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第二十一章 信息的传递 单元测试
一、单项选择题（每题 3 分，共 36 分）
1. 关于电话的工作过程：①膜片忽松忽紧地压迫碳粒；②人对着话筒说话时，声波使膜片振动；③电阻随电流改变；④磁体对膜片的吸引力忽大忽小，使膜片振动；⑤在电路中产生强弱按声音振动而变化的电流．合理的顺序是 ( )
A ．①②③④⑤ B ．②①③⑤④
C ．②①④③⑤ D ．①②③⑤④
2 ．下列关于听筒的构造和工作原理的叙述中，错误的是 ( )
A ．听筒振动膜的振动情况与话筒振动膜的振动情况基本相同
B ．听筒里螺线管的电流变化引起磁铁对振动膜的吸引力大小变化
C ．听筒里螺线管的电流变化跟话筒电路中的电流变化不同
D ．听筒里有一个永久磁铁
3 ．图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“ 咯、咯”声，表明收音机接收到了 ( )
A ．热量 B ．声波
C ．光能 D ．电磁波
4．各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素 a 会吸收波长在 430m~662nm 之间的光。真空中，波长 650nm 的光 ( )
A ．是紫光 B ．不是电磁波
C ．波长比蓝光的长 D ．比波长 500nm 的光传播速度大
5 ．1965 年，美国发射通信卫星 les-1 ，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 les-1 发出的频率为 2.5×108Hz 的信号。该信号( )
A ．属超声波，周期为 4×10-8s B ．属超声波，周期为 4×10-9s
C ．属电磁波，周期为 4×10-8s D ．属电磁波，周期为 4×10-9s
6 ．如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是 ( )
A ．红外线的波长比紫外线的短
B ．无线电波在真空中传播速度比 X 射线快
C ．紫外线的频率比无线电波的高
D ．电磁波不能在真空中传播
7 ．如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，所接收到的电磁波的波长及波速将会 ( )
A ．波长变大及波速变小 B ．波长变大及波速不变
C ．波长变小及波速变大 D ．波长变小及波速不变
8 ．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
9 ．关于广播、电视、移动电话的信号发射和接收过程，下列说法中错误的是 ( )
A ．它们都是靠电磁波传递信息的
B ．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电流上
C ．它们都只有接收功能，没有发射功能
D ．移动电话既有接收功能又有发射功能
10 ．调制器的作用是 ( )
A ．产生高频电流 B ．产生低频电流
C ．将高频电磁波变成载波 D ．产生音频电流
11 ．下列说法正确的是 ( )
A ．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信
B ．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C ．光信号在光导纤维中的传播速度是 340m/s
D ．通过调频 95MHZ 日照新闻广播频道能听到频率为 95MHZ 的声音
12 ．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、微波和无线电波等都是电磁波
B ．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了
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
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
二、填空题（每空 1 分，共计 23 分）
13．中国标准动车组“ 复兴号” 的车厢内已实现 wifi 网络全覆盖，网络信号是通过 作为载体来传递的，在真空中它的速度约为 km/s，若在相同时间内传递的信息越多，则其载体的频率应该越 （选填“ 高”或“低”）。
14 ．我国是世界上手机用户最多的国家，手机间是通过 传递信息的。我们能听到手机发出的声音，是因为手机中的发声体在 ；若把一手机放在真空罩，再用另一手机拨打罩内的手机号码，结果发现罩内手机彩灯闪烁，但却听不到手机的铃声，这是因为 。
15 ．如图所示是某波的传播图像．根据图像可知：
（1）波的振幅是 cm ，周期是 s ，频率是 Hz．
（2）从 O 点到 点完成了一次振动．
16．汽车 GPS 导航仪与通信卫星之间通过 来传递信息；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 信号。
17 ．某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能，如图所示，在身处荒漠无人区等无 地面网络信号覆盖环境下，该手机可通过畅连 APP 将文字和位置信息向外发出，信息是通过 （选填“超声波”“次声波”或“ 电磁波”）传递的，到达北斗卫星时传播速度是 m/s。
18. 如图 1 是电磁波家族。智能手机与智能手环的“近场通讯”使用 1.356×107HZ 这个波段的无线电波进行通讯如图 2。
智能手环的数据到手机是利用 （选填“ 红外线” 、“ 电磁波”或“超声波”）来传输的。在手机耳塞孔插入红外线发射器，手机变身传统的电视遥控器。手机发出红外线传播速度 （选填“大于”、“等于”或“ 小于”） “近场通讯” 的传播速度，而红外线的波长较近场通信的波长 （选填“长”或“短”）。
