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【情境化·新趨勢】初中物理滬科2024版九全冊單元期中期末素養提升卷
第二十章 電磁波與信息時代單元素養提升卷
（滿分100分，答題時間90分鐘）
一、單項選擇題（本大題有8小題，每小題3分，共24分.每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的）
1. 如圖所示，打開收音機的開關，旋至沒有電臺的位置，將音量開大，取一節干電池和一根導線，先將導線的一端與電池的負極相連，再將導線的另一端與電池的正極快速摩擦，使它們時斷時續地接觸，會聽到收音機中傳出“喀喀”聲。關于這個實驗，下列說法錯誤的是（　　）
A. 這個實驗對電池有損害，最好用舊電池來做 B. 迅速變化的電流能夠產生電磁波
C. 收音機可以接收到電磁波信號 D. 電磁波只能在空氣中傳播
【答案】D
【解析】A．用導線將電源正負極相連，會將電池短路，容易損壞電池，最好用舊電池來做，故A正確，不符合題意；
B．導線和電池時斷時續地接觸，會產生變化的電流，變化的電流能夠激起電磁波，故B正確，不符合題意；
C．收音機中傳出“喀喀”聲，說明收音機接收到了電磁波信號，故C正確，不符合題意；
D． 電磁波可以在真空中傳播，不是只能在空氣中傳播，故D錯誤，符合題意。
故選D。
2. 電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 紫外線屬于可見光
B. 紅外線的波長比可見光的短
C. X射線的頻率比無線電波的低
D. 可見光與射線在真空中的傳播速度相等
【答案】D
【解析】本題考查了電磁波多個方面的知識，都是一些記憶型的，難度不大，在平時學習中注意多積累。
A.人看不見紅外線和紫外線，紅外線和紫外線都屬于不可見光，故A錯誤；
B.根據電磁波譜的波長順序可知，紅外線的波長比可見光的波長長，故B錯誤；
C.由圖可知，體檢胸透用的X射線頻率比無線電波高，故C錯誤；
D.可見光與射線都是電磁波，電磁波在真空中的傳播速度相同，故D正確。
3. 1965年，美國發射通信衛星les﹣1，由于故障導致衛星進入太空后與地球失去聯系，18年后，科學愛好者菲爾威廉偶然捕捉到les﹣1發出的頻率為2.5×108Hz的信號。該信號（　　）
A．屬超聲波，周期為4×10﹣8s B．屬超聲波，周期為4×10﹣9s
C．屬電磁波，周期為4×10﹣8s D．屬電磁波，周期為4×10﹣9s
【答案】D
【解析】真空不能傳聲，信號應為電磁波，周期為
故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。
4. 英國科學家研究發現，用特定波長的紅光持續照射人體背部15min，可明顯刺激人體線粒體，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，該技術有望用來幫助糖尿病患者通過非藥物方式降低血糖，該紅光的波形圖如圖所示，已知OA=AB=BC=CD=335nm，則該紅光的波長為（ ）
A．335nm，合3.35×10-4m B．335nm，合3.35×10-7m
C．670nm，合6.70×10-4m D．670nm，合6.70×10-7m
【答案】D
【解析】一個完整的波長包括一個波峰和一個波谷，即從O到B的距離。OA、AB、BC、CD都是335nm，一個完整的波長為2個OA的長度，即2×335nm=670nm
因此，該紅光的波長為670nm，合6.70×10-7m。故選D。
5. 如圖所示，神舟十七號航天員乘組驚喜“現身”春晚，獻唱兒歌《大鬧天宮》，在太空向理想致敬，也向全球華人送來新春的美好祝愿。空間站的信息傳回地面利用的是（ ）
A．紅外線 B．電磁波
C．次聲波 D．超聲波
【答案】B
【解析】A．大氣對紅外線輻射傳輸主要的影響是吸收和散射，紅外線僅僅適合短距離的通訊，不適合遠距離，故太空和地球的通訊只能是電磁波，故A不符題意。
B．電磁波可以在真空中傳播，也可以用于通訊，他們美好的祝福聲傳到地球靠的是電磁波，故B符合題意；
CD．聲波不能在真空中傳播，故CD不符合題意。故選B。
