第二十一章 电磁波及其应用 检测卷
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求.
1.下列关于电磁波的说法不正确的是 （ ）
A.导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波
B.电磁波不能在真空中传播
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的
D.无线电广播信号是靠电磁波传播的
2.电视信号包含图像信号和声音信号，电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.声音信号是加载在电流上的，图像信号是加载在电磁波上的
B.图像信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的
C.声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D.声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
3.老式电话的话筒以及麦克风的构造如图所示，下列说法正确的是 （ ）
A.它们的作用是一样的
B.它们的物理原理是一样的
C.电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能
D.麦克风利用欧姆定律来实现它的功能
4.古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针.今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星.如图所示，北斗系统服务全世界，它传递信息是利用 （ ）
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.光纤
5.已知X射线比蓝光的波长更短，频率更高，若X射线在真空中的传播速度约为3×108 m/s，则蓝光在真空中的传播速度约为 （ ）
A.340 m/s B.1×1015 m/s C.3×108 m/s D.3.6×106 m/s
6.电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是 （ ）
A.红外线属于可见光
B.无线电波的波长比X射线的短
C.电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
7.下列关于电磁波和信息技术的说法正确的是 （ ）
A.北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的
B.由华为主导的5G技术是利用超声波进行信息传输的
C.电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号
D.手机话筒的主要作用是把声音信号转化成恒定电流
8.图甲为可见光的波段示意图.某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540 nm的光照射时的电阻只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成图乙所示的电路，则 （ ）
A.通过电阻为R1的光敏电阻的电流比通过电阻为R2的光敏电阻的电流小
B.电阻为R1的光敏电阻的功率比电阻为R2的光敏电阻的功率大
C.波长为540 nm的光比红光的频率低
D.波长为540 nm的光在真空中的传播速度比红光快
9.手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机与电信运营商的基站进行着微波通信 （ ）
10.物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响，为人类文明和社会的进步做出了巨大贡献.下列应用实例与物理知识不对应的是 （ ）
甲 乙 丙 丁
A.图甲，公元843年，一些中国人驾驶帆船利用罗盘即指南针成功开辟了新航线——在地磁场的作用下，指南针有指南指北性
B.图乙，1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，如今光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量——加载有通信信号的激光在光导纤维里发生了光的折射
C.图丙，绿色节能的太阳能建筑实现了太阳能与建筑的完美结合——太阳能电池能将光能转化为电能
D.图丁，中国天眼“FAST”是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，收集遥远星系的信号，让我们看到了“古老的光”——凹面镜对光起会聚作用
二、非选择题：本题共8小题，共60分.按题目要求作答.
11.（9分）（1）如图甲、乙所示，其中图 表示电话话筒的原理图，图 表示电话听筒的原理图.
（2）小明为了探究电话话筒的原理，做了如下实验：
①将电源、炭粒话筒、电流表串联起来.用手摇动炭粒话筒，观察到电流表的示数不断变化，这说明炭粒话筒受到振动后，电阻 ；
②用嘴对着话筒前边吹气或大声说话，可以观察到电流表示数发生变化，声音越大时，电路中的电流 （选填“越强”或“越弱”），说明电流随 的变化而变化，以上实验说明 .
（3）在图丙中将话筒和听筒连接成完好的电路，组成最简单的电话.
12.（3分）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，交变电流在每秒周期性变化1次发射的电磁波频率为1 Hz.若某电台节目发射频率为88.2 MHz，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为 次，收音机通过 电磁波来工作，手机通过 （后两空选填“发射”“接收”或“发射和接收”）电磁波来实现远距离通话.
13.（6分）2024年3月25日，鹊桥二号中继星顺利进入环月轨道飞行，提供地月间中继通信.
（1）鹊桥二号升空后必须在 （选填“靠近”或“远离”）月球处实施“刹车”制动，从而被月球引力捕获实现环月飞行.环月飞行过程中，鹊桥二号受的力 （选填“是”或“不是”）平衡力，它的惯性 （选填“增大”“减小”或“不变”）.
