,C,D【解析】【解答】A．北斗导航各部分是利用电磁波进行信息传递的，故A错误；B．太阳能帆板将太阳能转化为电能，为卫星提供电能，故B正确；C．静止轨道卫星相对地球的位置保持不变，故相对于地球是静止的，故C正确；D．导航定位信号是电磁波，起传播的速度等于光速，故D正确。故选BCD。【分析】A.根据电磁波的应用判断；B.根据太阳能帆板的能量转化判断；C.根据参照物的知识判断；D.根据电磁波的传播速度判断。13．【答案】B,C,D【解析】【解答】A． 在同一地点做托里拆利实验，外界大气压强不变，根据p=ρ液gh可知，玻璃管稍倾斜一些时，水银柱的高度不变，但是长度会变长，故A错误；B． 白光通过三棱镜后形成彩色光带，说明白光是由7种色光混合成的，故B正确；C． 抽去中间的玻璃板，上面的空气分子运动到下面的瓶子中，下面的二氧化氮分子运动到上面的瓶子中，则过一会儿下方玻璃杯中气体颜色变浅，上方玻璃杯中的空气颜色变深，说明表明气体分子在不停地做无规则运动，故C正确；D． 迅速变化的电流周围产生电磁波，电磁波在真空中的速度是3×108m/s，故D正确。故选BCD。【分析】A.根据p=ρ液gh分析水银柱的长度变化；B.根据光的色散现象的本质判断；C.根据分子运动的知识判断；D.根据对电磁波传播的知识判断。14．【答案】减小；电磁波【解析】【解答】 运动员在冰壶前方通过擦刷冰面形成水膜，使冰面与冰壶的接触面分离，从而有效减小两者之间的摩擦阻力。 手机作为一种无线通信终端设备，其信息传输主要依靠无线通信技术。无线通信的基本原理是将电信号转换为电磁波信号（采用E=hν的电磁波形式）作为信息载体进行空间传播。【分析】滑动摩擦力影响因素：控制压力相等的情况下，接触面表面越粗糙，滑动摩擦力越大；控制接触面粗糙程度相等的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大。信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息。15．【答案】电磁；3×1013【解析】【解答】电磁波是个大家族，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s，则红外线的速度也为3×108m/s，计算红外线的频率f=cλ=3×108m/s10×10−6m=3×1013Hz。故第1空填：电磁；第3空填：3×1013。【分析】红外线是电磁波的一种，根据c=λf，结合波长，计算频率。16．【答案】做功；电磁波【解析】【解答】 改变物体内能有两种方式：做功和热传递。当火箭穿越大气层时，外壳与空气摩擦产生阻力，火箭需要克服摩擦力做功，这部分机械能转化为内能，导致火箭外壳温度升高。这一现象证明了做功能够改变物体的内能。 电磁波的一个重要特性是不需要介质就能传播。由于月球表面没有大气层（真空环境），着陆器在月球背面采集的影像数据只能通过电磁波（如无线电波）的形式传回地球。【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息。17．【答案】（1）电磁波（2）相互的（3）4.26×108；不变；变小（4）320【解析】【解答】（1）卫星定位是通过卫星与地面设备之间传递信息来实现的，在真空中也能传播信息。超声波属于声波，声波的传播需要介质，不能在真空中传播；而电磁波可以在真空中传播，所以卫星定位利用的是电磁波；（2）“梦想”号发动机螺旋桨向后推水，对水施加了一个向后的力，同时水给船一个向前的力使船前进，这说明物体间力的作用是相互的；（3）根据阿基米德原理F浮=G排=m排g，已知满载时排水量m排=42600t = 42600×103kg=4.26×107kg，则“梦想”号满载时受到水的浮力：F浮=G排=m排g=4.26×107kg×10N/kg=4.26×108N当船从珠江驶向大海时，船始终处于漂浮状态，F浮=G，船的重力不变，所以受到的浮力不变；根据阿基米德原理V排=F浮ρ液g可知，浮力不变，液体密度变大，则排开海水的体积变小；（4）风对玻璃窗的压P的大小与风速v的二次方成正比，设p = kv2，当v = 8m/s时，p = 40N/m2，代入可得：40N/m2=k(8m/s)2，解得：k=40N/m264m2/s2=58N.s2/m4当风速v'=16m/s时，风压：P'=kv'2=58N.s2/m4×（16m/s）2=160N/m2“梦想”号上面积为2m2的玻璃窗受到海风的压力为：F=P's=160N/m2×2m2=320N【分析】（1）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；（2）物体间力的作用是相互的；（3）根据F浮=G排=m排g计算满载时，“梦想”号受到水的浮力；根据浮沉条件分析“梦想”号从珠江驶向大海的过程中浮力的变化；根据阿基米德原理V排=F浮ρ液g分析排开水的体积的变化；（4）风压P的大小与风速v的二次方成正比，设p = kv2，当v = 8m/s时，p = 40N/m2，代入可得k值；当风速v'=16m/s时，利用P'=kv'计算风压，根据F=P's计算“梦想”号上面积为2m2的玻璃窗受到海风的压力。18．【答案】（1）电磁波；不同材质的密闭容器对手机信号的屏蔽效果不同（2）电磁波屏蔽效果与材料有关吗【解析】【解答】（1）手机是用电磁波传递信息的。根据表格数据可知，纸、塑料和木头制成的盒子中，手机信号能被打通；而在铁、铝和锡箔制成的盒子中，手机不能被打通，那么得到结论： 不同材质的密闭容器对手机信号的屏蔽效果不同 。（2）根据“细金属网”和“铅板夹层的厚钢板”可知，可以探究的一个问题为： 、电磁波屏蔽效果与材料有关吗 。