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第二十一章 电磁波及其应用 提升卷（解析版）
建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列有关声和电磁波的说法正确的是 ( )
A ．北斗卫星导航系统传递信息是利用电磁波 B ．微波炉内利用的是红外线，不是电磁波
C ．声和电磁波传播都需要介质 D ．电磁波的传播速度比超声波的速度慢2 ．5G 技术也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 ．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量
D ．中央电视台和泗阳电视台发射的电磁波传播速度不同
3 ．图中是电磁波，小明用收音机收听广州交通电台 FM106. 1MHz（1MHz=106Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏音符“do”“la” ，频率分别为 261.6Hz 、440Hz ，此时 ( )
A ．收音机接收的信息是无线电波，只能在空气中传播
B ．440Hz 表示钢琴的琴弦每分钟振动 440 次
C ．收音机收到空中电磁波的频率是 106. 1MHz
D ．小明听到“do” 比“la”音调要高
4 ．2023 年 11 月 16 日，我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——GRB221009A 的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过 3×1019 Hz ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线说法不正确的是 ( )
A ．伽马射线是一种电磁波
B ．伽马射线的频率高，在真空中的传播速度为 3×108m/s
C ．伽马射线的传播需要介质
D ．伽马射线在医疗上可以用来治疗肿瘤
5 ．如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是 ( )
第二十一章 电磁波及其应用 提升卷（学生版）
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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_7 m 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 ．图甲为可见光的波段示意图。某款光敏电阻器（LDR）在无光照时的电阻值为 5×105Ω , 在波长为 540nm 的光照射时的阻值为 5×103Ω , 将两个这样的 LDR 连接成图乙电路，则 ( )
A ．黄光比紫光的频率低 B ．通过 R1 的电流比 R2 小
C．R1 的功率比 R2 小 D．波长为 540nm 的光在真空中的传播速度比红光快7 ．下列关于电磁波和信息技术说法正确的是 ( )
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变成恒定电流
8 ．下列关于信息的传递的说法中，正确的是 ( )
A ．声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息
B ．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C ．收音机的天线和手机天线一样，既可以接收电磁波传来的信息，又可以同时发射电磁波
D ．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
9 ．下列关于电磁波的说法，不正确的是 ( )
A ．B 超是一种利用电磁波来工作的设备
B ．“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传输信号的
C ．“嫦娥五号“探测器能从月球上传输影像图，说明电磁波能在真空中传播
D ．“5G 技术”世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波
10．5G 网络建设等“新基建”项目一时间成为了 2020 年的热门关键词，5G 时代将实现万物互联，我们的日常生活、工作、出行将更加便捷。使用 5G 手机在线网课学习时，传递信息利用的是( )
A ．微波 B ．超声波 C ．紫外线 D ．次声波
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11 ．人们从某电视直播节目中获知，在北京 2022 年冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军！该电视节目的信号是通过卫星传送的，属于卫星通信。关于卫星通信，下列说法正确的是 ( )
A ．卫星通信使用的是中波或者短波
B ．通信卫星只能用来传递声音信号
C ．卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D ．通信卫星既能传递声音信号，又能传递图像信号
12 ．光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是 ( )
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A ．光纤通信中所使用的光不是激光
C ．光纤通信不需要任何传导介质
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
B ．光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
D ．因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维
13．通信模块接收的北斗卫星数据信息是通过 波进行传递的，北斗系统中的地球同步轨道卫星相对于地球是 的。
14．同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。在地球的周围均匀地配置 颗同步通信卫星，就可以覆盖全球实现全球通信。卫星通信是使用 （填“超声波”或“ 电磁波”）与地面站进行通信的。
15 ．2025 年 1 月 3 日，我国某知名品牌手机厂商发布了新一代智能手机，如图所示，可以利用北斗卫星实现手机之间短信、图片等信息通讯。手机与北斗卫星之间信息通讯是通过 波实现的。中国的气象气球最高可达 5 万米空气极稀薄高空，假如其携带这款手机在 5 万米高空处时， （选填“ 能”或“不能”）正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。
