第十五章怎样传递信息——通信技术简介———第十六章粒子到宇宙 单元练习（含答案） 2023-2024学年北师大九年级全一册物理

第十五~十六章
(时间:75分钟　分值:70分)
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.能量守恒定律的内容是能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式　　　　为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,在这些变化过程中,能量的总量保持不变。
2.在探索微小粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和　　　　组成的。
3.纳米技术是在0.10纳米至100纳米的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。纳米技术研究领域被公认是21世纪最具有前途的科研领域之一。纳米是　　　　(填物理量的名称)的单位。
4.1870年贝尔发明了电话,如今电话已经成为人们生活中的重要通讯工具之一。通过学习,我们知道电话传递的信号分为模拟信号和　　　　信号两种。
5.Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如平板电脑、手机)等终端设备以无线方式互相连接的技术。常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现。无线路由器和电脑、手机之间是通过　　　　传递信息的。
6.核工业是高科技战略产业,是国家安全的重要基石。目前的核电站是利用原子　　　　(选填“核聚变”或“核裂变”)释放能量来工作的。
7.广播电台进行调幅广播节目直播过程如图所示,由话筒把声音转换成音频电流,载波发生器产生射频电流。将以上信号送入调制器,得到的调幅电流再送入发射机进行功率放大,最后由天线将“搭载”着声音信息的　　　　发射出去。
8.如图所示,这是太阳能路灯,灯杆顶端是太阳能电池板,它能将太阳能转化为内能,并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明。若在一定时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板上的能量为2.7×107 J,这些能量经转化后,可供额定功率为30 W的路灯正常工作70 h,则该太阳能路灯的能量转化效率是　　　　。
9.光纤通信是利用光波来传递信息的。光波的频率越高,承载的信息量越大。目前市场上的光盘有两种:一种是利用红色激光刻录信息的红光光盘;另一种是利用蓝色激光刻录信息的蓝光光盘。这两种光盘中　　　　(选填“红光”或“蓝光”)光盘承载的信息更多。
10.如图所示,人造地球卫星在大气层外运行,不受空气阻力。它从远地点向近地点运动的过程中,能量转化情况是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.每一次物理学上的重大发现都会促进人类社会的进步,下列关于物理学史的描述符合事实的是 (　　 )
A.查德威克发现了质子 B.汤姆孙发现了电子
C.卢瑟福发现了中子 D.费米提出了夸克模型
12.铱-192是一种放射性元素,它发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板,这一性质可用于金属内部探伤。结合图示可推知,铱-192发出的用于金属内部探伤的物质最有可能是(　　 )
A.可见光 B.α射线 C.β射线 D.γ射线
13.下面选项跟互联网无关的是 (　　 )
A.查阅资料,看新闻 B.QQ聊天
C.远程教育,远程医疗 D.飞鸽传书
14.关于粒子和宇宙的相关知识,下列说法正确的是 (　　 )
A.电子的发现证明原子可以再分
B.气体中的分子是运动的,固体中的分子是不运动的
C.分子间只存在引力,不存在斥力
D.银河系、地球、质子、原子核、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的
15.光导纤维的主要用途是传递信息,进行通讯,把要传输的信息变成光信号在光纤中传播。如图所示,光在光纤中的传播方式是 (　　 )
A.沿着光纤的中轴线直线传播
B.沿着光纤的外壁多次折射传播
C.沿着光纤的内壁多次反射传播
D.沿着光纤螺旋式地曲线传播
16.人类的生存和社会的发展都离不开能量,人们在生产、生活中靠各种能源提供能量。下列关于能源的说法正确的是 (　　 )
A.能量是守恒的,故不会有能源危机
B.能量的转移与转化具有方向性,如消耗掉的内能不能收集起来再利用,因此要节约能源
C.因水能清洁、安全,因此修建水电站利用水能发电,有百利而无一害
D.风能、水能、太阳能、核能都可以在自然界源源不断地得到,它们都是可再生能源
17.波在传播过程中,绕过障碍物的现象叫波的衍射。能够发生明显的衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小,或者跟波长差不多。一束波长为50 MHz的电磁波要能明显地发生衍射现象,障碍物的尺寸不能超过 (　　 )
A.0.6 m B.0.5 m C.6 m D.5 m
三、实验题(第18小题4分,第19小题6分,第20小题6分,共16分)
18.如图所示,小明同学打开收音机的开关,将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导线,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。
(1)小明同学听到收音机发出“咔咔”声,这一现象说明变化的电流能够产生　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)小明同学把手机放在真空罩中,给这个手机打电话,发现能收到信号但听不到手机的铃声,这一现象说明　　　　　　　　　　。
19.2011年3月11日14点46分,日本本州岛海域发生里氏9.0级地震,并引发海啸,瞬间扑向日本沿海大部分地区,继而造成日本福岛核电站核泄露。如图所示,媒体通过卫星把地震信息及时传遍全世界。
