沪科版（2024）九年级全册（2024）第二节 电磁波的应用导学案及答案

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 无线电波与广播电视 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 微波与卫星通信3
\l "_Tc200209974" 题型3 红外线成像与检测5
\l "_Tc200209974" 题型4 高频电磁波与医疗7
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】8
\l "_Tc200209979" 【链接中考】12
【重难题型讲解】
题型1 无线电波与广播电视
1．无线电波：
在电磁波谱中，无线电波的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。
2.无线电波的分类及作用：
无线电波的波长范围非常广，可分为多个波段，各有不同作用。
3.无线电广播信号的发射和接收：
无线电广播信号的发射由广播电台完成；无线电广播信号的接收——收音机完成。
4.调幅、调频：
（1）调幅：无线电波的振幅根据所传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为
振幅调制（AM），简称调幅。
（2）调频：频率依据所需传送的声音信号而变化，这种信号调制方式称为频率调制（FM），简称调频。例如立体声节目。
5.电视信号的发射和接收：
（1）发射：摄像机把图像信号变成电信号，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。
（2）接收：电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。
【典例1-1】（2026·吉林长春·模拟预测）我们的身边有许多种“波”，下列有关“波”的说法中正确的是（ ）
A．微波、红光、紫外线都是电磁波
B．声波、超声波、电磁波的传播速度都相同
C．水波、声波、电磁波都是由物体振动产生的
D．微波通信、卫星通信和光纤通信都是通过光缆来传输信号的
【典例1-2】（2026·广东广州·二模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（ ）
A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波
B．人眼可以看到波长为的电磁波
C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小
跟踪训练1 如图是无线电广播过程的简易图。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，调制解调器把音频信号加载到 高频 电流上发射到空中，收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号。通过解调将 音频 信号留下，通过扬声器把播音员的声音从收音机播放出来。
跟踪训练2 （23--24•贵阳期末）电视信号包含图象信号和声音信号，电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中，下列说法正确的是（ ）
A．声音信号是加载在电流上的，图象信号是加载在电磁波上的
B．图象信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的
C．声音信号和图象信号都是加载在电流上的
D．声音信号和图象信号都是加载在电磁波上的
题型2 微波与卫星通信
1．微波及其作用：
微波的波长在厘米量级甚至更短，可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。
2.微波通信的过程：
微波信号经地面站天线发射，经由卫星接收、放大并转发给其他地面站或中继卫星，从而实现覆盖较广区域甚至全球的通信。
3.卫星通信：
（1）定义：利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫卫星通信。
在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。
（2）星通信的组成：
由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。
（3）星通信的原理：
卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。
（4）卫星通信特点：
通信范围大，不易受陆地灾害影响，建设速度快；易于实现广播和多址通信。
【典例2-1】（2026·四川绵阳·模拟预测）2022年3月份以来。俄罗斯与乌克兰之间爆发了激烈的军事冲突。双方之间频繁使用各种无线制导武器。下列相关针对性叙述不正确的是（ ）
A．制导武器所用的各种芯片，是由半导体材料制成的