16 ．光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“ 高”或“低”）的电流信号上。
三、实验题（共 4 题，每空 2 分，共 28 分）
17 ．在探究电磁波的传播特性实验中：
（1）如图所示，将手机放在玻璃广口瓶中，并用抽气机将其中的气体不断向外抽，打电话呼叫罩中的手机，这时手机 (选填“ 能”或“不能”)收到呼叫信号，由此实验现象可以得出的结论是 。
（2）如果把广口玻璃瓶换成金属容器，再打电话呼叫其中的手机，这时手机 (选填“ 能”或“不能”)收到呼叫信号。
18 ．爸爸在路由器的“ 黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华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？小华作出如下猜想：
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，小华进行了如下实验：“ 黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向 Wi﹣Fi 分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB 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
分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m
（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， 材质的增强效果更好一些；
（2）为了验证猜想二，小华等“ 黑管”发出稳定信号后，分析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，小华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有关，可能还跟其他因素有关；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。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“ 咔咔”声
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(1)这一现象验证了 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“ 咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“ 咔咔”声的原因是 ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ；
20．在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置，钻一个小孔，在瓶中装满水，用胶带粘住小孔，在瓶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面的小孔。如图所示，揭下胶带，让水流到下面盆里，你会看到光随着弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。
（1）在这个实验中，激光电筒的光束沿水流的内壁经过多次 （填“反”或“折”）射，最后射到盆底的；
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的 ，由此说明用来进行激光通信的导管 （填“ 能”或“不能”）弯曲；
（3）猜想：在激光通信中，同一根导管能不能同时传导多束激光束而不致相互干扰？ 。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
21 ．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。
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22 ．卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组
成．同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一，因此，在赤道上空同平面轨道上等间隔放置三颗同步卫星，就能实现全球范围的通信．目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空．
（1）已知地球半径为 6.4×103km ，要实现全球卫星通信，卫星在轨理论高度（距地面高度）至少多远？
（2）卫星传输的主要缺点是传输时延大．甲乙两人打接越洋电话，已知他们两地基站共用的是一颗在轨高度约 3.6×104km 的通信卫星，且两地距卫星均为 4.5×104km，求打接一次电话时延多少 s？
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建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列有关声和电磁波的说法正确的是 ( )
A ．北斗卫星导航系统传递信息是利用电磁波 B ．微波炉内利用的是红外线，不是电磁波
C ．声和电磁波传播都需要介质 D ．电磁波的传播速度比超声波的速度慢
【答案】A
A ．北斗卫星导航系统通过电磁波传递信息，因为电磁波可在真空中传播，而卫星与地面通信依赖电磁波，故 A 正确；
B ．微波炉利用的是微波（属于电磁波），而非红外线，故 B 错误；
C ．声的传播需要介质，但电磁波可在真空中传播，故 C 错误；
D ．电磁波在空气中的速度约为3 × 108 m/s ，超声波（属于声波）在空气中的速度约为 340 m/s ，电磁波更快，故 D 错误。故选 A。
2 ．5G 技术也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 ．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量
D ．中央电视台和泗阳电视台发射的电磁波传播速度不同
【答案】C
A ．电磁波的传播不需要介质，可以在太空中传播，故 A 错误；
B ．电磁波在空气中的传播速度约为 3×108m/s ，故 B 错误；
C ．电磁波和声一样，可以传递信息，也可以传递能量，故 C 正确；
D ．中央电视台和郴州电视台发射的电磁波频率和波长不同，但传播速度相同，故 D 错误。故选 C。
3 ．图中是电磁波，小明用收音机收听广州交通电台 FM106. 1MHz（1MHz=106Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏音符“do”“la” ，频率分别为 261.6Hz 、440Hz ，此时 ( )
