苏科版九年级下册第十七章 《电磁波与现代通信》单元测试 提升卷
一、选择题
1.(2023·成都)2023年5月17日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是( )
A.超声波 B.次声波 C.光纤 D.电磁波
2.(2025·长沙模拟)蓝牙降噪耳机可以在嘈杂的环境中降低外界噪声。下列有关说法正确的是( )
A.蓝牙信号的传播速度为340m/s
B.该耳机降低了传入人耳中噪声的音调
C.该耳机与手机完成无线连接后,通过电磁波传递信息
D.该耳机的硅胶耳塞可在传播过程中减弱噪声
3.如图所示是电磁波家族,已知射线在真空中的传播速度约为,则蓝光在真空中的传播速度约为( )
A. B.
C. D.
4.(2025九上·蓬莱期末)“天宫一号”是中国第一个目标飞行器和空间实验室,于2011年9月29日由长征二号FT1运载火箭发射成功,并分别于2011年11月3日、2012年6月18日和2013年6月13日成功实现与“神舟八号”、“神舟九号”和“神舟十号”飞船的交会对接,如图所示;目前已超出设计寿命,处于超期服役阶段;将来“寿终正寝”时,在指令控制下落向地球,在大气层烧尽或落向海洋。则“天宫一号”( )
A.在发射过程中,动能转化为重力势能
B.在运行期间靠激光传递信息
C.在对接过程中相对于飞船是运动的
D.经大气层下落时,机械能转化为重力势能
5.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5.70×10﹣7m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
6.(2025·越秀模拟)图甲是一台收音机,可通过调台旋钮选择不同频率的电台,图乙是该收音机的频率面板。若只通过调台旋钮把频率指针向右移动( )
A.播放的声音频率变高
B.播放的声音响度变大
C.接收到的电磁波波长更短
D.接收到的电磁波在真空中波速变大
7.(2025·平阴模拟)如图所示,“望舒之辇”是清华大学载人月球车的设计方案,灵感来源于古代传说中的月亮女神望舒,同时融入了秦始皇陵铜车马的关键元素,体现了中国文化的博大精深。控制中心长和载人月球车的通信,利用的是( )
A.电磁波 B.光导纤维 C.超声波 D.次声波
8.(2025·金坛模拟)移动通信主要是利用微波传递信号的,某微波频率为2×109Hz,下列说法正确的是( )
A.该微波的周期为5×10﹣10s
B.不同频率的微波,波长均相同
C.微波在真空中传播速度为340m/s
D.微波不存在电磁污染
9.(2025八下·雨花期末) 2025年4月25日1时17分,在轨执行任务(绕地球转动)的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎神舟二十号航天员乘组入驻“天宫”空间站。顺利完成中国航天史第6次太空会师(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.神舟二十号航天员在太空中惯性减小
B.地球对“天宫”空间站有吸引作用
C.“天宫”空间站处于平衡状态
D.航天员报平安的声音通过超声波传回地面
10.(2025·成都高新区模拟)2024年12月17日神舟十九号航天员乘组经过9小时的出舱活动,再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录,圆满完成第一次出舱任务。地面指挥中心与航天员进行信息传递所利用的载体是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.光纤
二、多选题
11.(2023·长沙模拟)2023年5月11日,湖南长沙,烟花再现橘子洲头,点亮湘江两岸。下列说法正确的是( )
A.一般情况下都是先看到烟花再听到烟花爆炸的声音,这是因为光速比声速慢
B.湘江中烟花的倒影是光的折射形成的虚像
C.烟花燃放时附近的人能闻到火药味,说明发生了扩散现象
D.电视机前的人们通过手机观看烟花直播,是通过电磁波传递信息的
12.(2023·天桥模拟)“天问一号”火星探测器开启了中国人探索“星辰大海”的伟大征程,其名称源于屈原长诗《天问》。表达了中华民族对真理追求的坚韧与执若,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。火星质量约为地球的11%,火星表面g约为3.7N/kg,火星表面的大气密度大约只有地球的1%,平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小。则以下说法正确的是( )
A.火星探测器与地球之间是利用电磁波进行信息传递的
B.火星上液态水很少是因为火星上水的沸点比地球上高
C.探测器从地球运行到火星的过程中其惯性会逐断消失
D.同一物体在火星表面所受重力比在地球表面时重力小
13.(2023·聊城)下列关于物理现象的描述与实际相符合的是( )
A. 甲:逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹钟的铃声逐渐变小
B. 乙:放在抽出空气的玻璃罩内的手机仍能接收到来电信号
C. 丙:刚停止沸腾的水,若从烧瓶中往外抽气,水又沸腾起来
D. 丁:自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,“潜水艇”上浮
三、填空题
14.(2025·建邺模拟)2025年3月,我国使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号04星发射升空。地面控制室通过 波与卫星传递信息。卫星随火箭加速升空的过程中:卫星的机械能 ;以地面为参照物,卫星是 的。
15.(2025·麦积模拟)飞行员驾驶我国自行研制的隐形战机歼-20在空中飞行的过程中,以地面为参照物,战机是 的。歼-20机身表面有一种特殊材料能吸收地面雷达发射的 (选填“超声”或“电磁”)波,从而避开雷达探测。
16.(2025·西昌模拟)为了加强辖区巡逻我市公安部门启用了一批无人机,如图所示。无人机与控制台之间利用 传递信息,当发现异常,抵近观察时,无人机镜头所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.(2025·宜宾模拟)中考临近,老师们在操场上摆出“ 一中”的造型,以此表达对一中的祝福,对所有重庆一中初三学子的祝福.爱好科技的余老师用手机操控航拍无人机拍下了这一美好的瞬间.
无人机采用航空材料制作,减轻机体重量的同时,提升载重能力和电池的续航时间.无人机内装有多种高科技传感器,底部装有镜头和声呐,能悬停在合适高度拍摄,在水平位置运动时遇到障碍物会自动避开.无人机的螺旋桨高速转动即可垂直起飞,起飞降落受场地限制较小,可以满足不同作业环境的要求.
请结合文字与如图,找出一个与以上情景相关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复.
示例:物理信息:老师用手机操控航拍无人机;
物理知识:利用电磁波传递信息.
作答:物理信息: ;
物理知识: .