19 ．图甲为紫外线的三个波段示意图，其中 UVC 对人体伤害最大，UVC 能通过石英玻璃，普通玻璃可有效阻碍 UVC 的传播。图乙中家用消毒柜的紫外线灯可发出波长为 254nm的紫外线。
（1）波长为 254nm 的紫外线属于 波段（选填“UVC” 、“UVB”或“UVA”）；
（2）波长为 254nm 的紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内透出，对柜内的物品进行杀菌消毒，柜门透明部分的材料应选 ，透明灯管的材料应选 （选填“石英玻璃”“普
通玻璃”）。
20 ．图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1MHz=106 赫兹），若受到频率相同或相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz ~300000 MHz ，可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。
（1）该微波炉正常工作 0.1 小时，耗电 度；
（2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ；
（3）若要加热牛奶到60℃左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热；
A ．耐高温的玻璃杯
B ．耐高温的不锈钢杯
C ．耐热温度 50℃ 的一次性纸杯
三、作图题（每题 3 分，共 9 分）
21 ．下图是表示某一段光导纤维，一束激光从一端射入光导纤维，试在图中画出激光在光导纤维中传播时的情形．
22 ．如图所示，请在图中无线电广播的发射过程图的空格中填入恰当的器材和元件名称。
23 ．在图中，将话筒和听筒连接成完好的电路，组成最简单的电话．
四、实验探究题（每空 1 分，共 16 分）
24 ．小明用如图装置“探究电磁波的传播特性”。能接收到呼叫信号的是放在 （选填“真空罩”或“金属盒”）中的手机，说明电磁波不能在 中传播；实验用的手机呼叫模式只有响铃和指示灯两种，为达到实验目的，他应该将手机设置成 （选填“相同”或“不相同”）模式。
25 ．题 22 图甲为部分电磁波的频率分布示意图。
（1）由图可知，紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为 m/s。
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）。
A ．遥控器控制电视 B ．体检时拍 X 光片
C ．医院杀菌消毒灯 D ．“测温枪”测量体温
（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。
步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在 （选填“I”、“聂”或“Ⅲ”) 区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；
步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；
步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；
步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。
由此可推断，该防晒霜 （选填“ 能”或“不能”）阻挡全部紫外线。
26 ．在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水，在瓶内的另一侧放一只激光电筒，调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔（如图所示）．揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光束随弯曲的水流照到盆底，在盆底形成一个光斑．
（1）在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的 （填“ 内”或“外”）壁经过多次 （“反射”或“折射”），最后射到盆底；
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的 ．由此说明用来进行光纤通信的光纤 （填“ 能”或“不能”）弯曲；
（3）在光纤通信中，每一根光纤 （填“ 能”或“不能”）同时传导多束激光信号而不致相互干扰．
27 ．某小组同学利用如图 1 所示的装置研究无线电波照射到物体表面时，反射强度与无线电波的频率是否有关．他们在固定于远处的同一反射物表面添加涂层，用无线电设备对其发出无线电波，通过观察设备显示器上光斑的大小来判断接收到反射回来的无线电信号强弱，光斑越大表示无线电信号越强．实验步骤如下：
①在反射物表面添加 A 材料的涂层；
②用无线电设备对其发出频率为 2GHz 的无线电波，通过观察设备显示器，记录下图层反射光斑的大小；
③在反射物表面添加 B 材料的涂层；
④用无线电设备对其发出频率为 4GHz 的无线电波，通过观察设备显示器，记录下图层反射光斑的大小。
根据以上叙述，回答下列问题：
（1）请你找出探究过程中存在的问题，并写出改正措施： 。
（2）如图是另一组同学利用该装置进行实验探究的结果，根据图中信息，写出两条初步实验结论。
五、计算题（共 10 分）
28. 某场比赛正在上海体育场激烈进行着，东方卫视同时通过卫星将这一赛事向全国观众进行现场直播.
