沪科版九年级物理第十九章走进信息时代综合测评
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
2、图所示,将导线一端与电池负极连接,用另一端与电池正极快速断续接触,可以听到收音机发出“咯、咯”声,表明收音机接收到了( )
A.热量 B.声波 C.光能 D.电磁波
3、2021年5月15日,祝融号火星车成功降落在火星上,实现了中国航天史无前例的突破。以下分析正确的是( )
A.火星车与地球间通过超声波传递信息
B.火星车在降落过程中相对火星是静止的
C.火星车集热器采用纳米气凝胶1nm=108m
D.火星极地附近的干冰是大气中的二氧化碳气体凝华形成的
4、如图旋翼式无人机被广泛地运用在民用领域,发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法,正确的是( )
A.抗击“新冠病毒”疫情时,有些地方采用无人机为市民送菜,则在空中匀速前进时,蔬菜相对于机身是运动的
B.无人机匀速下降时,机械能保持不变
C.无人机旋翼旋转时,上方空气流速小于下方空气流速
D.遥控器控制无人机的飞行方向,这是利用电磁波传递信息
5、蓝牙音响是一种具有无线通信功能的设备,它传递信息是利用( )
A.电磁波 B.次声波 C.超声波 D.激光
6、关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.原子的核式结构模型提出原子由质子和中子构成
B.在微观粒子中,按质量从大到小的排序是:原子、电子、原子核
C.光也是一种电磁波
D.阳光下尘土飞扬,表明分子在永不停息地做无规则运动
7、下列关于信息的传递说法正确的是( )
A.电磁波不能在真空中传播
B.用三颗同步卫星就可以实现全球通信
C.光钎通信只能传播图像信息,不能传播声音信息
D.车载GPS系统是利用超声波进行定位和导航的
8、下列有关声和电磁波的说法正确的是( )
A.超声波和电磁波传播时都不需要介质
B.中考期间考场附近禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声的
C.弹奏吉他上不同粗细的琴弦,是为了改变其发出声音的音调
D.手机和固定电话都能接收电磁波,也都能发射电磁波
9、2020年7月23日,“天问一号”探测器由长征五号运载火箭成功发射,2021年5月15日所搭载的火星车“祝融号”着陆火星,并成功传回影像资料。发射过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.火箭上升过程中是匀速直线运动
B.“祝融号”在火星上通过超声波与地球通讯
C.火箭开始升空时,周围大量的“白气”是水蒸气液化放热形成的
D.发射现场的喷水降噪系统是在人耳处减弱噪声
10、下列说法中正确的是( )
A.电磁波可以进行信息传递 B.电磁波在真空中传播的速度是340m/s
C.同名磁极相互吸引 D.导体在磁场中运动就一定产生感应电流
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题3分,共计15分)
1、北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信,将于2020年实现全球覆盖。卫星是使用________ 选填“电磁波”或“超声波”与地面站通信的,而光纤传递信息利用了光的_______ 选填“反射”或“直线传播”原理。
2、如图甲,用手拨动伸出桌面不同长度的格尺,用来探究声音___________与物体振动频率的关系;如图乙是光纤通信原理:光携带___________后在光纤内发生反复的___________现象,完成从一端向另一端的传递。
3、如图所示,这是我国首台5G氢燃料无人驾驶拖拉机,它依托5G网络通过___________(选填“超声波”或“电磁波”)实现远程控制。以行进中的拖拉机为参照物,路旁的树是___________(选填“运动”或“静止”)的。
4、下面是课本中出现几幅图:
(1)甲图实验可以得到的结论为______。
(2)乙图为筷子提米实验,米受到筷子对它的摩擦力方向为______。
(3)丙图用力按压时,里面的浮沉子______(选填“向上运动”“向下运动”“不动”)。
(4)丁图电能表读数为______kW·h。
(5)戊图验证了______。
5、2020年3月24日,在西昌卫星发射中心,遥感三十号06组卫星被长征二号丙运载火箭成功送入预定轨道。地面控制中心通过______波向它发出指令,这种波在真空中传播的速度为______m/s。卫星在随火箭加速上升过程中,机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”),火箭外壳温度会______(选填“升高”、“降低”或“不变”).