18.(2025·祁阳模拟)2022年5月10日凌晨,“天舟四号”货运飞船搭载“长征七号遥五”运载火箭升空,8点54分与“天和”核心舱精准对接,万里穿针也能轻盈优雅。飞船运行过程中,通过 (选填“电磁波”或“超声波”)与地面遥控中心进行信息传递。飞船与核心舱对接后,一起绕地球飞行,以核心舱为参照物,飞船是 的。
四、实验探究题
19.(2024·吴江模拟)阅读短文,回答问题.
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像.无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点.下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称 最大飞行半径/km 最大巡航速度/(km·h-1) 电池电压/V 电池容量/mAh 电动机额定功率/W 拍摄速度/(帧·秒-1)
数据 5 50 34 250 20 11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h;帧·秒-1是指每秒拍摄的画面数)
(1)人们是利用遥控器通过 . 传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为 km.
(2)小轿车在高速公路上限速120km/h. 如图甲所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车是否超速? (选填“是”或“否”).
甲 乙
(3)如图乙,是无人机竖直向上运动的v-t图像,由图像可知,在0-5s内,无人机受到的升力 (选填“>”“=”或“<”)重力.
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是 J. 已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过 h.
(5)为增加小型无人机的巡航时间,请从研制方面,提出一条合理化建议:
.
五、计算题
20.(波速、波长和频率的关系 )某广播电台的电磁波的波长是3m,某同学想用收音机收听该台节目时,要把调谐旋钮调到什么位置?通过计算说明.
21.(波速、波长和频率的关系 )福建人民广播电台创建于1949年8月,福建人民广播电台有许多套节目,其中有一套用88.0MHz调频波传送信息,请计算这个调频波在空气中的波长.
六、综合题
22.(2024·黔南模拟)农用无人机作业具有节省劳力、效率高、效果好等特点,在农业生产中主要应用在植保作业、林业监测、作物授粉及牧群定位等方面。飞行平台由动力机构、旋翼机构、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒药剂、种子、粉剂等。无人机作业时由旋翼产生升力,以各个旋翼转速改变带来飞行平面倾斜实现前进、后退和左右运动,以旋翼转速次序变化实现垂直起飞降落、空中悬停等。如图所示为某型号农用无人机及其部分参数。
请解答下列问题:(,g取)
无人机部分参数
型号 XLP50
自重 18kg
药箱容量 50L
飞行速度 1~12m/s
喷洒流量 8L/min
电池容量 30000mAh
飞行时间 40min
(1)地面遥控或GPS飞控是利用了 传递指令;
(2)该无人机自身重力是多少?
(3)某次作业时,无人机药箱满载并以7m/s的速度匀速上升10s。此过程中无人机的功率为多大?
(4)无人机在作业过程中有时需要加速上升,有时需要在空中保持悬停。请问可以通过控制什么实现无人机的加速上升和悬停?并说明理由。
七、科普阅读题
23.阅读短文,回答问题。
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。
与有人驾驶的飞机相比,无人机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域,可分为军用与民用。民用方面,“无人机+行业应用”是当前无人机标准配备;最早民用无人机出现时,主要用于航拍、新闻报道、影视拍摄、微型自拍、观察野生动物等方面。所以在2018年9月份,世界海关组织协调制度委员会(HSC)第62次会议上,决定将无人机归类为“会飞的照相机”。随着无人机技术的成熟,无人机迅速应用于监控传染病、测绘、农业、植保、电力巡检、快递运输、灾难救援等广泛领域,大大地拓展了无人机本身的用途。
无人机的大量使用给人们生产和生活带来了很大的便利。但随着无人机数量的增加,关于隐私和安全的担忧也随之而来。无人机无序的空中飞行,会扰乱空中交通秩序。高度敏感和精确的遥感技术可能被用于监视,同时存在被黑客攻击的风险。因此国务院、中央军委颁布了《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,自2024年1月1日起施行,其中规定,民用无人驾驭航空器未经实名登记实施飞行活动的,由公安机关责令改正。
(1)无人机在空中飞行时,地面工作人员通过 (选填“电磁波”或“超声波”)来遥控指挥。无人机高度敏感和精确的 可能被用于监视从而引起人们对隐私和安全的担忧。
(2)无人机机载摄像机镜头是 (选填“凸面镜”、“凹透镜”或“凸透镜”)。若它在航拍时所取景的范围太小,为了增大取景范围应当控制它适当地往 (选填“高”或“低”)飞一些。
(3)请举一列生活中使用无人机的例子: 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】2023年5月17日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是电磁波,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
【分析】根据电磁波的应用的知识判断。
2.【答案】C
【知识点】音调及音调与频率的关系;防治噪声的途径;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.电磁波在真空中约为3×108m/s,而蓝牙信号属于电磁波,其传播速度为3×108m/s,故A错误;
B.所谓降噪就是减小噪声的响度,而不是减小噪声的音调,故B错误;
C.耳机与手机完成无线连接后,是通过电磁波来传递信息的,故C正确;
D.耳机的硅胶耳塞是在人耳处减弱噪声,而不是在传播过程中,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据电磁波的传播速度判断;
B.声音的大小叫响度;
C.根据蓝牙本身是电磁波分析;
D.减弱噪声的方法:在声源处,在传播过程中,在人耳处。
3.【答案】D
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】根据图片可知,X射线和蓝光都属于电磁波,二者的传播速度相同,都是3×108m/s,故D正确,而ABC错误。
故选D。
【分析】根据光的传播速度的知识分析判断。
4.【答案】C
【知识点】机械能及其转化;运动和静止的相对性;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.“天宫一号”在发射过程中,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,因此不是动能转化成重力势能,故A错误;
B.在运行期间是靠电磁波来传递信息的,故B错误;
C.在对接的过程中,“天宫一号”和飞船之间的位置发生变化,相对于飞船是运动的,故C正确;
D.飞行器经大气层下落时,克服摩擦力做功,机械能转化成内能,故D错误。
故选C。
【分析】(1)动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关,当动能转化成重力势能时,动能减小,重力势能增大;
(2)电磁波能够传递信息;
