【核心素养】双减作业本17章 电磁波与现代（苏科2024版九年级下册）含详解

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双减作业本17章 电磁波与现代通信
1.理解信息的定义，知道人类特有的三种信息形式（语言、符号、图像）。
2.了解信息传播的五次巨大变革，培养收集和处理信息的能力。
3.认识电磁波是一种波动，掌握描述波的五个物理量（振幅、周期、频率、波长、波速）。
4.通过实验验证电磁波的存在，理解电磁波在真空中传播的特性。
5.了解电磁波在现代通信中的应用，如卫星通信、光纤通信等。
6.理解电话通信的基本原理，包括声能与电能的相互转换。
（巩固性作业）
1．关于电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．光是电磁波 B．5G通信是利用电磁波来通信的
C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．电磁波传播速度是
2．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（　　）
A． 烽火告急 B．信鸽传书
C． 特快专递 D． 空气开关
3．下列我国科技成就用于全球定位及导航的是（ ）
A．中国天眼 B．“两弹一星”
C．北斗卫星系统 D．航空母舰
4．关于超声波和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．均能在真空中传播
B．均不能在真空中传播
C．均不能穿透人体
D．只有电磁波能在真空中传播
5．我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．月球上没有空气，电磁波不能传播
B．手机不是用电磁波来传递信息的
C．微波炉是用电磁波来传递能量的
D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号
6．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号
C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路
7．如图所示，2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识，下列说法正确的是（　　）
A．机器人转手绢主要是将电能转化为内能
B．手绢转动原理与发电机工作原理相同
C．机器人内部电路接通时，导线周围会产生磁场
D．遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播
8．如图所示的是电磁波家族，某智能手机的近场通信和蓝牙分别使用和这两个频率的电磁波进行通信。下列说法正确的是（　　）
A．近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长短
B．这两个频率的电磁波在真空中的传播速度不相同
C．近场通信使用的是无线电波，蓝牙使用的是红外线
D．近场通信和蓝牙使用的电磁波都是无线电波
9．高铁、支付宝、共享单车和网购改变了我们的生活方式。下列有关说法中错误的是（ ）
A．甲图中，高铁停在站台上乘客上车时，正在上车的乘客相对高铁是运动的
B．乙图中，支付盒子静止于水平桌面上，它没有动能
C．丙图中，共享单车的车座做成马鞍型的是为了减小对人的压强
D．丁图中，行驶在平直路面的电动无人快递车是通过超声波传递信息的
10．在车站和机场的安检入口，要用X射线对旅客行李进行安全检查。X射线是一种电磁波，若该X射线的波长是1.5 nm，则该X射线的频率为 。下列设备或工具也用到电磁波的是 。
①声呐 ②雷达 ③手机通信 ④B超 ⑤电视机遥控器
11．电磁波是一个“大家族”，图甲是它们的“家族谱”及其主要应用。
(1)手骨折部位要照X射线，X射线的波长比无线电波的波长 （选填“长”或“短”）。
(2)红外线与紫外线的频率分别用、表示，则 ；它们在真空中的传播速度的大小关系为 。（均选填“>”“<”或“=”）
12．某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。
(1)如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ；
(2)该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”）
(3)该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。
（拓展性作业）
13．华裔科学家高锟由于在光纤领域的杰出贡献，于2009年被授予诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法错误的是（ ）
