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．关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（　　）
A．光不属于电磁波
B．电磁波可以在真空中传播
C．电磁波在真空中传播的速度是340m/s
D．我国建立的“北斗”卫星导航系统是利用光纤传递信息的
2．在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。与4G相比，5G电磁波（　　）
A．频率更高 B．频率更低 C．传播速度更小 D．传播速度更大
3．甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图 （a）所示，其中甲是我们能看得见的红光。结合图 （b）的电磁波谱，下列分析正确的是（ ）
A．乙一定是我们能看得见的另一种色光
B．两种电磁波在真空中的波速可能不同
C．遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机
D．医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情
4．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s
B．电磁波只能传播声音信号，不能传递图像信号
C．电磁波不能在真空中传播
D．北斗卫星定位系统只能发射电磁波，不能接收电磁波
5．下列关于波的说法正确的是（　　）
A．嫦娥五号在月球表面采集“月壤”的画面是通过电磁波传回地球的
B．红外测温仪接收到人体辐射的红外线是超声波
C．无线电波不能传播能量
D．电磁波的传播需要介质
6．我们生活在电磁波的海洋。下列关于电磁波的应用实例表述不正确的是（　　）
A．微波炉是利用微波产生热量来加热食物的
B．电视机遥控器是利用红外线进行遥控的
C．广播电台是利用无线电波广播节目的
D．全球通信可以利用地球同步通信卫星作为太空微波中继站实现
7．现将一部手机悬挂在密封的玻璃罩内，拨通手机发现手机发出铃声和闪烁的光；逐渐抽出玻璃罩内的空气，发现铃声逐渐变弱直至消失而闪烁的光依然存在；再让空气逐渐进入玻璃罩内，发现铃声逐渐变强并仍然有闪烁的光。上述现象得到的结论中正确的是（　　）
A．声音、光均需要介质才能传播
B．声音、光均不能在密封的容器中传播
C．声音的传播需要介质，而光的传播不需要介质
D．声音不能在密封的容器中传播，而光能在密封的容器中传播
8．2021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
9．2021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
10．2018 年12月8日，我国在西昌卫星发射中心，用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器。2019 年1月3日，嫦娥四号探测器首次在月球背面成功着陆开启了月球探测的新旅程。如图所示，关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．发射塔周围的“白气”是水蒸气液化形成的
B．发射塔周围的“白气”是分子的无规则运动
C．火箭的燃料应具有热值较小的特点
D．我们在电视中看到的这个画面是通过超声波传输的
二、填空题
11．手机通信是靠______（选填“超声”或“电磁”）波传递信息，快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是因为通过快充充电线的______较大。
12．中美经贸摩擦实质上是科技实力的较量．华为公司的5G通信技术领先世界2-3年，5G技术具有高速率、大宽带和低延迟三大特点．5G手机与基站之间是通过_________实现信息的传递．
13．2021年5月15日7时18分，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功，探测器利用___________把信号传输到地球；如图所示，探测器的着陆器启动反推火箭向下喷火减速着陆，说明力可以改变物体的___________。
14．2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”顺利升空，将于2021年抵达火星。距离的遥远是个大问题，火星离地球最近距离是5500万千米，最远可达4亿千米。距离最远时，地球上通过______（选填“电磁波”或“超声波”）发送一个指令给探测器，探测器要在______分钟后才能够执行（计算结果保留一位小数）。
15．今年年初在抗击新型冠状病毒期间，医护人员穿着厚厚的防护服、戴上口罩和眼罩，眼罩上的玻璃片常常模糊不清，这是由于水蒸气在玻璃片上_____形成的；管控期间各高速出口、小区出入口等地方需要进行测量体温，使用的一种测温枪可以快速对进出人员进行非接触式体温测量，这种测温枪利用_____进行工作，它在真空中的传播速度为_____m/s。
三、综合题
16．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。( )
17．当开关电灯时，正在工作的喇叭会发出咔嚓咔嚓的响声，这是因为开、关电灯迅速变化的电流产生的 _____ 被喇叭接收到的缘故。如图，箭头表示磁感线方向，“⊙”表示通电导线中电流方向垂直于纸面向外，根据左手定则判断导线的受力方向，并在图上用箭头表示出来。