(3)判断物体是运动还是静止,要看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(4)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能增大。
5.【答案】D
【知识点】电磁波的产生
【解析】【解答】 A.根据图片可知,电磁波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正确不合题意;
B.根据图片可知,5.70×10-7m=570nm,恰好在400nm~700nm之间,则波长为在可见光的光谱范围之内,所以人眼可以看到波长为5.70×10-7m的电磁波,故B正确不合题意;
C.红外线显著的作用是热作用,更容易被物体吸收转化为物体的内能,故C正确;
D.电磁波在真空中的波速是相同的,故D错误。
故选D。
【分析】A.根据图片分析电磁波的分类;
B.将波长换算成nm,然后与图片可见光范围对照即可;
C.根据红外线的特点判断;
D.根据电磁波的传播速度的知识判断。
6.【答案】C
【知识点】音调及音调与频率的关系;响度及响度与振幅的关系;波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】解:A、收音机调台旋钮调节的是接收电磁波的频率,而不是播放声音的频率。播放声音的频率取决于广播电台发射的音频信号,与收音机的调台旋钮无关,故A错误。
B、声音的响度与音量旋钮有关,通过调台旋钮把频率指针向右移动不会直接影响声音的响度,故B错误。
C、根据电磁波的波速、波长和频率的关系c=λf\(其中c是波速,λ是波长,f是频率),电磁波在真空中的波速c是恒定不变的。当调台旋钮把频率指针向右移动时,收音机接收到的电磁波频率f增大,那么波长λ就会变短,故C正确。
D、电磁波在真空中的波速是一个定值,约为3×108m/s,与收音机接收到的电磁波频率无关,故D错误。
故选:C。
【分析】电磁波的波长、波速和频率的关系:波速=波长×频率。如果用c表示光速,用λ表示波长,用f表示频率,则有c=λf。
7.【答案】A
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】电磁波可以在真空中传播,适合用于地球与月球之间的通信。地面控制中心与月球车通信,利用的是电磁波。光导纤维主要用于地面或短距离的通信,而超声波和次声波在真空中无法传播,不能从月球车向地球通信。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】电磁波可以在真空中传播,能传递信息;超声波、次声波不能在真空中传播。
8.【答案】A
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】A.计算微波的周期为:,故A正确;
B.不同频率的微波,波长、频率不相同,波速相同,故B错误;
CD.微波属于电磁波,在真空中传播速度为3×108m/s,也有电磁污染,故CD错误.
故选A。
【分析】电磁波在真空中波速相同,是波长和频率的乘积。
9.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;平衡状态的判断;声音的传播条件;电磁波的传播
【解析】【解答】A、惯性只与物体的质量有关,神舟二十号航天员在太空中位置发生变化,但质量不变,所以惯性不变,故A错误。
B、根据万有引力定律,地球对“天宫”空间站有吸引作用,正是这个引力提供了空间站绕地球做圆周运动的向心力,故B 正确。
C、“天宫”空间站绕地球做圆周运动,速度方向不断变化,运动状态不断改变,不是处于平衡状态,故C错误。
D、声音的传播需要介质,太空是真空环境,超声波无法在真空中传播。航天员报平安的声音是通过电磁波传回地面的,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)惯性只与物体的质量有关,神舟二十号航天员在太空中位置发生变化,但质量不变,所以惯性不变。
(2)根据万有引力定律,地球对“天宫”空间站有吸引作用,正是这个引力提供了空间站绕地球做圆周运动的向心力。
(3)“天宫”空间站绕地球做圆周运动,速度方向不断变化,运动状态不断改变,不是处于平衡状态。
(4)声音的传播需要介质,太空是真空环境,超声波无法在真空中传播。航天员报平安的声音是通过电磁波传回地面的。
10.【答案】A
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】ABCD、电磁波可以传递信息,电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故地面指挥中心与航天员进行信息传递所利用的载体是电磁波。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【分析】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
11.【答案】C,D
【知识点】光的传播速度与光年;光的折射现象及其应用;声速;电磁波在日常生活中的应用;分子热运动
【解析】【解答】A.先看到烟花再听到烟花爆炸的声音,因为光速比声速快很多,A不符合题意;
B.湘江中烟花的倒影,是平面镜成像现象,是光的反射形成的虚像,B不符合题意;
C.烟花燃放时能闻到火药味,是分子无规则运动,形成了扩散现象,C符合题意;
D.人们通过电视机观看直播节目,利用了电磁波传递信息,D符合题意。
故答案为:CD.
【分析】光速比声速大很多;水中倒影是光的反射形成的;闻到气味,是分子运动形成的;电视机利用电磁波传递信息。
12.【答案】A,D
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;沸点及沸点与气压的关系;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.电磁波可以在真空中传播,因此,火星探测器与地球之间是利用电磁波来传递信息的,A符合题意;
B.液体的沸点与气压有关,火星表面的大气压强比地球表面要小得多,因此,火星上水的沸点比地球上液态水的沸点低,B不符合题意;
C.因为惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和所处的位置无关,所以,探测器从地球运行到火星的过程中其惯性不变,C不符合题意;
D.因为火星表面g比地球表面的g要小,火星对物体的吸引力较弱,所以同一物体在火星表面所受重力比在地球表面时重力小,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】电磁波可以在真空中传播;气压越低,沸点越低;惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和所处的位置无关;同一物体在其他星球表面所受重力比在地球表面时重力小。
13.【答案】A,B,C
【知识点】沸腾及沸腾条件;声音的传播条件;电磁波的传播
【解析】【解答】 A、逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹钟的铃声越来越小,故A正确。
B、放在抽出空气的玻璃罩里,手机仍能接收到来电信号,电磁波的传播不需要介质,故B正确。
C、刚停止沸腾的水,若从瓶中抽出气体气压变低,水的沸点又变低,水又开始沸腾起来了,故C正确。
D、向外拉活塞瓶内气体减少,大气压降低,一部分水进入瓶内,潜水艇模型重力变大会下沉,故D错误。
答案为:ABC
【分析】(1)声音的传播需要介质,介质减少时声音响度会变小。
(2)电磁波的传播不需要介质。
(3)气压越低,水的沸点就会变低。
(4)气压变低,一部分水进入潜水艇模型,重力变大会下沉。
14.【答案】电磁;增大;运动
