人教版九年级全一册21.2电磁波的海洋一课一练（有解析）

人教版九年级全一册 21.2 电磁波的海洋 一课一练
一、单选题
1．5月30日，天舟二号货运飞船与太空中的天和核心舱顺利实现自主快速交会对接，是我国航空航天科技的重大技术升级。它们之间的信息传递是利用（　　）
A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．光导纤维
2．2021年5月16日，我国自主研发的“天问一号”火星探测器成功将“祝融号”火星车着落到火星表面，探测器从火星向地球传递信息是通过（　　）
A．红外线 B．超声波 C．电磁波 D．次声波
3．第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。关于信息传递技术，下列说法正确的是（　　）
A．5G通讯技术是利用超声波传递信息
B．在真空中，5G信号比4G信号的传播速度快
C．网线使用的光导纤维，利用的是光在光纤中的折射
D．5G是电磁波在信息方面的应用
4．2021 年 10 月 16 日，搭载神舟十三号载人飞船的火箭成功发射，进入预定轨道后与空间站快速交会对接。对接成功后，下列有关说法正确的是（　　）
A．“神舟十三号”相对于“空间站”是运动的
B．以地球为参照物，“神州十三号”是运动的
C．空间站可以利用超声波向地球传递信息
D．宇航员从地球到达空间站后质量变小
5．“收官之作，星耀全球”2020年6月2日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．火箭加速升空时，将动能转化为重力势能
C．卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能
D．卫星与地面之间通过超声波传递信息
6．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是
A．智能机器人只能通过声音信号控制 B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量 D．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
7．疫情期间，人们利用5G无人配送车实现了非接触安心送一辆在水平路面上匀速行驶的无人配送车，速度为10km/h，空载时质量为360kg，轮胎与路面的总接触面积为240cm2（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．该车所受的重力和支持力是一对相互作用力
B．空载时该车对路面的压强为1.5×105Pa
C．5G通信比4G所使用的电磁波在空气中的传播速度更大
D．该车行驶4km需要12min
8．图所示的四种仪器中，属于利用红外线工作的是（　　）
A．倒车雷达
B．电视遥控器
C．医生用便携式B超机
D．验钞机
9．下列关于新材料及信息传递的说法中，正确的是（　　）
A．移动电话（手机）利用超声波传递信息
B．声呐利用电磁波传递信息
C．超导体主要用于制作电饭锅等电热器
D．半导体可用来制作LED灯的发光二极管
10．2021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
二、填空题
11．2021年5月25日晚，520架无人机在长沙橘子洲上空变换队形，摆出“禾下乘凉梦”、“袁隆平院士的画像”等图样，用来缅怀“杂交水稻之父”袁隆平爷爷。无人机组是利用______为载体来获得信息的；“禾下乘凉梦”的图样在水中的倒影是光的______现象。
12．使用手机扫码支付是通过______传递信息的，制作手机芯片的材料主要是 ______（选填“超导体”、“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。
13．“嫦娥号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”，最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时，要利用高温气体对卫星施加制动力，喷射高温气体的方向应该与卫星的运动方向_____（选填“相同”或“相反”）。卫星_____（选填“是”或者“不是”）通过超声波将探测到的信息传到地面。
14．随着科学技术的发展，手机已不再是单一的通话工具。出行导航、上网浏览、遥控家电等功能一应俱全。以上信息的传递都离不开_________波，它在空气中的传播速度约为________m/s，下列实例中没有用到它传递信息的是__________。
①用手机打电话；②两台固定电话相互通话；③在月球上的宇航员相互交流。
15．如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空，地面控制中心通过______波向它发出指令，这种波在真空中传播速度为______m/s。
三、综合题
