第19章 走进信息时代综合题

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第19走进信息时代综合题
一、填空题
1．2023年5月30日上午9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射。飞船在上升过程中，它的重力势能越来越　 　，飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过　 　传回到地面指挥中心的。
2．现在许多人都喜欢自驾游。人们在外出旅游时，用北斗卫星导航是通过　 　（选填“电磁波”或“声波”）传递信息。行驶在公路上的汽车相对于远处美丽的大山是　 　的（选填“运动”或“静止”）。
3．如图，被称为“最新版中国高铁”的“复兴号”在京沪高铁亮相。它采用全新流线型头型，车头上方气压　 　车头下方气压（填“>”“=”“<”）；车厢内实现了 WiFi 网络全覆盖，WiFi 采用的是频率较高的　 　传输信号；车身长度约400m的列车，某次全部通过1600m长的隧道只用了20s的时间，该列车的速度约　 　km/h。
4．在无线电波、微波、激光三种传输信号的载体中，频率最高的是　 　、波长最长的是　 　、相同时间内传输信息量最大的是　 　．
5．如图所示是某电磁波的振动图像，该电磁波的波长为　 　m。
6． 2023年5月3日，泸州市广大市民手机收到了地震预警信号，预警地震波到达的时间，预警时间为12s，若地震波传播速度约7km/s，则估算震中到泸州的距离为　 　km，我们手机收到预警信号是通过　 　传递信息的，地震时会产生　 　（后两空选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。
二、单选题
7．关于信息、能源，下列说法错误的是（　　）
A．太阳能、水能和风能是可再生能源
B．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C．太阳能热水器工作过程中将太阳能转化为内能
D．通过手机微信可以参与抢红包，这一过程是靠电磁波传递信息的
8．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱.关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　）
A．太阳能是不可再生能源
B．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C．LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
D．卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
9． 九年级的小聪学完物理知识后，对物理知识做了如下总结，其中正确的是（　　）
A．火车站站台设置安全线，是因为流体流速越快的地方压强越大
B．到青藏高原旅游时会出现呼吸困难，是因为海拔越高的地方空气压强越小
C．为了节约电能，关掉教室内讲台上的两盏灯，此时教室内电路总电阻变小
D．太空中宇航员出舱工作时不能和舱内宇航员直接交流，是因为电磁波不能在真空中传播
10．2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号的两个乘组在太空“胜利会师”。航天员和地面控制中心之间传递信息利用的是（　　）
A．红外线 B．超声波 C．电磁波 D．次声波
11．2023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，如图所示。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，安全返回问天实验舱。在出舱活动中，关于声音的描述，下列说法正确的是（　　）
A．航天员听到地面工作人员指令打开舱门，说明真空可以传播声音
B．声音以340m/s的速度在两名出舱的航天员之间传播
C．舱内航天员可以听出舱外哪位航天员在说话是因为他们俩的音色不同
D．天地互动交流利用了声音传递能量
12．2018年6月14日，中继卫星“鹊桥”顺利进入以地月拉格朗日点为中心的halo轨道。2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功登陆月球（如图所示）。至此，中国实现了人类历史上首次月球背面软着陆和巡视探测，首次实现了月球背面同地球的中继通信。下列说法正确的是（　　）
A．以“鹊桥”为参照物，嫦娥四号是静止的
B．嫦娥四号在月面着陆过程中，如果关闭发动机将做匀速直线运动
C．“鹊桥”在halo轨道上运动时，地球和月球对它的万有引力是一对平衡力
D．halo轨道的半径足够大，才能实现地面测控站与嫦娥四号之间的中继通信
三、科普阅读题
13．阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温、移动、避障等功能。
机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音播报，并在显示屏上用红色框标注入的脸部。
机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图1所示为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R1为定值电阻，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
机器人为有效避障，在移动过程中会通过传感器发射、接收超声波或激光来侦测障碍物信息。当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。超声波传感器一般作用距离较短，它的成本低、实现方法简单、技术成熟。激光雷达的测量距离可以达到几十米甚至上百米，角度分辨率高，通常可以达到零点几度，测距的精度也高。但测量距离的置信度会反比于接收信号幅度的平方，因此，黑体或者远距离的物体距离测量不会像光亮的、近距离的物体那么好的估计。并且，对于透明材料，比如玻璃，激光雷达就无能为力了。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 10kg 减速器的减速比 30：1
电池比能量 驱动电机的输入总功率 400W
移动速度 0.1～1m/s 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
　　
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 　 　（选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物。
（2）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 　 　N，消耗的电能约占电池所能输出总电能的 　 　%。