【知识点】机械能及其转化;参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)地面控制室通过电磁波与卫星传递信息。
(2)卫星随火箭加速升空的过程中,质量不变,速度增大,则动能增大;质量不变,高度增大,所以重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知,它的机械能增大。
(3)卫星和地面之间的位置不变变化,则以地面为参照物,卫星是运动的。
【分析】(1)电磁波可以在真空中传播,且电磁波能够传递信息;
(2)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
(3)根据参照物的知识分析
15.【答案】运动;电磁
【知识点】参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】飞行员驾驶我国自主研发的隐形战机歼-20飞行时,战机与地面之间的相对位置不断变化。若以地面为参照物,可判定战机处于运动状态。隐形功能的实现依赖于机身表面的特殊材料,该材料能够吸收地面雷达发射的电磁波(电磁波传播无需介质),从而使战机规避雷达探测。
【分析】物体相对运动:物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物运动,物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物静止;
信息的传递:无线网络通信依靠电磁波来传递信息。
16.【答案】电磁波;变大
【知识点】凸透镜成像的应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】无线电广播、电视、手机、无线设备之间,通过电磁波传递信息。无人机与控制台之间利用电磁波传递信息。
镜头相当于凸透镜,物距减小时,像距增大,像变大。当抵近时,无人机镜头所成的像变大。
【分析】电磁波在生活可用来传递信息;摄像头是凸透镜,成实像时,物近像远像变大。
17.【答案】无人机底部装有镜头,能悬停在合适高度拍摄;物体在凸透镜的2倍焦距以外成倒立缩小的实像
【知识点】密度的应用与物质鉴别;凸透镜成像规律及其探究实验;超声波与次声波;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】1.物理信息:无人机底部装有镜头,悬停在合适高度拍摄;物理知识:物体在凸透镜的2倍焦距以外,成倒立缩小的实像;
2.物理信息:无人机采用航空材料制作,减轻机体重量;
物理知识:体积一定时,密度越小,质量越小;
3.物理信息:无人机的底部装有镜头和声呐;
物理知识:声呐是利用超声波回声定位,可传递信息。
【分析】(1)物体在凸透镜的2倍焦距以外成倒立缩小的实像;
(2)体积一定时,密度越小,质量越小;
(3)声呐是利用回声定位。
18.【答案】电磁波;静止
【知识点】参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)飞船运行过程中,是通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递。
(2)根据题意可知,船与核心舱对接后, 以核心舱为参照物,飞船与核心舱之间没有位置变化,飞船是静止的。
【分析】(1)根据电磁波的特点和应用解答;
(2)根据参照物的知识分析。
19.【答案】(1)电磁波;5
(2)是
(3)>
(4)240J;0.2125h
(5)减轻无人机的质量
【知识点】速度公式及其应用;电功的计算;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)遥控无人机利用电磁波,传输信息,根据最大飞行半径,得出有效操控距离至少为5km;
(2)由于拍摄速度为11000帧/s,高速摄像机拍摄帧数为110帧,用时小轿车在通行0.5m,则速度为;由于高速公路上限速120km/h,判断小轿车超速了;
(3)根据图乙,在0-5s内,无人机在加速向上运动,受到非平衡力,此时受到的升力>重力;
(4)根据电动机额定功率,计算12s内消耗的电能W=Pt=20W×12s=240J;根据电动机消耗的功率是电源总功率的50%,计算电源总功率,电池容量为W=UIt=34V×0.25A·h,则无人机以额定功率飞行的时间不能超过;
(5)小型无人机的巡航时间受自身重力影响,减轻无人机的质量,可以增加巡航后时间。
【分析】(1)无人机利用电磁波传递信息;
(2)根据拍摄的帧数和拍摄速度,可以计算时间;利用,计算速度,判断是否超速;
(3)无人机加速上升时,受到向上的升力大于重力;
(4)根据W=Pt,计算电能;根据电压和电池容量的乘积,计算储存电能多少,利用,计算工作时间;
(5)减少自身质量,可以增加无人机的巡航时间。
20.【答案】解:根据c=λf得:f= = =108Hz=100MHz.
答:要把调谐器调到频率为100MHz的位置.
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【分析】调谐器是从众多频率的电磁波中选出特定频率的信号,所以该题要计算电磁波的频率.算频率可根据公式c=λf计算出来.
21.【答案】解:频率f=88MHz=8.8×107Hz,
由c=λf得波长:
λ= = ≈3.4m.
答:这个调频波在空气中的波长3.4m.
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【分析】知道电磁波的频率和波速,根据c=λf求出波长.
22.【答案】电磁波;180N;4.76×103W;通过控制旋翼转速变化实现无人机加速上升和悬停。物体间力的作用是相互的,旋翼向下推动空气时,也受到空气的作用力而形成升力。当升力大于无人机的重力时,无人机就会加速上升,当升力等于重力时,无人机就悬停在空中。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力作用的相互性;电磁波在日常生活中的应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)地面遥控或GPS飞控是利用了电磁波传递信息;
(2)无人机的重力;
(3)根据题意可知,无人机满载并匀速上升时,升力
上升高度;
升力做功;
无人机的功率为。
(4)通过控制旋翼转速变化实现无人机加速上升和悬停。物体间力的作用是相互的,旋翼向下推动空气时,也受到空气的作用力而形成升力。当升力大于无人机的重力时,无人机就会加速上升,当升力等于重力时,无人机就悬停在空中。
【分析】(1)根据电磁波的特点和应用解答;
(2)根据G=mg计算;
(3)根据计算无人机的升力,根据s=vt计算无人机上升的高度,根据W=Fs计算升力做功大小,最后根据计算无人机的功率。
(4)根据力与运动的关系分析解答。
23.【答案】(1)电磁波;遥感技术
(2)凸透镜;高
(3)农民用无人机给小麦喷洒农药
【知识点】凸透镜成像的应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)无人机在空中飞行是靠地面的工作人员通过电磁波来遥控指挥的。无人机拥有高度敏感和精确的遥感技术,这项技术可能被用于监视从而引起人们对于人的隐私和安全的担忧。
(2)无人机机载摄像机镜头是凸透镜,成倒立、缩小的实像;若它在航拍时所取景的范围太小,为了增大取景范围应当控制它适当地往高处飞一些,此时物距增大,像距减小,像变小,则取景范围变大。
(3)生活中使用无人机的例子有:农民用无人机给小麦喷洒农药(或快递运输:或灾难救援;或航拍)等。
【分析】(1) 利用无线电遥控设备和自备的程序控制,无线电发射的是电磁波,根据文中的内容分析;
(2)摄像头是一个凸透镜;凸透镜成实像时,物近像远像变大;
(3)根据无人机的应用分析。
1 / 1苏科版九年级下册第十七章 《电磁波与现代通信》单元测试 提升卷
一、选择题
