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．物理知识在生活中的应用十分广泛，下列应用中正确的是（　　）
A．手机通信——超声波 B．雾凇的形成——升华
C．小鸟在水中的倒影——光的折射 D．行李箱装有轮子——减小摩擦
2．“华为”是“中国制造”向“中国智造”发展的典型代表,是中国智慧和民族精神的缩影．今年，华为公司突破重重困难率先在全球布局5G通信．任正非说，5G信号比3G、4G快三四十倍，也就是在相同时间内传输的信息更多，“传输的信息更多”，最主要的原因应是5G信号
A．传输信息更加稳定 B．使用的电磁波频率更高
C．使用模拟信号进行通信 D．在真空中的传播速度大于光速
3．下列关于声现象的说法正确的是（）
A．蝙蝠的回声定位利用了次声波
B．护航官兵佩戴耳罩是在人耳处减弱噪声
C．太空中宇航员能对话，说明声音可以在真空中传播
D．手在小提琴上不同位置按弦，主要目的是改变响度
4．关于声与电磁波说法正确的是（　　）
A．物体振动时，一定有声产生；导线中有电流时，导线周围一定有电磁波
B．声的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质；二者的传播速度会受介质种类影响
C．科学家利用“回声定位”的原理发明了声呐和军用雷达，它们发出的超声波在遇到障碍物会反射回来，通过对回声的分析可以获得人们需求的信息
D．“摩托车上安装消声器”和“住宅安装双层玻璃”减弱噪声的途径相同
5．2021年10月16日，“神舟十三号”成功发射，12月9日，中国首个太空科普教育“天宫课堂”正式向全球直播，女宇航员王亚平在太空进行讲课，以青少年为主要对象，采取天地协同互动方式授课。下列说法中正确的是（　　）
A．王亚平讲课声音很大是因为她的声音频率很高
B．地球上的学生听到王亚平的声音是靠声波传回地球的
C．在“天宫一号”里声音传播的速度为3.0×108m/s
D．根据讲课声可判断出是王亚平老师在讲话，说明发声体不同，音色不同
6．2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站成功进行了太空授课，下列相关描述正确的是（　　）
A．王亚平他们仨在飞船内进行太空授课时不具有惯性
B．地球上的学生听到翟志刚的声音是靠声波传回地球的
C．叶光富悬停在太空中时，他的质量不变
D．翟志刚讲话时声音响度很大是因为他的声音频率很高
7．博鳌亚洲论坛2015年年会于3月26日至29日在中国海南省博鳌召开。外交部发言人洪磊19日宣布，国家主席习近平应邀出席博鳌亚洲论坛2015年年会开幕式并发表主旨演讲。这一消息通过卫星电视迅速传遍全国。就此事以下说法中正确的是（　　）
A．这一消息是通过超声波传播的
B．这一现象说明电磁波可传播声音信号和图像信号
C．人们几乎同时知道这一消息，说明电磁波传播不需要时间
D．电磁波的传播必须借助卫星
8．到2022年，郑州建成“5G”基站数量不低于3万个，实现“5G”网络乡镇以上区域连续覆盖。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（　　）
A．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快
B．电磁波既能传递信息也能传递能量
C．即使先进的“5G”手机，使用过程中手机也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能
D．“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传输信息
9．如图是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来，下列说法不正确的是（　　）
A．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力，即重力和磁场的作用力
B．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥
D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s
10．关于电磁波，某同学记录了如下内容：
①电磁波可以进行信息传递
②电磁波在真空中传播的速度约为3×108m/s
③声呐是一种在水中利用电磁波测距的技术
④卫星通信是一种利用电磁波的远距离通信方式
其中正确的是
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
二、填空题
11．悦耳动听的笛声是靠笛管里的______振动产生的。在月球上的宇航员即使离得很近也只能以______为载体来传递信息。
12．2021年5月29日，我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船是______的。飞船是通过______向地面传回信息的。飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为______能，再转化为______能。
13．如图所示，2020年11月10日8时12分，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。它在10000米深处承受的海水压强约为__________。“奋斗者”号可以承受巨大的海水压强，安全载人潜入万米深海，依靠了我国自主研制的新型钛合金材料，这种材料强度高、韧性好，密度为4.5×103kg/m3。与使用钢铁相比，在承受相同的海水压强时，使用这种材料的好处之一是能增大有效载荷，其原因是________。为实现上浮与下潜，“奋斗者”号主要利用电磁铁在外部吸住一些压载铁或铁砂。为实现上浮逐步抛掉压载铁或铁砂，使其所受浮力__________重力。“奋斗者”号利用__________（选填“电磁波”或“超声波”）实现水下通信。（海水的密度约取、钢铁的密度为、g取）
