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第十五章 电磁波与通信技术 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 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．“天宫课堂”在中国空间站开讲，如图所示，电视机中正在播放航天员开设的精彩太空科普课，下列说法正确的是 ( )
A ．航天员的声音是通过超声波的形式传回地球的
B ．回看时用倍速播放，声音会变尖是因为改变了声音的音色
C ．航天员的声音在空间站内传播的速度约为 340m/s
D ．彩色电视机画面的颜色是由红、黄、蓝三种色光混合而成
2 ．在鹊桥二号中继星的支持下，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面，实现了人类首次在月背样品采集。下列相关说法正确的是 ( )
A ．采集的样品返回地球后质量会减小
B ．太阳能电池是将光能转化为内能
C ．鹊桥二号中继星绕月飞行过程中受平衡力作用
D ．控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制
3 ．现在很多汽车都具有可以远程启动的功能，其指令信息传递依靠 ( )
A ．超声波 B ．电磁波 C ．次声波 D ．光导纤维
4 ．如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是 ( )
A ．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射
B ．快递车与控制中心的联系是通过超声波实现的
C ．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D ．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、缩小的实像
5 ．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
第十五章 电磁波与通信技术 提升卷（学生版）
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6．2025 春晚，机器人的精彩表演为观众带来了前所未有的视听震撼（如图）。其中涉及的物理知识分析不正确的是 ( )
A．机器人内部用复杂的电路系统传输和处理各种电信号，遥控器发出的信号以电磁波的形式传递给机器人
B ．机器人依靠电池提供电能，机器人工作过程中把电能转化为其他形式的能
C ．机器人利用电机可以转动手轴，这个电机是发电机
D ．机器人的关节运动也是靠电机驱动，这个电机是电动机
7 ．近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是 ( )
A ．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为340m / s
B ．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C ．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波
D ．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
8 ．电磁波无处不在，在生产生活中有广泛的应用。关于电磁波，下列说法正确的是 ( )
A ．电磁波像声波一样，传播时需要介质 B ．电磁波在真空中的传播速度是 340m/s
C ．微波炉工作时主要利用电磁波的信息特征 D ．北斗导航系统利用电磁波来提供定位服务
9 ．图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是 ( )
A ．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B ．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C ．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为 340m/s
D ．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
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10 ．如图所示为某 5G 基站信号塔结构示意图，下列说法符合物理原理的是 ( )
A ．塔身采用三角形结构增大稳定性 B ．信号通过光纤传递利用电流磁效应
C ．顶端的避雷针是绝缘体，防止雷击 D ．金属支架发生腐蚀是升华现象
二、非选择题（本大题共 11 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）聪慧的古人在夜晚利用“ 北斗七星”来确定自己的大致方位。如今我国建立起“ 北斗三号全球卫星导航系统” ，该系统中有3 颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，这3 颗卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的；在使用手机导航时，手机与北斗卫星之间通过 （选填“超声波”或“ 电磁波”）传递信息。
12 ．（4 分）新一代标准动车组“ 复兴号”（如图）是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车。列车高速运行时，带动周围空气流速变大，空气流速越大处，压强越 。车厢内实现了 WiFi 网络全覆盖，WiFi 采用的是低强度的 波传输信号。
13 ．（4 分）济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。