（1）北京球迷张先生正在家里通过电视收看这场比赛.若通信卫星离地面高度为
3.6 × 104 km 。则信号从上海传送到张先生家的电视机中约需要多长时间？
（2）若东方卫视所发出的电视信号的频率为 500MHz ，则所使用的电磁波的波长是多少？
（3）除了上述的通信方式之外，还可以通过什么办法将电视信号从上海传送到北京（至少列出两种）？
29. 中国空间站为“五舱”结构，由载人飞船、货运飞船、核心舱及两个实验舱组成，空间站在距离地面400～450km 的高度绕地球做圆周运动。已知空间站绕地球一周运行的距离为4.32×104km ，绕地球运行速度为 8×103m/s。
（1）空间站中的宇航员一天能看到几次日出日落？
（2）空间站中的宇航员通过电磁波与地面联系，从空间站发出的电磁波到达地面的最短时间为 1.4×10-3s ，已知电磁波的传播速度为 3×108m/s ，求空间站距离地面的高度。
（3）宇航员所在的核心舱是运动还是静止？阐明你判断的理由。
六、综合题（共 10 分）
30 ．阅读材料，回答问题。
微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔 50km 左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号 传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类 用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、聂、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体 育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）普通手机通过地面基地台接收和发射信息，卫星电视直接通过卫星传递信息。它们
都是利用 传递信息的，速度约为 km/s 。在地球的周围均匀地配置 颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信；
（2）利用微波通信的原因是 ( );
A ．因为微波比中波和短波的波长要长一些
B ．因为微波比中波和短波负载的信息多
C ．因为微波比中波和短波传播得远
D ．因为利用微波通信的成本低
（3）如图丙所示，a 、b 分别是Ⅰ 、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，使地球上 b 处地面站接收到 a 处发送的信号。请仿照光路图，在图丙图中画出（a处发送的微波信号传送到b）平面镜及微波传播的路径和方向 ；
（4）已知三颗通信卫星距地面的高度都是 3.58×104km ，任意两颗卫星之间的距离都是
7.30×104km 。则 a 处发送的微波信号传送到 b 处所用的时间是 s。
第二十一章 信息的传递 单元测试
一、单项选择题（每题 3 分，共 36 分）
1. 关于电话的工作过程：①膜片忽松忽紧地压迫碳粒；②人对着话筒说话时，声波使膜片振动；③电阻随电流改变；④磁体对膜片的吸引力忽大忽小，使膜片振动；⑤在电路中产生强弱按声音振动而变化的电流．合理的顺序是 ( )
A ．①②③④⑤ B ．②①③⑤④
C ．②①④③⑤ D ．①②③⑤④
【答案】B
【分析】话筒把声音转化为变化的电流，听筒把变化的电流转化为声音．
当人对着话筒说话时，声波使话筒里振动膜做相应振动，使金属盒里的碳粒发生忽松忽紧地挤压变化，它的电阻也就随之发生忽大忽小的变化，这时电路里就产生了强弱按声音振动而变化的电流，使听筒中磁体对膜片的吸引力忽大忽小，使膜片振动，从而把变化的电流转化为声音．
故选 B.
2 ．下列关于听筒的构造和工作原理的叙述中，错误的是 ( )
A ．听筒振动膜的振动情况与话筒振动膜的振动情况基本相同
B ．听筒里螺线管的电流变化引起磁铁对振动膜的吸引力大小变化
C ．听筒里螺线管的电流变化跟话筒电路中的电流变化不同
D ．听筒里有一个永久磁铁
【答案】C
A ．听筒振动膜的振动情况与话筒振动膜的振动情况基本相同，所以听筒振动膜的振动能还原出话筒输入的声音，故 A 正确，不符合题意；
B ．因为磁场对通电导体有力的作用，所以听筒里螺线管的电流变化引起磁铁对振动膜的吸引力大小变化，从而带动振动膜振动发出声音，故 B 正确，不符合题意；
C ．听筒里螺线管的电流变化跟话筒电路中电流变化相同，这样听筒才能还原出原来的声音，故 C 错误，符合题意；
D ．听筒里有一永久磁铁，产生磁场，在线圈通过随声音变化的电流时，受到力的作用，带动振动膜振动发出声音，故 D 正确，不符合题意。
故选 C。
3 ．图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“ 咯、咯”声，表明收音机接收到了 ( )
A ．热量 B ．声波
C ．光能 D ．电磁波
【答案】D
将导线的一端与电池负极相连，再用导线的另一端与电池的正极快速断续接触，这时导线中就会有变化的电流，故周围就会产生电磁波，产生的电磁波被收音机接收，故能听到收音机发出“ 咯、咯”声，即 ABC 不符合题意，D 符合题意。
故选 D。
4．各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素 a 会吸收波长在 430m~662nm 之间的光。真空中，波长 650nm 的光 ( )
A ．是紫光 B ．不是电磁波