14．我国当前在5G通信标准研制及手机制造上处于世界先进水平。5G通信网络是利用______（选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）来传输信息的，这种波在真空中的传播速度为______m/s，其实质是在空间传播的周期性变化的______。
15．如图是悬浮式无线蓝牙音箱，可由蓝牙通过 ________（选填“超声波”或“电磁波”）实现与手机数据的无线传输。该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，这是根据同名磁极相互 ______的原理实现的。
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《2020，中国加油》，回答题。
2020，中国加油
目前，新冠病毒肆虐全球，出于疫情管控的需要进出小区、单位、商场等各个地方，都少不了测量体温这个环节，都会用到下图所示装置一红外测温枪。 它是怎么测量体温的呢？我们周围的一切物体都在不停地向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线的本领越强。因此，通过对物体自身福射的红外线的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的原理。简单来说，红外线测温枪可以“收集物体发射的红外线”并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路计算后，转变为被测目标的温度值。
而对于是否被感染新冠肺炎，多是通过核酸检测和CT检查进行综合判断。CT发射X射线，对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，人体不同组织对X射线的吸收率与透过率不同，反映出的图像呈现不同灰度，根据图像医生可以判断是否病变。
在抗疫和防控的同时，我国北斗全球组网的步伐大步迈进，今年的3月9日，第54颗北斗导航卫星发射升空， 顺利进入预定轨道，这是北斗三号卫星导航系统的第二颗地球同步轨道（CEO）卫星，被亲切地称为吉星，其精密的单点定位功能，可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务。北斗导航卫星利用无线电波输送信号，无线电波是电磁波家族中的一员，这个大家庭中还有红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射无线电波 （如图所示）。今年5月份，我国将按计划发射最后一颗地球静止轨道卫星，届时，北斗三号全球星座部署将全面完成。
在新冠肺炎疫情下，中国在抗疫防疫和生产建设两个战场上同时出击、双线作战， 成绩斐然！
请根据上述材料，回答下列问题∶
(1)若以第54颗北斗导航卫星为参照物，地球是______的；（选填“静止”或“运动）
(2)红外线、X射线、无线电波按照它们的波长从长到短的顺序排列，应是__________________；
(3)测温枪频繁“打”在脑门上，则“红外线测温枪会导致眼部损伤”的说法不胫而走。该说法称，由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收能力较强，使用红外线测温枪可能会引起白内障。你认为这种说法正确吗？并说明理由。_________
18．2019年12月17日中国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，国产航母“山东舰”正式服役。
(1)如图是“山东舰”进行回转试验的情景，此时“山东舰”受到 _____ （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。歼-15降落时，航母受到的浮力将 _____ （选填“变大”、“不变”或“变小”），飞机的动能转化为弹性阻拦装置的 _____ 能。
(2)该航母满载排水量是65000t，则它满载时受到的浮力为 _____ N，两侧的护卫舰不能靠它太近，因为它们之间水的流速大，压强 _____ ，容易发生相撞事故。
(3)据了解“山东舰”装载先进相控阵雷达，和普通雷达一样靠发射接收 _____ 实现目标定位，但此雷达功能多，反应快，抗干扰能力强。航母上装备的声呐，是利用 _____ 来发现水下目标的。（选填“超声波”或“次声波”“电磁波”）
(4)航母上有个加热器，其内部电加热器原理电路，它有高温和低温两档，开关S断开时，加热器处于 _____ 档，已知R1＝484Ω，高温时的功率是低温时的11倍，则R2＝ _____ Ω，该加热器高温和低温各工作0.5h可使电能表（3000imp/kW h）的指示灯闪烁 _____ 次。
19．阅读材料，回答问题
嫦娥五号探月归来
2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，开启我国首次地外天体采样返回之旅。
12月1日22时5分，嫦娥五号探测器的“着陆器+上升器”组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降，7500N变推力发动机开机，逐步将探测器相对月球的竖直方向速度从1.7km/s降为零，平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆充山脉以北地区。