A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光
B．光纤使用的“导线”是光导纤维，由绝缘体制成
C．由于激光频率很高，光纤通信可以在短时间内传输大量信息
D．同步卫星和地面站之间可以使用光纤传输信息
14．下列技术应用中，不属于利用电磁波工作的是（　　）
A．用微波炉加热食品 B．用B超检查身体
C．飞机上的飞行员和指挥部对话 D．蓝牙技术（短距离无线通信技术）
15．小宇家住马路边，傍晚收看电视节目，当马路上有汽车经过时，有时在电视屏幕上会出现雪花点或水平亮线，这种现象是由于下列哪种原因造成的( )
A．汽车发出的声波对电视的影响
B．汽车的内燃机对电视的影响
C．汽车中的电路变化产生的电磁波对电视的影响
D．电视台自身的原因
16．如图所示的是电磁波家族及其应用事例。下列说法错误的是（　　）
A．紫外线可以用来验钞
B．电视机遥控器用红外线遥控
C．胸透检查用的电磁波的频率比无线电波的频率低
D．可见光与无线电波在真空中的传播速度相同
17．如图所示的是某电台发射的两种电磁波在相同情况下的波形图。两者相比较，下列说法正确的是（　　）
A．甲电磁波的波长较长，频率较高 B．甲电磁波的频率是乙的2倍
C．乙电磁波的频率是甲的2倍 D．甲电磁波的波长较短，频率较低
18．华为5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端广连接数等各项优势在抗疫复产行动中起到了积极作用，5G智能巡检机器人、空中课堂、“智能快递小哥”等，5G越来越深入我们的生活。5G技术就是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．太空中是真空，电磁波不能传播
B．电磁波在空气中的传播速度是340m/s
C．光是一种电磁波
D．在真空中，无线电波比可见光传播得快
19．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的
C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的
D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波
20．深圳是一座科技之城，科技为生活带来“码”上便捷．购买零食可以扫“码”买单，骑行深圳湾公园可 以扫“码”共享单车。下列说法中正确的是（　　）
A．同学们能看到二维码，说明二维码是光源
B．手机镜头和近视眼镜同属一类镜片
C．二维码通过手机镜头成的是正立、放大的实像
D．共享单车的 GPS 电子锁是通过电磁波接收信号的
21．人类可以用同步通信卫星做 通信的中继站来进行通信，卫星通信是利用了电磁波可以传递 （选填“能量”或“信息”）。电磁波在真空中的传播速度为 。
22．下图所示的是收音机的调台面板。和为两个波段，其中 波段的波长较长；图中“750”字样代表接收频率为的电磁波，其波长为 m。
88 94 99 105 530 619 750 1000 1300
（探究性作业）
23．如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（ ）
A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波
B．人眼可以看到波长为的电磁波
C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小
24．科普阅读题：阅读《探秘世界最大“观天巨眼”》，回答问题．
探秘世界最大“观天巨眼”贵州正在建设中的世界最大单口球面射电望远镜工程（英文简称FAST），被当地人形象地称为中国的“观天巨眼”，如图所示． 据介绍，射电望远镜的直径越大，灵敏度越高，能搜寻的宇宙信息越丰富．此前，世界最大的射电望远镜是由美国研发的、位于波多黎各的阿雷西博305米望远镜．FAST将打破这一纪录，使中国射电天文学在10到20年内保持世界领先地位．
FAST虽是射电望远镜，却不喜欢待在一个有电的环境里，哪怕是一丁点的电波都难以忍受．中国科学院国家天文台FAST工程总工程师曾有一个形象的说法，不要说用手机，就算是附近使用电器，或者几十公里外有飞机向地面发送信息，在FAST那里都会造成一场电磁风暴．
作为射电望远镜，FAST的基本原理和人们常见的锅式卫星天线相差无几，FAST这口“锅”更大，主反射面的面积达25万平方米，主要由反射信号的抛物面和接收信号的馈源两大部分组成，通过“锅”的反射聚焦，把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上．从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波．射电波实际是无线电波的一部分，地球大气层吸收了来自宇宙的大部分电磁波，只有可见光和部分无线电波可以穿透大气层，天文学把这部分无线电波称为射电波．