A ．收音机接收的信息是无线电波，只能在空气中传播
B ．440Hz 表示钢琴的琴弦每分钟振动 440 次
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C ．收音机收到空中电磁波的频率是 106. 1MHz
D ．小明听到“do” 比“la”音调要高
【答案】C
A ．无线电波可以在各种介质中传播，也可以无需介质传播的，故 A 不符合题意；
B ．440Hz 表示钢琴的琴弦每秒钟振动 440 次，故 B 不符合题意；
C．广州交通电台的频率是 FM106. 1MHz，所以收听广州交通电台的收音机接收到空中电磁波的频率是 106. 1MHz ，故 C 符合题意；
D ．“do”“la” ，频率分别为 261.6Hz 、440Hz ，因此是“la” 的音调较高，故 D 不符合题意。故选 C。
4 ．2023 年 11 月 16 日，我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）正式发布迄今最亮的伽马射线暴——GRB221009A 的高能伽马辐射的精确能谱。伽马射线的频率超过 3×1019 Hz ，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。下列关于伽马射线说法不正确的是 ( )
A ．伽马射线是一种电磁波
B ．伽马射线的频率高，在真空中的传播速度为 3×108m/s
C ．伽马射线的传播需要介质
D ．伽马射线在医疗上可以用来治疗肿瘤
【答案】C
AC ．伽马射线是一种电磁波，电磁波的传播不需要介质，故 A 正确，不符合题意，C 错误，符合题意；
B．伽马射线的频率超过 3×1019Hz ，频率高；伽马射线属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s ，故 B 正确，不符合题意；
D．伽马射有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。在线医疗上可以用来治疗肿瘤，故 D 正确，不符合题意。故选 C。
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_7 m 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
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【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，不符合题意；
B ．已知5.70× 10_7 m = 570nm
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5.70× 10_7 m 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。
6 ．图甲为可见光的波段示意图。某款光敏电阻器（LDR）在无光照时的电阻值为 5×105Ω , 在波长为 540nm 的光照射时的阻值为 5×103Ω , 将两个这样的 LDR 连接成图乙电路，则 ( )
A ．黄光比紫光的频率低 B ．通过 R1 的电流比 R2 小
C．R1 的功率比 R2 小 D ．波长为 540nm 的光在真空中的传播速度比红光快
【答案】A
A ．由图甲可知，黄光的波长比紫光的长，所以频率是黄光的频率较低，故 A 正确；
B ．由图乙可知，R1 与 R2 串联接入电路，则根据串联电路的电流规律可知，通过两者的电流相等，故 B 错误；
C ．根据题意可知，LDR 在无光照时的电阻值为 5×105Ω , 在波长为 540nm 的光照射时的阻值为
5×103Ω , 即在图乙中，R1>R2 ，又因为通过两者的电流相同，则根据公式 P=I2R 可知，R1 的功率比R2 的大，故 C 错误；
D ．无论是什么频率的光，在真空中的传播速度都是 3×108m/s ，故 D 错误。
故选 A。
7 ．下列关于电磁波和信息技术说法正确的是 ( )
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
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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变成恒定电流
【答案】AA ．声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故 A 正确；
B ．移动通讯是利用电磁波来传递信息，5G 技术是利用电磁波进行信息传输的，故 B 错误；
C ．电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以能传递图像信号，故 C 错误；
D ．话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，故 D 错误。故选 A。
8 ．下列关于信息的传递的说法中，正确的是 ( )
A ．声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息
B ．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C ．收音机的天线和手机天线一样，既可以接收电磁波传来的信息，又可以同时发射电磁波
D ．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
【答案】DA ．声、光和电磁波都可以传递信息，故 A 错误；
B ．固定电话是利用变化的电流传递信息的，移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的，故B 错误；
C ．收音机的天线只能接收电磁波传来的信息，不能发射电磁波，故 C 错误；
D ．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息，故 D 正确。故选 D。
9 ．下列关于电磁波的说法，不正确的是 ( )
A ．B 超是一种利用电磁波来工作的设备
B ．“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传输信号的
C ．“嫦娥五号“探测器能从月球上传输影像图，说明电磁波能在真空中传播
D ．“5G 技术”世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波
【答案】AA．医院检查身体所用的 B 超利用了超声波传递信息，故 A 不正确，符合题意；