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、某场比赛正在上海体育场激烈进行着,东方卫视同时通过卫星将这一赛事向全国观众进行现场直播.
(1)北京球迷张先生正在家里通过电视收看这场比赛.若通信卫星离地面高度为.则信号从上海传送到张先生家的电视机中约需要多长时间?
(2)若东方卫视所发出的电视信号的频率为500MHz,则所使用的电磁波的波长是多少?
(3)除了上述的通信方式之外,还可以通过什么办法将电视信号从上海传送到北京(至少列出两种)?
2、卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成.同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一,因此,在赤道上空同平面轨道上等间隔放置三颗同步卫星,就能实现全球范围的通信.目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的,三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空.
(1)已知地球半径为6.4×103km,要实现全球卫星通信,卫星在轨理论高度(距地面高度)至少多远?
(2)卫星传输的主要缺点是传输时延大.甲乙两人打接越洋电话,已知他们两地基站共用的是一颗在轨高度约3.6×104km的通信卫星,且两地距卫星均为4.5×104km,求打接一次电话时延多少s?
3、已知一种波的波长是1mm~10m,它的主要用途是电视、宇航通信.求:
(1)这种波的波速是多少?
(2)这种波的频率是多少?
(3)这种波的周期是多少?
4、电视台把无线电信号传递到高空中的通信卫星上,卫星再把信号传到地面的其他地区,这样就实现了电视卫星的传播,在调试过程中,电视台本身也需要接收卫星传回的信号,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,人和动物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化要晚一些.同学们经常在电视上看到中央电视台的主持人联系我驻外国的记者时,也能看到信号延迟的现象.
(1)解释这种时间延迟的原因;
(2)已知通信卫星的高度大约是36000 km,无线电信号的传播速度与光速相同,估算画面延迟的时间.
5、随着人们生活水平的不断提高,电视已普及到城乡家庭,成为人们获得信息和娱乐的一种不可缺少的电器.请利用学过的物理知识回答下列问题:
(1)在农村经常看到如图所示的碟形天线,它是用来接收什么传来的信号的?在城市更多的用光缆来传输电视信号,请写出光缆通信的主要优点.
(2)在看电视的时候,开、关附近的日光灯时,会在电视机画面上出现短时间的雪花点,其原因是什么?
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验,请你根据要求填空:
⑴图甲中实验表明: _____.
⑵图乙是 _____(填写科学家名字)实验装置,小磁针发生偏转,说明 _____.
⑶图丙中导线时继时续与电源接触时,收音机发出喀喀声,证明了 _____的存在.
⑷图丁中,将线圈一端引线上的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮掉了半个侧面,放在磁铁上方后通电,线圈就会转动起来,这样便做成了一个简易电动机.其工作原理是 _____;若要改变线圈的转动方向,请写出一种操作方法: _____.