6．中國國家航天局宣布，2018年5月21日5時28分，我國在西昌衛星發射中心用“長征四號丙”運載火箭，成功將“鵲橋號”中繼星發射升空，為“嫦娥四號”月球探測任務提供地月間的中繼通信，負責地球與未來“嫦娥四號”通信的中繼接力，如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．中繼星與地月間不可能靠電磁波通信
B．地球和太陽系中的其他行星起源于不同的星云
C．發射當天地球運行在繞太陽公轉軌道中的夏至與秋分之間
D．月球的自轉周期和公轉周期相同，人類只能看到月球的正面
【答案】D
【解析】A．地月之間是真空狀態，電磁波可以正常傳播，所以中繼星與地月間必須靠電磁波通信，故A錯誤；
B．根據康德﹣拉普拉斯星云學說，地球和太陽來自同一星云，故B錯誤；
C．夏至日是6月22日前后，所以2018年5月21日地球運行在繞太陽公轉軌道中的春分與夏至之間，故C錯誤；
D．因為月球的自轉周期與其繞地球的公轉周期相同，所以我們只能看到月球的同一面，故D正確。
故選D。
7. 廣播電臺和廣播電視臺的發射天線的作用是（　　）
A.只發射音頻電流激發的電磁波
B.只發射視頻電流激發的電磁波
C.將音頻電流和視頻電流加載到頻率更高的射頻電流上，發射到空中
D.不經調制發射三種不同的電磁波
【答案】C
【解析】廣播電臺或廣播電視臺在發射信號時，需要將音頻信號（聲音信號）或視頻信號加載到高頻電磁波上，形成調制信號，然后通過發射天線將帶有信息的高頻電磁波發射出去，從而實現信號的遠距離傳播。
8. 下列關于高頻電磁波在醫療領域的應用說法中錯誤的是( )
A．X射線：用于醫學影像檢查如胸透等
B．γ射線：用于腫瘤的放射治療、CT掃描
C．紫外線：用于消毒殺菌
D．激光：用于手術治療、美容等
【答案】B
【解析】CT檢查采用的是X射線。CT檢查是現代一種較先進的醫學影像檢查技術，主要采用X射線對人體進行掃描，通過計算機處理后形成圖像。X射線是一種高能電磁波，它具有很強的穿透性，能透過許多對可見光不透明的物質，如墨紙、木料等。X射線的穿透性與物質的密度有關，密度越高，對X射線的吸收越多，因此可用于檢查人體內部器官是否有病變。B說法錯誤。
二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分.每小題給出的四個選項中，至少有兩個選項是符合題意的，選對但不全得2分，有選錯的得0分，全選對的得3分）
9. 以下哪些選項屬于無線電波的分類？（ ）
A. 長波 B. 微波 C. 短波 D. 聲波 E. 光波
【答案】ABC
【解析】無線電波的分類主要依據波長或頻率的不同。根據電磁波譜的劃分：
長波（A）：波長較長，如廣播通信中使用。
微波（B）：頻率較高，用于雷達、無線通信等。
短波（C）：波長較短，適合遠距離通信。
聲波（D）：屬于機械波，依賴介質傳播，與電磁波無關。
光波（E）：光波（Light Wave）雖然也是電磁波，但其頻率遠高于無線電波，通常指可見光范圍內的電磁波，因此也不屬于無線電波的分類。
因此，屬于無線電波分類的選項為A、B、C。
10. 人造地球同步衛星常用于通訊、氣象、廣播電視等方面，以實現對同一地區連續工作，下列關于同步衛星的說法正確的是（ ）
A. 衛星相對于地面來說是運動的
B. 衛星是利用超聲波來傳遞信息的
C. 衛星上的太陽能電池板將太陽能轉化為電能
D. 衛星相當于太空中的微波中繼站
【答案】CD
【解析】A.同步衛星相對于地面來說沒有發生位置的變化，以地面做參照物，同步衛星是靜止的；故A錯誤；
B.超聲波和次聲波都屬于聲波，不能在真空中傳播；電磁波可以在真空中傳播，故衛星是利用電磁波來傳遞信息的，故C正確；
C.衛星上的太陽能電池板將太陽能轉化為電能，故C錯誤；
D.同步衛星作為傳播微波的中繼站，地球上空只需3顆就幾乎能覆蓋全世界，故CD正確。
11. 光刻技術是現代集成電路制作的關鍵一環，其工作原理如圖所示。光源發出強紫外線光，調整鏤空掩膜和縮圖透鏡之間的距離，使光通過二者后，恰好能在涂有光刻膠的硅片上成清晰的像，在硅片上成像越小，芯片制程越小，從而實現納米級集成電路的“雕刻”。下列說法正確的是（　　）
A．由光源發出的強紫外線光，屬于電磁波
B．縮圖透鏡利用的是凸透鏡，有會聚作用
C．鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內
D．鏤空掩膜通過縮圖透鏡成倒立縮小的像
【答案】ABD
【解析】A．紫外線屬于電磁波家族，可見光、紅外線、紫外線等都屬于電磁波，所以由光源發出的強紫外線光，屬于電磁波，故A正確；