C ．波长比蓝光的长 D ．比波长 500nm 的光传播速度大
【答案】C
A ．由图可知波长 650nm 的光是红光，故 A 不符合题意；
B ．红光也属于电磁波，故 B 不符合题意；
C．该光的波长是 650nm，蓝光的波长是 430-450nm ，该光的波长比蓝光的波长长，C 符合题意；
D．该光和波长为 500nm 的光都是电磁波，在真空中的传播速度一样，故 D 不符合题意。故选 C。
5 ．1965 年，美国发射通信卫星 les-1 ，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 les-1 发出的频率为 2.5×108Hz 的信号。该信号( )
A ．属超声波，周期为 4×10-8s B ．属超声波，周期为 4×10-9s
C ．属电磁波，周期为 4×10-8s D ．属电磁波，周期为 4×10-9s
【答案】D
真空不能传声，信号应为电磁波，周期为
故 ABC 不符合题意，D 符合题意。
故选 D。
6 ．如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是 ( )
A ．红外线的波长比紫外线的短
B ．无线电波在真空中传播速度比 X 射线快
C ．紫外线的频率比无线电波的高
D ．电磁波不能在真空中传播
【答案】C
A ．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故 A 错误。
B ．电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是 3×108m/s ，故 B 错误；
C ．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故 C 正确；
D ．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故 D 错误。
故选 C。
7 ．如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，所接收到的电磁波的波长及波速将会 ( )
A ．波长变大及波速变小 B ．波长变大及波速不变
C ．波长变小及波速变大 D ．波长变小及波速不变
【答案】D
电磁波的速度与介质有关，电磁波在空气中的传播速度不变。从图中可以看出指针向右调，收音机接收到的电磁波频率变大，由 v=λf 得，当波速不变，频率变大，故波长变小。故 D 符合题意，ABC 不符合题意。
故选 D。
8 ．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
【答案】D
电视的声音信号和图象信号都是依靠电磁波来进行传递的，通过天线发射到空中．电视机的接收天线接收信号，并通过电视机将其还原，故 D 正确，ABC 错误。
9 ．关于广播、电视、移动电话的信号发射和接收过程，下列说法中错误的是 ( )
A ．它们都是靠电磁波传递信息的
B ．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电流上
C ．它们都只有接收功能，没有发射功能
D ．移动电话既有接收功能又有发射功能
【答案】C
A 、电磁波被广泛应用于的信息的传递，广播、电视、移动电话都是使用电磁波传递信息的，故 A 正确；
B 、声音和图像信息不方便直接发射和传送，所以都要把电信号加载到高频电流上发射到远方，故 B 正确；
CD 、用手机在讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以移动电话既能接收电磁波，又能发射电磁波：故 C 错误，D正确；
故选 C．
10 ．调制器的作用是 ( )
A ．产生高频电流 B ．产生低频电流
C ．将高频电磁波变成载波 D ．产生音频电流
【答案】C
A ．产生高频电流的是振荡器，故 A 不符合题意；
B ．产生低频电流不是调制器的功能，故 B 不符合题意；
C ．调制器将高频电磁波变成载波，即将声音信号加载到射频信号上，故 C 符合题意；
D ．产生音频电流的是话筒，故 D 不符合题意。
故选 C。
11 ．下列说法正确的是 ( )
A ．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信
B ．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C ．光信号在光导纤维中的传播速度是 340m/s
D ．通过调频 95MHZ 日照新闻广播频道能听到频率为 95MHZ 的声音
【答案】A
A．用点“ ·”和画“—” 的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信，故 A 正确；
B ．变化的电场和变化的磁场构成一个不可分离的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，手机、收音机、电视机、微波炉等动能发出电磁波，故 B 错误；
C ．光信号在光导纤维中的传播速度是 3×108m/s ，故 C 错误；
D ．用调频 95MHz 日照新闻广播频道广播时，接收的是无线电波的频率，不是听到频率为 95MHz 的声音，故 D 错误。
故选 A。
12 ．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、微波和无线电波等都是电磁波