2、破壁料理机是如今越来越流行的一种厨房小家电,它可以瞬间击破食物细胞壁,释放植物生化素,且功能多样,集榨汁机、豆浆机、冰激凌机、早餐机、研磨机等多种功能于一体,颇受喜爱和欢迎。下图是一台破壁料理机,某同学仔细观察它的构造和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有四个小橡皮碗,相当于“吸盘”,可以防止机器在运转时移动位置,“吸盘”是利用___________起固定作用的;
(2)为安全起见,该料理机使用的插座应选用图b中___________(选填“甲”或“乙”)插座;
(3)该机器可连接wifi无线网络, 用手机可实现远程控制设备的运行或停止,并监测设备工作状态。在这个过程中信息的传递是通过___________(电磁波或超声波)来实现的;
(4)如图所示是该料理机上面的简易图。在图中A点画出将壶盖打开所需最小力F的示意图(O为支点)___________;
(5)该料理机制作豆浆的工作过程中,下面说法正确的有(________)
A.通电后叶轮转动,电动机将机械能转化为电能
B.从开始加热到豆浆煮熟的过程中,豆浆的内能不变
C.叶轮打磨研碎豆子和加热豆浆时,电流都做了功
D.“闻到香味”是因为发生了扩散的结果
3、结合图中的实验情境,按要求回答下列问题
(1)图甲:用此装置可研究电阻与导体______的关系;
(2)图乙:在研究电流产生的热量与电阻关系时,可得出的结论是______;
(3)图丙:电铃响时,电磁铁的右端为______极;
(4)图丁:电磁波的波长为______m。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A.由图可知,紫外线在可见光之外,属于不可见光,故A错误;
B.由图可知,红外线的波长比可见光长,故B错误;
C.由图可知,X射线的频率比无线电波的大,故C错误;
D.可见光与γ射线都是电磁波,电磁波在真空中的传播速度约为,故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
将导线的一端与电池负极相连,再用导线的另一端与电池的正极快速断续接触,这时导线中就会有变化的电流,故周围就会产生电磁波,产生的电磁波被收音机接收,故能听到收音机发出“咯、咯”声,即ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3、D
【详解】
A.火星车与地球间通过电磁波传递信息,故A错误;
B.火星车在降落过程中相对火星的位置发生了变化,所以火星车相对火星是运动的,故B错误;
C.火星车集热器采用纳米气凝胶
故C错误;
D.火星极地附近的干冰是固态的,是由气态的二氧化碳气体放热凝华形成的,故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A.则在空中匀速前进时,蔬菜相对于机身位置没有发生变化,故相对于无人机而言,蔬菜是静止的,故A错误;
B.无人机匀速下降时,高度降低,动能不变,重力势能减小,故机械能减小,故B错误;
C.无人机旋翼旋转时,上方空气流速大于于下方空气流速,故产生一个向上的升力,故C错误;
D.遥控器控制无人机的飞行方向,这是利用电磁波传递信息,故D正确。
故选D。
5、A
【详解】
“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术,是利用电磁波来传递信息的。
故选A。
6、C
【详解】
A.原子的核式结构模型提出原子由原子核和核外电子构成,故A错误;
B.原子、电子、原子核按照质量从大到小排列顺序是原子、原子核、电子,故B错误;
C.因为光具有波粒二象性,所以光也是电磁波,故C正确;
D.阳光下尘土飞扬是灰尘颗粒的机械运动,不是分子的运动,故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A.电磁波可以在真空中传播,故A错误;
B.要想实现全球通信,可以用通信卫星做微波通信的中继站,并在地球周围均匀地配置3颗地球同步通信卫星,故B正确;
C.光纤通信既能传播图像信息,也能传播声音信息,故C错误;
D.车载GPS导航系统是利用电磁波进行定位和导航的,故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A.超声波传播需要介质,电磁波传播时不需要介质,故A错误;
B.中考期间考场附近禁止鸣笛是在声源处减弱噪声的,故B错误;