（2）由于月球被地球潮汐锁定，它只能永远以同一面朝向地球，着陆在月球 （选填“正面”或“背面”）的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，这时就需要一颗中继星利用 （选填“电磁波”或“超声波”）架起信息联通的“桥梁”.若中继星处于距地球约46万千米、距月球约8万千米的位置，月球表面的探测器通过中继星与地球进行一次完整的双向通信至少需要 s.
14.（6分）汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 来传递信息，图甲是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 信号.如图乙所示的光纤通信是利用激光在光纤中经过多次 （选填“反射”或“折射”）从一端传到另一端的.
15.（12分）如图为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400 kg，它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业.（g取10 N/kg）
（1）激光是一种 ，它在真空中的传播速度为 m/s，它的频率越高，波长越 （选填“长”或“短”）.
（2）若无人驾驶清扫车空车停在水平地面上，地面总受力面积为200 cm2，则它对地面的压强为多少？
（3）若无人驾驶清扫车空车行驶时牵引力的功率为720 W，在10 s内匀速行驶12 m，则无人驾驶清扫车的速度为多少？受到的阻力为多少？
16.（8分）我国用嫦娥四号实现了全人类首次月球背面软着陆运动，并保证了嫦娥四号与地球的全天候正常通信，如图甲所示.
（1）若某时刻中继星“鹊桥”与地球相距4.6×108 m，中继星“鹊桥”与月球相距0.8×108 m，求北京地面控制中心发出的指令需要多久才能传送到月球背面的嫦娥四号？（已知无线电信号的传播速度为3×108 m/s）
（2）如图乙所示，“玉兔二号”巡视器用时90 min行驶了270 m，刷新了纪录.求“玉兔二号”巡视器的平均速度为多少米每分钟？
17.（8分）国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司.其获得的频谱资源如表.根据下面的波谱图解答问题.（1 GHz＝103 MHz＝109 Hz）
运营商 中国移动 中国联通 中国电信 中国广电
频谱资源 4.8～4.9 GHz 3.5～3.6 GHz 3.4～3.5 GHz 700～800 MHz
（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中的传播速度快”？ （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度哪个更大？ （选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”）.
（2）中国移动5G信号的电磁波属于哪个波段？ （选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波哪个波长更长？ （选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”）.
18.（8分）爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器（如图所示），小明发现在路由器周围不同位置，Wi－Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小明作出如下猜想：
猜想一：与信号增强器的材料有关；
猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关.
为了验证猜想一，小明进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器的凹面朝向Wi－Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50 dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表：
材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝
分析仪到路由器的距离/m 6 9 13 14 16
（1）实验中可以通过 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的信号增强器增强效果更好一些.
（2）为了验证猜想二，小明等“黑管”发出稳定信号后，在信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi－Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的.
（3）实验后，小明认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料和凹面朝向有关，还可能跟其他因素有关.他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划成坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与 是否有关.第二十一章 电磁波及其应用 检测卷
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求.