B．卫星导航系统对导弹的引导信息是由电磁波来传递的
C．导弹所用发动机是将燃料燃烧放出的内能转化为机械能
D．利用卫星系统导航，其信息传播的媒介与“B超”相同
【典例2-2】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36000 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。
跟踪训练1 北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的卫星导航系统，始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的发展理念，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。卫星导航在传递信息过程中主要依靠的是（ ）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光导纤维
跟踪训练2 （2023•泰州期末）我们平时观看足球比赛的电视转播，其实是通讯卫星通过 来传递信息的，我们利用遥控器来调换不同的电视频道，其实是改变了电视机接收信号的 。比赛中我们看到被打进球门内的足球被球网拦住，这说明力可以改变物体的 运动状态 。
题型3 红外线成像与检测
1．红外线：
在电磁波谱可见光区红光的外侧，存在一个看不见的电磁波段，即红外线。
2.红外线的特性：
（1）热作用强
一切物体都在不停地发射红外线，同时也在吸收其他物体发射来的红外线；物体的温度越高，辐射的红外线越多（热学中的“热传递”实际上就是物体发射红外线）。
（2）红外线的穿透能力比较强。
3.红外线的应用：
（1）红外线成像（红外胶片拍摄的“热谱图”），如红外线夜视仪、卫星遥感测控等。
（2）红外线遥控（电视机空调遥控器、汽车遥控钥匙）。
如电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控。
（3）红外线检测：如非接触式测量体温的体温计，也是基于红外线实现体温检测的。
【典例3-1】（当前在我们进校园时，安保人员经常使用一种叫“额温枪”的测温仪器，只要把“枪口”对准人的额头或手腕，“枪尾”的显示屏就能显示人体的温度。“额温枪”测温利用的是（ ）
A．额温枪发出的红外线B．人体发出的紫外线
C．额温枪发出的超声波D．人体发出的红外线
【典例3-2】如图所示，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，屏上标出了三个区域，其中能让温度计的示数明显升高的区域和能识别人民币真伪的区域是（ ）
A．区域①区域③ B．区域②区域③
C．区域③区域① D．区域①区域②
跟踪训练1 如图，新冠肺炎疫情期间，需要用额温枪检查出入人员是否发烧。额温枪测体温利用的是（ ）
A．超声波B．次声波C．红外线D．紫外线
跟踪训练2 ．自然界中，一切物体都可以向外辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的强度也越大。因此热成像仪可以通过测定物体本身和背景之间的红外线强度差别就可以得到不同的红外图像。在热成像的图像中显示红色的区域代表辐射红外线强度较其他区域大，即温度较高。显示绿色的区域代表辐射红外线强度较其他区域小，即温度较低。红外线热像仪已经广泛用于生产，检测，医疗等多种领域。
请根据材料回答以下问题：
（1）红外线属于______（选填“可见光”或者“不可见光”）。大额钞票上有用荧光物质印刷的文字，用______（选填“红外线”或者“紫外线”）照射时会发出荧光。
（2）小伟用相同的杯子分别装等量的热水和冷水，用红外热成像仪分别拍照观察，发现杯子A在红外图像中呈绿色，杯子B在红外图像中呈红色，则杯子____（选填“A”或者“B”）装的是冷水。
（3）小伟发现两幅红外图像中，手呈现完全不同的颜色，但是同一只手的温度应该接近相同的，请解释这种情况产生的原因。______
题型4 高频电磁波与医疗
1．高频电磁波：
高频电磁场是指频率在100kHz~300MHz的电磁波。
2．高频电磁波的应用：
（1）y射线治疗、激光医疗与焊接等。
Y射线应用于医疗的典型例子就是伽马刀治疗，它利用Y射线能量高、穿透力强的物理特性，基于定向原则，将颅内病变组织选择性地确定力靶点，使用y射线进行一次性大剂量聚焦照射使病变组织坏死或功能改变而实现治疗疾病的目的。
（2）激光相较于普通光源，单色性、方向性更好，除了可用于矫正近视的手术，还可用于机械制造中的精密模具加工、精密焊接等工艺，甚至用于核聚变硏究。
【典例4-1】2023年11月16日，我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——GRB 221009A的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过3×1019HZ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线说法不正确的是（ ）