B ．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了
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
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
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；
B ．由图中的信息可知，人眼可见的电磁波只有可见光，可见光的光谱就是电磁波谱中
很窄的一段，大部分电磁波是人眼是感觉不到的，如无线电波、红外线、紫外线、X 射线、γ射线等，故 B 正确；
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，故 C 正确；
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。
故选 D。
二、填空题（每空 1 分，共计 23 分）
13．中国标准动车组“ 复兴号” 的车厢内已实现 wifi 网络全覆盖，网络信号是通过 作为载体来传递的，在真空中它的速度约为 km/s，若在相同时间内传递的信息越多，则其载体的频率应该越 （选填“ 高”或“低”）。
【答案】电磁波，3×105 ，高。
“ 复兴号” 的车厢内已实现 wifi 网络全覆盖，便于乘客上网，网络信号是通过电磁波传递的。电磁波在真空中它的速度约为 3×108m/s ，即 3×108m/s=3×105km/s
作为信息载体的电磁波，“5G”移动通信技术其频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
14 ．我国是世界上手机用户最多的国家，手机间是通过 传递信息的。我们能听到手机发出的声音，是因为手机中的发声体在 ；若把一手机放在真空罩，再用另一手机拨打罩内的手机号码，结果发现罩内手机彩灯闪烁，但却听不到手机的铃声，这是因为 。
【答案】电磁波，振动，电磁波传播不需要介质，声音的传播需要介质。
手机是利用电磁波中的微波进行通讯的。
振动产生声音，我们能听到手机发出的声音，是因为手机中的发声体在振动。
若把一手机放在真空罩，再用另一手机拨打罩内的手机号码，结果发现罩内手机彩灯闪烁，说明电磁波的传播不需要介质，在真空中也能够传播，但却听不到手机的铃声，说明声音的传播需要介质，真空不能传声。
15 ．如图所示是某波的传播图像．根据图像可知：
（1）波的振幅是 cm ，周期是 s ，频率是 Hz．
（2）从 O 点到 点完成了一次振动．
【答案】（1） 2 ，0.8 ，1.25；（2）D
（1）波的振幅是 2cm ，周期是 0.8s ，频率
（2）完成一次振动是指从原来状态开始再回到初始状态，所以从 O 点到 D 点完成一次振动。
16．汽车 GPS 导航仪与通信卫星之间通过 来传递信息；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 信号。
【答案】电磁波，射频。
GPS 导航仪和通信卫星之间是靠电磁波传递信息的。
频率是指物体在 1s 内振动的次数，即是描述振动快慢的物理量，即分析题目所提示的图像，不难看出，音频信号的振动最慢，射频信号振动最快，故可判断振动最快的是射频信号。
17 ．某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能，如图所示，在身处荒漠无人区等无 地面网络信号覆盖环境下，该手机可通过畅连 APP 将文字和位置信息向外发出，信息是通过 （选填“超声波”“次声波”或“ 电磁波”）传递的，到达北斗卫星时传播速度是 m/s。
【答案】电磁波，3×108。
由于荒漠无人区等无地面网络信号覆盖，该手机具有北斗卫星消息的收发功能，通过畅连 APP 将文字和位置信息向外发出，“超声波”、“ 次声波”不能在真空中传播，“ 电磁波”可以在真空中传播，则信息是通过电磁波传递的。
电磁波在真空中的传播速度是 3×108m/s。
18. 如图 1 是电磁波家族。智能手机与智能手环的“近场通讯”使用 1.356×107HZ 这个波段的无线电波进行通讯如图 2。
智能手环的数据到手机是利用 （选填“ 红外线” 、“ 电磁波”或“超声波”）来传输的。在手机耳塞孔插入红外线发射器，手机变身传统的电视遥控器。手机发出红外线传播速度 （选填“大于”、“等于”或“ 小于”） “近场通讯” 的传播速度，而红外线的波长较近场通信的波长 （选填“长”或“短”）。
【答案】电磁波，等于，短。
智能手机与智能手环的“近场通讯”使用 1.356×107HZ 这个波段的无线电波进行通讯， 由图 1 可知，无线电波的频率小于红外线的频率，无线电波属于电磁波，所以，智能手环的数据到手机是利用电磁波来传输的。
手机发出红外线和“近场通讯”都是电磁波，故传播速度相同；由图可知“近场通讯” 的频率低于红外线的频率，根据c =λf可知，频率越高，波长越短，故红外线的波长较“近场通讯”的短。
19 ．图甲为紫外线的三个波段示意图，其中 UVC 对人体伤害最大，UVC 能通过石英玻璃，普通玻璃可有效阻碍 UVC 的传播。图乙中家用消毒柜的紫外线灯可发出波长为 254nm的紫外线。
（1）波长为 254nm 的紫外线属于 波段（选填“UVC” 、“UVB”或“UVA”）；
