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第十九章 电磁波与信息时代 基础卷 (解析版)
建议用时：90 分钟，满分：100 分
一、单项选择题 (共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分)
1 ．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献， 体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输 通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是 ( )
A ．次声波 B ．超声波 C ．水波 D ．电磁波
2 ．很多屋顶上安装有形状像“锅盖”的装置，它的作用是 ( )
A ．发射电磁波 B ．接收电磁波 C ．发射和接收电磁波 D ．利用太阳能
3．我国在文昌航天发射场成功将通信技术试验卫星十一号发射升空，该卫星主要用于开展多频段、 高速率卫星通信技术验证。卫星与地面间传递信息是利用 ( )
A ．超声波 B ．次声波 C ．电磁波 D ．空气
4 ．下列装置利用紫外线工作的是 ( )
A ．声呐 B ．B 超 C ．电视机遥控器 D ．消毒灯
5 ．各色光在真空中的波长如图所示。在真空中，下列说法中正确的是 ( )
A ．色光不属于电磁波
B ．波长为 550nm 的光的波长比黄光的波长短
C ．红外线的波长在 630nm 至 760nm 之间
D ．波长为 430nm 的光比波长为 630nm 的光传播速度小
6．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
7 ．5G 比 4G 网络有更大的容量和更快的数据处理速度，与 4G 相比，5G 电磁波 ( )
A ．频率更高 B ．频率更低 C ．传播速度更小 D ．传播速度更大
二、填空题 (共 9 小题，每空 1 分，共 27 分)
8．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 m / s 。
9 ．星期天返校前，小彤的扁桃体炎未痊愈，到星期二上午时小彤的妈妈发微信给班主任王老师， 王老师利用课间时间让小彤给她妈妈回了个语音：“妈妈，我已经好了，谢谢关心。”这个微信语音
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是以 的形式传递到她妈妈的手机里的，妈妈通过听语音可以根据 判断出是否是 她女儿说的话，而且还说明声音能传递 。
10．移动通信
(1) 移动电话 (手机) 利用 来传递信息。固定电话 (座机) 依靠 来传递信息。
(2) 手机既是 机又是 机。
11．远程信息传递技术已经广泛应用于我们的生活。如：地面卫星控制中心是利用 向太空中 的空间站传递指令的；家用电视遥控器是靠 实现对电视机的控制的。
12．普通手机要通过地面基地台传递信息，救灾中使用的卫星手机可直接通过卫星传递信息，但两 者有一个共同点，都是利用 传递信息，他 (填“可以”或“不可以”) 在真空中传播，它 的速度约 km/s。
13．镇江香醋是我国四大名醋之一，小志参观醋文化博物馆时，看到牌匾在阳光下格外刺眼，这是 由于光发生了 反射；闻到阵阵醋香，该现象说明分子在永不停息地做无规
则 ；听到无线导览耳机中的讲解，耳机与信号发射器间信息传输的媒介是 (选填“超声波”或“电磁波”) 。
14．小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开 关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明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 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可
知， 的电流在空间激起电磁波。
15．无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由 完成。人们先用话筒把播 音员的声音信号转换成 信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天 线产生电磁波并发射到空中。信号的接收由 完成。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中 选出特定频率的信号。
16．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s ，所以波源 振动的频率是 Hz ，在真空中此波传播的波长是 m。
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三、实验题 (共 3 小题，每空 2 分，共 18 分)
17．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。
18．当你打开收音机，听到的是电磁波传来的声音；打开电视机，听到的、看到的是电磁波传来的 声音和图像；移动电话也是靠电磁波来传递信息的；电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色。
所以，要研究信息的传递，就要研究电磁波。
