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第二十一章《电磁波及其应用》章末练习（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．用实物展台演示直流电动机实验时，同学们发现电脑一体机的画面出现“雪花”。这是因为电动机工作时会发出（　　）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．可听声
2．关于在真空中传播的无线电波，下列说法中正确的是（　　）
A．频率较高的电磁波，传播的速度较大 B．波长较长的电磁波，传播的速度较大
C．频率较高的电磁波，波长较长 D．不同频率的电磁波，传播的速度相同
3．下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（　　）
项目 CCTV1广播台 4G频段 5G频段 可见光
频率/Hz 1.061×105 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014
A．5G网络的波长比4G网络长
B．CCTV1广播台的电磁波属于无线电波
C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小
D．真空中5G网络的传播速度比4G网络的快
4．用收音机接收无线电广播时，收音机中承担选台工作的是（　　）
A．接收天线 B．调谐器
C．调制器 D．扬声器
5．关于电视的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．摄像机把图像和声音信号变成电信号 B．话筒将声信号变成电信号
C．显示屏的作用是将声信号还原成声音 D．扬声器的作用是将图像信号还原成图像
6．我国是世界上移动电话用户最多的国家。下列关于移动电话的说法，错误的是（　　）
A．移动电话既能接收电磁波，又能发射电磁波
B．移动电话的发射功率非常大，其天线的灵敏度很高
C．移动电话与其他用户通话需要基站转接
D．移动电话用户间通过无线电波传递信息
7．关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（　　）
A．它们都是靠电磁波传递信息的
B．它们的发射、接收过程类似
C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上
D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能
8．微波通信需要中继站，其原因是（）
A．微波信号衰减特别快
B．微波信号传播速度慢
C．微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D．微波信号易于被干扰，信号易丢失
9．测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（ ）
A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗
10．信息传递技术的发展使人们冲破了时空的阻隔，信息之路越来越宽了，下列关于信息传递的说法不正确的是（ ）
A．光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁多次反射从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方
B．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物
C．电磁波的传播可以不需要介质
D．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信
二、填空题
11．地球上的科学家可以通过______和“嫦娥六号”进行交互，“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中，相对月球是______（选填“运动”或“静止”）的，“嫦娥六号”在采集月壤时，会在月球表面留下“压痕”，说明力可以使物体发生______。
12．下降过程火箭速度减小，其机械能___________（选填“增加”“减少”或“不变”）；控制中心利用___________波向火箭传递信息。
13．2025年5月29日，长征三号乙运载火箭托举天问二号探测器直冲霄汉，地面控制中心通过_______波与探测器传递信息，这种波在真空中的传播速度是__________m/s，探测器在随火箭加速升空过程中，机械能_______，以地面为参照物，探测器是_______的。
14．我国通信领域5GA、6G等关键技术研发和国际标准研制均处于全球第一阵营，5G手机与通信基站通过_________波进行通讯，将其放置于_________（选填“金属”或“玻璃”）罩中可屏蔽信号。为了控制不同光照下手机屏幕的亮度，应选用_________敏电阻构成自动控制电路。
15．中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的___________（选填“快慢”“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需___________s。（c取3.0×105km/s）
三、综合题
16．随着科技的发展，机器人的应用日益广泛。人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人，某兴趣小组以此为主题开展了研究。
(1)技术人员与人形机器人之间可通过无线网络传递信息，这是利用________（填“电磁波”或“超声波”）来实现的。机器人可通过安装在身上的电动机完成许多动作，电动机的工作原理是________。