C.弹奏吉他上不同粗细的琴弦,振动频率不同,音调不同,改变其发出声音的音调,故C正确;
D.手持既能接收电磁波,又能发射电磁波,固定电话是利用导线中的电流传递信息的,故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A.火箭上升时,火箭发动机向下喷射的燃气把火箭推向高空,速度越来越大,是加速运动,故A错误;
B.火星和地球之间的空间基本是真空状态,而真空不能传声,不能通过超声波通讯,而是通过电磁波通讯,故B错误;
C.火箭开始升空时,高温的火焰喷射到发射塔下面的水池里,水迅速吸热汽化为水蒸气,水蒸气到空气中放热液化形成“白气”,故C正确;
D.喷水降噪是减弱噪声传播,属于在传播过程中减弱噪声,故D错误。
故选C。
10、A
【详解】
A.电磁波可以传递信息,比如手机就是靠电磁波传递信息的,故A正确;
B.电磁波在真空中传播的速度是3×108m/s,故B错误;
C.同名磁极相互排斥,故C错误;
D.闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线就会产生感应电流,故D错误。
故选A。
二、填空题
1、电磁波 反射
【详解】
[1]我国使用的“北斗”卫星通信是利用电磁波传递信息的;
[2]光在光导纤维中传播时发生全反射,因此光导纤维是利用光的反射传递信息的。
2、音调高低 信息 反射
【详解】
[1]物体振动的频率与物体长短有关。用手拨动伸出桌面不同长度的格尺,格尺的振动频率不同,音调高低与频率有关,故这里是为了探究声音的音调与频率的关系。
[2][3]我们平时通过光纤通信上网获得信息,其光纤是很细的玻璃管,光在玻璃管内壁向前连续的反射,将信息传到千家万户。故光纤通信中光可以携带信息。
3、电磁波 运动
【详解】
[1]5G无线网络是通过电磁波传递信息的。
[2]以行进中的拖拉机为参照物,路旁的树是相对于拖拉机位置不断发生变化,所以路旁的树是运动的。
4、真空不能传声 竖直向上 向下运动 1537.7 电磁波的存在
【详解】
(1)[1]甲图将手机密封在玻璃瓶中播放铃声,当渐渐抽空里面的空气时,铃声越来越微弱,说明真空不能传声。
(2)[2]乙图筷子将米提起后,米受力平衡,米受到竖直向下的重力,所以米受到筷子对它摩擦力方向与重力相反,为竖直向上。
(3)[3]丙图中,浮沉子此时处于漂浮状态,浮力等于重力,当用力按压瓶身时,瓶内气体被压缩,将压强传递给水,将水压入浮沉子中,使浮沉子的重力增加,从而重力大于浮力,所以浮沉子会向下运动。
(4)[4]电能表读数时,最后一位为小数点后一位,所以此时电能表的读数为1537.7kW·h。
(5)[5]戊图装置,先将导线的一端与电池的负极相连,再将另一端与正极摩擦,使他们时断时续的接触,电路中就会有时断时续的电流出现,迅速变化的电流产生了电磁波,产生的电磁波被收音机收到,听到“咔咔”的声音,该实验验证了迅速变化的电流可以产生电磁波。
5、电磁 3×108 变大 升高
【详解】
[1]地面控制中心通过电磁波向火箭发出指令。
[2]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。
[3]火箭在升空时,加速上升,速度增大,高度增大,而质量不变,所以动能和重力势能都增大,那么机械能变大。
[4]火箭在升空时外壳与空气摩擦,在克服摩擦做功时,外壳的内能增大,温度会升高。
三、计算题
1、 (1)0.24s(2)0.6m(3)还可以通过光纤通信、网络通信等方式将电视信号从上海传送到北京
【详解】
(1)由公式可得
.
(2)由可得
(3)还可以通过光纤通信、网络通信等方式将电视信号从上海传送到北京.
2、(1)6.4×103km(2)0.6
【详解】
(1).∵三颗卫星覆盖整个地球,同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一,
∴∠DOB=120°,
∴∠AOB=60°,
∵△ABO是直角三角形,
∴∠OAB=30°,
∴OA=2OB=2R,
∴AC=OA﹣OC=2R﹣R=R=6.4×103km.
(2).打接一次电话的路程:
s=4×4.5×104km=1.8×105km.
∵v=,
∴t===0.6s.
答:(1).卫星在轨理论高度至少6.4×103km.
(2).打接一次电话时延多少0.6s.
3、(1)3×108m/s.(2)3×1011Hz至3×107Hz之间.(3)3.3×10﹣12s至3.3×10﹣8s之间.