探究： 电磁波的传播是否需要介质。
(1) 提出问题：声波的传播需要介质，电磁波的传播是否需要介质？
(2) 寻找解决方法：寻呼台可以发出电磁波，而寻呼机可以接收电磁波；
(3) 设计实验：把无线寻呼机放在真空罩中，打电话请寻呼台呼叫；
(4) 分析结果：若真空罩的寻呼机接收不到这一信号，则说明电磁波的传播 介质。若真空 罩中的寻呼机能接收到这一信号，则说明电磁波的传播 介质。
19． 电磁波家族如图所示：
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(1) 家庭网络中，小红觉得 5GWiFi 比 2.4GWiFi 网速更快，则相关正确的表述是 ； (单选，填字母)
A ．5G 比 2.4G 的传播速度更快 B ．5G 比 2.4G 的频率更高
C ．5G 比 2.4G 的波长更长 D ．5G 和 2.4G 分别用电磁波、声波传递信息
(2) 微波炉是利用电磁波加热食物的，食物 (忽略质量变化) 加热后内能 (选填“增 加” ，“减少”) ，食物中水分发生了哪种物态变化而变少 ？
(3) 我们看到的太阳光也属于电磁波，太阳能是 (选填“可再生” ，“不可再生”) 能源。
四、计算题 (共 2 小题，共 13 分)
20．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) ？
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。
(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。
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五、综合能力题 (共 3 小题，共 21 分)
22．下图为“会飞”的救生圈，不受环境影响，能精准救人，救援范围达 1000 米；
(1) 某款救生圈电池标有“25V·9Ah” ，充满电时储存 J 的电能，可潜入水下最大深度 1.5m 工 作一小时，潜入水下受到水的最大压强 Pa ，为防止漏电，其电池外壳应利用良好的 体；
(2) 救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者，因为人体温 度高于周围环境，辐射红外线比周围环境 ，相机将拍摄的实时照片通过 传给工作人员；
(3) 该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时利用流体压强与流速的关系： ，从而产生向 上的升力；为增大可以利用的浮力，该救生圈做成空心的，且密度 的材料，当该救生圈以 12m/s 的速度冲向 200m 处的落水者，需要 s。
23．2024 年 12 月 17 日，神舟十九号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。
(1) 由于太空接近于真空，所以在太空中水的沸点很 (填“高”或“低”) ，若在空间站的夜 间 (太阳光照不到空间站的时间) ，将水排入太空，水会瞬间 (填物态变化名称) 然后又 立即凝华成冰晶，整个过程中，排入太空中的水 (选填“放出”或“吸收”) 的热量较多；
(2) 以空间站为参照物，考场中的小明是 (填“运动”或“静止”) 的，航天员在空间站出舱 作业时，是通过 (填“电磁波”或“超声波”) 与地面联系的，蔡旭哲出舱活动的9 小时内看 到了6 次日出，空间站绕地球转一圈的时间约为 h。
24．2022 年 11 月 30 日由长征二号 F 运载火箭搭载的神舟十五号载人飞船成功对接了天和核心舱，
6 名航天员在中国空间站顺利“会师”。
(1)飞船和核心舱在太空中对接时，一起高速绕地球飞行，飞船受 (选填“平衡力”或“非 平衡力”) ，空间站通过安装在舱外的太阳能帆板供电，其将太阳能转化为 能，核心舱 和地面之间是利用 传递的信息；
(2) 在空间站内航天员利用 (选填“哑铃”或“拉力器”) 锻炼身体。宇航员出舱在太空 中活动时 (选填“有”或“没有”) 惯性；
(3) 空间站里的航天员每天可以看到 16 次日出，说明空间站相对于地球是 的。若空间
站所用的材质全部是钛合金，材质总质量是 101.25 吨：且p钛合金 = 4.5 103 kg/m3 ，空间站内的空气质 量约为 140.4kg ，密度约为1.3kg/m3 ，由此可知空间站的外观总体积约为 m3 。
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建议用时：90 分钟，满分：100 分
一、单项选择题 (共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分)
1 ．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献， 体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输 通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是 ( )
A ．次声波 B ．超声波 C ．水波 D ．电磁波
【答案】D
光纤通信是利用激光 (属于电磁波的一种) 在光导纤维中传输信息，次声波、超声波属于
声波，水波是机械波，这三者都无法在光纤中作为信息传输的载体。故 ABC 都不符合题意，D 符 合题意。故选 D。