1.(2023·成都)2023年5月17日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是( )
A.超声波 B.次声波 C.光纤 D.电磁波
【答案】D
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】2023年5月17日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是电磁波,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
【分析】根据电磁波的应用的知识判断。
2.(2025·长沙模拟)蓝牙降噪耳机可以在嘈杂的环境中降低外界噪声。下列有关说法正确的是( )
A.蓝牙信号的传播速度为340m/s
B.该耳机降低了传入人耳中噪声的音调
C.该耳机与手机完成无线连接后,通过电磁波传递信息
D.该耳机的硅胶耳塞可在传播过程中减弱噪声
【答案】C
【知识点】音调及音调与频率的关系;防治噪声的途径;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.电磁波在真空中约为3×108m/s,而蓝牙信号属于电磁波,其传播速度为3×108m/s,故A错误;
B.所谓降噪就是减小噪声的响度,而不是减小噪声的音调,故B错误;
C.耳机与手机完成无线连接后,是通过电磁波来传递信息的,故C正确;
D.耳机的硅胶耳塞是在人耳处减弱噪声,而不是在传播过程中,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据电磁波的传播速度判断;
B.声音的大小叫响度;
C.根据蓝牙本身是电磁波分析;
D.减弱噪声的方法:在声源处,在传播过程中,在人耳处。
3.如图所示是电磁波家族,已知射线在真空中的传播速度约为,则蓝光在真空中的传播速度约为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】根据图片可知,X射线和蓝光都属于电磁波,二者的传播速度相同,都是3×108m/s,故D正确,而ABC错误。
故选D。
【分析】根据光的传播速度的知识分析判断。
4.(2025九上·蓬莱期末)“天宫一号”是中国第一个目标飞行器和空间实验室,于2011年9月29日由长征二号FT1运载火箭发射成功,并分别于2011年11月3日、2012年6月18日和2013年6月13日成功实现与“神舟八号”、“神舟九号”和“神舟十号”飞船的交会对接,如图所示;目前已超出设计寿命,处于超期服役阶段;将来“寿终正寝”时,在指令控制下落向地球,在大气层烧尽或落向海洋。则“天宫一号”( )
A.在发射过程中,动能转化为重力势能
B.在运行期间靠激光传递信息
C.在对接过程中相对于飞船是运动的
D.经大气层下落时,机械能转化为重力势能
【答案】C
【知识点】机械能及其转化;运动和静止的相对性;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.“天宫一号”在发射过程中,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,因此不是动能转化成重力势能,故A错误;
B.在运行期间是靠电磁波来传递信息的,故B错误;
C.在对接的过程中,“天宫一号”和飞船之间的位置发生变化,相对于飞船是运动的,故C正确;
D.飞行器经大气层下落时,克服摩擦力做功,机械能转化成内能,故D错误。
故选C。
【分析】(1)动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关,当动能转化成重力势能时,动能减小,重力势能增大;
(2)电磁波能够传递信息;
(3)判断物体是运动还是静止,要看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(4)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能增大。
5.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5.70×10﹣7m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
【答案】D
【知识点】电磁波的产生
【解析】【解答】 A.根据图片可知,电磁波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正确不合题意;
B.根据图片可知,5.70×10-7m=570nm,恰好在400nm~700nm之间,则波长为在可见光的光谱范围之内,所以人眼可以看到波长为5.70×10-7m的电磁波,故B正确不合题意;
C.红外线显著的作用是热作用,更容易被物体吸收转化为物体的内能,故C正确;
D.电磁波在真空中的波速是相同的,故D错误。
故选D。
【分析】A.根据图片分析电磁波的分类;
B.将波长换算成nm,然后与图片可见光范围对照即可;
C.根据红外线的特点判断;
D.根据电磁波的传播速度的知识判断。
6.(2025·越秀模拟)图甲是一台收音机,可通过调台旋钮选择不同频率的电台,图乙是该收音机的频率面板。若只通过调台旋钮把频率指针向右移动( )
A.播放的声音频率变高
B.播放的声音响度变大
C.接收到的电磁波波长更短
D.接收到的电磁波在真空中波速变大
【答案】C
【知识点】音调及音调与频率的关系;响度及响度与振幅的关系;波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】解:A、收音机调台旋钮调节的是接收电磁波的频率,而不是播放声音的频率。播放声音的频率取决于广播电台发射的音频信号,与收音机的调台旋钮无关,故A错误。
B、声音的响度与音量旋钮有关,通过调台旋钮把频率指针向右移动不会直接影响声音的响度,故B错误。
C、根据电磁波的波速、波长和频率的关系c=λf\(其中c是波速,λ是波长,f是频率),电磁波在真空中的波速c是恒定不变的。当调台旋钮把频率指针向右移动时,收音机接收到的电磁波频率f增大,那么波长λ就会变短,故C正确。
D、电磁波在真空中的波速是一个定值,约为3×108m/s,与收音机接收到的电磁波频率无关,故D错误。
故选:C。
【分析】电磁波的波长、波速和频率的关系:波速=波长×频率。如果用c表示光速,用λ表示波长,用f表示频率,则有c=λf。
7.(2025·平阴模拟)如图所示,“望舒之辇”是清华大学载人月球车的设计方案,灵感来源于古代传说中的月亮女神望舒,同时融入了秦始皇陵铜车马的关键元素,体现了中国文化的博大精深。控制中心长和载人月球车的通信,利用的是( )
A.电磁波 B.光导纤维 C.超声波 D.次声波
【答案】A
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】电磁波可以在真空中传播,适合用于地球与月球之间的通信。地面控制中心与月球车通信,利用的是电磁波。光导纤维主要用于地面或短距离的通信,而超声波和次声波在真空中无法传播,不能从月球车向地球通信。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】电磁波可以在真空中传播,能传递信息;超声波、次声波不能在真空中传播。
8.(2025·金坛模拟)移动通信主要是利用微波传递信号的,某微波频率为2×109Hz,下列说法正确的是( )
A.该微波的周期为5×10﹣10s
B.不同频率的微波,波长均相同
C.微波在真空中传播速度为340m/s
D.微波不存在电磁污染
【答案】A
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【解答】A.计算微波的周期为:,故A正确;
B.不同频率的微波,波长、频率不相同,波速相同,故B错误;
CD.微波属于电磁波,在真空中传播速度为3×108m/s,也有电磁污染,故CD错误.