B ．电磁波的传播不需要介质，“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传输信号的，故 B 正确，不符合题意；
C ．“嫦娥五号”探测器能从月球上传输影像图，太空中是真空环境，说明电磁波能在真空中传播，故 C 正确；
D．“5G 技术”世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波属于电磁波的一种，故 D 正确。故选 A。
10．5G 网络建设等“新基建”项目一时间成为了 2020 年的热门关键词，5G 时代将实现万物互联，我们的日常生活、工作、出行将更加便捷。使用 5G 手机在线网课学习时，传递信息利用的是( )
A ．微波 B ．超声波 C ．紫外线 D ．次声波
第二十一章 电磁波及其应用 提升卷（解析版）
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【答案】A
手机是利用电磁波来传递信息的；微波属于电磁波，使用5G 手机在线学习时，传递信息利用的微波。故选 A。
11 ．人们从某电视直播节目中获知，在北京 2022 年冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军！该电视节目的信号是通过卫星传送的，属于卫星通信。关于卫星通信，下列说法正确的是 ( )
A ．卫星通信使用的是中波或者短波
B ．通信卫星只能用来传递声音信号
C ．卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D ．通信卫星既能传递声音信号，又能传递图像信号
【答案】D
AC ．卫星通信是利用卫星作为中继站，来转发接收到的无线电波（微波）的，故 AC 错误；
BD ．电磁波可以传递信息，卫星通信既能传递声信号又能传递图像信号，故 B 错误，D 正确。故选 D。
12 ．光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是 ( )
A ．光纤通信中所使用的光不是激光 B ．光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
C ．光纤通信不需要任何传导介质 D ．因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维
【答案】B
光纤通信利用的是激光，通信时需要光导纤维作为传导介质，光导纤维是很细很细的玻璃丝；光纤通信传递信息的容量比短波、微波高出百万倍、千万倍。故 ACD 错误，B 正确。故选 B。
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
13．通信模块接收的北斗卫星数据信息是通过 波进行传递的，北斗系统中的地球同步轨道卫星相对于地球是 的。
【答案】 电磁 静止
[ 1]通信模块接收的北斗卫星数据信息是通过电磁波进行传递，卫星到地球中间处于真空，而电磁波能够在真空传播。
[2]北斗系统中的地球同步轨道卫星相对于地球，位置没有发生变化，同步轨道卫星相对于地球是静止的。
14．同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。在地球的周围均匀地配置 颗同步通信卫星，就可以覆盖全球实现全球通信。卫星通信是使用 （填“超声波”或“ 电磁波”）与地面站进行通信的。
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【答案】 三 电磁波
[ 1]地球同步卫星是指卫星的转动周期与地球的自转周期相同，因此，相对于地球上的某一位置，同步卫星的位置是不会发生改变的，也就是静止的；卫星在通讯当中起到了中继站的作用，根据科学家的测算，全球只需要 3 颗同步卫星均匀分布，就可以实现全球通信。
[2] 电磁波可以在真空中传播，卫星通信是使用电磁波与地面站进行通信的。
15 ．2025 年 1 月 3 日，我国某知名品牌手机厂商发布了新一代智能手机，如图所示，可以利用北斗卫星实现手机之间短信、图片等信息通讯。手机与北斗卫星之间信息通讯是通过 波实现的。中国的气象气球最高可达 5 万米空气极稀薄高空，假如其携带这款手机在 5 万米高空处时， （选填“ 能”或“不能”）正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。
【答案】 电磁 能
[ 1][2]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，手机与北斗卫星之间利用电磁波传递信息，电磁波在真空和空气中都能传播，在空气极稀薄高空能正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。
16 ．光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“ 高”或“低”）的电流信号上。
【答案】 短 反射 高
[ 1] 光纤是利用激光传播信息的，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息量越多，激光的频率比较高，波长较短，相同的时间内就可以传递大量的信息。
[2][3] 光纤通信是利用激光传输信息的，从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更高的电流信号上。
三、实验题（共 4 题，每空 2 分，共 28 分）
17 ．在探究电磁波的传播特性实验中：
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（1）如图所示，将手机放在玻璃广口瓶中，并用抽气机将其中的气体不断向外抽，打电话呼叫罩中的手机，这时手机 (选填“ 能”或“不能”)收到呼叫信号，由此实验现象可以得出的结论
是 。
（2）如果把广口玻璃瓶换成金属容器，再打电话呼叫其中的手机，这时手机 (选填“ 能”或“不能”)收到呼叫信号。
【答案】 能 电磁波能在真空中传播 不能
（1）[ 1][2]当抽去玻璃瓶内的空气，瓶内的空气逐渐减少，接近真空，此时罩内的手机，
手机仍能收到呼叫信号，由此可知，电磁波传播不需要介质，其能在真空中能传播。
（2）[3]将玻璃瓶更换为金属容器，同样抽气容器中的空气，当容器内空气逐渐减少，接近真空状态时，此时打电话呼叫容器中的手机，手机将不能收到呼叫信号。由此可说明电磁波遇到金属会被反射，即金属容器能屏蔽电磁波。
18 ．爸爸在路由器的“ 黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华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？小华作出如下猜想：