2 ．很多屋顶上安装有形状像“锅盖”的装置，它的作用是 ( )
A ．发射电磁波 B ．接收电磁波 C ．发射和接收电磁波 D ．利用太阳能
【答案】B
屋顶上形状像 “锅盖” 的装置是卫星电视接收天线，它的主要作用是接收电磁波，通过接
收卫星发射的电磁波信号，来实现电视节目等信号的接收，故 ACD 不符合题意，B 符合题意。 故选 B。
3．我国在文昌航天发射场成功将通信技术试验卫星十一号发射升空，该卫星主要用于开展多频段、 高速率卫星通信技术验证。卫星与地面间传递信息是利用 ( )
A ．超声波 B ．次声波 C ．电磁波 D ．空气
【答案】C
A．超声波是一种频率高于 20000Hz 的声波，它需要介质来传播，而且在真空中无法传播。
而卫星是在太空中运行的，太空是接近真空的环境，所以超声波不能用于卫星与地面间的信息传递， 故 A 不符合题意；
B ．次声波是频率低于 20Hz 的声波，同样需要介质传播，在真空中也不能传播，因此也不适合卫 星与地面之间的信息传递，故 B 不符合题意；
C ．电磁波可以在真空中传播，而且传播速度快，能够携带大量的信息。卫星与地面之间的通信往 往要跨越很长的距离，包括在太空中的真空区域，电磁波正好满足了在这种环境下传递信息的要求， 所以卫星与地面间传递信息是利用电磁波，故 C 符合题意；
D ．空气只是一种物质，它本身不能直接传递信息。并且卫星在太空中，很多区域没有空气，所以 空气不能作为卫星与地面间传递信息的载体，故 D 不符合题意。故选 C。
4 ．下列装置利用紫外线工作的是 ( )
A ．声呐 B ．B 超 C ．电视机遥控器 D ．消毒灯
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【答案】D
A ．声呐通过发射超声波，运用回声定位的方法来探测海洋的深度等，所以声呐是利用超 声波工作的，故 A 不符合题意；
B ．B 超是用超声波检查身体的，故 B 不符合题意；
C ．电视机遥控器是利用遥控器发出的红外线来控制电视的，故 C 不符合题意；
D ．紫外线有杀菌作用，消毒灯是利用紫外线来进行消毒杀菌的，故 D 符合题意。故选 D。
5 ．各色光在真空中的波长如图所示。在真空中，下列说法中正确的是 ( )
A ．色光不属于电磁波
B ．波长为 550nm 的光的波长比黄光的波长短
C ．红外线的波长在 630nm 至 760nm 之间
D ．波长为 430nm 的光比波长为 630nm 的光传播速度小
【答案】B
A ．可见光是电磁波的一种，所以色光属于电磁波的一种，故 A 错误；
B ．黄光的波长为 570nm-600nm ，大于 550nm ，故 B 正确；
C ．大于红光的波长为红外线，所以红外线波长大于 760nm ，故 C 错误；
D ．电磁波在同种介质的传播速度相同，故 D 错误。故选 B。
6．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
【答案】CA． 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3 108 m/s ，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。
7 ．5G 比 4G 网络有更大的容量和更快的数据处理速度，与 4G 相比，5G 电磁波 ( )
A ．频率更高 B ．频率更低 C ．传播速度更小 D ．传播速度更大
【答案】A5G 网络相比 4G 网络有更大的容量和更快的数据处理速度，这需要其在更宽的
频谱带宽上工作。为了获得更宽的带宽，5G 使用了比 4G 更高的频段。根据c = 入f 可知，因为电
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磁波在真空中传播速度是c = 3 108 m / s 不变的，所以频率越高，波长越短。5G 电磁波的波长比 4G 更短，因此，5G 电磁波的频率比 4G 更高，故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
二、填空题 (共 9 小题，每空 1 分，共 27 分)
8．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 m / s 。
【答案】 微波 信息 3 108 [ 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c = 3 108 m/s
9 ．星期天返校前，小彤的扁桃体炎未痊愈，到星期二上午时小彤的妈妈发微信给班主任王老师， 王老师利用课间时间让小彤给她妈妈回了个语音：“妈妈，我已经好了，谢谢关心。”这个微信语音 是以 的形式传递到她妈妈的手机里的，妈妈通过听语音可以根据 判断出是否是 她女儿说的话，而且还说明声音能传递 。
【答案】 电磁波 音色 信息
[ 1]微信语音属于电子信息，在现代通信中，这类信息是通过电磁波的形式在手机等设备 间传递的，电磁波能够在真空中或介质中传播，实现远距离信息传输。
[2]不同人的声音具有不同的特色，这种特色称为音色，它由发声体的材料、结构等因素决定，妈 妈通过听语音判断出是女儿说话，依据的就是音色的差异。
[3]声音可以传递两类内容，一是信息，二是能量，小彤通过语音向妈妈传达“我已经好了”的消息， 这一过程体现了声音能传递信息。
10．移动通信
(1) 移动电话 (手机) 利用 来传递信息。固定电话 (座机) 依靠 来传递信息。