故选A。
【分析】电磁波在真空中波速相同,是波长和频率的乘积。
9.(2025八下·雨花期末) 2025年4月25日1时17分,在轨执行任务(绕地球转动)的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎神舟二十号航天员乘组入驻“天宫”空间站。顺利完成中国航天史第6次太空会师(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.神舟二十号航天员在太空中惯性减小
B.地球对“天宫”空间站有吸引作用
C.“天宫”空间站处于平衡状态
D.航天员报平安的声音通过超声波传回地面
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;平衡状态的判断;声音的传播条件;电磁波的传播
【解析】【解答】A、惯性只与物体的质量有关,神舟二十号航天员在太空中位置发生变化,但质量不变,所以惯性不变,故A错误。
B、根据万有引力定律,地球对“天宫”空间站有吸引作用,正是这个引力提供了空间站绕地球做圆周运动的向心力,故B 正确。
C、“天宫”空间站绕地球做圆周运动,速度方向不断变化,运动状态不断改变,不是处于平衡状态,故C错误。
D、声音的传播需要介质,太空是真空环境,超声波无法在真空中传播。航天员报平安的声音是通过电磁波传回地面的,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)惯性只与物体的质量有关,神舟二十号航天员在太空中位置发生变化,但质量不变,所以惯性不变。
(2)根据万有引力定律,地球对“天宫”空间站有吸引作用,正是这个引力提供了空间站绕地球做圆周运动的向心力。
(3)“天宫”空间站绕地球做圆周运动,速度方向不断变化,运动状态不断改变,不是处于平衡状态。
(4)声音的传播需要介质,太空是真空环境,超声波无法在真空中传播。航天员报平安的声音是通过电磁波传回地面的。
10.(2025·成都高新区模拟)2024年12月17日神舟十九号航天员乘组经过9小时的出舱活动,再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录,圆满完成第一次出舱任务。地面指挥中心与航天员进行信息传递所利用的载体是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.光纤
【答案】A
【知识点】电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】ABCD、电磁波可以传递信息,电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故地面指挥中心与航天员进行信息传递所利用的载体是电磁波。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【分析】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
二、多选题
11.(2023·长沙模拟)2023年5月11日,湖南长沙,烟花再现橘子洲头,点亮湘江两岸。下列说法正确的是( )
A.一般情况下都是先看到烟花再听到烟花爆炸的声音,这是因为光速比声速慢
B.湘江中烟花的倒影是光的折射形成的虚像
C.烟花燃放时附近的人能闻到火药味,说明发生了扩散现象
D.电视机前的人们通过手机观看烟花直播,是通过电磁波传递信息的
【答案】C,D
【知识点】光的传播速度与光年;光的折射现象及其应用;声速;电磁波在日常生活中的应用;分子热运动
【解析】【解答】A.先看到烟花再听到烟花爆炸的声音,因为光速比声速快很多,A不符合题意;
B.湘江中烟花的倒影,是平面镜成像现象,是光的反射形成的虚像,B不符合题意;
C.烟花燃放时能闻到火药味,是分子无规则运动,形成了扩散现象,C符合题意;
D.人们通过电视机观看直播节目,利用了电磁波传递信息,D符合题意。
故答案为:CD.
【分析】光速比声速大很多;水中倒影是光的反射形成的;闻到气味,是分子运动形成的;电视机利用电磁波传递信息。
12.(2023·天桥模拟)“天问一号”火星探测器开启了中国人探索“星辰大海”的伟大征程,其名称源于屈原长诗《天问》。表达了中华民族对真理追求的坚韧与执若,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。火星质量约为地球的11%,火星表面g约为3.7N/kg,火星表面的大气密度大约只有地球的1%,平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小。则以下说法正确的是( )
A.火星探测器与地球之间是利用电磁波进行信息传递的
B.火星上液态水很少是因为火星上水的沸点比地球上高
C.探测器从地球运行到火星的过程中其惯性会逐断消失
D.同一物体在火星表面所受重力比在地球表面时重力小
【答案】A,D
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象;沸点及沸点与气压的关系;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A.电磁波可以在真空中传播,因此,火星探测器与地球之间是利用电磁波来传递信息的,A符合题意;
B.液体的沸点与气压有关,火星表面的大气压强比地球表面要小得多,因此,火星上水的沸点比地球上液态水的沸点低,B不符合题意;
C.因为惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和所处的位置无关,所以,探测器从地球运行到火星的过程中其惯性不变,C不符合题意;
D.因为火星表面g比地球表面的g要小,火星对物体的吸引力较弱,所以同一物体在火星表面所受重力比在地球表面时重力小,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】电磁波可以在真空中传播;气压越低,沸点越低;惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和所处的位置无关;同一物体在其他星球表面所受重力比在地球表面时重力小。
13.(2023·聊城)下列关于物理现象的描述与实际相符合的是( )
A. 甲:逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹钟的铃声逐渐变小
B. 乙:放在抽出空气的玻璃罩内的手机仍能接收到来电信号
C. 丙:刚停止沸腾的水,若从烧瓶中往外抽气,水又沸腾起来
D. 丁:自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,“潜水艇”上浮
【答案】A,B,C
【知识点】沸腾及沸腾条件;声音的传播条件;电磁波的传播
【解析】【解答】 A、逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹钟的铃声越来越小,故A正确。
B、放在抽出空气的玻璃罩里,手机仍能接收到来电信号,电磁波的传播不需要介质,故B正确。
C、刚停止沸腾的水,若从瓶中抽出气体气压变低,水的沸点又变低,水又开始沸腾起来了,故C正确。
D、向外拉活塞瓶内气体减少,大气压降低,一部分水进入瓶内,潜水艇模型重力变大会下沉,故D错误。
答案为:ABC
【分析】(1)声音的传播需要介质,介质减少时声音响度会变小。
(2)电磁波的传播不需要介质。
(3)气压越低,水的沸点就会变低。
(4)气压变低,一部分水进入潜水艇模型,重力变大会下沉。
三、填空题
14.(2025·建邺模拟)2025年3月,我国使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号04星发射升空。地面控制室通过 波与卫星传递信息。卫星随火箭加速升空的过程中:卫星的机械能 ;以地面为参照物,卫星是 的。
【答案】电磁;增大;运动
【知识点】机械能及其转化;参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)地面控制室通过电磁波与卫星传递信息。