B．縮圖透鏡要使光通過后成像，利用的是凸透鏡對光的會聚作用，從而能在硅片上成清晰的像，故B正確；
C．因為要在硅片上成縮小的像（芯片制程越小，成像越小 ），根據凸透鏡成像規律，當u>2f（u為物距，f為焦距 ）時，成倒立、縮小的實像，所以鏤空掩膜應位于縮圖透鏡的二倍焦距以外，故C錯誤；
D．根據題意，在硅片上成縮小的像，所以可知該凸透鏡成倒立、縮小的實像，與照相機的原理相同，物距應大于二倍焦距，故鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以外，故D正確。
故選ABD。
三、填空題（本大題有9小題，每空1分，共28分）
12. 如圖為機械波某時刻的波形圖，振動頻率為5Hz，此波波長是______m，周期是________s。
【答案】0.5 0.2
【解析】根據波形圖可知，經歷2.5個周期波傳波的距離為1.25m，
所以此波的波長是λ=1.25m/2.5s=0.5m
振動頻率為5Hz，根據周期與頻率的關系 fT=1
則周期是 T=1/f=1/5Hz =0.2s
13. 圖為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線 （選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為 m/s，其波長為 m；
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是 （填字母）；
A．遙控器控制電視 B．體檢時拍X光片
C．醫院殺菌消毒燈 D．“測溫槍”測量體溫
【答案】 （1） 是 3×108 3×10-8 （2） C
【解析】（1）由圖甲可知，紫外線的頻率在電磁波的頻率范圍之內，因此紫外線屬于電磁波；電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即3×108m/s；波長
（2）B．體檢時拍X光片，由圖甲可知，X射線不屬于紫外線，故B不符合題意；
AD．遙控器和的測溫槍是利用紅外線工作的，故AD不符合題意；
C．紫外線化學作用強，可殺死微生物，醫院殺菌消毒燈是利用紫外線工作的，C符合題意。
故選C。
14．舉出以下四種電磁波在人們生活、生產中應用的事例（每種電磁波各舉一例）。
示例：
紅外線：電視機遙控器利用紅外線進行遙控。
（1）無線電波：_______________________________。
（2）微波：___________________________________。
（3） γ 射線：_________________________________。
（4）X射線：_________________________________。
【答案】見解析
【解析】（1）無線電廣播用無線電波傳播信息
（2）微波爐用微波加熱食物
（3）醫生用γ射線做手術
（4）醫生用X射線拍片判斷病人是否骨折
15．圖（a）中的甲是我們能看得見的紅光，根據圖（b）可知，乙可能是紅外線，遙控器______（選填“可以”或“不可以”）利用乙來遙控電視機；不同頻率的兩種電磁波在真空中的波速______（選填“相同”或“不同”）。醫生可以利用X射線拍片診斷病情，X射線的頻率比乙______（選填“高”或“低”）。
【答案】可以 相同 高
【解析】遙控器利用紅外線來工作，故可以利用乙來遙控電視機。
電磁波的傳播不需要介質，不同頻率的電磁波在真空中的波速相同，都等于真空中的光速。
由圖（b）可知X射線紅外線波長要小，由c=λf 可知，波長越小，頻率越高，故X射線的頻率比乙高。
16. 如圖是我國高新興集團研發的5G警用巡邏機器人，它搭載了5個高清攝像頭，具有快速測溫篩查、循環播報提醒等功能，能實現全景無死角巡邏。5G警用巡邏機器人是通過________向外界發送信息的；它通過識別不同溫度的物體輻射的________強度不同來實現快速測溫。
【答案】電磁波 紅外線
【解析】5G警用巡邏機器人使用5G信號，是通過電磁波向外界發送信息。
紅外線有熱效應，不同溫度的物體輻射的紅外線強度不同。
17. 光纖通信主要利用波長很 （選填“短”或“長”）的激光傳輸信息。如圖所示，激光從光纖一端射入，在內壁上多次 ，從另一端射出，把信息傳到遠方，無線電廣播的音頻信號在發射出去之前，必須加載到頻率更 （選填“高”或“低”）的電流信號上。
【答案】 短 反射 高