(2) 手机既是 机又是 机。
【答案】 (1) 电磁波 导线中的音频电流； (2) 发射 接收
(1) [ 1][2]移动电话和固定电话传递信息的方式不同，移动电话 (手机) 利用电磁波来传 递信息。固定电话 (座机) 依靠导线中的音频电流来传递信息。
(2) [ 1][2]手机可以发射和接收电磁波，既是发射机又是接收机。
11．远程信息传递技术已经广泛应用于我们的生活。如：地面卫星控制中心是利用 向太空中 的空间站传递指令的；家用电视遥控器是靠 实现对电视机的控制的。
【答案】 电磁波 红外线
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[ 1]电磁波可以在真空中传播，所以地面卫星控制中心是通过电磁波传递信息的。 [2]遥控器是靠红外线控制电视的，传递了信息。
12．普通手机要通过地面基地台传递信息，救灾中使用的卫星手机可直接通过卫星传递信息，但两 者有一个共同点，都是利用 传递信息，他 (填“可以”或“不可以”) 在真空中传播，它 的速度约 km/s。
【答案】 电磁波 可以 3×105 [ 1][2]卫星手机的通信本质是依靠卫星与手机之间传递信息，太空是真空状态，电磁波的 传播不需要介质，卫星手机能直接通信正利用电磁波这特性。 [3]电磁波在真空中的传播速度与光速相同，数值为3 108 m/s ，换算后为3 105 km/s 。
13．镇江香醋是我国四大名醋之一，小志参观醋文化博物馆时，看到牌匾在阳光下格外刺眼，这是 由于光发生了 反射；闻到阵阵醋香，该现象说明分子在永不停息地做无规则 ； 听到无线导览耳机中的讲解，耳机与信号发射器间信息传输的媒介是 (选填“超声波” 或“电磁波”) 。
【答案】 镜面 运动 电磁波
[ 1]牌匾表面通常较为光滑，阳光照射到上面时，会发生镜面反射。镜面反射的特点是反
射光比较集中，当人眼处于反射光线的方向上时，接收到的光较强，就会感觉牌匾格外刺眼。 [2]闻到醋香是因为醋分子在不停地运动，醋分子从醋中扩散到空气中，然后进入人的鼻腔，使人 察觉到醋的气味，这种扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 [3]无线导览耳机与信号发射器之间是通过电磁波来传输信息的。电磁波可以在空气中传播，且传 播速度快，不需要依靠具体的介质，能够实现无线传输，因此常用于无线通信设备中，如无线耳机、 手机通信等。
14．小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开 关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明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 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可
知， 的电流在空间激起电磁波。
【答案】 无台 时断时续 变化
[ 1][2][3]打开收音机的开关，将旋钮调到无台的位置，并将音量开大，把找到的干电池和
导线靠近收音机，并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 地接触，电流时有时无不断变化，此时可以听到收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，说明收音机接 收到了电磁波，所以可得到结论：迅速变化的电流在周围空间能够激起电磁波。
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15．无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由 完成。人们先用话筒把播 音员的声音信号转换成 信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天 线产生电磁波并发射到空中。信号的接收由 完成。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中 选出特定频率的信号。
【答案】 广播电台 音频电 收音机 [ 1][2][3]无线电广播信号的发射由广播电台完成。人们先用话筒把播音员的声音信号转换
成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上产生电磁波，再通过天线发射到空中。信 号的接收由收音机完成，收音机内的天线能接收到各种各样的电磁波，转动收音机调谐器的旋钮， 可以从中选出特定频率的信号。由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过解调将其滤去， 将音频电信号留下，音频电信号经放大后被送到扬声器里，扬声器把音频电信号转换成声音，我们 就听到广播电台的节目了。
16．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s ，所以波源
振动的频率是 Hz ，在真空中此波传播的波长是 m。
【答案】 0.4 10一3 2.5 103 1.2 105
[ 1]由题图可知，该电磁波的周期为0.4 10 s 一3
[2]该电磁波的频率为f = 0.4 1 (1)0一3 s = 2.5 103 Hz
[3]真空中电磁波的波速为3 108 m / s ，根据公式v = 入f 可知，波长入= = = 1.2 105 m