(2)卫星随火箭加速升空的过程中,质量不变,速度增大,则动能增大;质量不变,高度增大,所以重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知,它的机械能增大。
(3)卫星和地面之间的位置不变变化,则以地面为参照物,卫星是运动的。
【分析】(1)电磁波可以在真空中传播,且电磁波能够传递信息;
(2)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
(3)根据参照物的知识分析
15.(2025·麦积模拟)飞行员驾驶我国自行研制的隐形战机歼-20在空中飞行的过程中,以地面为参照物,战机是 的。歼-20机身表面有一种特殊材料能吸收地面雷达发射的 (选填“超声”或“电磁”)波,从而避开雷达探测。
【答案】运动;电磁
【知识点】参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】飞行员驾驶我国自主研发的隐形战机歼-20飞行时,战机与地面之间的相对位置不断变化。若以地面为参照物,可判定战机处于运动状态。隐形功能的实现依赖于机身表面的特殊材料,该材料能够吸收地面雷达发射的电磁波(电磁波传播无需介质),从而使战机规避雷达探测。
【分析】物体相对运动:物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物运动,物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物静止;
信息的传递:无线网络通信依靠电磁波来传递信息。
16.(2025·西昌模拟)为了加强辖区巡逻我市公安部门启用了一批无人机,如图所示。无人机与控制台之间利用 传递信息,当发现异常,抵近观察时,无人机镜头所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】电磁波;变大
【知识点】凸透镜成像的应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】无线电广播、电视、手机、无线设备之间,通过电磁波传递信息。无人机与控制台之间利用电磁波传递信息。
镜头相当于凸透镜,物距减小时,像距增大,像变大。当抵近时,无人机镜头所成的像变大。
【分析】电磁波在生活可用来传递信息;摄像头是凸透镜,成实像时,物近像远像变大。
17.(2025·宜宾模拟)中考临近,老师们在操场上摆出“ 一中”的造型,以此表达对一中的祝福,对所有重庆一中初三学子的祝福.爱好科技的余老师用手机操控航拍无人机拍下了这一美好的瞬间.
无人机采用航空材料制作,减轻机体重量的同时,提升载重能力和电池的续航时间.无人机内装有多种高科技传感器,底部装有镜头和声呐,能悬停在合适高度拍摄,在水平位置运动时遇到障碍物会自动避开.无人机的螺旋桨高速转动即可垂直起飞,起飞降落受场地限制较小,可以满足不同作业环境的要求.
请结合文字与如图,找出一个与以上情景相关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复.
示例:物理信息:老师用手机操控航拍无人机;
物理知识:利用电磁波传递信息.
作答:物理信息: ;
物理知识: .
【答案】无人机底部装有镜头,能悬停在合适高度拍摄;物体在凸透镜的2倍焦距以外成倒立缩小的实像
【知识点】密度的应用与物质鉴别;凸透镜成像规律及其探究实验;超声波与次声波;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】1.物理信息:无人机底部装有镜头,悬停在合适高度拍摄;物理知识:物体在凸透镜的2倍焦距以外,成倒立缩小的实像;
2.物理信息:无人机采用航空材料制作,减轻机体重量;
物理知识:体积一定时,密度越小,质量越小;
3.物理信息:无人机的底部装有镜头和声呐;
物理知识:声呐是利用超声波回声定位,可传递信息。
【分析】(1)物体在凸透镜的2倍焦距以外成倒立缩小的实像;
(2)体积一定时,密度越小,质量越小;
(3)声呐是利用回声定位。
18.(2025·祁阳模拟)2022年5月10日凌晨,“天舟四号”货运飞船搭载“长征七号遥五”运载火箭升空,8点54分与“天和”核心舱精准对接,万里穿针也能轻盈优雅。飞船运行过程中,通过 (选填“电磁波”或“超声波”)与地面遥控中心进行信息传递。飞船与核心舱对接后,一起绕地球飞行,以核心舱为参照物,飞船是 的。
【答案】电磁波;静止
【知识点】参照物及其选择;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)飞船运行过程中,是通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递。
(2)根据题意可知,船与核心舱对接后, 以核心舱为参照物,飞船与核心舱之间没有位置变化,飞船是静止的。
【分析】(1)根据电磁波的特点和应用解答;
(2)根据参照物的知识分析。
四、实验探究题
19.(2024·吴江模拟)阅读短文,回答问题.
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像.无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点.下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称 最大飞行半径/km 最大巡航速度/(km·h-1) 电池电压/V 电池容量/mAh 电动机额定功率/W 拍摄速度/(帧·秒-1)
数据 5 50 34 250 20 11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h;帧·秒-1是指每秒拍摄的画面数)
(1)人们是利用遥控器通过 . 传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为 km.
(2)小轿车在高速公路上限速120km/h. 如图甲所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车是否超速? (选填“是”或“否”).
甲 乙
(3)如图乙,是无人机竖直向上运动的v-t图像,由图像可知,在0-5s内,无人机受到的升力 (选填“>”“=”或“<”)重力.
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是 J. 已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过 h.
(5)为增加小型无人机的巡航时间,请从研制方面,提出一条合理化建议:
.
【答案】(1)电磁波;5
(2)是
(3)>
(4)240J;0.2125h
(5)减轻无人机的质量
【知识点】速度公式及其应用;电功的计算;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)遥控无人机利用电磁波,传输信息,根据最大飞行半径,得出有效操控距离至少为5km;
(2)由于拍摄速度为11000帧/s,高速摄像机拍摄帧数为110帧,用时小轿车在通行0.5m,则速度为;由于高速公路上限速120km/h,判断小轿车超速了;
(3)根据图乙,在0-5s内,无人机在加速向上运动,受到非平衡力,此时受到的升力>重力;
(4)根据电动机额定功率,计算12s内消耗的电能W=Pt=20W×12s=240J;根据电动机消耗的功率是电源总功率的50%,计算电源总功率,电池容量为W=UIt=34V×0.25A·h,则无人机以额定功率飞行的时间不能超过;
(5)小型无人机的巡航时间受自身重力影响,减轻无人机的质量,可以增加巡航后时间。
【分析】(1)无人机利用电磁波传递信息;
(2)根据拍摄的帧数和拍摄速度,可以计算时间;利用,计算速度,判断是否超速;
(3)无人机加速上升时,受到向上的升力大于重力;
(4)根据W=Pt,计算电能;根据电压和电池容量的乘积,计算储存电能多少,利用,计算工作时间;
(5)减少自身质量,可以增加无人机的巡航时间。
五、计算题
20.(波速、波长和频率的关系 )某广播电台的电磁波的波长是3m,某同学想用收音机收听该台节目时,要把调谐旋钮调到什么位置?通过计算说明.
