第二十一章信息的传递拓展提升 单元练习 （含解析） 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第二十一章信息的传递
一、单选题：本大题共9小题，共18分。
1.下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A. 电磁波既能传递信息也能传递能量 B. 电磁波的传播需要介质
C. 电磁波的频率恒定不变 D. 电磁波的传播速度为
2.2023年4月15日，“神舟十五号”航天员乘组进行了第四次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回“问天”实验舱。下列说法错误的是( )
A. 地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的
B. 地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员
C. 地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息
D. 舱外的两名航天员大声说话就能直接利用声波进行交流
3.我国自主研发的空间站已投入使用，第二批航天员已成功进入空间站，当航天员出舱到太空执行任务时，要借助无线电设备才能进行通话，这是因为( )
A. 无线电设备使用方便 B. 太空环境过于复杂，噪声太大
C. 太空是真空，不能传声 D. 太空中的声速过快，无法听清楚
4.1965年，美国发射通信卫星，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到发出的频率为的信号。该信号( )
A. 属超声波，周期为 B. 属超声波，周期为
C. 属电磁波，周期为 D. 属电磁波，周期为
5.如图所示是某学校为学生配备的智能学生证．智能学生证除了记录学生个人信息资料外，还具有定位判断学生“在校”或“离校”及紧急呼救等功能．智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用( )
A. 超声波
B. 次声波
C. 无线电波
D. 红外线
6.已知真空中电磁波的波长，则它们的频率( )
A. B.
C. D.
7.关于光纤通信，小明同学曾思考这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎能从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中( )
A. 就像水流沿弯曲水管流动那样 B. 就像电流沿弯曲导线传播那样
C. 不断地经光纤壁反射而向前传播 D. 不断地在光纤中折射而向前传播
8.如图是电磁波及其应用事例，下列说法正确的是( )
A. 电视机遥控器用射线 B. 体检胸透用的X射线频率比无线电波低
C. 验钞机用的紫外线波长比红外线短 D. 可见光比无线电波在真空中的传播速度快
9.雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波电磁波在空气中的传播速度是8，当遇到障碍物时要发生反射，雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波，如果雷达显示屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示，已知雷达显示屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10s，则被监视目标与雷达的距离最接近( )
A. 4m B. 4m C. 4m D. 5m
二、填空题：本大题共8小题，共16分。
10.导线中电流的迅速变化会在空间中激起__________。它可以为我们传递各种有用的文字、声音和__________信息。
11.声音__________在真空中传播。电磁波在真空中的传播速度是__________。我们生活中常用的微波炉是利用__________来加热食品的，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。在电磁波家族中，红外线也是其中一员，红外线的传播速度__________填“大于”“等于”或“小于”电磁波的速度。
12.某节目中，演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下盛开出一朵朵晶莹洁白的雪花。实现这一效果需要两个系统的完美配合：一个是基于人工智能的实时捕捉技术，一个是实现实时渲染的交互引擎。前者通过视频摄像机实时捕捉场上演员所在的位置和形状姿态，将__________信号转换为__________信号;识别完后，相关信息被传递给交互引擎系统，交互系统获得信息后，根据需求生成雪花的绽放的效果并实时地显现在演员脚下，在这一过程中，__________信号又被转换为__________信号。
13.广播电台的发射线路靠迅速变化的交变电流向外发射电磁波，交变电流在每秒内周期性变化1次发射的电磁波频率为1Hz。若某电台节目的发射频率为，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化__________次。收音机通过__________电磁波来工作，手机通过__________电磁波来实现远距离通话。后两空均选填“发射”“接收”或“发射和接收”
14.2018年2月12日，我国用长征三号乙运载火箭发射了北斗全球卫星导航系统的第28、29颗卫星，到2020年，该系统将拥有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力。
火箭加速上升的过程中，搭载的卫星的机械能______选填“增大”、“减小”或“不变”。
卫星工作所需的能量，主要由太阳帆板提供，太阳帆板将______转化为电能。
静止轨道卫星离地面的高度约为，地面控制中心通过______向该卫星发送指令，指令从地面传到卫星所用的时间约为______ s。
15.如图所示为一列电磁波的波形图，A、B间的距离为750m，则这列波的波长为__________m，若该电磁波的频率为，则它的周期约为__________s。
16.紫外线可以穿透大气到达地球表面，以下是关于紫外线的一些信息。