三、实验题 (共 3 小题，每空 2 分，共 18 分)
17．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：
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第十九章 电磁波与信息时代 基础卷 (解析版)
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。
【答案】 (1) 分析仪到路由器距离 铝； (2) 正确
(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，铝材质分析仪到路由器距离最大，所以铝材质增强效果更好 一些。
(2) 发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明信号增强效果与信号增强器的凹面朝向 有关，即猜想二是正确的。
18．当你打开收音机，听到的是电磁波传来的声音；打开电视机，听到的、看到的是电磁波传来的 声音和图像；移动电话也是靠电磁波来传递信息的；电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色。 所以，要研究信息的传递，就要研究电磁波。
探究： 电磁波的传播是否需要介质。
(1) 提出问题：声波的传播需要介质，电磁波的传播是否需要介质？
(2) 寻找解决方法：寻呼台可以发出电磁波，而寻呼机可以接收电磁波；
(3) 设计实验：把无线寻呼机放在真空罩中，打电话请寻呼台呼叫；
(4) 分析结果：若真空罩的寻呼机接收不到这一信号，则说明电磁波的传播 介质。若真空 罩中的寻呼机能接收到这一信号，则说明电磁波的传播 介质。
【答案】 需要 不需要
(4) [ 1][2]根据题意，把无线寻呼机放在真空罩中，打电话请寻呼台呼叫，若真空罩的寻
呼机接收不到这一信号，说明电磁波不能在真空中传播，即电磁波的传播需要介质；若真空罩中的 寻呼机能接收到这一信号，说明电磁波可以在真空中传播，即电磁波的传播不需要介质。
19． 电磁波家族如图所示：
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(1) 家庭网络中，小红觉得 5GWiFi 比 2.4GWiFi 网速更快，则相关正确的表述是 ； (单选，填字母)
A ．5G 比 2.4G 的传播速度更快 B ．5G 比 2.4G 的频率更高
C ．5G 比 2.4G 的波长更长 D ．5G 和 2.4G 分别用电磁波、声波传递信息
(2) 微波炉是利用电磁波加热食物的，食物 (忽略质量变化) 加热后内能 (选填“增 加” ，“减少”) ，食物中水分发生了哪种物态变化而变少 ？
(3) 我们看到的太阳光也属于电磁波，太阳能是 (选填“可再生” ，“不可再生”) 能源。
【答案】 B 增加 汽化 可再生
(1) [ 1]5G 网络比 4G 网络的频率更高，波长更短，但在空气中的传播速度是相同的，故 B 正确，ACD 错误，故选 B。
(2) [2][3]微波炉是利用电磁波加热食物的，通过热传递的方式使加热后的食物内能增加，食物中 水因发生汽化变成水蒸气而减少。
(3) [4]在几十亿年内，太阳能是取之不尽、用之不竭的理想能源，因此太阳能是可再生能源。
四、计算题 (共 2 小题，共 13 分)
20．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 可得v = t = = = = 0.24s .
(2) 由v = 入f 可得入= = = 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。
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？
第十九章 电磁波与信息时代 基础卷 (解析版)
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(
1.5h
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第十九章 电磁波与信息时代 基础卷 (解析版)
(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
解： (1) 已知空间站绕地球一周运行的距离为 s =4.32×空1间km=4.3210 m 7
由v = 可得，空间站绕地球运转一周的时间为t空间站 = v (s)空 (空)间 (间)站 (站) = =5400s = 1.5h
(
24
小
时空间站绕地球运转的圈数为
n
=
=
16
)24h
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。
五、综合能力题 (共 3 小题，共 21 分)
22．下图为“会飞”的救生圈，不受环境影响，能精准救人，救援范围达 1000 米；
(1) 某款救生圈电池标有“25V·9Ah” ，充满电时储存 J 的电能，可潜入水下最大深度 1.5m 工 作一小时，潜入水下受到水的最大压强 Pa ，为防止漏电，其电池外壳应利用良好的 体； (2) 救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者，因为人体温 度高于周围环境，辐射红外线比周围环境 ，相机将拍摄的实时照片通过 传给工作人员； (3) 该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时利用流体压强与流速的关系： ，从而产生向 上的升力；为增大可以利用的浮力，该救生圈做成空心的，且密度 的材料，当该救生圈以 12m/s 的速度冲向 200m 处的落水者，需要 s。