【解析】光纖是利用激光傳播信息的，作為載體的無線電波，頻率越高，相同時間內傳輸的信息量越多，激光的頻率比較高，波長較短，相同的時間內就可以傳遞大量的信息。
光纖通信是利用激光傳輸信息的，從光纖的一端射入，在內壁上多次反射后在另一端放射出來，然后在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息；無線電廣播的音頻信號在發射出去之前，必須加載到頻率更高的電流信號上。
18．光的反射不僅廣泛應用在生活中，還常應用在許多高新技術中。紅寶石激光器的紅寶石兩端被磨成一對平行的平面鏡，使很強的激光經多次______，形成激光束；人造衛星利用______，在遙遠的太空探測地面的河流和森林，估計農作物的產量；光纖利用光的反射______等等。
【答案】 反射 光的反射 傳輸信息
【解析】光的反射常應用在許多高新技術中，如紅寶石激光器利用激光的多次反射形成激光速；人造衛星利用光的反射在遙遠的太空探測地面的河流和森林；光纖利用光的反射傳輸信息。
19．將計算機聯在一起形成網絡，將網絡又互相聯結，成為世界上最大的計算機網絡，就是_____，這樣就能使信息資源____。利用網絡通信除了收發電子郵件外，還可以看到不斷更新的新聞，查到所需的______。
【答案】 因特網 共享 各種資料
【解析】將計算機聯在一起形成網絡，將網絡又互相聯結，成為世界上最大的計算機網絡，就是因特網，因特網上的信息可以以電磁波或電流的形式傳遞到網絡中任何一臺電腦，這樣就能使信息資源共享。
利用網絡通信除了收發電子郵件外，還可以看到不斷更新的新聞，通過搜索引擎，查到所需的各種資料。
20. 地鐵安檢是保障旅客人身安全的重要措施，如圖所示。
（1）測溫儀是利用______線的熱效應原理工作的；
（2）安檢時應用了X射線，X射線屬于______波；
（3）傳送帶上的行李在安檢時，以傳送帶為參照物，行李是______的；
（4）軌道旁有安全要示“請在黃線外等候”，其原因可以用流速越大，______越小來解釋。
【答案】（1）紅外；（2）電磁；（3）靜止；（4）壓強。
【解析】（1）由于人體能發出紅外線，所以測溫儀是利用接受強弱不同的紅外線，產生的熱效應原理工作的。
（2）根據電磁波頻率的大小不同，電磁波可以分為很多種類，其中X射線也是電磁波的一種。
（3）行李隨傳送帶一起運動，以傳送帶為參照物，行李位置沒有發生變化，所以行李是靜止的。
（4）由于流體流速越大的位置，壓強越小，所以地鐵進站時，車身周圍空氣流速大，壓強小，離車身太近，容易發生事故，所以要在黃線外等候。
四、簡答題（本大題有3小題，共11分）
21.（3分）從醫療、工業、生活中各舉出電磁波應用的一個實例。
【答案】見解析
【解析】可以從醫療、工業、生活中去了解。電磁波在我們周圍無處不在，我們處在電磁波的海洋里。電磁波可以用來給人治病，如γ射線光刀、X射線透視、CT機等。在我們生活中，電視機、收音機、手機、對講機等傳遞信息的工具，還有微波爐等，都應用了電磁波。在工業上，有y射線探傷儀、雷達測距等。在通信上，衛星通信、無線電通信、光纖通信等都用到了電磁波。
22．（4分）電磁輻射危害人體的機理
電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應、非熱效應和累積效應等．
（1）熱效應：人體70％以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內器官的正常工作．
（2）非熱效應：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷．
（3）累積效應：熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復之前（通常所說的人體承受力——內抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發生累積，久之會成為永久性病態，危及生命．對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發想不到的病變，應引起警惕．請回答：
①電磁輻射對我們人體有什么危害？
②你覺得在我們日常生活中哪些時候我們可能受到了電磁輻射？為了減小電磁輻射的危害我們應當注意些什么問題？
【答案】(1)使人體體溫異常升高，體內微弱電磁場遭到破壞,甚至誘發病變.