( )
18．阅读《5G时代》，回答问题。
首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。“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。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。
无线通信技术中的奥秘是什么呢？它蕴含在物理学的基本公式“”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5基站的数量，全国已经建设5G基站11.3万个，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的应用不仅局限于消费端，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。
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，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)5G技术高频段传输数据遇到的困难是：______。
(3)电磁波在真空中的传播速度为3×108m/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。
19．阅读《月球漫步》回答问题。
月球漫步
月球是离地球最近的天体，也是地球唯一的天然卫星。地球围绕太阳轨道运行的同时，月球也 在围绕着地球旋转。地球和月球的环境大不相同，月球表面没有空气，没有风，表面积大约是地球的，月球的体积只相当于地球体积的，月球质量约等于地球质量的。
2018-2019年的中国上演了一出“嫦娥”登月大戏，和以往不同，嫦娥这次登陆地在月球背面。月球背面电磁环境非常干净，无法直接接收来自地球的无线电信号，在登月之前，先要发射一颗中继卫星保障通讯。
2018年5月21日，嫦娥四号的“开路先锋”鹊桥中继星发射升空。12月8日，“嫦娥”开始奔月之旅。12月30日8时55分，嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。
2019年1月3日早上，嫦娥四号探测器从距离月面15km处开始实施动力下降，探测器的速度 从相对月球1.7km/s 逐步下降。在8km到6km处，探测器进行快速姿态调整，不断接近月球。在距月面100m处开始悬停，对障碍物和坡度进行识别，并自主避障。在选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降。10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的“嫦娥四号” 探测器成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区。11时40分，着陆器获取了世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面。
1 时7分，工作人员在北京航天飞行控制中心通过“鹊桥”中继星向嫦娥四号发送指令，释放巡视器“玉兔二号”，随即展开探测工作。
2019年2月4日，国际天文学联合会批准嫦娥四号着陆点 命名为“天河基地”。图是科学家们为本次登月绘制的一张“全家福”。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）假如月球和地球可以认为是一个密度均匀的球体，比较月球和地球密度哪个大____？请你根据文中对月球和地球基本数据的描述，写出判断过程______；
（2）嫦娥四号在选定相对平坦的区域后，在反推发动机的作用下缓速垂直下降。请简单说明这个下降过程中能否使用巨大的降落伞______？
（3）嫦娥四号传回地球的电磁信号通过的路径是：嫦娥四号→_____ → 地球。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．电磁波由于波长、频率不同，有不同的种类，光是电磁波中的一种，故A错误；
BC．电磁波不仅可以在介质中传播，也可以在真空中传播，其在真空中的传播速度是3.0×108m/s，故B正确，C错误；
D．我国建立的“北斗”卫星导航系统是通过电磁波传递信息的，是无线通信，光纤传递信息需要光缆，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
ABCD．电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s是不变的，由于c=fλ，因此频率高的波长短、频率低的波长长，因为5G电磁波的波长比4G更短，所以5G电磁波的频率比4G更高，故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】
A．甲是我们能看得见的红光，乙的波长比甲长，是红外线，红外线肉眼不可见，A错误；
B．电磁波在真空中的波速是相同的，波长不同，导致频率不同，B错误；
C．乙电磁波是红外线，红外线可以用来遥控，C正确；
D．医生拍片用的是放射线，不是红外线，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．电磁波的传播速度与光速相等，电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，故A正确；