16．阅读《5G时代》，回答问题。
5G时代
首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。本次大会以“5G改变世界，5G创造未来”为主题，以“国际化、高端化、专业化”为特色，以推进国内外5G应用发展为主线，推出了“智慧城市”、“智慧交通”、“智能制造”、“智慧医疗”等六大主题展览，以及5G仿生机器狗等“黑科技”，描述了5G为社会和生活带来的改变。
“5G”代表什么呢？5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术。它的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，也是继4G系统之后的延伸。5G网络的优势，在于数据传输速率远远高于以往的蜂窝网络，比当前的有线互联网还要快。另一个优点是较低的网络延迟，响应时间低于1毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅能为手机用户提供服务，而且还将成为家庭和办公网络的提供商，与有线网络提供商形成竞争。
博大精深的无线通信技术中的奥秘是什么呢？它全部都蕴含在物理学的基本公式“c = λ f ”中，即“光速=波长×频率”，在国际单位制中，波长的单位为“米（m）”，频率的单位为“赫兹(Hz）”。电磁波的功能特性是由它的频率决定的，不同频率的电磁波，有不同的用途。频率越高，能使用的频率资源越丰富，其传输速率就越高，同时，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在传播介质中的衰减也越大。
由于5G技术采用了高频段传输，其最大的问题就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。为了解决这一问题，需要增加覆盖同一区域的5G基站的数量。全国已经建设5G基站11.3万个，将来会更多，将来我们身边将会出现很多的“微基站”、“天线阵列”，这样同一基站下的两个用户就可以不通过基站直接实现手机间的传输。
5G的应用并不仅仅局限于消费端，更广阔的市场在于工业互联网领域的应用，如5G智慧工厂、自动驾驶等。目前，自动驾驶是市场焦点之一，车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。另外，中国联通已与中国商飞共同打造了5G智慧工厂，实现了飞机制造质量、效率和动力的大幅提升。
阅读上文，回答下列问题：
（1）车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。如图所示，是用于路口的5G指示灯，则红黄绿指示灯的连接方式以及5G通讯传递信息的形式分别为( )
A．串联、超声波
B．串联、电磁波
C．并联、超声波
D．并联、电磁波
（2）电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。若使用频率为25吉赫兹（GHz）的电磁波进行5G商用的频段试验，其中1GHz=109Hz，请利用短文中的知识，计算5G商用电磁波的波长为_______ m。
（3）5G技术高频段传输数据遇到的困难是什么______？
17．阅读短文，回答问题
测温手环与智能休眠仓
随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展，可穿戴式智能设备逐渐在生产生活领域表现出广阔的应用潜力。例如，在此次新冠疫情防控中，用于体温监控的测温手环就是一种智能穿戴设备，如图甲所示。
测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中，有对温度敏感的热敏电阻与导热双金属片相连。使用测温手环时，导热金属片与人体接触，双金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化，热敏电阻的阻值变化会影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中电流的大小计算出人体的温度。且手环中的蓝牙模块通过无线网络将芯片中的温度数据传送给移动设备，从而实现体温的实时监控。
为了降低测温手坏的功耗，延长它的工作时间，测温手环一般配有智能休眠仓，如图乙所示。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后，由于环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化，则测温手环中的双金属片与热敏电阻分离而自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现 “休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件，当它周围存在较强的磁场时，它可以断开测温手环的电路。因此，这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