（2）波长为 254nm 的紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内透出，对柜内的物品进行杀菌消毒，柜门透明部分的材料应选 ，透明灯管的材料应选 （选填“石英玻璃”“普通玻璃”）。
【答案】（1）UVC；（2）普通玻璃，石英玻璃。
由图甲可知，紫外线波长在 200nm~280nm 属于 UVC 波段，280nm~315nm 属于UVB 波段，315nm~400nm 属于 UVA 波段，故波长为 254nm 的紫外线属于 UVC 波段。
由题意知，UVC 能通过石英玻璃，普通玻璃可有效阻碍 UVC 的传播。波长为 254nm 的紫外线从紫外线灯的密封透明灯管内透出，对柜内的物品进行杀菌消毒，则透明灯管的材料应选石英玻璃；柜门透明部分的材料应选普通玻璃防止对人体造成伤害。
20 ．图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1MHz=106 赫兹），若受到频率相同或相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz ~300000 MHz ，可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。
（1）该微波炉正常工作 0.1 小时，耗电 度；
（2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ；
（3）若要加热牛奶到60℃左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热；
A ．耐高温的玻璃杯
B ．耐高温的不锈钢杯
C ．耐热温度 50℃ 的一次性纸杯
【答案】（1）0.08；（2）见解析；（3）A
（1）由图（b）知道，该微波炉的额定功率是 800W ，由 P 知道，该微波炉正常工作 0.1 小时，消耗电能 W=Pt=0.8kW×0. 1h=0.08kW . h=0.08 度
（2）根据题意知道，微波炉加热食物的原理是：食物中含有水分子，微波炉的微波频率与水分子固有频率相同，水分子受到频率相同微波激发，水分子热运动加剧，内能增加，温度升高。
（3）根据题意知道“微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射” ，所以，要加热牛奶时，需要把牛奶倒入耐高温的玻璃杯中，再放入微波炉加热，故 A符合题意。
故选 A。
三、作图题（每题 3 分，共 9 分）
21 ．下图是表示某一段光导纤维，一束激光从一端射入光导纤维，试在图中画出激光在
光导纤维中传播时的情形．
【答案】见右图。
激光在光导纤维中传播时的情形，遵循光的反射定律，满足反射角等于入射角，光路图如右图所示。
22．如图所示，请在图中无线电广播的发射过程图的空格中填入恰当的器材和元件名称。
【答案】见下图。
话筒把声音信号转换成音频电信号；通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上；通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去，如图所示：
23 ．在图中，将话筒和听筒连接成完好的电路，组成最简单的电话．
【答案】见右图。
最简单的电话装置是由听筒、话筒组成，它们应串联在电路中；电话机的话筒将声音信号转换成电信号，听筒把强弱变化的电信号变成声信号，把传输的声音还原出来．听筒、话筒串联在电路中，如图所示。
四、实验探究题（每空 1 分，共 16 分）
24 ．小明用如图装置“探究电磁波的传播特性”。能接收到呼叫信号的是放在 （选填“真空罩”或“金属盒”）中的手机，说明电磁波不能在 中传播；实验用的手机呼叫模式只有响铃和指示灯两种，为达到实验目的，他应该将手机设置成 （选填“相同”或“不相同”）模式。
【答案】真空罩，金属，相同。
真空罩中的手机能够接收到电磁波，因为电磁波能够在真空中传播，而金属盒具有屏蔽电磁波的特性，故电磁波不能在金属中传播。
“探究电磁波的传播特性”，确保只有一个变量，那么其他的物理量必须保证相同，故应该选择相同的模式。
25 ．题 22 图甲为部分电磁波的频率分布示意图。
（1）由图可知，紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为 m/s。
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）。
A ．遥控器控制电视 B ．体检时拍 X 光片
C ．医院杀菌消毒灯 D ．“测温枪”测量体温
（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。
步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在 （选填“I”、“聂”或“Ⅲ”) 区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；
步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；
步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；
步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。
由此可推断，该防晒霜 （选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。