【答案】解:根据c=λf得:f= = =108Hz=100MHz.
答:要把调谐器调到频率为100MHz的位置.
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【分析】调谐器是从众多频率的电磁波中选出特定频率的信号,所以该题要计算电磁波的频率.算频率可根据公式c=λf计算出来.
21.(波速、波长和频率的关系 )福建人民广播电台创建于1949年8月,福建人民广播电台有许多套节目,其中有一套用88.0MHz调频波传送信息,请计算这个调频波在空气中的波长.
【答案】解:频率f=88MHz=8.8×107Hz,
由c=λf得波长:
λ= = ≈3.4m.
答:这个调频波在空气中的波长3.4m.
【知识点】波速、波长和频率的关系
【解析】【分析】知道电磁波的频率和波速,根据c=λf求出波长.
六、综合题
22.(2024·黔南模拟)农用无人机作业具有节省劳力、效率高、效果好等特点,在农业生产中主要应用在植保作业、林业监测、作物授粉及牧群定位等方面。飞行平台由动力机构、旋翼机构、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒药剂、种子、粉剂等。无人机作业时由旋翼产生升力,以各个旋翼转速改变带来飞行平面倾斜实现前进、后退和左右运动,以旋翼转速次序变化实现垂直起飞降落、空中悬停等。如图所示为某型号农用无人机及其部分参数。
请解答下列问题:(,g取)
无人机部分参数
型号 XLP50
自重 18kg
药箱容量 50L
飞行速度 1~12m/s
喷洒流量 8L/min
电池容量 30000mAh
飞行时间 40min
(1)地面遥控或GPS飞控是利用了 传递指令;
(2)该无人机自身重力是多少?
(3)某次作业时,无人机药箱满载并以7m/s的速度匀速上升10s。此过程中无人机的功率为多大?
(4)无人机在作业过程中有时需要加速上升,有时需要在空中保持悬停。请问可以通过控制什么实现无人机的加速上升和悬停?并说明理由。
【答案】电磁波;180N;4.76×103W;通过控制旋翼转速变化实现无人机加速上升和悬停。物体间力的作用是相互的,旋翼向下推动空气时,也受到空气的作用力而形成升力。当升力大于无人机的重力时,无人机就会加速上升,当升力等于重力时,无人机就悬停在空中。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力作用的相互性;电磁波在日常生活中的应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)地面遥控或GPS飞控是利用了电磁波传递信息;
(2)无人机的重力;
(3)根据题意可知,无人机满载并匀速上升时,升力
上升高度;
升力做功;
无人机的功率为。
(4)通过控制旋翼转速变化实现无人机加速上升和悬停。物体间力的作用是相互的,旋翼向下推动空气时,也受到空气的作用力而形成升力。当升力大于无人机的重力时,无人机就会加速上升,当升力等于重力时,无人机就悬停在空中。
【分析】(1)根据电磁波的特点和应用解答;
(2)根据G=mg计算;
(3)根据计算无人机的升力,根据s=vt计算无人机上升的高度,根据W=Fs计算升力做功大小,最后根据计算无人机的功率。
(4)根据力与运动的关系分析解答。
七、科普阅读题
23.阅读短文,回答问题。
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。
与有人驾驶的飞机相比,无人机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域,可分为军用与民用。民用方面,“无人机+行业应用”是当前无人机标准配备;最早民用无人机出现时,主要用于航拍、新闻报道、影视拍摄、微型自拍、观察野生动物等方面。所以在2018年9月份,世界海关组织协调制度委员会(HSC)第62次会议上,决定将无人机归类为“会飞的照相机”。随着无人机技术的成熟,无人机迅速应用于监控传染病、测绘、农业、植保、电力巡检、快递运输、灾难救援等广泛领域,大大地拓展了无人机本身的用途。
无人机的大量使用给人们生产和生活带来了很大的便利。但随着无人机数量的增加,关于隐私和安全的担忧也随之而来。无人机无序的空中飞行,会扰乱空中交通秩序。高度敏感和精确的遥感技术可能被用于监视,同时存在被黑客攻击的风险。因此国务院、中央军委颁布了《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,自2024年1月1日起施行,其中规定,民用无人驾驭航空器未经实名登记实施飞行活动的,由公安机关责令改正。
(1)无人机在空中飞行时,地面工作人员通过 (选填“电磁波”或“超声波”)来遥控指挥。无人机高度敏感和精确的 可能被用于监视从而引起人们对隐私和安全的担忧。
(2)无人机机载摄像机镜头是 (选填“凸面镜”、“凹透镜”或“凸透镜”)。若它在航拍时所取景的范围太小,为了增大取景范围应当控制它适当地往 (选填“高”或“低”)飞一些。
(3)请举一列生活中使用无人机的例子: 。
【答案】(1)电磁波;遥感技术
(2)凸透镜;高
(3)农民用无人机给小麦喷洒农药
【知识点】凸透镜成像的应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)无人机在空中飞行是靠地面的工作人员通过电磁波来遥控指挥的。无人机拥有高度敏感和精确的遥感技术,这项技术可能被用于监视从而引起人们对于人的隐私和安全的担忧。
(2)无人机机载摄像机镜头是凸透镜,成倒立、缩小的实像;若它在航拍时所取景的范围太小,为了增大取景范围应当控制它适当地往高处飞一些,此时物距增大,像距减小,像变小,则取景范围变大。
(3)生活中使用无人机的例子有:农民用无人机给小麦喷洒农药(或快递运输:或灾难救援;或航拍)等。
【分析】(1) 利用无线电遥控设备和自备的程序控制,无线电发射的是电磁波,根据文中的内容分析;
(2)摄像头是一个凸透镜;凸透镜成实像时,物近像远像变大;
(3)根据无人机的应用分析。
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