(2)接打手機、操作電腦、使用微波爐等等；盡可能遠離或人體或縮短使用時間.
【解析】只要認真閱讀短文，根據短文信息就能直接回答問題。
23. （4分）小紅在互聯網上注冊了一個電子郵箱，郵箱的地址是：[email protected]
請回答下列問題。
（1）她電子郵箱的用戶名是什么？
（2）地址中“cn”表示她的郵箱的服務器是在哪里注冊的？
【答案】xiaohong 中國
【解析】（1）在小紅郵箱的地址[email protected]中，她電子郵箱的用戶名是xiaohong
（2）郵箱的地址是：[email protected]，這里的“cn”表示她的郵箱的服務器是在哪里注冊的。就是指中國注冊的。
五、實驗探究題（本大題有1小題，每空1分，共6分）
24. （6分）小明同學在探究電磁波的特性的實驗過程中，他進行了如下實驗：
（1）他先將手機放在真空罩中，用抽氣機抽去罩中的空氣，打電話呼叫罩內的手機，手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”）。這證明 。
（2）他又將手機放在金屬容器（如餅干筒）中，打電話呼叫容器中的手機，這時手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”），然后再將手機放在塑料容器或紙容器中，再打電話呼叫容器中的手機，這時，手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”）。這說明 。
根據以上探究活動，你能否解釋在建筑物或電梯中，手機有時會收不到信號或信號較弱的原因？ 。
【答案】（1）能 電磁波能在真空中能傳播 （2） 不能 能 金屬容器能屏蔽電磁波 因為建筑物是鋼筋結構，電梯相當于金屬容器，它們對電磁波有屏蔽作用。
【解析】（1）因為電磁波能在真空中能傳播．故用抽氣機抽去罩中的空氣，打電話呼叫罩內的手機，手機也能收到呼叫信號。
（2）因為電磁波遇到金屬會被發射．將手機放在金屬容器(如餅干筒)中，打電話呼叫容器中的手機，這時手機不能收到呼叫信號；又因為電磁波遇到絕緣材料會像光透過玻璃一樣穿透，故將手機放在塑料容器或紙容器中，再打電話呼叫容器中的手機，這時，手機能收到呼叫信號。
（3）在建筑物或電梯中，周圍有鋼筋等金屬材料，故手機收不到信號或信號弱。
六、綜合能力題（本大題有4小題，共22分）
25. （5分）圖甲為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線_____（選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為_____m/s。
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是_____（填字母）。
A．遙控器控制電視 B.體檢時拍X光片
C.醫院殺菌消毒燈 D.“測溫槍”測量體溫
（3）少量的紫外線照射是有益的，過量的紫外線照射會損傷皮膚。紫外線能使熒光物質發光，小明想檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，利用圖乙所示的實驗裝置在暗室及一定防護下進行實驗。
步驟一：如圖乙所示，固定好紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板，將一塊大小合適的玻璃板放置在___________（選填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）區域，且調整玻璃板與硬紙板平行；
步驟二：打開紫外線燈，熒光物質發光；
步驟三：關閉紫外線燈，熒光物質不發光；
步驟四：按產品的說明書要求在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光。
由此可推斷，該防曬霜___________（選填“能”或“不能”）阻擋全部紫外線。
【答案】 （1）是 3.0×108 （2）C （3）Ⅱ 不能
【解析】（1）因為光是電磁波的一種，而紫外線又屬于看不見得光，所以紫外線屬于電磁波。
光在真空中的傳播速度是3×108m/s，而紫外線屬于看不見得光，所以紫外線在真空中的傳播速度約為3×108m/s。