1.下列关于电磁波的说法不正确的是 （ B ）
A.导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波
B.电磁波不能在真空中传播
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的
D.无线电广播信号是靠电磁波传播的
2.电视信号包含图像信号和声音信号，电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中，下列说法正确的是 （ D ）
A.声音信号是加载在电流上的，图像信号是加载在电磁波上的
B.图像信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的
C.声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D.声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
3.老式电话的话筒以及麦克风的构造如图所示，下列说法正确的是 （ A ）
A.它们的作用是一样的
B.它们的物理原理是一样的
C.电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能
D.麦克风利用欧姆定律来实现它的功能
4.古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针.今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星.如图所示，北斗系统服务全世界，它传递信息是利用 （ A ）
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.光纤
5.已知X射线比蓝光的波长更短，频率更高，若X射线在真空中的传播速度约为3×108 m/s，则蓝光在真空中的传播速度约为 （ C ）
A.340 m/s B.1×1015 m/s C.3×108 m/s D.3.6×106 m/s
6.电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是 （ D ）
A.红外线属于可见光
B.无线电波的波长比X射线的短
C.电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
7.下列关于电磁波和信息技术的说法正确的是 （ A ）
A.北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的
B.由华为主导的5G技术是利用超声波进行信息传输的
C.电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号
D.手机话筒的主要作用是把声音信号转化成恒定电流
8.图甲为可见光的波段示意图.某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540 nm的光照射时的电阻只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成图乙所示的电路，则 （ B ）
A.通过电阻为R1的光敏电阻的电流比通过电阻为R2的光敏电阻的电流小
B.电阻为R1的光敏电阻的功率比电阻为R2的光敏电阻的功率大
C.波长为540 nm的光比红光的频率低
D.波长为540 nm的光在真空中的传播速度比红光快
【解析】由题图乙可知，两光敏电阻串联，根据串联电路的电流规律可知，通过电阻为R1的光敏电阻的电流等于通过电阻为R2的光敏电阻的电流，由于在波长为540 nm的光照射时的电阻只有无光照射时的百分之一，故电阻R1大于电阻R2，根据P＝I2R可知，电阻为R1的光敏电阻的功率比电阻为R2的光敏电阻的功率大，故A错误、B正确；根据题图甲可知，红光的频率在622～760 nm之间，根据λ＝可知，速度一定时，波长与频率成反比，故波长为540 nm的光比红光的频率高，故C错误；光的传播速度只与介质有关，与频率无关，故波长为540 nm的光在真空中的传播速度与红光相同，故D错误.
9.手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机与电信运营商的基站进行着微波通信 （ C ）
10.物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响，为人类文明和社会的进步做出了巨大贡献.下列应用实例与物理知识不对应的是 （ B ）
甲 乙 丙 丁
A.图甲，公元843年，一些中国人驾驶帆船利用罗盘即指南针成功开辟了新航线——在地磁场的作用下，指南针有指南指北性
B.图乙，1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，如今光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量——加载有通信信号的激光在光导纤维里发生了光的折射
C.图丙，绿色节能的太阳能建筑实现了太阳能与建筑的完美结合——太阳能电池能将光能转化为电能
D.图丁，中国天眼“FAST”是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，收集遥远星系的信号，让我们看到了“古老的光”——凹面镜对光起会聚作用
二、非选择题：本题共8小题，共60分.按题目要求作答.
11.（9分）（1）如图甲、乙所示，其中图 乙 表示电话话筒的原理图，图 甲 表示电话听筒的原理图.
（2）小明为了探究电话话筒的原理，做了如下实验：
①将电源、炭粒话筒、电流表串联起来.用手摇动炭粒话筒，观察到电流表的示数不断变化，这说明炭粒话筒受到振动后，电阻 发生变化 ；
②用嘴对着话筒前边吹气或大声说话，可以观察到电流表示数发生变化，声音越大时，电路中的电流 越强 （选填“越强”或“越弱”），说明电流随 声音 的变化而变化，以上实验说明 话筒通过声音引起内部炭粒电阻的变化，从而将声音信号转化为电流信号 .
（3）在图丙中将话筒和听筒连接成完好的电路，组成最简单的电话.
12.（3分）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，交变电流在每秒周期性变化1次发射的电磁波频率为1 Hz.若某电台节目发射频率为88.2 MHz，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为 8.82×107 次，收音机通过 接收 电磁波来工作，手机通过 发射和接收 （后两空选填“发射”“接收”或“发射和接收”）电磁波来实现远距离通话.
13.（6分）2024年3月25日，鹊桥二号中继星顺利进入环月轨道飞行，提供地月间中继通信.
（1）鹊桥二号升空后必须在 靠近 （选填“靠近”或“远离”）月球处实施“刹车”制动，从而被月球引力捕获实现环月飞行.环月飞行过程中，鹊桥二号受的力 不是 （选填“是”或“不是”）平衡力，它的惯性 不变 （选填“增大”“减小”或“不变”）.
（2）由于月球被地球潮汐锁定，它只能永远以同一面朝向地球，着陆在月球 背面 （选填“正面”或“背面”）的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，这时就需要一颗中继星利用 电磁波 （选填“电磁波”或“超声波”）架起信息联通的“桥梁”.若中继星处于距地球约46万千米、距月球约8万千米的位置，月球表面的探测器通过中继星与地球进行一次完整的双向通信至少需要 3.6 s.