B．电磁波既能传播声音信号，也能传递图像信号，故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，故C错误；
D．北斗卫星定位系统既能发射电磁波，也能接收电磁波，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．球上没有空气，真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，嫦娥五号在月球表面采集“月壤”的画面是通过电磁波传回地球的，故A正确；
B．红外测温仪接收到人体辐射的红外线是电磁波，故B错误；
C．电磁波能传播能量，无线电波属于电磁波，可以传递能量，故C错误；
D．电磁波能在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A．微波炉是利用微波带动食物中的分子剧烈运动从而产生热量的，而不是由微波直接产生热量，故A错误，符合题意；
B．电视机的遥控器是利用红外线进行遥控电视机的，故B正确，不符合题意；
C．广播电台利用无线电波来广播节目，应用的是无线电波传播的较远，故C正确，不符合题意；
D．卫星通信是利用与地球同步运行的卫星作为微波通信的中继站，实现全球的通信，也就是让卫星收发的电磁波覆盖整个地球，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
A．光不需要介质也能传播，故A错误；
B．声音不能在真空中传播，但光可以在密封的容器中传播，即使是真空状态，故B错误；
C．由描述的现象可知，声音的传播需要介质，而光的传播不需要介质，故C正确；
D．密封的容器中是真空状态，不能说明声音不能在密封的容器中传播，只能说明声音不能在真空中传播，故D错误。
故选C。
8．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。
9．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。
10．A
【详解】
AB．“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是分子的运动，故A正确，B错误；
C．长征三号乙运载火箭使用的燃料是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故C错误；
D．电视和卫星之间是利用电磁波传递信息的，故D错误。
故选A。
11． 电磁 电流
【详解】
[1]电磁波可以传递信息，手机通信就是靠电磁波传递信息。
[2]由焦耳定律公式Q=I2Rt可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻，从而减少充电时导线产生的热量。
12．电磁波
【详解】
手机和手机之间、手机与基站之间是靠电磁波来实现信息的传递．
13． 电磁波 运动状态
【详解】
[1]电磁波可以在真空中传播，地球与火星之间是真空，探测器利用电磁波把信号传输到地球的。
[2]探测器的着陆器快速接近着陆点时，为防止发生撞击，启动反推火箭向下喷火减速着陆，改变了着陆器的运动速度，说明力可以改变物体的运动状态。
14． 电磁波 22.2
【详解】
[1]电磁波可以在真空中传播，超声波不能在真空中传播，所以需要用到电磁波发送指令。
[2]地球上发出的信号到达火星上的探测器时间为
15． 液化 红外线 3×108
本题考查了液化概念、红外线的应用，知道电磁波的传播速度。
【详解】
[1]眼罩上的玻璃片常常模糊不清，水蒸气在玻璃片上液化形成的小水滴所致。
[2]红外线具有热效应，测温枪就是利用红外线工作的。
[3]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，红外线也是电磁波，所以红外线在真空中的传播速度也为3×108m/s。
16． 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。
17． 电磁波
【详解】
[1]当开、关电灯的时候，正在工作的喇叭会发出咔嚓咔嚓的声音，这是因为开、关电灯时迅速变化的电流产生的电磁波被喇叭接收到的缘故；
[2]通电导线在磁场中受到的力称为安培力。根据左手定则可知：让四指指向电流方向，磁场方向穿过手心，则大拇指指向为所受力的方向，由此可知导体棒受力的方向为竖直向上；如下图所示。
18． D 传输距离短，覆盖能力弱 0.012
【详解】
(1)[1]红黄绿指示灯不会同时亮，即可以单独工作，且工作时互不影响，可以判断三种颜色指示灯是并联的；5G通讯利用电磁波来传递信息。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
(2)[2]由材料可知，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。
(3)[3]5G商用电磁波的波长为
19． 地球 见解析 不能 鹊桥中继星
【详解】
(1)[1][2]月球的体积相当于地球体积的， 月球质量约等于地球质量的，月球和地球密度之比
＜1
所以月球的密度小，地球的密度大。
(2)[3]月球表面没有空气，这个下降过程，不可能利用巨大的降落伞完成。
(3)[4]根据“月球背面电磁环境非常干净，无法直接接收来自地球的无线电信号，在登月之前，先要发射一颗中继卫星保障通讯”可知：嫦娥四号传回地球的电磁信号通过的路径是：嫦娥四号→鹊桥中继星→地球。
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