（3）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图2所示，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 　 　（选填“ab”或“bc”）段，已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 　 　V。
（4）如图3所示是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图4所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 　 　个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 　 　r/min。
四、计算题
14．某雷达装置发射的电磁波信号的波长为6×103m。问该信号的传播速度是多少？频率是多少？
15．天津人民广播电台有一套节目的频率是500千赫，求它的波长是多少？
五、实验探究题
16．按要求完成填空：
（1）如图甲所示，电流表的读数为 　 　A。
（2）如图乙所示，真空罩内的手机能接收到来电信号，说明电磁波 　 　（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
（3）如图丙所示，将一支2B铅笔芯掰成长短不同的两段接入图中A、B两点间，可探究电阻大小与 　 　的关系，实验中可通过观察 　 　准确判断出铅笔芯电阻的大小。
六、综合题
17．卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出入卫星系统形成链路。由于同步卫星在赤道上空约36 000 km处，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23 h 56 min 4 s）一致，从地面看上去如同静止不动。3颗卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信，最适合卫星通信的频率是1～10 GHz频段，即微波频段。
（1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立　 　。
（2）关于同步卫星，以下说法中正确的是（）
A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同
B．同步卫星和月球一样每天绕地球一周
C．同步卫星固定在空中一直不动
D．作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好
（3）频率为1～10 GHz的电磁波对应的波长是多少？
（4）赤道上的地面站向卫星发射信号需要多长时间？
18．我省农业已进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一些无人机在农田中喷洒农药时的情景，无人机载满农药时的总质量为。g取，试问：
（1）北斗导航系统是利用　 　波传递信息的。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，该喷药无人机的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），无人机相对于　 　是运动的；
（2）装满农药的无人机不工作时，静止在水平地面上，底部支架与地面的总接触面积为，它对地面的压强是多大？　 　
（3）无人机在农田上方持续地喷洒农药时，以的建置沿水平方向做匀速直线运动，无人机载满农药时所载农药的质量为。每分钟喷洒的农药量为，则无人机从开始喷洒农药到喷洒完毕，飞行的路程是多少？　 　
19．中国无人机领域的发展在近些年来取得了举世瞩目的成就，各种型号的无人机在满足国内需求的同时也实现了出口，WJ﹣600无人机采用了战术无人机常用的常规气动布局，它是集高空、高速，无人、侦查、打击为一体的无人机，能够在1.4万米的高空以648公里每小时的速度飞行。无人机的部分参数如表：
机长 翼展 机翼升力的有效面积 最大输出功率 最大飞行速度 载弹量 最大航程 作战半径 飞行高度
9.05m 17.8m 40m2 200kW 648km/h 400kg 3000km 1000km 14km
（1）地面工作人员是通过向无人机发射 　 　来实现对无人机控制的；
（2）若该无人机在1.4万米的高空以648公里每小时的速度匀速飞行，求此时无人机受到的空气阻力是多少？结果保留到小数点后一位；　 　
（3）该机在某次到972公里处执行任务（以648公里每小时的速度匀速飞行）时，载弹后整机质量2.5吨（含油料），如果涡轮喷气发动机的机械效率为30%，此次执行任务至少添加航空燃料多少千克？（g＝10N/kg，航空燃料热值5.0×107J/kg）　 　
答案解析部分
1．【答案】大；电磁波
【知识点】机械能及其转化；电磁波在日常生活中的应用
2．【答案】电磁波；运动
【知识点】参照物及其选择；电磁波在日常生活中的应用
3．【答案】<；电磁波；360
【知识点】速度公式及其应用；流体压强与流速的关系；电磁波在日常生活中的应用
4．【答案】激光；无线电波；激光
【知识点】波速、波长和频率的关系
5．【答案】240
【知识点】波速、波长和频率的关系
6．【答案】84；电磁波；次声波
【知识点】超声波与次声波；电磁波的产生
7．【答案】B
【知识点】卫星中继通信
8．【答案】D
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
9．【答案】B
【知识点】大气压强与高度的关系；流体压强与流速的关系；电阻的并联；电磁波的传播
10．【答案】C
【知识点】红外线；超声波与次声波；电磁波在日常生活中的应用
11．【答案】C
【知识点】声与信息；电磁波在日常生活中的应用
12．【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；参照物及其选择；电磁波在日常生活中的应用
13．【答案】超声波；240；3.33；bc；8；100；；10
【知识点】二力平衡的条件及其应用；超声波与次声波；欧姆定律及其应用；电功率的计算；光纤通信
14．【答案】C＝3×108m/S；f＝5000Hz
【知识点】电磁波的传播
15．【答案】解：波速c=3×108m/s，频率f=500kHz=5×105Hz，
∵c=λf
∴λ===600m
答：它的波长是600m．
【知识点】波速、波长和频率的关系
16．【答案】（1）0.8
（2）能
（3）导体长度；电流表示数
【知识点】电流的测量及电流表的使用；影响电阻大小的因素；电磁波在日常生活中的应用
17．【答案】（1）地面站
（2）A
（3）0.03～0.3 m
（4）0.12 s
【知识点】卫星中继通信
18．【答案】电磁；减小；农田（或树木）；5×104Pa；3000m
【知识点】机械能及其转化；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；运动和静止的相对性；电磁波在日常生活中的应用
19．【答案】电磁波；1111.1N；72kg
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；电磁波在日常生活中的应用；功的计算及应用
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