①正常情况下，紫外线照射会让皮肤黑色素细胞产生更多的黑色素。
②某地区冬至正午，测出不同波长紫外线的强度随海拔变化情况如下：
这次测量中，表中波长为__________nm的紫外线受到海拔的影响最大，表中波长为__________ nm的紫外线穿透大气能力最强。
这次测量中，波长为290 nm紫外线的强度与海拔的关系是__________。
高原上的人肤色一般更黑，从表格中的数据推断其原因可能是什么 __________。
17.新冠肺炎蔓延全球，为全球人民的身体健康带来严重威胁。早期排查时，肺部 CT可以方便快捷地对新冠肺炎进行初步诊断。CT根据所采用的射线不同可分为X射线以及射线两种，其应用到的X射线或射线都是电磁波，下图为电磁波谱。
射线在真空中传播的速度为，射线在真空中传播的速度为，则__________填“>”“=”或“<”
在真空中，射线的波长要比X射线的波长要__________选填“长”或“短”。
三、综合题：本大题共3小题，共30分。
18.阅读短文，回答问题。
全反射
如图甲所示，当光线从一种介质如水射向另一种介质如空气时，一部分光进入介质2，称为折射光，另一部分光在介质1发生反射，称为反射光。如图乙所示，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此时折射光消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射现象，刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。
相对于空气而言，水是光密介质，空气是光疏介质;水相对于玻璃而言，水就是光疏介质。只有当光由光密介质斜射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。
光纤通信就是利用光的全反射原理，如图丙所示，光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质，光从内芯传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外。
由全反射的条件可知，当光从空气斜射到水中时__________选填“会”或“不会”发生全反射现象;
若光由水进入空气的临界角是，则入射光以的入射角从水中射向空气时__________选填“会”或“不会”发生全反射现象;
光导纤维的外套相对于内芯介质来说是__________选填“光疏介质”或“光密介质”。
19.同步通信卫星是在离地面高度为，绕地心转动的圆轨道同步轨道上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同．
同步通信卫星绕地球运行时___________填“受”或“不受”地球的引力，周期是___________
同步通信卫星相对于地面的建筑物是___________的，___________颗同步通信卫星基本可以实现全球通信．
理论和实践表明，质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行，若同步通信卫星上的天线脱落，天线___________填“仍然”或“不会”在同步轨道上运行．
地面上的甲、乙两人用卫星电话通过同步通信卫星联系，从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要___________
20.手机又称移动电话是集成度很高的微型高精密接收和发射高频电磁波的机器，其构造大致分为五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源，采用双向异频双工制，即接收和发射用不同频率的调频电磁波．根据国家标准和有关方面的规定，某手机发射频率为，接收频率为，双频间隔为用户在某个交换局的业务服务区购机，并配定使用频率和编码后，就成为该局的原登记用户，如果进入其他移动交换局的业务区内通话，称为漫游．
当对着话筒讲话时，手机天线作为________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为________天线使用均选填“发射”或“接收”
同一交换局业务服务区的另一部手机________用的发射频率填“能”或“不能”
要发射电磁波，在控制模组中应该有________；为了把接收的声音信号取出，在控制模组中应该有________均选填“振荡器”“调谐器”或“检波器”
为什么在飞行着的飞机上不能使用手机？________________________________.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】略
2.【答案】D
【解析】解：A、地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的，故A正确；
B、地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员，故B正确；
C、地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息，故C正确；
D、舱外的两名航天员大声说话就不能直接利用声波进行交流，故D错误。
故选：D。
一切正在发声的物体都在振动；振动停止，发声也停止；
音色：发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定．是区别声音的重要标志；
电磁波能够传递信息；
声音靠介质传播，真空不能传声。
本题考查了声音的产生、声音的特征、电磁波的认识等，属于基础题。
3.【答案】C
【解析】航天员出舱到太空执行任务时，要借助无线电设备才能进行通话，这是因为真空不能传声，而电磁波可以在真空中传播，故A、B、D错误，C正确。
4.【答案】D
【解析】解：电磁波能在真空中传播，卫星发出的是电磁波；
频率为的信号的周期为：。
故选：D。
电磁波可以传递信息；根据频率的大小，利用求出周期。
本题考查了电磁波的应用、频率和周期的关系，属于基础题。
5.【答案】C
【解析】解：无线电波属于电磁波，智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用无线电波传播．
故选：