14 ．（4 分）2025 年春晚首次使用由 30 台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过 AI 算法将抗干扰能力强的 （选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用 LED 立方体光源呈现 3D 效果，LED 光源主要是由 材料制成。
15 ．（4 分）2025 年 2 月 11 日，首枚长征八号 A（又叫长征八号甲）运载火箭搭载互联网低轨 02
组卫星在海南文昌发射场发射，加速升空的过程中，卫星的机械能 （选填“增大”“不变”或“减
小”）。卫星是利用 （选填“ 电磁波”或“超声波”）将探测信息传递给地球上的控制团队的。
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16 ．（8 分）节约能源不是口号，是一种行动力。我国大力发展电动汽车，走在绿色出行的最前沿。如图所示是某厂家开发的高性能生态科技智能轿车，该车采用流线型的溜背设计，续航 700 公里起，采用环绕式座舱设计、人体工学座椅、三辐 D 型方向盘，全车 5 屏协同，内置动感氛围灯，以及 15 扬声器系统。其质量为 1500kg ，车轮与地面接触的总面积为 0.075m , 加速时间 2.78s ，最高时速 265km/h ，该车在水平路面上匀速直线行驶 13.8km,用时 10min ，这一过程中汽车发动机的输出功率为 4.6×10 W。
(1)该车采用流线型的溜背设计可以减小空气阻力，高速行驶时对地面的压力 （选填“大于”“等于”或“ 小于”）自身重力；NOA 智能辅助导航系统通常使用摄像头、毫米波雷达等传感器来感知周围环境，毫米波雷达是利用 波完成的。
(2)汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少
(3)汽车牵引力所做的功是多少
17 ．（10 分）随着 5G 信号的快速发展，5G 无人物品配送车已逐渐应用于实际生活中。如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的四轮 5G 无人配送车，空载时质量为 300kg 。已知轮胎与地面的总接触面积为3 × 10_2 m2 。若配送车在一次配送中以 18km/h 的速度匀速行驶了 10min ，此过程中配送车受到的摩擦阻力为5.4 × 103 N ，g 取 10N/kg 。求：
(1)配送车与控制中心的通信是利用 （选填“ 电磁波”或“超声波”）来传递信息的。
(2)配送车此次行驶的路程为多少？
(3)此次行驶的过程中配送车牵引力做的功？
(4)配送车某次配送中，装上货物后，对水平地面的压强为 3×105Pa ，请计算所装货物的质量？
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18 ．（10 分）甲图是“胶囊胃镜” ，重为0.05N 。它只需患者随水吞下，经过 15 分钟左右便可完成胃部检查。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动。在这个过程中，胶囊机器人拍摄的图像被5G 无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
(1)由图甲可知这个胶囊机器人长约 2.7 （填单位）；
(2)胶囊机器人在胃中每下降 1cm ，重力做功 W= J。
(3)如果医生想扫描更大范围，应操作机器人 （选填“靠近”或“远离”）此区域，此时观察到的像大小 （选填“不变” 、“变小”或“变大”）。
(4)医生在远程无线操控机器人时，通过 波来传递信号。
19 ．（12 分）1842 年的一天，奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时鸣笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时鸣笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象产生了极大兴趣，就进行了研究。他发现当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的频率变小，音调变得低沉；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的频率变大，音调就变高，后来人们把它称为“ 多普勒效应”。科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波，包括电磁波。
声波的多普勒效应可用于交通中的测速，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。多普勒效应也可以用于医学诊断，也就是我们平常说的彩超，即彩色多普勒超声。仪器发射一系列的超声波，经人体血管内的血液反射，因为血液流动的速度不同，反射后被仪器接收到的回声的频率就会有所不同，用不同颜色标识出，因而彩超既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息。
(1)光是一种电磁波，所以光 （选填“ 能”或“ 不能”）发生多普勒效应；
(2)交通中的测速仪和医学中的彩超都是应用多普勒效应原理工作的，仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率 （选填“相同”或“不同”）；
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(3)实际测量中，若正在鸣笛的汽车静止，警察径直向这辆鸣笛的汽车处走过去， （选填“ 能”或“不能”）发生多普勒现象；
(4)战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在 （选填“靠近”或“远离”）他，这说明声音可以传递 。
(5)某团队为了测量汽车行驶速度，做过以下实验：让一辆汽车在平直公路上匀速行驶，在汽车上有一发声装置，发声装置每一秒钟发出“ 嘀” 的一声，在汽车的正前方站着一位观察者。初始观察者与汽车相距s = 850m 。（声音在空气中传播速度为v = 340m / s ）若汽车行驶的速度为17m / s ，则观察者听到第一次和第二次“ 嘀” 的声音时间间隔是 s。
20 ．（10 分）阅读短文，回答问题。