（1）蓝牙模块是通过______与手机传递信息的（选填“ 电磁波”、“红外线”或“超声波”）；
（2）热敏电阻阻值随温度升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻；阻值随温度升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻。如下图像（1）中所示的热敏电阻 R1是______（选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻。
（3）霍尔元件在测温手环的电路中相当于______（选填 “开关”、“电源”或 “用电器”）；
（4）小华将三个废旧手环的“测温头”拆下后分别接入如图（2）所示的电路，获得了图（3）所示三个“测温头”的“温度与电流”图象，其中灵敏度最高“测温头”是( )；
A．A图线所对应的探头 B．B图线所对应的探头
C．C图线所对应的探头 D．三个探头的灵敏度无法比较
（5）在学习了测温手环的原理后，小华想利用热敏电阻设计一款电子温度计，他查阅资料发现某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图（4）所示，若小华利用该热敏电阻制成电子温度计，则该温度计测量温度最为灵敏的温度范围是( )。
A．t1-t2　　　B．t2-t3　　　C．t3-t4　　　D．无法确定
18．请阅读《人生无止境 勇攀最高峰》并回答问题。
人生无止境 勇攀最高峰
2020年5月27日11时，2020珠峰高程测量登山队背负近20公斤的重量登顶珠穆朗玛峰（简称珠峰）成功，这是我国测绘工作者第七次对珠峰次大规模测绘和科考工作。
珠穆朗玛珠峰风力强劲，气温常年在-30℃~-40℃，空气稀薄，氧气含量不到平原地区的，大气压强降低到约370百帕。如图所示，测量队员们正在峰顶竖立觇标，安装GNSS天线，开展各项峰顶测量工作。
给珠峰量身高有何意义？珠峰高程的精确测定，统一国际珠峰高程，为世界地球科学研究作出贡献，其社会效益和科学意义是十分巨大的。精确的峰顶雪深、气象、风速等数据，将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。根据珠峰及邻近地区地壳水平和垂直运动速率变化，对我国今后地震预报和减灾、防灾具有重要的实际意义。
要测珠峰高度，首先需确定水准原点，也就是说海拔为0的起始点，我国采用设立在青岛市的验潮站所确定的平均海面作为水准基面。水准原点设在青岛是因为早在一百年前就有验潮资料，有利于精确确定全国平均海水面。
测量珠峰高度：(1)测量珠峰山脚的海拔高度(2)测量珠峰高度(3)数据校正。其中，珠峰高度要除去积雪的深度，测量人员需使用雪深雷达探测仪测量积雪深度，使用重力仪完成测量重力的任务，用于后期对数据的校正。
5月27日13时22分，珠峰各项测量工作已经完成。勇士平安归来，是我们最开心的时刻。对全球最高峰珠峰高度的重新定义，是中国人不畏艰险勇于攀登的象征，是中国力量、中国精神的生动写照。
请根据上述材料，回答下列问题。
(1)关于登山队员登顶、安装设备、实施测量等，下列说法中正确的是( )
A．登顶时，登山队员携带的测量仪器质量变小
B．登顶时，登山队员头顶受到的大气压力约为105N
C．测量珠峰高度时，水准原点可以随意选择
D．测量积雪深度时，雪深雷达探测仪应用了电磁波原理
(2)请你谈谈对珠峰测量的科学意义和人生意义_____。
19．北斗在天心有乾坤
“初夜电光摇北斗”、“北斗阑干南斗斜”优美诗句体现华夏先人对北斗七星的钟爱，我国自主研发卫星导航系统取名北斗卫星导航系统更是具有深远的意义。2020年6月23号9点43分，长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。
北斗卫星导航系统是中国版GPS，路痴者的福音，捉迷藏的终结者，徒步者的救命符，对失联者的定位精确度可以大幅提高。北斗卫星导航系统如何做到精确定位的呢？首先，失联者身上需要携带有可以接收卫星讯号的电子设备，如手机、手表等。一颗卫星收到手机信号后，以失联者到卫星的距离确定一个球面，而另一颗卫星亦可以用同样的方式确定另一个球面，失联者必然在两个球面相交的弧线上，当再有第3颗卫星以同样的方式确定一个球面时，即可通过三个球而的交点确定失联者电子设备的准确位置。
那么卫星如何知道电子设备与它的距离呢？卫星信号实际上就是电磁波，它在真空中的传播速度是m/s，卫星发出的信号被地面电子设备接收再返回，利用来回的时间差和波速即可确定电子设备与卫星的距离。然而由于现实情况中电磁波的传播速度会受到大气密度等因素的影响，这个距离会存在不小的误差，因此，除了上文提到的3颗卫星外，还至少需要第4颗卫星提供的数据来修正距离计算中存在的误差，且电子设备可以接收到信号的卫星数量越多，就可以越精确地确定这个电子设备在地面的位置。