（1）手机是一种移动通信工具，它是利用 波进行远程信息传递的，FAST射电望远镜正常工作时 使用手机．（选填“可以”或“不可以”）
（2）射电波在真空中的传播速度为 m/s．
（3）射电望远镜利用了电磁波可以发生 进行信号收集的．
答案部分
核心巩固：
1．【答案】D
【详解】A．光是电磁波，是处于特殊频段的电磁波，故A正确，不符合题意；
B．无线电通讯都是利用电磁波传递信息的，5G通信也是利用电磁波来通信的，故B正确，不符合题意；
C．微波炉是利用电磁波来给食品加热的，故C正确，不符合题意；
D．电磁波在真空中传播速度是，故D错误，符合题意。
故选D。
2．【答案】D
【详解】ABC．烽火告急、信鸽传书、特快专递是通过不同的方式传递信息，故A、B、C不符合题意；
D．空气开关是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关，对电路起保护作用，不能传递信息，故D符合题意。
故选D。
3．【答案】C
【详解】A．中国天眼即500米口径球面射电望远镜，英文简称FAST，其主要用于接收宇宙中的电磁信号，助力科研人员观测脉冲星、搜寻外星文明等，不用于定位及导航，故A不符合题意;
B．“两弹一星”指的是核弹、导弹和人造卫星，其主要是用于国防安全等领域，和全球定位导航并无关联，故B不符合题意；
C．北斗卫星导航系统是中国自主建设运行的全球卫星导航系统，能够为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务等，故C符合题意；
D．航空母舰是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇，主要应用于海上作战、军事威慑、人道主义救援等方面，不承担全球定位及导航任务，故D不符合题意。
故选C。
4．【答案】D
【详解】超声波不能在真空中传播，而电磁波可以。超声波可以用于医学超声成像（能穿透人体软组织），电磁波中的X射线也可以穿透人体。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．【答案】C
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在月球上传播，故A错误；
B．有线电话是靠电流来传递信息的，无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，故B错误；
C．微波炉通过内部的磁控管产生频率约为2.45GHz的微波，这种电磁波能穿透食物，使食物中的水分子等极性分子高速振动摩擦，从而产生热量来加热食物，因此微波炉是用电磁波来传递能量的，故C正确；
D．电磁波既可以传递声音信号，也可以传递图像信号。声音信号的传递 ：例如无线电广播，声音被转换为电信号后，通过调制加载到高频电磁波上发射出去，接收设备再将其还原为声音。 图像信号的传递 ：例如电视传输，图像的光信号也被转换为电信号，与声音信号一同通过电磁波传播，接收端再还原为画面和声音。故D错误。
故选C。
6．【答案】C
【详解】A．当导线与电池时断时续接触时，电路中的电流会迅速变化（时有时无），根据电磁波的产生原理，迅速变化的电流能够产生电磁波，故A正确，不符合题意；
B．收音机传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号并将其转化为声音，这表明收音机可以接收电磁波信号，故B正确，不符合题意。
C．电磁波的产生条件是电流的迅速变化，而电路中有恒定的电流是无法产生电磁波的，故C错误，符合题意；
D．该实验用导线直接连接电池的正、负极，属于电源短路，短路时电路中电流过大，容易损坏电池，故D正确，不符合题意。
故选C。
7．【答案】C
【详解】A．机器人转手绢是由电动机带动的，电动机工作时，主要是将电能转化为机械能，而不是内能，故A错误；
B．手绢转动是由电动机带动的，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；发电机的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误；
C．机器人内部电路接通时，导线中有电流通过，根据电流的磁效应，通电导线周围会产生磁场，故C正确；
D．遥控机器人的电磁波信号可以在真空中传播，不需要借助空气等介质，故D错误。
故选C。
8．【答案】D
【详解】AB．近场通信和蓝牙使用的都是电磁波，它们在真空中的传播速度都约为；由于近场通信使用的电磁波的频率小于蓝牙使用的电磁波的频率，根据可知，近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长长，故A、B错误；