手机信号屏蔽器
随着高科技发展的日新月异，为防止考试作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器。那么手机信号屏蔽器的原理是什么呢？手机工作时是在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波连接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。手机信号屏蔽器针对手机通信的原理，屏蔽器在工作过程中以一定的速度从低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，从而使手机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现象。现在随着 5G 手机的普及，屏蔽器相应地出现了5G 全频段信号屏蔽器。通过屏蔽器，可以使 5G 手机信号也被屏蔽。
(1)手机和基站之间连接的无线电波 （选填“属于”或“ 不属于”）电磁波；
(2)手机信号屏蔽器主要是阻碍无线电波传递 （选填“信息”或“ 能量”）；
(3)屏蔽器的作用频率有 800MHz、900MHz、2000MHz 等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中的传播速度是 （选填“相同”或“不同”）的；
(4)针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，某同学设计了几个不同的探究方案，其中可行的是（ ）（填字母）；
A ．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话
B ．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机
C ．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机
D ．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话
(5)由于 5G 手机的出现，手机信号屏蔽器也需要改进，改进后扩大了屏蔽器的（ ）（填字母）。
A ．额定功率 B ．额定电压 C ．作用频率范围 D ．电磁波速度
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建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．“天宫课堂”在中国空间站开讲，如图所示，电视机中正在播放航天员开设的精彩太空科普课，下列说法正确的是 ( )
A ．航天员的声音是通过超声波的形式传回地球的
B ．回看时用倍速播放，声音会变尖是因为改变了声音的音色
C ．航天员的声音在空间站内传播的速度约为 340m/s
D ．彩色电视机画面的颜色是由红、黄、蓝三种色光混合而成
【答案】C
A ．声音传播需介质，真空不能传声，航天员的声音是通过电磁波的形式传回地球的，故A 错误；
B ．回看时用倍速播放，会增大声音的频率，声音会变尖是因为改变了声音的音调，故 B 错误；
C ．声音传播速度与介质有关，航天员的声音在空间站内传播的速度为340m / s ，故 C 正确；
D ．红、绿、蓝三种色光是光的三原色，可以混合成不同的色光，彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成，故 D 错误。故选 C。
2 ．在鹊桥二号中继星的支持下，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面，实现了人类首次在月背样品采集。下列相关说法正确的是 ( )
A ．采集的样品返回地球后质量会减小
B ．太阳能电池是将光能转化为内能
C ．鹊桥二号中继星绕月飞行过程中受平衡力作用
D ．控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制
【答案】D
A ．质量不随位置的改变而改变，采集的样品返回地球后质量会不变，故 A 错误；
B ．太阳能电池是将光能转化为电能，而不是内能，故 B 错误；
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C ．鹊桥二号中继星绕月飞行过程中，其运动方向不断发生变化，运动状态在改变，根据力与运动的关系，物体运动状态改变时受到的不是平衡力，故 C 错误；
D ．电磁波可以在真空中传播，控制中心利用电磁波通过鹊桥二号中继星实现对嫦娥六号的控制，故 D 正确。故选 D。
3 ．现在很多汽车都具有可以远程启动的功能，其指令信息传递依靠 ( )
A ．超声波 B ．电磁波 C ．次声波 D ．光导纤维
【答案】B
现在很多的汽车都具有可以远程启动的功能，其指令信息的传递依靠电磁波；故 B 符合题意，ACD 不符合题意。故选 B。
4 ．如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是 ( )
A ．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射
B ．快递车与控制中心的联系是通过超声波实现的
C ．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D ．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、缩小的实像
【答案】D
A ．用户看见快递车是因为光在它表面发生了（漫）反射，故 A 错误；
B ．快递车与控制中心的联系是通过电磁波实现的，而不是超声波，故 B 错误；
C ．摄像头的镜头相当于凸透镜，识别时利用凸透镜对光折射发生会聚的原理工作，故 C 错误；
D ．人脸识别时，摄像头的镜头相当于凸透镜，识别时物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，故 D 正确。故选 D。
5 ．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
【答案】C