(2)某跑步机器人在一次长跑性能测试中，跑完18km的路程用时2.5h，该机器人跑步的平均速度是多少？
(3)某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，脚与地面的总接触面积为0.05m ，此时对地面的压强为1.8×10 Pa，该机器人所搬货物的质量是多少？（g取10N/kg）
17．2025年2月20日，中国实践25号卫星于3.6万千米高空为即将退役的北斗G7卫星加注了142kg肼类燃料，如图所示，预计可让北斗G7卫星的使用寿命延长8年，开创了太空探索新纪元。实践25号卫星的模块化分级存储舱内存有1.3t用于加注的肼类燃料。请根据以上信息回答下列问题：
(1)实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）。加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星是________的。地面控制站与实践25号卫星是通过________传递信息的。
(2)实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程相当于四冲程内燃机的________冲程，是利用________能对外做功的。
(3)某肼类燃料的热值q=4.25×107J/kg，若完全燃烧10kg该燃料，能放出多少热量？
四、科普阅读题
18．请阅读《信息高速路》并回答问题。
《信息高速路》
现代“信息高速公路”是微波通信、卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
卫星通信是通过微波实现的，当前它已成为国际通信的主要手段之一。微波是电磁波家族中的一员，其在真空中传播速度与光速一样，约为每秒30万千米。微波的传播是沿直线传播，遇到障碍物会被反射和阻挡，需每隔50 km 左右就要建设一个微波中继站。由于在雪山上、大洋中无法建设中继站,所以人们利用地球同步通信卫星做微波通信的中继站，也就是卫星通信。卫星通信的优点是通信距离远，覆盖范围大，不受地理条件限制，能进行多址通信。但卫星通信也有一些明显的缺点，首先卫星造价较高，而且由于通信卫星定位在距离地面很远的同步轨道上，所以卫星通信会有零点几秒的时间延迟。此外，使用微波通信容易被窃听，保密性较差。
光纤通信弥补了卫星通信的这些缺点，通过激光在光导纤维中传输信号。由于激光的频率远高于微波，所以它根本不受其他无线电波信号的干扰，从而保证了传输的稳定性。而且，光纤传输可以满足大容量、高速通信的需要。一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容许50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。我国目前国内电信网、因特网和有线电视网的主要干线部分已普遍采用了光缆线路，而且还铺设了数条越洋国际光缆。但与卫星通信相比仍具有架设线路受地理条件限制、光缆易被拉断等缺点。
卫星通信和光纤通信相辅相成，成为现代“信息高速公路”的两大支柱。如图表示同时采用两种通信方式越洋传递电子邮件的过程。当然，越洋光缆能使全部过程实现光纤通信。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）微波在真空中的传播速度为______m/s。
（2）地球同步通信卫星作为微波通信的中继站，以地面为参照物它是______的。（选填“运动”或“静止”）
（3）家庭用的有线电视主要是通过______通信方式传输信号的。
（4）微波通信卫星定位在离地球表面3.6×104千米的地球静止轨道上，试用计算说明卫星通信至少会有多少秒的时间延迟？( )
试卷第1页，共2页
试卷第1页，共2页第二十一章《电磁波及其应用》章末练习（解析版）
1．C
【详解】当导体中有迅速变化的电流时，导体就会向四周空间发射电磁波，用实物展台演示直流电动机实验时，变化的电流产生电磁波，这些电磁波被电脑一体机接收，并对电脑一体机产生干扰出现“雪花”。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．D
【详解】AB．电磁波在真空中的传播速度与光速相同，保持不变，与频率、波长的大小无关，故A B错误；
C．由公式可知，波速一定时，频率f和波长λ成反比，即频率较高的电磁波，波长较短，故C错误；
D．无论频率高低，波长长短，电磁波传播的速度都是相同的，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．由表格数据可知，5G信号的频率大，由可知，电磁波频率越大，波长越小，故A错误；
B．由表中的CCTV1广播台的电磁波的频率对照图中无线电波的频率范围可知，CCTV1广播台的电磁波属于无线电波，故B正确；
C．可见光中，紫光的频率比红光的频率大，波长较小，故C错误；
D．4G和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度是相同的，都为3×108m/s，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】收音机是无线电广播信号的接收装置，用电线接收电磁波，用调谐器选出需要的信号，即选台。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．B
【详解】A．摄像机把图像变成电信号，故A错误；
B．话筒将声信号变成电信号通过电磁波传递给接收器，故B正确；
C．显示屏的作用是将电信号转化为可视图像，故C错误；
D．扬声器是将音频电信号转化成声信号，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波，这是其实现通信的基础，故A正确，不符合题意；
B．移动电话的发射功率较小，天线灵敏度也不高，需要通过基站转接来扩大通信范围，故B错误，符合题意；