【分析】（1）根据电磁波的应用的知识解答。相同条件下，手机能被打通，额说明对手机信号的屏蔽作用差；否则，说明对手机信号的屏蔽能力强。（2）根据题目描述的现象分析可以探究的问题。19．【答案】（1）电磁波（2）解：由题意可知，满载的巴士质量m=3000kg，巴士与地面的总接触面面积为S=600cm2=0.06m2巴士对地面的压力大小等于其重力大小，由压力公式可得p=FS=GS=mgS=3000kg×10N/kg0.06m2=5×105Pa答：对地面压强为5×105Pa；（3）解：由题意可知汽车行驶时的阻力为f=0.05G=0.05mg=0.05×3000kg×10N/kg=1500N汽车以最大速度27km/h=7.5m/s行驶10min，在这期间汽车做匀速直线运动，在水平方向牵引力等于汽车所收到的阻力，即牵引力F=1500N，由功率公式可得P=Wt=Fst=Fv=1500N×7.5m/s=11250W答：牵引力做功功率为11250W；（4）解：由题意可知，克服阻力所做的功为有用功W有=Pt=11250W×10×60s=6.75×106J汽车耗电量为总功，则W总=3×3.6×106J=1.08×107J机械效率为η=W有W总=6.75×106J1.08×107J=62.5%答：机械效率为62.5%。【解析】【解答】（1）5G通信主要是无线通信，靠电磁波传递信息。【分析】（1）5G网络利用电磁波传递信息；（2）根据物体的质量计算重力；利用压力和受力面积的比值计算压强；（3）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力，结合力和速度的乘积，计算功率大小；（4）根据功率和时间的乘积，计算有用功；利用有用功和总能量的比值，计算能量利用率。20．【答案】（1）半导体；大于（2）A；B（3）照相机；电磁波；厘米【解析】【解答】（1）“天眸芯”主要成分包括硅和锗两种元素，属于半导体材料。原子直径约为0.1nm，而晶体管的尺寸为纳米级（如90nm），所以晶体管的空间尺度大于原子空间尺度。（2）利用激光的“直线传播”和“反射”特性，通过发射激光并接收反射信号计算距离，故该测距方法主要利用了激光的A和B。（3）物体在摄像机镜头二倍焦距外，成缩小的实像，所以摄像头成像原理与照相机相同。电磁波可以传递信息，车顶的激光雷达可以接受北斗卫星的电磁波传递信号。北斗系统要求高精度定位，对车辆实现“厘米”级定位。【分析】（1） 半导体是一种在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间， 如硅（Si）、锗（Ge）等；原子直径约为0.1nm；（2）利用激光的“直线传播”和“反射”特性，通过发射激光并接收反射信号计算距离；（3）当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，应用：照相机；电磁波可以传递信息，且能在真空中传播。（1）[1]CMOS材料的主要成分硅和锗属于半导体材料，因此第一空填“半导体”。[2]晶体管的尺寸为纳米级（如90nm），而原子直径约为0.1nm，因此晶体管空间尺度“大于”原子。（2）[1][2]激光测距通过发射激光并接收反射信号计算距离，需利用激光的“直线传播”和“反射”特性，故分别为A、B。（3）[1]摄像头成像原理与照相机相同，物体在镜头二倍焦距外成缩小的实像。[2]电磁波可以传递信息，且能在真空中传播，因此北斗卫星通过电磁波传递信号。[3]北斗系统要求高精度定位，因此应以厘米为单位，即对车辆实现“厘米”级定位。21．【答案】（1）吸收；惯性（2）内；不变（3）5×1011（4）2000【解析】【解答】（1）“歼-20”飞机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身。“歼-20”飞机着陆后，仍需滑行一段距离才停下，主要因为飞机具有惯性。（2）飞机加速升空时，燃料燃烧释放的内能转化为飞机的机械能。燃料的热值只与燃料的种类有关，所以携带的燃油燃烧了一半后，燃油热值将不变。（3）10t的航空燃油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq=1 x 104kg x 5x107J/kg = 5x1011J（4）飞机发动机的效率是30% ，则飞机发动机做的有用功为：W有=Q放 x 30%=5x1011J x 30% =1.5x1011J由表中数据可知，当巡航速度为500m/s时，所受的阻力为 7.5x104N飞机做匀速直线运动，所受的牵引力等于阻力，即F=f=7.5x104N飞机的最大航程为：s=W有F=1.5x1011J7.5x104N=2×106m=2000km【分析】（1）飞机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；惯性：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。（2）飞机加速升空时，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；燃料的热值只与燃料的种类有关。（3）已知燃料的质量和热值，根据Q放=mq求出燃料完全燃烧放出的热量。（4）根据发动机的效率和燃料燃烧放出的热量，求出飞机发动机所做的有用功；由表格数据中飞机的巡航速度可知飞机所受的阻力，由于飞机做匀速直线运动，根据二力平衡求出飞机的牵引力，根据s=W有F求出飞机的最大航程。22．