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（BDS）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；
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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。
6．2025 春晚，机器人的精彩表演为观众带来了前所未有的视听震撼（如图）。其中涉及的物理知识分析不正确的是 ( )
A．机器人内部用复杂的电路系统传输和处理各种电信号，遥控器发出的信号以电磁波的形式传递给机器人
B ．机器人依靠电池提供电能，机器人工作过程中把电能转化为其他形式的能
C ．机器人利用电机可以转动手轴，这个电机是发电机
D ．机器人的关节运动也是靠电机驱动，这个电机是电动机
【答案】C
A ．机器人内部用电路传输和处理电信号，遥控器发出的信号以电磁波的形式传递，遥控常用红外或无线电波，都是电磁波，故 A 正确，不符合题意；
B ．机器人依靠电池供电，工作过程中把电能转化为其他形式的能，比如机械能、光能、声能等，故 B 正确，不符合题意；
CD．机器人利用电机可以转动手轴，转动关节的电机是电动机，将电能转化为机械能，故 C 错误，符合题意，D 正确，不符合题意；故选 C。
7 ．近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是 ( )
A ．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为340m / s
B ．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C ．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波
D ．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
【答案】A
A ．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为3 × 108 m / s ，故 A 错误，符合题意；
B ．电磁波的传播不需要介质，传播速度快，北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务，故 B 正确，不符合题意；
C ．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波，从而实现双向通信，故 C 正确，不符合题意；
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的，这种通信容量大、抗干扰能力强，故 D 正确，不符合题意。故选 A。
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8 ．电磁波无处不在，在生产生活中有广泛的应用。关于电磁波，下列说法正确的是 ( )
A ．电磁波像声波一样，传播时需要介质 B ．电磁波在真空中的传播速度是 340m/s
C ．微波炉工作时主要利用电磁波的信息特征 D ．北斗导航系统利用电磁波来提供定位服务
【答案】D
A ．电磁波的传播不需要介质，而声波传播需要介质，故 A 错误；
B ．电磁波在真空中的传播速度是3 × 108 m / s ，而340m / s是声音在 15℃空气中的传播速度，故 B 错误；
C ．微波炉工作时主要利用电磁波的能量特征，使食物中的分子运动加剧，从而达到加热食物的目的，而不是利用其信息特征，故 C 错误；
D．北斗导航系统利用电磁波来传递信息，从而为用户提供定位、导航等服务，故 D 正确。故选 D。
9 ．图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是 ( )
A ．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B ．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C ．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为 340m/s
D ．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
【答案】D
A ．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故 A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即 c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式：波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故 B 错误；
C ．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为 3.0×108m/s ，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近 3.0×108m/s ，故 C 错误；
D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故 D 正确。故选 D。
10 ．如图所示为某 5G 基站信号塔结构示意图，下列说法符合物理原理的是 ( )
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A ．塔身采用三角形结构增大稳定性 B ．信号通过光纤传递利用电流磁效应
C ．顶端的避雷针是绝缘体，防止雷击 D ．金属支架发生腐蚀是升华现象
【答案】A
A ．三角形是一种具有稳定性的几何图形，在许多建筑结构中，采用三角形结构能够有效地将力分散并保持结构的稳固。5G 基站信号塔的塔身采用三角形结构，正是利用了三角形的稳定性原理，使其在各种环境条件下能够更好地承受自身重量以及可能受到的外力作用（如风力等），从而增大整体的稳定性，故 A 符合题意；