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，小华进行了如下实验：“ 黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向 Wi﹣Fi 分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB 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
分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m
（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， 材质的增强效果更好一些；
（2）为了验证猜想二，小华等“ 黑管”发出稳定信号后，分析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，小华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有关，可能还跟其他因素有关；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 提升卷（解析版）
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【答案】 分析仪到路由器距离 铝 正确 信号增强器表面的粗糙程度
（1）[ 1]实验中可以通过分析仪到路由器距离反映它的增强效果，距离越大，效果越好。
[2]分析表中数据可知：相同条件下，铝材质的增强效果更好一些。
（2）[3]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的。
（3）[4]小华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。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“ 咔咔”声
(1)这一现象验证了 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“ 咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“ 咔咔”声的原因是 ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ；
【答案】 电磁波 声音不能在真空中传播 电梯对电磁波有屏蔽作用
(1)[ 1]迅速变化的电流会在空间激起电磁波，听到收音机发出“ 咔咔”声验证了电磁波的存在。
(2)[2]声音的传播需要介质，将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，发现听不到收音机发出的“ 咔咔”声，原因是声音不能在真空中传播。
(3)[3] 电梯是密闭的金属罩，乘坐电梯时，发现手机接收不到信号，原因是电梯对电磁波有屏蔽作用。
20．在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置，钻一个小孔，在瓶中装满水，用胶带粘住小孔，在瓶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面的小孔。如图所示，揭下胶带，让水流到下面盆里，你会看到光随着弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。
第二十一章 电磁波及其应用 提升卷（解析版）
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（1）在这个实验中，激光电筒的光束沿水流的内壁经过多次 （填“反”或“折”）射，最后射到盆底的；
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的 ，由此说明用来进行激光通信的导管 （填“ 能”或“不能”）弯曲；
（3）猜想：在激光通信中，同一根导管能不能同时传导多束激光束而不致相互干扰？ 。
【答案】 反 光纤 能 能
（1）[ 1] 由图可知，激光电筒的光束是沿水流的内壁，多次反射后，射到盆底。
（2）[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。
[3]实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光导纤维，所以，用来进行激光通信的导管能弯曲。
（3）[4]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。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
21 ．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。
【答案】（1）16 次；（2）420km；
解：（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n
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
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22 ．卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组
成．同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一，因此，在赤道上空同平面轨道上等间隔放置三颗同步卫星，就能实现全球范围的通信．目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空．
（1）已知地球半径为 6.4×103km ，要实现全球卫星通信，卫星在轨理论高度（距地面高度）至少多远？
（2）卫星传输的主要缺点是传输时延大．甲乙两人打接越洋电话，已知他们两地基站共用的是一颗在轨高度约 3.6×104km 的通信卫星，且两地距卫星均为 4.5×104km，求打接一次电话时延多少 s？
【答案】（1）6.4×103km（2）0.6
（1）． ∵三颗卫星覆盖整个地球，同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一，
∴ ∠DOB ＝120° ,
∴ ∠AOB ＝60° ,
∵△ABO 是直角三角形，
∴ ∠OAB ＝30° ,
∴OA ＝2OB ＝2R，
∴AC ＝OA﹣OC ＝2R﹣R＝R ＝6.4×103km．
（2）．打接一次电话的路程：
s ＝4×4.5×104km ＝1.8×105km．
∵v ＝ s ，
t
答：（1）．卫星在轨理论高度至少 6.4×103km．
（2）．打接一次电话时延多少 0.6s．
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