图所示，北斗三号系统由24颗中远地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道，共30颗卫星组成。这套卫星系统可以保证我们在中国境内，甚至在中亚、西亚地区都能实现平均可见北斗卫星颗数在8颗以上，在全球范围内95%的地区其定位精度可达10米，在亚太地区可以缩小到5米。
北斗系统不仅具有高精度定位的能力，它还创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。随着5G商用时代的到来，北斗正在工业互联网、物联网、车联冈等新兴应用领域，自动驾驶、自动泊车、自动物流等创新应用层出不穷。北斗与交通运输、农林牧渔、电力能源等传统应用领域业务融合，为我国的经济和社会发展提供更大便利，带来更多可能。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）某一卫星从发出信号到接收到地面某一电子设备返回的信号共经过0.14s，则理论上这颗卫星到这个电子设备的距离是______m，考虑到地球大气层的存在，实际的距离比这个理论值偏________（选填“大”或“小”）。
（2）我自行研制北斗卫星定位系统除了具有定位功能，还具有___________功能（请至少填写一项）。
（3）电磁波被广泛应用于现代生活的各个方面，除本文中提及的电磁波的应用以外，请再举一例电磁波的应用。( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由于电磁波可以在真空中传播，所以天舟二号货运飞船与太空中的天和核心舱之间是利用电磁波来进行信息传递的，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
因为电磁波的传播不需要介质，且传播速度快，传递距离远，所以在太空中进行远距离信息传递使用的是电磁波，火星探测器向地球传递信息也是通过电磁波传播的。
故选C。
3．D
【详解】
AD．5G通讯是利用电磁波能传递信息，故A错误，D正确；
B．5G和4G只是频率不同，但都是电磁波，真空中电磁波传播速度相同均等于光速，故B错误；
C．光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，故C错误。
故选D。
4．B
【详解】
A．对接成功后，“神舟十三号”相对于“空间站”的位置不会发生变化，因此“神舟十三号”相对于空间站是静止的，故A错误；
B．以地球为参照物，“神州十三号”相对于地球的位置是变化的，故“神州十三号”是运动的，故B正确；
C．真空不能传声，不能利用超声波向地球传递信息，但可以利用电磁波来传递信息，故C错误；
D．质量不随位置、形状、物态而改变，故宇航员从地球到达空间站后质量不变，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A正确；
B．火箭在加速上升的过程中，利用内能做功，将内能转化为动能和重力势能，故B错误；
C．卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，故C错误；
D．卫星与地面之间通过电磁波传递信息，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．智能机器人可以通过电磁波信号控制；
B．卫星通讯都是通过电磁波传递信息的；
C．无人驾驶汽车行驶过程中也需要消耗能量；
D．现代手机通讯都是通过电磁波传递信息的．
7．B
【详解】
A．该车所受的重力和支持力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上，是平衡力，不是相互作用力，故A错误；
B．空载时该车对路面的压强为
故B正确；
C．5G通信和4G所使用的电磁波在空气中的传播速度一样大，与频率无关，故C错误；
D．该车行驶4km需要的时间
=0.4h=24min
故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．倒车雷达是用电磁波工作的，故A不符合题意；
B．电视遥控器是使用红外线工作的，故B符合题意；
C．便携式B超机是使用超声波工作的，故C不符合题意；
D．验钞机是使用紫外线照射荧光物质，使荧光物质发光的原理工作的，故D不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
A．移动电话、无线电广播电视、卫星通信、光纤通信都是利用电磁波传递信息的，故A错误；
B．声呐利用超声波传递信息，故B错误；
C．当电阻为零时，不会产生电热，所以不能利用超导体用于电热器，故C错误；
D．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确。
故选D。
10．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。
11． 电磁波 反射
【详解】