l2月I7目1时59分，嫦娥五号返回器携带月壤样品成功着陆地球。I9日上午，国家航天局在京举行探月工程嫦娥五号任务月壤样品交接仪式。经初步测量，嫦娥五号任务采集样品约1731g。嫦娥五号任务创造了五项中国首次：一是在地外天体的采样与封装；二是地外天体上的点火起飞，精准入轨；三是月球轨道无人交会对接和样品转移；四是携带月壤样品以近第二宇宙速度再入返田；五是建立我国月壤样品的存储、分析和研究系统。
（1）嫦娥五号探测器的“着陆器+上升器”组合体在实施制动减速时，要将发动机喷管朝向________（前方/侧面/后方），使组合体减速的力的施力物是________（燃气/喷嘴）；
（2）嫦娥五号执行任务过程中，由于所处环月运行轨道距离地球约3.84×105 km，指挥中心对其在环月轨道工作的指令必须至少提前________s的时间通过电磁波发出；
（3）嫦娥五号取样容器按带回2000g月壤所设计，但容器被装满后实际样品质量仅约1731g，可见实际月壤的________比预计值要小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．手机通信是利用电磁波传递信号的。故A错误；
B．雾凇是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的。故B错误；
C．小鸟在水中的倒影是由光的反射形成的。故C错误；
D．行李箱装有轮子是利用滚动代替滑动的方法减小摩擦力的。故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．传输信息稳定与传输的信息更多没有关系，故A不符合题意；
B．电磁波频率越高，相同时间内传输的信息量越大，故B符合题意；
C．5G信号和3G、4G信号都是利用电磁波传递信息，故C不符合题意；
D．5G信号在真空中的传播速度等于光速，故D不符合题意．
3．B
【详解】
A．超声波有良好的反射性，蝙蝠的回声定位利用了超声波，故A错误；
B．护航官兵佩戴耳罩可以防止噪声进入人耳，是在人耳处减弱噪声，故B正确；
C．由于声音传播需要介质，真空不能传声，太空中宇航员能对话，是利用电磁波传递信息的，故C错误；
D．音调的高低与振动体的振动的频率有关，手在小提琴上不同位置按弦，琴弦的长短不同，主要目的是改变音调，故D错误。
故选B
4．B
【详解】
A．振动一定能发出声音，但人不一定能听得到，导线中有变化的电流时，导线周围才有电磁波，故A错误；
B．真空不能传声，声音传播需要介质，电磁波传播不需要介质，二者的传播速度会受介质种类影响，故B正确；
C．雷达使用的是电磁波，故C错误；
D．摩托车上安装消声器是为了在声源处减弱噪音，住宅安装双层玻璃窗是在传播过程中控制噪音，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．声音的强弱叫响度，声音的高低叫音调。王亚平讲课声音很大是因为她的声音响度很高，故A错误；
B．声音不能在真空中传播，地球上的学生听到王亚平的声音是靠电磁波传回地球的，故B错误；
C．声速与介质的种类和介质温度有关，一般认为声速为340m/s，在“天宫一号”里声音传播的速度为340m/s，故C错误；
D．音色反映了声音的品质与特色，根据讲课声可判断出是王亚平老师在讲话，说明发声体不同，音色不同。故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
AC．在太空中的航天员，其质量不随空间位置的变化而变化，所以三个人在太空中的质量与在地球上的质量是一样的，那么他们仍然具有惯性。故A错误，C正确；
B．地球与太空间有真空，而声音不能真空中传播，所以地球上听到宇航员的声音是靠电磁波传播的，故B错误；
D．翟志刚讲话声音的响度大，是因为他声音的振幅大，而不是频率高，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．这一消息是通过电磁波传播的，不是超声波，A错误；
B．卫星电视都是通过电磁波来传递声音和图像信号的，B正确；
C．虽然电磁波的传播速度很快，但其传播也需要时间，C错误；
D．电磁波的传播是不需要介质的，可以在真空中传播，电磁波的传播不一定要借助卫星，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．电磁波可以在真空中进行传播，电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是，“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波频率不同，5G的频率更高，故A错误，符合题意；
B．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，例如微波炉就是利用电磁波传递能量的，故B正确，不符合题意；
C．在使用手机的过程中，由于手机有一定的电阻，根据焦耳定律可知，会产生一定的热量，即一部分电能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传输信息，因5G使用的电磁波频率更高，波长更短，故D正确，不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】
A．音箱悬浮时受竖直向下的重力和竖直向上的磁力的作用，故A正确，不符合题意；
B．底座通电后能产生磁场，是电流的磁效应；电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，故B错误，符合题意；