CD．近场通信使用的电磁波的频率为，蓝牙使用的电磁波的频率为，都在无线电波的频率范围内，它们都属于无线电波，故C错误，D正确。
故选D。
9．【答案】D
【详解】A．高铁停在站台上乘客上车时，正在上车的乘客与高铁之间有位置的变化，相对高铁是运动的，故A正确，不符合题意；
B．支付盒子静止于水平桌面上，没有运动，它没有动能，故B正确，不符合题意；
C．共享单车的车座做成马鞍型，是在压力一定时，通过增大受力面积减小对人的压强，故C正确，不符合题意；
D．行驶在平直路面的电动无人快递车是通过电磁波传递信息的，故D错误，符合题意。
故选D。
10．【答案】 ②③⑤
【详解】[1]该X射线的频率为
[2]声呐、B超是利用超声波工作的。雷达、手机通信用到电磁波，电视遥控器是利用红外线工作的，红外线是电磁波的一种。故选②③⑤。
11．【答案】(1)短 (2) < =
【详解】（1）由图甲可知，X射线的频率高于无线电波的频率，由公式可知，电磁波的频率越高，波长越短，故X射线的波长短；
（2）[1][2]由图甲可知，由公式可知，红外线的频率小于紫外线的频率，故；红外线与紫外线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故。
12．【答案】(1)收音机发出“咔咔”声 电磁波 变化的电流在空间产生电磁波 (2)不需要 需要
(3) 不能 电梯是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用
【详解】（1）[1][2][3]先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，在导线中会产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间产生电磁波，收音机接收到电磁波后会发出“咔咔”声，所以发生的现象是收音机发出“咔咔”声，说明收音机接收到了电磁波，该实验的结论是变化的电流在空间产生电磁波。
（2）[1][2]手机是依靠电磁波来传递信息的，光也是一种电磁波，他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，罩内几乎变成真空状态，然后呼叫该手机，他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，说明光通过真空传播进入人的眼睛，即电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，但听不到铃声，说明真空无法传声，声音的传播需要介质。
（3）[1][2]因为金属对电磁波有屏蔽作用，所以将手机放在铁盒中，铁盒可以屏蔽电磁波，会发现手机不能接收到信号，电梯也是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用，所以乘坐电梯时，会发现性能完好的手机接收不到信号。
素养提升：
13．【答案】D
【详解】A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光为载体在光导纤维中传播实现的，故A正确，不符合题意；
B．光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”，是由玻璃或者塑料制成的，属于绝缘体，故B正确，不符合题意；
C．激光在光导纤维中经过多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大，故C正确，不符合题意；
D．同步卫星和地面站之间距离遥远，无法架设光纤，不可以使用光纤传输信息，故D错误，符合题意。
故选D。
14．【答案】B
【详解】A．微波炉使用的是微波，微波是电磁波的一种，故A不符合题意；
B．B超使用的是超声，不属于电磁波，故B符合题意；
C．飞机上通话需要无线电波，无线电波是电磁波的一种，故C不符合题意；
D．蓝牙技术使用的是电磁波，故D不符合题意。
故选B。
15．【答案】C
【详解】电视是通过电磁波接收节目信息的，所以电视屏幕上出现雪花点或水平亮线，这种现象是由于电磁波受到了干扰而造成的，选项中的：声波、内然机不会对电磁波有任何影响，而如果是电视台的原因，可能节目中断；结合电磁波产生的原因：变化的电流可以激起电磁波，所以产生雪花点或水平亮线原因是汽车中的电路变化产生的电磁波干扰了电视机接收的电磁波而造成的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
16．【答案】C
【详解】A．紫外线能使荧光物质发光，验钞机工作时，钞票上的荧光物质在一种看不见的光的照射下会发光，紫外线可以用来做验钞机，故A正确，不符合题意；