A．伽马射线是一种电磁波
B．伽马射线在真空中的传播速度约为3×108m/s
C．伽马射线的振动周期超过3×10-19s
D．伽马射线医疗上可以用来治疗肿瘤
跟踪训练1 图为部分电磁波的频率分布示意图。
（1），紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为 m/s，其波长为 m；
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）；
A．遥控器控制电视 B．体检时拍X光片
C．医院杀菌消毒灯 D．“测温枪”测量体温
【能力培优练】
1．（2026九年级·福建·专题练习）2024年底，我国新型战机惊艳亮相，如图所示。该战机集成了众多先进技术，在速度、隐身性能、智能化和信息化等方面有了显著提升。关于该新型战机，下列说法正确的是（ ）
A．当它加速转弯时处于平衡状态
B．与指挥中心共享数据链利用的是电磁波
C．机载的高算力芯片是由超导体材料制成的
D．涂装特殊涂料可以反射雷达发射的超声波，实现隐身
2．（2026·广东珠海·三模）如图甲所示是老师们上课时用到的无线话筒，话筒和图乙的扬声器之间没有导线连接，它们之间传递信息的载体是（ ）
A．电磁波B．超声波C．次声波D．可听声
3．（2026·福建漳州·模拟预测）为了考试的公平公正，考场上使用手机信号屏蔽器，如图，该屏蔽器在工作过程中屏蔽的是（ ）
A．超声波B．电磁波C．机械波D．次声波
4．（2026·广东东莞·三模）如图是电磁波及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．紫外线是紫色的
B．电视机遥控用γ射线
C．可见光与红外线在真空中的传播速度相同
D．体检胸透用的电磁波频率比无线电波要低
5．（2026·福建泉州·模拟预测）如图，“望舒之辇”是清华大学载人月球车的设计方案，灵感来源于古代传说中的月亮女神望舒。控制中心和载人月球车的通信，利用的是（ ）
A．电磁波B．光导纤维C．超声波D．次声波
6．（2026·湖北武汉·模拟预测）2025年3月11日下午3时，在中国邮政武汉市新洲区邾城街寄递物流中转仓，一架载有药品、零食、水果等快递包裹的无人机轰鸣升空，5分钟后降落在城北邮政综合服务站，这标志着武汉城区有了空中邮路。无人机是通过电磁波来与数据中心进行数据传输的。下列关于电磁波的说法错误的是（ ）
A．时断时续的电流会产生电磁波
B．月球上没有空气，声音无法传播，电磁波也无法传播
C．电磁波的频率越高，相同时间可以传输的信息越多
D．电视用电磁波传递图像信号和声音信号
7．（2026·吉林长春·模拟预测）寒冷的冬天很多家庭选择电暖器作为取暖设备，如图为某品牌电暖器，该电暖器可连接无线网络并通过手机的程序进行控制，实现定时启动、改变加热功率等功能，关于该电暖器下列说法中错误的是（ ）
A．通过手机程序控制电暖器时，利用了电磁波传递信息
B．该电暖器是利用内能做功的机械
C．电暖器由低温挡调到高温挡时，整个电路的电阻变大，电功率变大
D．相对传统的电热丝，超导材料电阻为零可以提高电流，是制作电热丝的理想材料
8．（2026·福建厦门·一模）如图所示是一款“智能手环”，具有计步统计、能量消耗统计和心率监测等功能。以佩戴者的手腕为参照物，智能运动手环是 的；智能运动手环还可以通过 波向手机发送运动的统计数据；手表的芯片主要是由 材料制成的，在给手表充电的过程中，手表的蓄电池相当于电路中的 。
9．（2026·贵州贵阳·二模）如图所示，是我国首颗成功发射的陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”。该卫星能够实现植被生物量、大气气溶胶等要素的探测，随后利用 （选填“电磁波”或“超声波”）将数据传输回地球。
10．（2026·甘肃武威·三模）电视画面播放航天员出仓活动，电视画面是通过 传回地面的，在真空中的传播速度约为 m/s。
11．（2026·河南周口·三模）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号运载火箭成功发射，探测器是通过 （选填“电磁波”或“次声波”）与地球通信的。已知月球对附近物体的引力与质量之比小于9.8N/kg，则在月球上采集的月壤样品带回地球后所受的重力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
12．（2026·甘肃武威·三模）DeepSeek在自然语言处理、个性化推荐、多模态交互、知识检索与智能问答、数据分析与处理等多方面展现出强大的功能，深受各行各业的欢迎，DeepSeek主要依靠 搜索信息。
13．（2026·福建厦门·二模）小明坐在行驶的汽车中，车内收音机播放的音乐声通过 传入小明的耳朵，节目信号是由广播电台发出，并以 的形式传播，被收音机所接收。以座位为参照物，小明是 的，小明对座位的压力和座位对小明的支持力是 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。