C．移动电话与其他用户通话需基站转接，这是移动电话通信的工作方式，故C正确，不符合题意；
D．移动电话通过电磁波与电话网络联系，实现信息传输，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程很相似，都是通过把电信号加载到频率很高的电磁波上发射出去，载有信息的电磁波再经过接收等一系列信号处理，还原为原来的信息。但移动电话既能够发射电磁波又能接收电磁波。故D错误，符合题意，ABC正确，不符合题意。
故选D。
8．C
【分析】本试题考查的是微波通信．微波通信需要中继站．微波的波长较短，是沿着直线传播的不能在地球表面绕射，所以用微波中继站对信息进行转接．
【详解】A．微波信号衰减特别快 不合题意；
B．微波信号传播速度慢 不合题意；
C．微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射 符合题意；
D．微波信号易于被干扰，信号易丢失 不合题意；
【点睛】对于此类试题，学生应把握微波的波长较短，是沿着直线传播的不能在地球表面绕射，所以用微波中继站对信息进行转接．
9．C
【详解】要对环绕地球飞行的“神舟二十号”飞船进行连续的全程跟踪和测控，需要利用中继卫星系统。理论上，在地球同步轨道上均匀部署3颗中继卫星，即可实现对近地轨道航天器的近乎不间断通信。因此，至少需要3颗通信卫星，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】A．光进入光导纤维后，会经过多次反射，信息在反射过程中不会丢失，可以传的更远，故A正确，不符合题意；
B．微波不但能传递信息，还能加热食物，故B错误，符合题意；
C．电磁波可以在真空中传播，故C正确，不符合题意；
D．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信，故D正确，不符合题意。
故选B。
11． 电磁波 运动 形变
【详解】[1]地球和月球之间存在真空环境，声波无法在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，所以地球上的科学家可以通过电磁波和“嫦娥六号”进行交互。
[2]“嫦娥六号”在降落到月球表面的过程中，相对于月球的位置发生了变化，所以相对于月球是运动的。
[3]“嫦娥六号”在采集月壤时对月球表面留下“压痕”，说明力使月球表面的形状发生了变化，即力可以使物体发生形变。
12．
减少
电磁
【详解】【小题1】[1]火箭质量不变，下降时速度减小，动能减少；同时高度降低，重力势能减少。机械能是动能与势能的总和，二者均减少，且火箭制动时部分机械能转化为热能，因此机械能整体减少。
[2]电磁波能够在真空中传播，控制中心与火箭间的信息传递依赖电磁波（如无线电波属于电磁波范畴）。
13． 电磁 3×108 增大 运动
【详解】[1]地面控制中心通过电磁波与探测器传递信息。因为电磁波可以在真空中传播，且能携带信息，适合用于深空探测器与地面的通信。
[2]电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。
[3]探测器在随火箭加速升空过程中，机械能增大。因为探测器速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大。
[4]以地面为参照物，探测器是运动的。因为探测器相对于地面的位置在不断升高，有位置的变化，所以是运动的。
14．
电磁
金属
光
【详解】[1]电磁波可以传递信息，5G手机与基站是通过电磁波传递信息的，电磁波是无线通信的主要载体。
[2]金属是导体，能形成电磁屏蔽，阻碍电磁波的传播；玻璃为绝缘体，无法有效屏蔽电磁波。
[3]光敏电阻的阻值随光照强度变化，可用于根据环境光自动调节屏幕亮度。
15． 方向 4×10-4
【详解】[1]电磁波与带电粒子相互作用时，主要改变其传播的方向，电磁波在真空中的速度不变。
[2]电磁波往返总路程为s=2×60km=120km
需要的时间
16．(1) 电磁波 通电导体在磁场中受到力的作用
(2)7.2km/h
(3)20kg
【详解】（1）[1]无线网络利用电磁波传递信息，因电磁波可在真空中传播，且适用于远距离通信。
[2]电动机工作原理基于通电导体在磁场中受力转动，即电能转化为机械能。
（2）该机器人跑步的平均速度是
（3）某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，由可得此时对地面的压力
总质量
货物质量
17．(1) 不变 静止 电磁波
(2) 做功 内
(3)4.25×108J
【详解】（1）[1]质量是物体的一种基本属性，不随物体的位置变化而变化，所以实践25号卫星升空过程中，它携带的1.3t肼类燃料的质量不变。
[2]加注燃料时，以G7卫星为参照物，实践25号卫星相对于G7卫星的位置没有发生变化，所以实践25号卫星是静止的。
[3]地面控制站与实践25号卫星是通过电磁波传递信息的，因为电磁波可以在真空中传播。
（2）[1][2]实践25号卫星的发动机点火工作时，向后喷出高温高压的燃气，此过程中燃气推动卫星运动，相当于四冲程内燃机的做功冲程，是利用内能对外做功的，因为燃料燃烧将化学能转化为内能，然后内能对外做功，转化为机械能。
（3）由题意，根据燃料燃烧放热公式可知，完全燃烧10kg该燃料放出的热量
18． 3×108 静止 光纤 0.24s
【详解】（1）[1]微波是一种电磁波，其在真空中的传播速度与光速相同，为3×108m/s。
（2）[2]地球同步通信卫星作为微波通信的中继站，以地面为参照物它是的位置没有发生变化，故通信卫星静止的。
（3）[3]我国目前国内电信网、因特网和有线电视网的主要干线部分已普遍采用了光缆线路，利用光纤通信。
（4）[4]卫星通信至少会延迟

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