【答案】（1）A（2）电能（3）镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿，可增强天线的通信性能、降低能耗、延长卫星的使用寿命。（4）通信中继【解析】【解答】（1）火箭升空，火箭向下喷出高温高压燃气，燃气对火箭有一个向上的反作用力，从而使火箭获得向上的动力。利用了力的作用是相互的原理。故选A。（2）探测器工作时，能源来自太阳能，冲击电机、加载电机和整形电机，为“挖土”提供动力，电机工作时，电能转化为机械能。 在“挖土”中，太阳能→电能→机械能。（3）根据短文，镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿，可增强天线的通信性能、降低能耗、延长卫星的使用寿命。（4）短文中，月球背面无法直接实现与地球通信，鹊桥二号中继星接收、传输来自地球的信号，为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 鹊桥二号中继星在探测活动起到通信中继的作用。【分析】（1）利用力的作用是相互的， 火箭升空；（2）太阳能电池将太阳能转化为动能，电动机将电能转化为机械能；（3）镀金的反射面，增大通信性能；（4）中继卫星可以实现信息传递。（1）火箭升空是利用了力的作用是相互的原理。火箭向下喷出高温高压燃气，燃气对火箭有一个向上的反作用力，从而使火箭获得向上的动力。故选A。（2）由题意知，支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，为“挖土”提供动力，电机工作时将电能转化为机械能。 所以嫦娥六号探测器在“挖土”中主要涉及到的能量转化是太阳能→电能→机械能。（3）据短文可知，镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能、降低能耗、延长卫星的使用寿命。（4）由短文可知，由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。而鹊桥二号中继星一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号，为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。 所以鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到通信中继的作用。23．【答案】（1）超声波；运动（2）D（3）240（4）bc；扬声器【解析】【解答】（1）激光在遇到玻璃等透明障碍物时可能会直接透射过去，不利于机器人接收，而超声波遇到障碍物会发生反射，所以机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波才能更好地感知到障碍物。障碍物与机器人之间的位置不断发生改变，所以以移动的机器人为参照物，障碍物是运动的。（2）A.由材料，“机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上” ，可知，菲涅尔透镜对红外线有会聚作用，作用相当于凸透镜，故A错误；B .红外线是不可见光，光也是一种电磁波，所以红外线属于电磁波家族，故B错误；C .图乙中电流从电磁铁下端流入，上端流出，根据安培定则可知，图乙中电磁铁的上端为 N 极，故C错误；D.人体正常体温一般在36 ℃ −37 ℃ 之间，38 ℃ 高于正常体温，所以机器人发现体温38 ℃ 的人会语音报警并识别，故D正确。故选D。（3）驱动电机的输入总功率为400W，将电能转化为机械能的效率为60%，则机械功率为：P=400W x 60% =240W机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力，为：f=F=Pv=240W1m/s=240N（4）由图乙可知，R1​与RB​串联，为维持U1​两端电压稳定，根据串联分压规律可知，磁敏电阻RB​两端电压UB​应随输入电压U的变化而变化，且RB​阻值的变化量要较大，由图丙可知，bc段磁敏电阻RB​的阻值变化量较大，故磁敏电阻的正常工作区对应图中bc段。驱动电机是电动机，其工作原理是磁场对通电导线有力的作用，是将电能转化为机械能。扬声器是把电信号转化为声音信号，也是将电能转化为机械能，故驱动电机的工作原理与扬声器相同。【分析】（1）机器人发射的超声波（或激光）遇到障碍物后被反射，反射波被机器人接收，才能更好的感知障碍物；研究物体运动状态时，要选择合适的参照物，若物体和参照物之间位置发生变化，则物体是运动的，若物体和参照物之间位置没有发生变化，则物体是静止的。（2）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；光也是一种电磁波；分析图乙中电磁铁中电流的方向，根据安培定则判断电磁铁的极性；人体正常体温一般在36 ℃ −37 ℃ 之间。（3）利用驱动电机的总功率和电能转化为机械能的效率求出机械功率，已知机器人的最大移动速度，根据二力平衡知识，利用f=F=Pv求出机器人受到的阻力。（4）由图乙可知，R1​与RB​串联，为维持U1​两端电压稳定，根据串联分压规律可知，磁敏电阻RB​两端电压UB​应随输入电压U的变化而变化，且RB​阻值的变化量要较大；扬声器是把电信号转化为声音信号，将电能转化为机械能；麦克风是把声音信号转化为电信号，将机械能转化为电能。盒子材质纸塑料木头铁铝锡箔能否打通能能能不能不能不能速度v1002003004005001000阻力fIN0.3x1041.2x1042.7×1044.8×1047.5x10430x104