[1]无人机组是利用电磁波为载体来获得信息的；无人机组通过无线设备发射和接受电磁波，进行信息互通。
[2]“禾下乘凉梦”的图样在水中的倒影是通过水面成的虚像，平面镜成像利用的是光的反射现象。
12． 电磁波 半导体
【详解】
[1]手机扫码支付是通过电磁波传递信息的。
[2] 制作手机芯片的材料是硅、锗等半导体材料。
13． 相同 不是
【详解】
[1]卫星“刹车制动”时，要利用高温气体对卫星施加制动力，喷射高温气体的方向应该与卫星的运动方向相同，增加运动阻力。
[2]卫星不能通过超声波将探测到的信息传到地面，而是通过电磁波传播，声音的传播需要介质。
14． 电磁 3×108 ②
【详解】
[1]手机、导航、遥控、上网浏览等都是利用电磁波传递信息的。
[2]电磁波能在真空中传播，它在空气中的传播速度接近真空中的传播速度，电磁波的传播速度是3×108m/s。
[3]用手机打电话和在月球上的宇航员相互交流用要用电磁波；两台固定电话相互通话时通过导线中的电流传递信息，没有用到电磁波，故选②。
15． 电磁 3×108
【详解】
[1][2]电磁波可以传递信息，地面控制中心通过电磁波发出指令给嫦娥二号；这种波在真空中传播速度为3×108m/s。
16． D 3×108 0.012 传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱
【详解】
(1)[1]根据生活经验可知，交通指示灯中的三个灯不会同时亮，即可以单独工作，且工作时互不影响，所以可以判断出三种颜色指示灯是并联的；5G通讯是利用电磁波来传递信息的；故选D；
(2)[2]电磁波在真空中的传播速度等于光速，即3×108m/s；
[3]由题意可知，商用电磁波的波长为：
；
(3)[4]由题意可知，5G技术高频段传输数据遇到的困难是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。
17． 电磁波 负 开关 A B
【详解】
（1）[1]电磁波可以传递信息，蓝牙模块是通过电磁波与手机传递信息的。
（2）[2]由图像（1）可知，随着温度的增大，热敏电阻 R1的阻值逐渐减小，故是负温度系数热敏电阻。
（3）[3]霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件，当它周围存在较强的磁场时，它可以断开测温手环的电路，故霍尔元件在测温手环的电路中相当于开关。
（4）[4]灵敏度高的“测温头”随温度变化阻值变化明显，由图（3）可知，A曲线随温度变化电流变化最明显，故阻值变化最明显，故灵敏度最高“测温头”是A图线所对应的探头，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
（5）[5]由图可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，且t2-t3段电阻随温度变化最明显，说明此时温度计最为灵敏。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
18． D 见解析
【详解】
(1)[1] A．质量是物质一种属性，与位置无关，登顶时，登山队员携带的测量仪器质量不变，故A错误；
B．登顶时，登山队员头顶的面积大约0.03m2，受到的大气压力约为
F=pS=37000Pa×0.03m2=1110N
故B错误；
C．测量珠峰高度时，采用设立在青岛市的验潮站所确定的平均海面作为水准基面，故C错误；
D．雪深雷达探测仪通过电磁波传递信息的，故D正确。
故选D。
(2)[2]科学意义：珠峰高程的精确测定，统一国际珠峰高程，为世界地球科学研究作出贡献，其社会效益和科学意义是十分巨大的。精确的峰顶雪深、气象、风速等数据，将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。根据珠峰及邻近地区地壳水平和垂直运动速率变化，对我国今后地震预报和减灾、防灾具有重要的实际意义。人生意义：是中国人不畏艰险勇于攀登的象征，是中国力量、中国精神的生动写照。
19． 2.1×107 小 实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能 见解析
【详解】
(1)[1]卫星信号实际上就是电磁波，它在真空中的传播速度是m/s，由知道，理论上这颗卫星到这个电子设备的距离是
[2]考虑到地球大气层的存在，电磁波传播速度会小于 m/s，所以，实际的距离比这个理论值偏小。
(2)[3]根据短文知道，北斗系统不仅具有高精度定位的能力，它还创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。
(3)[4]电磁波被广泛的应用于实际生活之中，广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
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