电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用电磁波传递信息的．
本题考查了电磁波的应用，是一道基础题．
6.【答案】C
【解析】解：在真空中，电磁波的波长和频率互成反比例关系，波长最长的频率最小．
故选
电磁波的频率与波长成反比，微波的波长最长，频率最小．
本题考查了电磁波的波速、波长与频率之间的关系，属于基础知识的考查，要记住电磁波的波速一定，电磁波的波长和频率互成反比例关系．
7.【答案】C
【解析】解：光纤很细，有内外两层，内壁具有使光发生反射的特性类似于平面镜，所以光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端，而不是经过折射，也不会像电流和水流一样，因为激光方向性好，不会弯曲。故A、B、D错误。
故选：C。
光纤通信是现代通信的主要传输工具，利用激光在其内壁经多次反射能从光纤的一端传播到另一端。
本题主要考查学生对光纤通信在传递信息时的特点的了解和掌握，是一道基础题。
8.【答案】C
【解析】解析：电视机的遥控器利用了红外线遥控，故A错误;由图可知，体检胸透用的X射线频率比无线电波高，故B错误;紫外线的波长比红外线的波长短，故C正确;可见光与无线电波都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误.故选
9.【答案】B
【解析】85这是电磁波遇到障碍物后又返回共通过的总路程，目标与雷达的距离应为
10.【答案】电磁波；影像
【解析】【分析】
略
【解答】
略
11.【答案】不能；；电磁波；等于
【解析】【分析】
略
【解答】
略
12.【答案】光 电 电 光
【解析】【分析】
视频摄像机实时捕捉场上演员所在的位置和形状姿态，将捕捉到的光信号转换为电信号;交互系统获得信息后，根据需求生成雪花的绽放的效果并实时地显现在演员脚下的过程中，把电信号转换为光信号。
【解答】
略
13.【答案】；接收；发射和接收
【解析】 【分析】
频率是指物体在1s内振动的次数；
广播、电视和移动通信是利用电磁波传递信息的；
手机既是无线电发射台，又是无线电接收台。此题考查了频率的含义理解、广播、电视和移动通信传递信息的原理的判断，是一道基础题目。
【解答】
解：交变电流在每秒内周期性变化1次发射的电磁波频率为1Hz，电台节目发射频率为，即，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为；广播、电视和移动通信是利用电磁波传递信息的，即收音机通过接收电磁波来工作，手机通过接收和发射电磁波来实现远距离通话的。
故答案为：；接收；发射和接收。
14.【答案】增大 太阳能 电磁波
【解析】解：
火箭加速上升的过程中，搭载的卫星的质量不变，速度增大，动能变大，同时高度增加，重力势能变大，而机械能为动能与势能之和，所以机械能增大；
太阳能电池板帆板工作时，将太阳能转化为电能；
电磁波可以在真空中传播且传播速度快，所以地面控制中心通过电磁波向该卫星发送指令；
根据可知，指令从地面传到卫星所用的时间约为：
。
故答案为：增大；太阳能；电磁波；。
动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度；机械能等于动能与势能之和；
太阳能电池板将太阳能转化为电能；
电磁波能够在真空中传播；电磁波传播的速度和光速相同，根据速度公式计算指令从地面传到卫星所用的时间。
此题考查了影响机械能大小的因素、能量的转化、电磁波的应用和速度公式的应用，是一道综合性的题目，把握好基础知识是解答此类题的关键。
15.【答案】250；
【解析】【分析】
本题考查了对波长、频率、周期等概念的理解与应用，掌握频率与周期的关系，并能进行简单的计算，是解答的关键。
数出A到B之间有三个波长，故可求得波长的大小；周期是波传播一个完整波长所需要的时间，知道电磁波的频率可计算其周期。【解答】
由图可知，A到B之间有三个波长，则波长，
周期是波传播一个完整波长所需要的时间，频率是指每秒振动的次数，它们互为倒数，
知道频率6Hz，
则它的周期约为：--7。
故答案为：250；。
16.【答案】
海拔越高，紫外线强度越大
一般情况下，海拔越高的地方紫外线的强度越大，强度大的紫外线照射到皮肤上使黑色素细胞产生更多的黑色素，故高原上的人肤色更黑
【解析】略
17.【答案】；短
【解析】真空中电磁波的波速，所以，
根据频率、波长和波速的关系，频率越大，波长越短。所以，由图知射线的频率比X射线的频率大，所以射线的波长要比X射线的波长短。
18.【答案】不会
会
光疏介质.
【解析】由全反射的条件可知，当光从空气斜射到水中时不会发生全反射现象，因为此时折射角小于入射角;
若光由水进入空气的临界角是，则入射光以的入射角从水中射向空气时会发生全反射现象;
光导纤维的外套相对于内芯介质来说是光疏介质，光才在界面处发生全反射。
19.【答案】受；24；静止；3；仍然；
【解析】【分析】本题考查同步卫星的周期，以及惯性，速度公式的运用是一道综合应用题。
由万有引力可知同步通信卫星绕地球运行时受球的引力，地球的自传周期为一天24h，同步通信卫星相对于地面的建筑物的位置没有发生变化，故是静止的，是的在地球的周围均匀配置3颗同步通信卫星，就可以实现全球通信；
同步通信卫星上的天线脱落，天线仍然保持原来的运动状态在同步轨道上运行；
信号的传播速度为，利用速度公式变形求解时间。
【解答】由万有引力可知同步通信卫星绕地球运行时受地球的引力，地球的自传周期为24h，同步通信卫星绕地球运行周期也是24h，同步通信卫星相对于地面的建筑物的位置没有发生变化，故是静止的，在地球的周围均匀配置3颗同步通信卫星，就可以实现全球通信；
理论和实践表明，质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行，同步通信卫星上的天线脱落，由于惯性，天线仍然在同步轨道上运行；
离地面高度为，甲发出信号到他收到乙自动回复的信号，信号传的距离是，
由可得，。
故答案为：受；24；静止；3；仍然；
20.【答案】发射 接收
不能
振荡器 检波器
手机工作时发射的电磁波会影响飞机上的仪器正常工作，引发事故

【解析】不能，因为每部手机都有自己的发射频率．
发射电磁波要有振荡器产生高频电磁波，而为了把接收的声音信号取出，应有检波器．
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