(1)卫星利用电磁波传播信息,这种波在真空中的传播速度约为　　　　m/s。
(2)海啸时产生的“水墙”速度很大,具有很大的　　　　能,破坏力很强。
(3)大地震释放的能量是非常惊人的,一次七级地震释放的能量大约是1.7×1016 J,这些能量相当于完全燃烧　　　　t无烟煤(无烟煤的热值q=3.4×107 J/kg)。
20.阅读短文,回答问题。
1947年,第一台微波炉问世,微波炉是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性”,微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;但微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,且不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不仅能透过,其能量也会被吸收。微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成,微波能透过食物,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物“煮”熟了,这就是微波炉加热的原理。
(1)通过短文的阅读,在微波炉中应选用下列哪种容器来加热饭菜 (　　)
A.不锈钢盆 B.铁盆 C.玻璃盆 D.铜盆
(2)为了安全使用微波炉,应选用　　　　孔插座。
(3)为什么微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成
四、计算题(第21小题4分,第22小题8分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.小明家有一个12波段的收音机,其中的一个波段频率是7.5~8.0 MHz,则该波段的波长范围是多少
22.某厂家研制出一种以太阳能为驱动能源的环保汽车,总质量为400 kg,顶部安装了太阳能电池板,如图所示。太阳光照射到地面上时单位面积上的辐射功率为1.2×103 W,汽车上的太阳能电池板的有效面积为5 m2。这辆汽车在某水平路面上匀速行驶时,受到的阻力为车重的,g取10 N/kg。
(1)若太阳能电池板的转换效率为40%,则转换给汽车电动机的电功率是多少。
(2)汽车受到的牵引力是多少
(3)若这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,则汽车在该水平路面上匀速行驶的速度是多少
23.流动的空气形成了风,风具有一定的能量,称为风能。风力发电利用自然界的风,通过风力发电系统来为人类提供电能。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电(如图所示)。某地的一台风力发电机,风轮的叶片旋转面积为S,其风轮正面迎风,流过叶片旋转面积的空气质量m=ρSvt,v为空气流速,t为时间。当风速为8 m/s时,每秒流向叶片旋转面积的空气质量是7200 kg,该地的空气密度是1.2 kg/m3。已知空气动能与空气质量成正比,且1 kg空气在不同的速度(v)时的动能(E)如下表所示。
E(J) 2 8 18 32 50
v(m·s-1) 2 4 6 8 10
(1)当风速为8 m/s时,每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少 若煤的热值为3.2×107 J/kg,则这样的一台风力发电机在风速为8 m/s时,1 h内获得的风能与完全燃烧多少煤所产生的内能相当
(2)当风速为10 m/s时,1 s内流向叶片旋转面积的空气质量是多少 若在这种情况下,风力发电机能对外提供5.4×104 J的电能,则这台风力发电机的风能转化为电能的效率是多少
(3)科学家认为,理想的风力发电厂应建立在海拔4600 m到10000 m的地方,其原因是什么
参考答案
1.转化
2.原子核
3.长度
4.数字
5.电磁波
6.核裂变
7.电磁波
8.28%
9.蓝光
10.重力势能转化为动能
11.B　12.D　13.D　14.A　15.C　16.B　17.C
18.(1)电磁波
(2)真空可以传播电磁波但不能传声
评分标准:每空2分,共4分;有其他合理答案均参照给分
19.(1)3×108
(2)动
(3)5×105
评分标准:每空2分,共6分;有其他合理答案均参照给分
20.(1)C
(2)三
(3)微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它,微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。
评分标准:每空2分,共6分;有其他合理答案均参照给分
21.解:由c=λf得:
λ1===40 m
λ2===37.5 m
故该波段的波长范围为37.5~40 m。　(4分)
22.解:(1)太阳能电池板将太阳能转化为电能,若太阳能电池板的转换效率为40%
则转换的电功率P=ηP0S=40%×1.2×103 W/m2×5 m2=2.4×103 W　(3分)
(2)汽车所受的重力G=mg=400 kg×10 N/kg=4000 N
由于这辆汽车在水平路面上匀速行驶,因此牵引力等于阻力
故F=f=G=×4000 N=80 N　(2分)
(3)因为牵引力F=80 N,由P===Fv可得,v===24 m/s　(3分)
23.解:(1)由ρ=得,V===6000 m3
1 h内获得的风能Q=32 J/kg×7200 kg/s×3600 s=8.2944×108 J
1 h内获得的风能相当于完全燃烧煤的质量:m===25.92 kg　(3分)
(2)由m=ρSvt可知,
当空气密度、风扇的叶片旋转面积以及时间相同的情况下,m、v成正比
即=,得
m'==×10 m/s=9000 kg
根据表格数据可知,1 s内产生的能量E风=50 J/kg×9000 kg=4.5×105 J
这台风力发电机的风能转化为电能的效率η===0.12=12%　(3分)
(3)因为海拔越高空气的流动速度越大,产生的能量越多,从而提高风力发电机的转化效率,所以理想的风力发电厂应建立在海拔4600 m到10000 m的空中。　(2分)