C．音箱悬浮是受到磁体间排斥力的作用，同名磁极相互排斥，故C正确，不符合题意；
D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约等于光速，为3×108m/s，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
①电磁波是现代通讯的“信使”，故①正确；
②电磁波的速度与光速相同，在真空中传播的速度约为3×108m/s，故②正确；
③声呐是一种在水中利用超声波测距的技术，故③错误；
④卫星通信也是依靠电磁波来传递信息的，故④正确；
综上，故B正确，ACD错误。
故选B。
11． 空气 电磁波
【详解】
[1]声音是由物体振动产生的，笛声是靠管子里的空气柱的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质，月球上是真空，没有空气，电磁波的传播不需要介质，宇航员即使离得很近也只能靠无线电话以电磁波为载体来进行交谈。
12． 静止 电磁波 内 机械
【详解】
[1]对接成功后，“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱以相同的速度一起运动，它们之间是相对静止的。
[2]电磁波可以在真空中传播，飞船是通过电磁波向地面传回信息。
[3][4]燃料燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，使得飞船上升，机械能增大，所以上升过程是将燃料燃烧的化学能转化为内能，再转化为飞船的机械能。
13． 1.0×108 新型钛合金材料比钢材的密度小，质量相同时，体积更大 大于 电磁波
【详解】
[1]10000米深处承受的海水压强约为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.0×108Pa
[2]新型钛合金材料比钢材的密度小，质量相同时，体积更大。
[3]实现上浮，需要浮力大于重力，使其合力向上，需要逐步抛掉压载铁或铁砂。
[4]人们日常生活中用的电视信号、手机信号以及卫星通信都是利用电磁波传递信号，同样“奋斗者”号也是利用电磁波实现水下通信。
14． 电磁波 3×108 电磁场
【详解】
[1]手机的图片、文字信息都是利用电磁波传播的，5G网络是通过电磁波来传输信息的。
[2]电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。
[3]周期性变化的电磁场是电磁波传播的实质。
15． 电磁波 排斥
【详解】
[1]蓝牙连接是利用一定频率的电磁波来工作的，所以悬浮式无线蓝牙音箱可由蓝牙通过电磁波实现与手机数据的无线传输。
[2]该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，说明电磁铁与箱体相互排斥，应为同名磁极。
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． 静止 无线电波，红外线，X射线 见解析
【详解】
(1)[1]由材料可知第54颗北斗导航卫星为地球同步轨道卫星，其相对于地面位置不发生变化，因此以第54颗北斗导航卫星为参照物，地球是静止的。
(2)[2]由图像可知波长最长的为无线电波，其次为红外线，最短的为X射线。
(3)[3]由材料可知红外线测温枪可以“收集物体发射的红外线”，而不是发射红外线，因此该说法不正确。
18． 非平衡力 变大 弹性势 小 电磁波 超声波 低温 48.4 1800
【详解】
(1)[1]“山东舰”进行的回转试验通常是以全速或常用车速作左满舵、右满舵回旋一周的试验，以测定其回转直径的大小，因为圆周运动方向不断改变，所以不是平衡力。
[2]由于歼-15降落后，航母的总重力增大，漂浮时其浮力等于重力，所以所受浮力变大。
[3]飞机的动能转化为阻拦索装置的弹性势能，再转给液压装置，直到飞机停稳。
(2)[4]漂浮时其浮力等于重力，该航母满载排水量是65000t，则它满载时受到的浮力为
[5]护卫舰向前航行的过程中，两护卫舰内侧水的流速大于外侧水的流速，造成了两护卫舰内侧水的压强小于外侧水的压强，向内的压强差会把两舰压向“辽宁舰”，容易发生相撞事故，所以两侧的护卫舰不能靠它太近。
(3)[6]雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。
[7]声呐利用超声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术。
(4)[8]由
可见，开关S断开时只有电阻R1接入电路，开关S闭合时两个电阻并联接入电路，有效电阻变小，电路功率更大，故开关S断开时加热器处于低温档。
[9]由题意可知
，
则
可求得
[10]该加热器高温和低温各工作0.5h时总的电功为
电能表3000imp/kW·h表示消耗1kW·h时指示灯闪烁3000次，则消耗0.6kW h时
19． 前方 燃气 1.28 密度
【详解】
（1）[1][2]嫦娥五号探测器在实施制动减速时，应将发动机喷管朝向前方，喷管对喷出的燃气有向前的作用力，反过来，燃气对探测器有向后的作用力，这个反作用力让探测器减速。所以让组合体减速的力的施力物是燃气。
（2）[3]指挥中心发出的指令传到嫦娥五号所需的时间
所以指挥中心需要提前1.28s对嫦娥五号发出指令。
（3）[4]由题意知，实际带回的月壤质量小于预计的质量，而取样容器的容积不变，据知，实际月壤的密度比预计的小。
答案第1页，共2页
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