【答案】（1）是，3.0x108 ；（2）C；（3）聂 ，不能。
（1）因为光是电磁波的一种，而紫外线又属于看不见得光，所以紫外线属于电磁波。
光在真空中的传播速度是 3x108m/s，而紫外线属于看不见得光，所以紫外线在真空中的传播速度约为 3x108m/s。
（2）A ．遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的，故 A 不符合题意；
B ．拍 X 光片利用的是 X 射线，不属于紫外线，故 B 不符合题意；
C ．医院杀菌消毒灯，利用的是紫外线具有杀菌作用，故 C 符合题意；
D ．测温枪的工作原理是利用红外线的热效应，故 D 不符合题意。
故选 C。
（3）由题意可知，小明要检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，因为光沿直线传播，所以应该把玻璃板放在紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板之间，观察荧光物质的发光情况；然后在玻璃板上均匀涂满防晒霜，观察荧光物质的发光情况，通过对比，得出某防晒霜对紫外线是否有阻挡作用。
由题意可知，在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光，说明仍有部分紫外线照射在荧光物质上，所以该防晒霜不能阻挡全部紫外线。
26 ．在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水，在瓶内的另一侧放一只激光电筒，调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔（如图所示）．揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光束随弯曲的水流照到盆底，在盆底形成一个光斑．
（1）在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的 （填“ 内”或“外”）壁经过多次 （“反射”或“折射”），最后射到盆底；
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的 ．由此说明用来进行光纤通信的光纤 （填“能”或“不能”）弯曲；
（3）在光纤通信中，每一根光纤 （填“ 能”或“不能”）同时传导多束激光信号而不致相互干扰．
【答案】（1）内，反射；（2）光导纤维，能；（3）能.
（1）在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的内壁；经过多次反射，最后射到盆底；
（2）激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光导纤维；由此说明用来进行激光通信的导管能弯曲；
（3）光纤通信的容量大，不受外界条件的干扰，传播很远，通信质量很高；在激光通信中，每一根光导纤维中能同时传导多束激光信号而不致相互干扰．
27 ．某小组同学利用如图 1 所示的装置研究无线电波照射到物体表面时，反射强度与无线电波的频率是否有关．他们在固定于远处的同一反射物表面添加涂层，用无线电设备对其发出无线电波，通过观察设备显示器上光斑的大小来判断接收到反射回来的无线电信号强弱，光斑越大表示无线电信号越强．实验步骤如下：
①在反射物表面添加 A 材料的涂层；
②用无线电设备对其发出频率为 2GHz 的无线电波，通过观察设备显示器，记录下图层反射光斑的大小；
③在反射物表面添加 B 材料的涂层；
④用无线电设备对其发出频率为 4GHz 的无线电波，通过观察设备显示器，记录下图层反射光斑的大小。
根据以上叙述，回答下列问题：
（1）请你找出探究过程中存在的问题，并写出改正措施： 。
（2）如图是另一组同学利用该装置进行实验探究的结果，根据图中信息，写出两条初步实验结论。
【答案】（1）应该只改变反射面的材料、无线电波的频率，根据控制变量法的要求，应该只改变其中一个量，观察另一个量改变时光斑的大小，从而确定反射面的材料、无线电波的频率对反射回来的无线电信号强弱的影响．（2） ①在物体表面材料相同的情况下，频率越
高，接收到反射回来的无线电信号越强；②频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同．
（1）研究这一问题时有两个变量，分别是反射面的材料、无线电波的频率，根据控制变量法的要求，应该只改变其中一个量，观察另一个量改变时光斑的大小，从而确定反射面的材料、无线电波的频率对反射回来的无线电信号强弱的影响．
（2）由材料知无线电波照射到物体表面时，反射强度与反射面的材料、无线电波的频率等因素有关．
①由(b) 、(c) 、(d)知反射面的材料相同，无线电波的频率不同。故结论为：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，在物体表面材料相同的情况下，频率越高，接收到反射回来的无线电信号越强．
②由(b) 、(d)知电磁波的频率相同，反射面的材料不同，故结论为：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同．
五、计算题（共 10 分）
28. 某场比赛正在上海体育场激烈进行着，东方卫视同时通过卫星将这一赛事向全国观众进行现场直播.