14.（6分）汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 电磁波 来传递信息，图甲是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 射频 信号.如图乙所示的光纤通信是利用激光在光纤中经过多次 反射 （选填“反射”或“折射”）从一端传到另一端的.
15.（12分）如图为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400 kg，它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业.（g取10 N/kg）
（1）激光是一种 电磁波 ，它在真空中的传播速度为 3×108 m/s，它的频率越高，波长越 短 （选填“长”或“短”）.
（2）若无人驾驶清扫车空车停在水平地面上，地面总受力面积为200 cm2，则它对地面的压强为多少？
解：（2）无人驾驶清扫车空车时的重力G＝mg＝400 kg×10 N/kg＝4 000 N
空车停在水平地面上，对地面的压力F＝G＝4 000 N
受力面积S＝200 cm2＝0.02 m2
它对地面的压强p＝＝＝2×105 Pa
（3）若无人驾驶清扫车空车行驶时牵引力的功率为720 W，在10 s内匀速行驶12 m，则无人驾驶清扫车的速度为多少？受到的阻力为多少？
答：（2）它对地面的压强为2×105 Pa；
解：（3）空车行驶的速度v＝＝＝1.2 m/s
由P＝＝＝Fv得牵引力F牵＝＝＝600 N
因为无人驾驶清扫车匀速行驶，由二力平衡得f＝F牵＝600 N
答：（3）无人驾驶清扫车的速度为1.2 m/s，受到的阻力为600 N.
16.（8分）我国用嫦娥四号实现了全人类首次月球背面软着陆运动，并保证了嫦娥四号与地球的全天候正常通信，如图甲所示.
（1）若某时刻中继星“鹊桥”与地球相距4.6×108 m，中继星“鹊桥”与月球相距0.8×108 m，求北京地面控制中心发出的指令需要多久才能传送到月球背面的嫦娥四号？（已知无线电信号的传播速度为3×108 m/s）
解：（1）中继星距离地球约4.6×108 m，距离月球0.8×108 m，无线电信号的传播速度为3×108 m/s，由速度公式可得，传播时间
t＝＝＝＝1.8 s
答：（1）北京地面控制中心发出的指令需要1.8 s才能传送到月球背面的嫦娥四号；
（2）如图乙所示，“玉兔二号”巡视器用时90 min行驶了270 m，刷新了纪录.求“玉兔二号”巡视器的平均速度为多少米每分钟？
解：（2）“玉兔二号”巡视器的平均速度
v'＝＝＝3 m/min
答：（2）“玉兔二号”巡视器的平均速度为3 m/min.
17.（8分）国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司.其获得的频谱资源如表.根据下面的波谱图解答问题.（1 GHz＝103 MHz＝109 Hz）
运营商 中国移动 中国联通 中国电信 中国广电
频谱资源 4.8～4.9 GHz 3.5～3.6 GHz 3.4～3.5 GHz 700～800 MHz
（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中的传播速度快”？ 否 （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度哪个更大？ 一样大 （选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”）.
（2）中国移动5G信号的电磁波属于哪个波段？ 微波 （选填“微波”“红外线”“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波哪个波长更长？ 中国电信 （选填“中国电信”“中国移动”或“一样大”）.
18.（8分）爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器（如图所示），小明发现在路由器周围不同位置，Wi－Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小明作出如下猜想：
猜想一：与信号增强器的材料有关；
猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关.
为了验证猜想一，小明进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器的凹面朝向Wi－Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50 dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表：
材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝
分析仪到路由器的距离/m 6 9 13 14 16
（1）实验中可以通过 分析仪到路由器的距离 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 铝 材质的信号增强器增强效果更好一些.
（2）为了验证猜想二，小明等“黑管”发出稳定信号后，在信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi－Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 正确 （选填“正确”或“错误”）的.
（3）实验后，小明认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料和凹面朝向有关，还可能跟其他因素有关.他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划成坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与 信号增强器表面的粗糙程度 是否有关.