B ．光纤通信是利用光在光纤中全反射的原理来传递信息的。光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到 90° 时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。光纤内部的纤芯材料和包层材料具有不同的折射率，使得光可以在光纤内部不断地发生全反射而沿着光纤传播，从而实现信号的远距离传输。而电流磁效应是指电流周围存在磁场的现象，与光纤通信的原理完全不同，故 B 不符合题意；
C．避雷针是用来保护建筑物等免受雷击的装置，其工作原理是当雷云放电接近地面时使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端形成局部电场强度集中的空间，以引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。为了能够良好地传导雷电流，避雷针通常是由金属等导体材料制成的，而不是绝缘体，故 C 不符合题意；
D ．金属支架发生腐蚀是一种化学反应过程，通常是金属与周围环境中的氧气、水等物质发生化学反应，导致金属表面逐渐被破坏。例如铁生锈就是铁与空气中的氧气和水发生氧化反应的结果。而升华是指物质由固态直接变为气态的物态变化过程，金属腐蚀显然不属于升华现象，故 D 不符合题意。故选 A。
二、非选择题（本大题共 11 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）聪慧的古人在夜晚利用“ 北斗七星”来确定自己的大致方位。如今我国建立起“北斗三号全球卫星导航系统” ，该系统中有3 颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，这3 颗卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的；在使用手机导航时，手机与北斗卫星之间通过 （选填“超声波”或“ 电磁波”）传递信息。
【答案】 静止 电磁波
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[ 1]这 3 颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，即卫星相对于地面的位置没有发生变化，所以这 3 颗卫星相对于地面是静止的。
[2]超声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，卫星在太空中，所以手机与北斗卫星之间是通过电磁波传递信息的。
12 ．（4 分）新一代标准动车组“ 复兴号”（如图）是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车。列车高速运行时，带动周围空气流速变大，空气流速越大处，压强越 。车厢内实现了 WiFi 网络全覆盖，WiFi 采用的是低强度的 波传输信号。
【答案】 小 电磁
[ 1]列车高速运行时，带动周围空气流速变大，流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大，所以空气流速越大处，压强越小。
[2] 由于电磁波的传播范围广，传播速度快，电磁波能传递信息，所以 Wi-Fi 采用的是低强度的电磁波传输信号。
13 ．（4 分）济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。
【答案】 光的反射 反射
[ 1]水中的倒影是平面镜成像的结果，本质上是由于光的反射形成的虚像。
[2]光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生反射来实现信息传输的。是由于激光的多次反射来传递信息的。
14 ．（4 分）2025 年春晚首次使用由 30 台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过 AI 算法将抗干扰能力强的 （选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用 LED 立方体光源呈现 3D 效果，LED 光源主要是由 材料制成。
【答案】 数字 半导体
[ 1]数字信号与模拟信号相比，具有抗干扰能力强的特点。
[2]LED 灯即发光二极管，二极管是由半导体材料制成的，所以 LED 光源主要是由半导体材料制成。
第十五章 电磁波与通信技术 提升卷（解析版）
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15 ．（4 分）2025 年 2 月 11 日，首枚长征八号 A（又叫长征八号甲）运载火箭搭载互联网低轨 02
组卫星在海南文昌发射场发射，加速升空的过程中，卫星的机械能 （选填“增大”“不变”或“减
小”）。卫星是利用 （选填“ 电磁波”或“超声波”）将探测信息传递给地球上的控制团队的。
【答案】 增大 电磁波
[ 1]加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能增大，所以机械能增大。
[2] 电磁波可以传递信息，且电磁波的传播不需要介质。太空中没有空气，卫星向地面传递信息利用的是电磁波。
16 ．（8 分）节约能源不是口号，是一种行动力。我国大力发展电动汽车，走在绿色出行的最前沿。如图所示是某厂家开发的高性能生态科技智能轿车，该车采用流线型的溜背设计，续航 700 公里起，采用环绕式座舱设计、人体工学座椅、三辐 D 型方向盘，全车 5 屏协同，内置动感氛围灯，以及 15 扬声器系统。其质量为 1500kg ，车轮与地面接触的总面积为 0.075m , 加速时间 2.78s ，最高时速 265km/h ，该车在水平路面上匀速直线行驶 13.8km,用时 10min ，这一过程中汽车发动机的输出功率为 4.6×10 W。
(1)该车采用流线型的溜背设计可以减小空气阻力，高速行驶时对地面的压力 （选填“大于”“等于”或“ 小于”）自身重力；NOA 智能辅助导航系统通常使用摄像头、毫米波雷达等传感器来感知周围环境，毫米波雷达是利用 波完成的。