【答案】 (1) 8. 1 105 1.5×104 绝缘； (2) 强 电磁波； (3) 流速越大的位置，压强越小 小
16.7
(1) [ 1]根据电能公式可得救生圈电池充满电时储存的电能为
W = UIt = 25V 9A 3600s = 8. 1 10 5J
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[2]根据液体压强公式可得，潜入水下受到水的最大压强为p = p水gh = 1 103 kg/m3 10N/kg 1.5m = 1.5 104 Pa
[3]为防止漏电，其电池外壳应利用不易导电的材料，即应利用良好的绝缘材料。
(2) [ 1]根据红外线的热效应可知，由于人体温度高于周围环境，故辐射红外线比周围环境强。 [2]热红外相机拍摄的照片通过电磁波传递给工作人员。
(3) [ 1]该救生圈旋桨上方是流线型曲面，起飞时上方流体流速大、压强小，下方流体流速小、压 强大，从而产生向上的压强差、压力差，从而产生向上的升力，故是利用流体压强与流速的关系，
流速越大的位置，压强越小。
[2]根据物体的浮沉条件可知，为增大可以利用的浮力，该救生圈应做成空心的，且采用密度小的 材料。
[3]所需时间为t = = 16.7s
23．2024 年 12 月 17 日，神舟十九号航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。
(1) 由于太空接近于真空，所以在太空中水的沸点很 (填“高”或“低”) ，若在空间站的夜 间 (太阳光照不到空间站的时间) ，将水排入太空，水会瞬间 (填物态变化名称) 然后又 立即凝华成冰晶，整个过程中，排入太空中的水 (选填“放出”或“吸收”) 的热量较多；
(2) 以空间站为参照物，考场中的小明是 (填“运动”或“静止”) 的，航天员在空间站出舱 作业时，是通过 (填“电磁波”或“超声波”) 与地面联系的，蔡旭哲出舱活动的9 小时内看 到了6 次日出，空间站绕地球转一圈的时间约为 h。
【答案】 (1) 低 汽化 放出； (2) 运动 电磁波 1.5
(1) [ 1][2][3]气压越低，水的沸点越低，由于太空接近于真空，所以在太空中水的沸点很
低；所以若在空间站的夜间 (太阳光照不到空间站的时间) ，将水排入太空，水会瞬间汽化 (因为 沸点低) 然后又立即凝华成冰晶，整个过程中，排入太空中的水放出的热量较多，因为太空中的水
蒸气由气态最终变为固态，放热。
(2) [ 1][2][3]以空间站为参照物，考场中的小明相对于空间站有位置的变化，是运动的；电磁波可 以在真空中传播，航天员在空间站出舱作业时，是通过电磁波与地面联系的；蔡旭哲出舱活动的 9 小时内看到了 6 次日出，空间站绕地球转一圈的时间约为t = = 1.5h
24．2022 年 11 月 30 日由长征二号 F 运载火箭搭载的神舟十五号载人飞船成功对接了天和核心舱，
6 名航天员在中国空间站顺利“会师”。
(1)飞船和核心舱在太空中对接时，一起高速绕地球飞行，飞船受 (选填“平衡力”或“非 平衡力”) ，空间站通过安装在舱外的太阳能帆板供电，其将太阳能转化为 能，核心舱 和地面之间是利用 传递的信息；
第十九章 电磁波与信息时代 基础卷 (解析版)
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(2) 在空间站内航天员利用 (选填“哑铃”或“拉力器”) 锻炼身体。宇航员出舱在太空 中活动时 (选填“有”或“没有”) 惯性；
(3) 空间站里的航天员每天可以看到 16 次日出，说明空间站相对于地球是 的。若空间
站所用的材质全部是钛合金，材质总质量是 101.25 吨：且p钛合金 = 4.5 103 kg/m3 ，空间站内的空气质
量约为 140.4kg ，密度约为1.3kg/m3 ，由此可知空间站的外观总体积约为 m3 。
【答案】 (1) 非平衡力 电 电磁波； (2) 拉力器 有； (3) 运动 130.5
(1) [ 1]飞船和核心舱在太空中对接时，一起高速绕地球飞行做曲线运动，飞船受非平衡 力。
[2]空间站的供电主要依赖装在实验舱外部的太阳能帆板，其将太阳能转化为电能。 [3]电磁波可以传递信息，并且电磁波可以在真空中传播，所以核心舱和地面之间是利用电磁波传 递信息。
(2) [ 1]太空处于失重状态，在空间站内航天员利用拉力器锻炼身体。
[2]惯性只与质量有关，而质量不随物体状态、形状、位置的改变而改变，宇航员出舱在太空中活 动时质量不变，则惯性不变。
(3) [ 1]空间站里的航天员每天可以看到 16 次日出，说明空间站相对于地球的位置发生变化，是 运动的。
[2]空间站所用全部是钛合金的体积为V钛合金 = p (m)钛 (钛)合 (合)金 (金) = = 22.5m3
空间站的内空体积为V空气 = p (m)空 (空)气 (气) = = 108m3
空间站的外观总体积为V总 = V钛合金 + V空气 = 22.5m3 + 108m3 = 130.5m3
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