（1）北京球迷张先生正在家里通过电视收看这场比赛.若通信卫星离地面高度为
3.6 × 104 km 。则信号从上海传送到张先生家的电视机中约需要多长时间？
（2）若东方卫视所发出的电视信号的频率为 500MHz ，则所使用的电磁波的波长是多少？
（3）除了上述的通信方式之外，还可以通过什么办法将电视信号从上海传送到北京（至少列出两种）？
【答案】（1）0.24s；（2）0.6m；（3）还可以通过光纤通信、网络通信等方式将电视信号从上海传送到北京.
（1）由公式 v 可得
（2）由v = λf可得
（3）还可以通过光纤通信、网络通信等方式将电视信号从上海传送到北京.
29. 中国空间站为“五舱”结构，由载人飞船、货运飞船、核心舱及两个实验舱组成，空间站在距离地面400～450km 的高度绕地球做圆周运动。已知空间站绕地球一周运行的距离为4.32×104km ，绕地球运行速度为 8×103m/s。
（1）空间站中的宇航员一天能看到几次日出日落？
（2）空间站中的宇航员通过电磁波与地面联系，从空间站发出的电磁波到达地面的最短时间为 1.4×10-3s ，已知电磁波的传播速度为 3×108m/s ，求空间站距离地面的高度。
（3）宇航员所在的核心舱是运动还是静止？阐明你判断的理由。
【答案】（1）16 次；（2）420km；（3）见解析
（1）已知空间站绕地球一周运行的距离为
s 空间站=4.32×104km=4.32×107m
由 v 可得，空间站绕地球运转一周的时间为
t空间站 s = 1.5h
24 小时空间站绕地球运转的圈数为
空间站绕行一周就会看到一次太阳，所以空间站中的宇航员一天能看到 16 次日出日落。
（2）空间站距离地面的高度为
h ＝s 波 ＝v 波 t 波 ＝3×108m/s×1.4×10-3s ＝4.2×105m ＝420km
（3）物体的运动和静止是相对的，若以地球为参照物，核心舱是运动的，若以实验舱为参照物，核心舱是静止的。
答：（1）空间站中的宇航员一天能看到 16 次日出日落；
（2）空间站距离地面的高度是 420km；
（3）物体的运动和静止是相对的，若以地球为参照物，核心舱是运动的，若以实验舱为参照物，核心舱是静止的。
六、综合题（共 10 分）
30 ．阅读材料，回答问题。
微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔 50km 左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号 传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类 用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体 育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）普通手机通过地面基地台接收和发射信息，卫星电视直接通过卫星传递信息。它们都是利用 传递信息的，速度约为 km/s 。在地球的周围均匀地配置 颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信；
（2）利用微波通信的原因是 ( );
A ．因为微波比中波和短波的波长要长一些
B ．因为微波比中波和短波负载的信息多
C ．因为微波比中波和短波传播得远
D ．因为利用微波通信的成本低
（3）如图丙所示，a 、b 分别是Ⅰ 、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，使地球上 b 处地面站接收到 a 处发送的信号。请仿照光路图，在图丙图中画出（a处发送的微波信号传送到b）平面镜及微波传播的路径和方向 ；
（4）已知三颗通信卫星距地面的高度都是 3.58×104km ，任意两颗卫星之间的距离都是
7.30×104km 。则 a 处发送的微波信号传送到 b 处所用的时间是 s。
【答案】（1）微波（电磁波），3×105 ，3 ；（2）B；（3）见下图；（4）0.482.
（1）地面基地台接收和发射信息、卫星登坛拜将信息都是利用电磁波工作的。
电磁波的速度约为 3×108m/s ，即 3×105km/s。
在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星即可实现全球任意两点间的通信。
（2）由题意知，利用微波通信的原因是：微波比中波和短波负载的信息多，所以B 选项正确。
（3）要将 a 点发出的信号传到b ，则 a 点发出的信息先向卫星Ⅰ射出，通过Ⅰ将信息反射向卫星Ⅱ , 卫星Ⅱ将接收到的信息再反射向b ，两次反射过程都遵循光的反射定律，据此作出入射光线及反射光线，作图如下：
（4）微波由 a 处传到Ⅰ 、由Ⅱ传到 b 所需的总时间
微波由Ⅰ传到Ⅱ所需的时间为
微波由 a 传到 b 所用的总时间 t=t1+t2=0.239s+0.243s=0.482s

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