(2)汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少
(3)汽车牵引力所做的功是多少
【答案】(1) 小于；电磁；(2)2 × 105 Pa ；(3)2.76×1010J
（1）[ 1]流线型设计使车顶空气流速加快，根据流体压强与流速的关系，车顶气压减小，从而产生向上的升力，因此高速行驶时对地面的压力小于自身重力。
[2]毫米波雷达是利用波长 1- 10 毫米的电磁波进行环境感知的。
（2）根据二力平衡的条件，汽车对地面的压力 F=G=mg= 1500kg×10N/kg= 1.5×10 N汽车对地面的压强p Pa
（3）行驶时间 t= 10min=600s
根据P 牵引力做功 W=Pt=4.6×10 W×600s=2.76×10 J
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17 ．（10 分）随着 5G 信号的快速发展，5G 无人物品配送车已逐渐应用于实际生活中。如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的四轮 5G 无人配送车，空载时质量为 300kg 。已知轮胎与地面的总接触面积为3 × 10_2 m2 。若配送车在一次配送中以 18km/h 的速度匀速行驶了 10min ，此过程中配送车受到的摩擦阻力为5.4 × 103 N ，g 取 10N/kg 。求：
(1)配送车与控制中心的通信是利用 （选填“ 电磁波”或“超声波”）来传递信息的。
(2)配送车此次行驶的路程为多少？
(3)此次行驶的过程中配送车牵引力做的功？
(4)配送车某次配送中，装上货物后，对水平地面的压强为 3×105Pa ，请计算所装货物的质量？ 【答案】(1)电磁波；(2)3000m；(3)1.62× 107 J ；(4)600kg
（1）电磁波可以在真空中传播，且能够传递信息，在生活中被广泛应用于无线通信等领域，配送车与控制中心之间的远距离通信正是利用了电磁波的这一特性。超声波属于声波，声波的传播需要介质，无法在真空中传播，且传播距离相对有限，不适合用于此类通信。因此，这里应填电磁波。
（2）配送车此次行驶的时间t = 10 min h
配送车此次行驶的路程s = vt = 18 kmh = 3km=3000m
（3）根据二力平衡，配送车匀速直线行驶时的牵引力F牵 = f = 5.4 × 103 N
此次行驶的过程中配送车牵引力做的功W = F牵s = 5.4 × 103 N × 3000m = 1.62× 107 J
（4）根据压强公式p 装上货物后货车对地面的压力F压 = pS = 3 × 105 Pa × 3 × 10-2 m2 = 9000N
在水平面上，装上货物后货车的总重力G总 = F压 = 9000N那么装上货物后货车的总质量m总 kg所装货物的质量m货 = m总 _ m空载 = 900kg_ 300kg = 600kg
18 ．（10 分）如甲图是“胶囊胃镜” ，重为0.05N 。它只需患者随水吞下，经过 15 分钟左右便可完成胃部检查。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动。在这个过程中，胶囊机器人拍摄的图像被5G 无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。
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(1)由图甲可知这个胶囊机器人长约 2.7 （填单位）；
(2)胶囊机器人在胃中每下降 1cm ，重力做功 W= J。
(3)如果医生想扫描更大范围，应操作机器人 （选填“靠近”或“远离”）此区域，此时观察到的像大小 （选填“不变” 、“变小”或“变大”）。
(4)医生在远程无线操控机器人时，通过 波来传递信号。
【答案】(1)cm；(2)5 × 10_4 ；(3)远离；变小；(4)电磁
（1）由图甲可知，胶囊机器人长大约等于两个手指的宽度，约 2.7cm。
（2）胶囊机器人在胃中每下降 1cm ，重力做功W = Gh = 0.05N× 0.01m = 5 × 10_4 J
（3）[ 1][2] 凸透镜成实像，物距变大，像变小。要扫描更大范围，即像变小，应增大物距，所以应操作机器人远离此区域。根据凸透镜成像规律可知此时观察到的像的大小将变小。
（4）在远程无线操控中，是通过电磁波来传递信号的，所以医生在远程无线操控机器人时，通过电磁波来传递信号。
19 ．（12 分）1842 年的一天，奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时鸣笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时鸣笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象产生了极大兴趣，就进行了研究。他发现当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的频率变小，音调变得低沉；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的频率变大，音调就变高，后来人们把它称为“ 多普勒效应”。科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波，包括电磁波。
声波的多普勒效应可用于交通中的测速，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。多普勒效应也可以用于医学诊断，也就是我们平常说的彩超，即彩色多普勒超声。仪器发射一系列的超声波，经人体血管内的血液反射，因为血液流动的速度不同，反射后被仪器接收到的回声的频率就会有所不同，用不同颜色标识出，因而彩超既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息。
(1)光是一种电磁波，所以光 （选填“ 能”或“不能”）发生多普勒效应；
第十五章 电磁波与通信技术 提升卷（解析版）