B．电视机的遥控器利用了红外线遥控，故B正确，不符合题意；
C．胸透检查用的是X射线，从图中可以看到，X射线的频率远高于无线电波的频率，故C错误，符合题意；
D．无线电波和可见光都是电磁波，它们在真空中传播速度相同，故D正确，不符合题意。
故选C。
17．【答案】B
【详解】ABCD．由题图可以看出，两个波峰间的距离甲短于乙，所以甲的波长比乙短，电磁波在真空中的传播速度是一定的，由公式可知，波长短的甲频率高，且由图可知，甲电磁波的频率是乙的2倍，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
18．【答案】C
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；
B．声音在15℃空气中传播速度为340m/s，电磁波在空气中的传播速度约为，故B错误；
C．电磁波包括红外线、紫外线、可见光、无线电波等，所以光是一种电磁波，故C正确；
D．无线电波和可见光都属于电磁波，任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故D错误。
故选C。
19．【答案】D
【详解】A．北斗卫星导航系统通过卫星与地面设备进行通信，卫星信号在太空中传播依靠的是电磁波，而不是光纤，故A错误；
B．5G技术是物联网的重要基础，5G通信主要依靠电磁波（无线电波）实现，而不是超声波，故B错误；
C．芯片主要采用半导体材料（如硅）制成，而非超导体材料，故C错误；
D．北斗导航系统与传感器、服务器之间的无线通信依赖电磁波，故D正确。
故选D。
20．【答案】D
【详解】A．光源是指自身能够发光的物体。同学们能看到二维码，是因为二维码反射的光进入了人眼，二维码自身不能发光，不是光源，故A错误；
B．手机镜头是凸透镜，利用凸透镜成像原理，当物距大于二倍焦距时成倒立、缩小实像，从而让手机能拍摄到物体。近视眼镜是凹透镜，由于近视眼晶状体太厚折光能力太强，成像在视网膜前，凹透镜对光有发散作用，佩戴凹透镜可使像后移到视网膜上，从而矫正视力。二者镜片类型不同，对光的作用不同，成像原理也不同，故B错误；
C．手机镜头是凸透镜，二维码到手机镜头的距离大于二倍焦距。根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，而不是正立、放大的实像，故C错误；
D．GPS 电子锁要实现定位与接收指令等功能，需与外界通信。电磁波能在真空中传播且传播速度快，可携带信息在空间传播。所以共享单车的 GPS 电子锁依靠电磁波接收来自卫星或基站等发送的信号，从而完成定位、解锁等一系列操作，故D正确。
故选D。
21．【答案】微波 信息
【详解】[1]同步通信卫星的主要作用是作为微波通信的中继站。由于微波的传播特点是沿直线传播，无法绕过地球表面的障碍物，因此需要在地球同步轨道上部署卫星，将地面站发射的微波信号转发到其他地面站，实现远距离通信。
[2]卫星通信、手机通信、无线电广播等，均利用电磁波传递信息（如声音、图像、数据等）。
[3]电磁波在真空中的传播速度与光的传播速度相同，即
22．【答案】 400
【详解】[1][2]由图可知，波段的频率高于波段的频率，所以波段的波长小于波段的波长。图中“750”指，则波长。
自我超越：
23.【答案】D
【详解】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意；
B．已知
由图中的信息可知，在可见光谱范围内，所以人眼可以看到波长为的电磁波，故B正确，不符合题意；
C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，红外线显著的作用是热作用，相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。
故选D。
24.【答案】 电磁 不可以 3×108 反射
【详解】(1)手机属于移动电话，它既是电磁波发射台也是电磁波接受台，所以是利用电磁波来传递信息的；FAST射电望远镜正常工作时，收集从天体投射来的电磁波并汇集到望远镜焦点，而手机在使用的过程中会发出较强的电磁波，从而影响FAST射电望远镜的正常工作，因此FAST射电望远镜正常工作时不可以使用手机； (2)射电波实际是无线电波的一部分,射电波在真空中的传播速度为3×108m/s；
(3)射电望远镜工作时，把天体投射来的电磁波通过接收器的反射，汇集到望远镜焦点，从而获取宇宙相关信息．
【点睛】广播、电视和移动通信都是利用电磁波来传递信息的；FAST射电望远镜是靠接收电磁波来工作的；电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s；电磁波遇到障碍物时会发生反射．
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