14．（2026·辽宁·一模）华为麒麟9000S系列5G芯片惊艳全球！该芯片主要用到了 （选填“半导体”或“超导体”）材料，使用该手机的用户，即使在没有地面网络信号的情况下，也可以拨打、操作卫星电话，信号是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传播到手机的。
15．（2026·广东深圳·二模）如图所示是珠海航展上展示的侦察型机器狗，不但小巧灵活，而且配备4D超广角激光雷达和摄像头，能快速接近侦察目标并通过 （填“电磁波”或“超声波”）实时传输画面给指挥中心，当机器狗靠近侦察物体时可以使画面中的像 （填“变大”或“变小”），摄像机的镜头应适当 （填“前推”或“后缩”）。
【链接中考】
1．（2026·江苏徐州·中考真题）2025年5月14日，我国成功发射了12颗太空计算卫星，全球首个具备实时运算能力的“天算星座”正式组网。网内卫星之间的数据传输可以通过（ ）
A．电磁波B．超声波C．次声波D．声波
2．（2026·甘肃兰州·中考真题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟二十号载人飞船进入预定轨道后，与空间站“天和核心舱”成功对接。下列分析正确的是（ ）
A．火箭加速升空的过程中，机械能保持不变
B．航天员从地面到达空间站后惯性减小
C．空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的
D．飞船与空间站对接后，以飞船为参照物，空间站是运动的
3．（2026·四川广元·中考真题）阅读下面的材料并回答问题。
我国某公司新研发的人形机器人，身高1.6m，质量50kg，全身配备了多个高精度电机，采用三元锂电池组供电，具备双足行走和奔跑、物品搬运、智能交互等多项功能。机器人利用激光雷达进行精准导航，其核心控制系统基于深度学习算法，可实现自主决策和动态路径规划。
(1)激光雷达通过测量激光的反射时间来计算距离，这种方法 （选填“能”或“不能”）测量地球到月球的距离。
(2)该机器人双足行走过程中将 转化为机械能。
(3)该机器人某次往高的平台搬运货物用时3s，若搬运功率为800W，则搬运货物的最大质量是 kg。（取10N/kg）
(4)在我国某次机器人长跑比赛中，因该机器人中途更换电池，导致未能取得较好的名次。如果你是工程师，请提出一种解决这个问题的办法。
4．（2026·山东威海·中考真题）中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的 （选填“快慢”“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需 s。（c取3.0×105km/s）
5．（2026·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图是某新能源智能汽车的仪表盘。若司机没有系安全带，则仪表盘上的LED指示灯亮起。LED是由锗、硅这类材料制成的，这类材料属于 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。该汽车可以与手机之间实现智能互联，汽车与手机之间是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的。
6．（2026·云南·中考真题）中国空间站开展“天宫课堂”直播授课，利用 波与地面师生进行互动交流，极大地激发了青少年的科学兴趣。中国花样游泳队在巴黎奥运会上夺冠，运动员在水中能跟随音乐节拍整齐划一地变换队形，说明声可以传递 。
7．（2026·青海·中考真题）如图所示，是我国首台5G氢燃料无人驾驶拖拉机，它依托5G网络通过 波实现远程控制，所用的芯片是由 （选填“导体”或“半导体”）材料制成；采用氢燃料，因为氢的 大；轮胎上的花纹是通过增大 来增大摩擦。
8．（2026·江西·中考真题）“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收 波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度约为 。
9．（2026·广西·中考真题）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过 波传递全世界。该波 （选填“能”或“不能”）在空气中传播。
10．（2026·湖南·中考真题）科技赋能乡村振兴，农业无人机以其安全可靠、高效灵活、成本低廉的优势而广泛应用。图是无人机正在喷洒农药的场景。
(1)工作人员熟练操作手柄，通过 波无线遥控无人机，实现定点起飞。无人机沿水平方向匀速直线飞行300m，用时20s，则无人机水平飞行时的速度大小为 m/s。
(2)装载农药的无人机水平匀速直线飞行100s，消耗的电能为0.25kW·h，若该无人机消耗的电能转化为机械能的效率为80%，则此过程中无人机内电动机的机械功率为 W。