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(2)交通中的测速仪和医学中的彩超都是应用多普勒效应原理工作的，仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率 （选填“相同”或“不同”）；
(3)实际测量中，若正在鸣笛的汽车静止，警察径直向这辆鸣笛的汽车处走过去， （选填“ 能”或“不能”）发生多普勒现象；
(4)战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在 （选填“靠近”或“远离”）他，这说明声音可以传递 。
(5)某团队为了测量汽车行驶速度，做过以下实验：让一辆汽车在平直公路上匀速行驶，在汽车上有一发声装置，发声装置每一秒钟发出“ 嘀” 的一声，在汽车的正前方站着一位观察者。初始观察者与汽车相距s = 850m 。（声音在空气中传播速度为v = 340m / s ）若汽车行驶的速度为17m / s ，则观察者听到第一次和第二次“ 嘀” 的声音时间间隔是 s。
【答案】(1)能；(2)不同；(3)能；(4)远离；信息；(5)0.95
（1）由材料中的“科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波，包括电磁波”可知，光是一种电磁波，所以光也能发生多普勒效应。
（2）多普勒效应也可以用于医学诊断，仪器发射一系列的超声波，经人体血管内的血液反射，因为血液流动的速度不同，所以仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率不同。
（3）当声源静止、观察者向声源运动时，波源与观察者之间有相对运动，就一定能观察到多普勒效应；当声源和观察者靠近时，音调会变高，则听到声音的频率变大。
（4）[ 1]当声源和观察者靠近时，音调会变高，若两者远离，则频率减小。因此战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在远离他。
[2]通过声音的音调变化来判断炮弹的远近，这说明声音可以传递信息。
（5）由v可得，第一次听到“ 嘀”声的时间为ts第二次发出“ 嘀”声时汽车行驶的路程为s车 =v车t= 17m/s× 1s=17m
第二次听到“ 嘀”声的时间为ts
第二次“ 嘀”声比第一次晚到达观察者的时间为Δt=t1 -t2 =2.5s-2.45s=0.05s
则观察者听到第一次和第二次“ 嘀”声的声音时间间隔是t间 =1s-Δt= 1s-0.05s=0.95s
20 ．（10 分）阅读短文，回答问题。
手机信号屏蔽器
随着高科技发展的日新月异，为防止考试作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器。那么手机信号屏蔽器的原理是什么呢？手机工作时是在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波连接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输。手机信号屏蔽器针对手机通信的原理，屏
第十五章 电磁波与通信技术 提升卷（解析版）
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蔽器在工作过程中以一定的速度从低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，从而使手机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现象。现在随着 5G 手机的普及，屏蔽器相应地出现了5G 全频段信号屏蔽器。通过屏蔽器，可以使 5G 手机信号也被屏蔽。
(1)手机和基站之间连接的无线电波 （选填“属于”或“不属于”）电磁波；
(2)手机信号屏蔽器主要是阻碍无线电波传递 （选填“信息”或“ 能量”）；
(3)屏蔽器的作用频率有 800MHz、900MHz、2000MHz 等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中的传播速度是 （选填“相同”或“不同”）的；
(4)针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，某同学设计了几个不同的探究方案，其中可行的是（ ）（填字母）；
A ．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话
B ．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机
C ．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机
D ．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话
(5)由于 5G 手机的出现，手机信号屏蔽器也需要改进，改进后扩大了屏蔽器的（ ）（填字母）。
A ．额定功率 B ．额定电压 C ．作用频率范围 D ．电磁波速度
【答案】(1)属于；(2)信息；(3)相同；(4)B ；(5)C
（1）据电磁波谱可知，无线电波属于电磁波。
（2）电磁波既能传递信息，又能传递能量，手机信号屏蔽器主要是阻碍电磁波传递信息。
（3）不同的电磁波在真空中的传播速度是相同，故屏蔽器的作用频率有 800MHz 、900MHz、 2000MHz 等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中传播速度是相同的。
（4）针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，即必须将固定电话处于屏蔽区，而后固定电话拨打覆盖范围外的手机，看能否打通即可，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选 B。
（5）5G 手机使用的频率与之前的手机不同，所以手机信号屏蔽器需要改进作用频率范围，才能屏蔽 5G 信号，额定功率、额定电压与屏蔽频率无关，电磁波速度是固定的，不能改变。故 C 符合题意，ABD 不符合题意。故选 C。
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