【详解】
因为波速=波长×频率,注意波速=3×108m/s和周期为1s的隐含条件.频率=波速÷波长=3×108m/s÷1×10 3m=3×1011Hz,频率=波速÷波长=3×108m/s÷10m=3×107Hz,周期=单位时间÷频率=1s÷3×1011Hz=3.3×10 12s周期=单位时间÷频率=1s÷3×107Hz=3.3×10 8s
【点睛】
根据公式波速=波长×频率,注意波速=3×108m/s的隐含条件.
4、信号传播需要时间,距离很远时,就会看到时间延迟现象;0.24 s
【详解】
(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s=2h,则画面延迟的时间t0.24s,
点睛::(1)信号由电视台传到卫星上,然后再返回电视台需要一定的时间,所以由卫星传回的画面比电缆传来的晚一些.(2)无线电信号的路程s是卫星高度h的两倍,已知无线电信号的路程s和传播的速度c,根据速度公式的变形公式可求出画面延迟的时间.
5、(1)碟形天线是用来接收卫星传来的信号.光缆通信的主要优点:容量大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.(2)开、关日光灯时,产生了变化的电流,周围空间就存在电磁波,电视机接收以后,会在电视机画面上出现雪花点.
【解析】
答:(1)碟形天线是用来接收卫星传来的信号.光缆通信的主要优点:容量大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.(2)开、关日光灯时,产生了变化的电流,周围空间就存在电磁波,电视机接收以后,会在电视机画面上出现雪花点.
四、实验探究
1、动能和重力势能可以相互转化 奥斯特 电流的周围存在磁场 电磁波 通电线圈在磁场中受力转动 改变电流方向
【详解】
:⑴图甲中实验表明:动能和重力势能可以相互转化.
⑵图乙是奥斯特实验装置,小磁针发生偏转,说明电流的周围存在磁场
⑶图丙中导线时继时续与电源接触时,收音机发出喀喀声,证明了电磁波的存在.
⑷图丁中,将线圈一端引线上的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮掉了半个侧面,放在磁铁上方后通电,线圈就会转动起来,这样便做成了一个简易电动机.其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;若要改变线圈的转动方向,请写出一种操作方法:改变电流方向.
2、大气压 乙 电磁波 CD
【详解】
(1)[1]“吸盘”是利用大气压起固定作用的。
(2)[2]为了安全用电,大功率家用电器的电源插座都用三孔插座,三脚插头的长脚应与用电器的金属外壳相连,若金属外壳带电,电流会通过接地线导入大地,防止触电事故的发生,故选乙。
(3)[3]wifi无线网络是通过电磁波来传递信息的。
(4)[4]要使力最小,力臂应最大,故连接OA,即是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力F应垂直OA,方向向上,如下图所示。
(5)[5] A.通电后叶轮转动,消耗了电能,得到了机械能,即将电能转化为机械能,故A错误;
B.从开始加热到豆浆煮熟的过程中,电流做功将电能转化为豆浆的内能,内能增加,故B错误;
C.叶轮打磨研碎豆子时,将电能转化为机械能,加热豆浆时,将电能转化为内能,电流都做了功,故C正确;
D.“闻到香味”是分子做无规则运动的结果,是扩散现象,故D正确。
故选CD。
3、长度 在电流与通电时间相同时,电阻越大,产生热量越多 N 0.04
【详解】
(1)[1]两段镍铬合金丝的材料、粗细相同,长短不同,故用此装置可研究电阻与导体长度的关系。
(2)[2]图乙中,两电阻串联,所以通过的电流相等、通电的时间相等,但阻值大小不等,在研究电流产生的热量与电阻关系时,可得出的结论是“在电流与通电时间相同时,电阻越大,产生热量越多”。
(3)[3]电铃响时,电铃通电,由安培定则(右手螺旋定则)可以判断电磁铁的右端为N极。
(4)[4]电磁波的波长为相邻两个波峰(或波谷)间的距离,故此电磁波的波长