（2）A．遙控器是利用紅外線可以進行遙控來工作的，故A不符合題意；
B．拍X光片利用的是X射線，不屬于紫外線，故B不符合題意；
C．醫院殺菌消毒燈，利用的是紫外線具有殺菌作用，故C符合題意；
D．測溫槍的工作原理是利用紅外線的熱效應，故D不符合題意。
故選C。
（3）由題意可知，小明要檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，因為光沿直線傳播，所以應該把玻璃板放在紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板之間，觀察熒光物質的發光情況；然后在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，觀察熒光物質的發光情況，通過對比，得出某防曬霜對紫外線是否有阻擋作用。
由題意可知，在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光，說明仍有部分紫外線照射在熒光物質上，所以該防曬霜不能阻擋全部紫外線。
26. （6分）閱讀短文，回答問題：
如圖甲所示，劃船的時候，船槳會激起水波。在一列水波向前傳播中，凸起的最高處，叫做波峰；凹下的最低處，叫做波谷。鄰近的兩個波峰（或波谷）的距離，叫做波長。在某確定位置，1s內有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少。
水波不停地向遠處傳播，用來描述波傳播快慢的物理量叫做波速。跟水波類似，電磁波也 有自己的頻率、波長和波速。
電磁波是個大家族，自然界中最常見的可見光也是這個家族的成員。這些家族成員中，無線電波用于通信；紅外線用于遙控、熱成像等；可見光是生物用來觀察事物的基礎；紫外線用于醫用消毒、驗證假鈔等；X射線用于CT照相，γ射線用于醫療。
無線電波有一種傳播方式，就是沿著地球表面傳播，如圖乙所示。但地面上有許多障礙物，如高山、樓群等阻礙無線電波的傳播。只有當波長大于或者相當于障礙物的尺寸時，無線電波才能很好地繞過障礙物沿著地面傳播。
（1）電視機遙控器利用 實現對電視機的控制（填電磁波家族成員名稱）；
（2）如圖丙所示的波，波長為 cm；
（3）波長為1m的無線電波 （選填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向遠方傳播。
【答案】 （1）紅外線（2） 3 （3） 不能
【解析】（1）由材料可知，紅外線用于遙控、熱成像等，所以電視機遙控器利用紅外線實現對電視的控制，紅外線也是電磁波的一種。
（2）由材料可知，鄰近的兩個波峰（或波谷）的距離，叫做波長，所以圖丙所示的波的波長為3cm。
（3）由材料可知，只有當波長大于或者相當于障礙物的尺寸時，無線電波才能很好地繞過障礙物沿著地面傳播，而地面上有許多障礙物，如高山、樓群等阻礙無線電波的傳播，這些障礙物的高度遠遠大于1m，所以波長為1m的無線電波不能很好地沿地球表面傳播。
27．（7分）閱讀短文，回答問題。
衛星通信
由于微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，同時在傳輸過程中信號存在衰減等。因此，人們在用微波傳輸信息時，需每隔一定距離建一個微波中繼站，信息傳輸的越遠，需要的中繼站越多，在遇到雪山、大洋，根本無法建中繼站又該怎么辦？能否利用高懸的月球作為中繼站呢？1946年，有人用雷達向月球發射微波信號，第一次準確收到了從月球表面反射回來的微波。
1959年，美、英和加拿大之間又進行了月面反射通訊實驗，結果獲得成功．但在實驗中也發現：由于月球離我們太遠，不但傳輸信號延遲時間太長，信號衰減也較嚴重，失真厲害，而且如果用月球作中繼站，兩個通信信號必須同時建到月球。
現在，人類可發射人造衛星，用通信衛星作微波中繼站，實現了衛星通信夢想。通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信。
請回答：
（1）在用微波傳輸信息時，為何每隔一定距離要建一個微波中繼站？
（2）在同步通信衛星上建立微波中繼站與在月球上建立微波中繼站相比，有何優點？
（3）除了衛星通信外，你還知道哪些現代通信方式？
【答案】（1）見解析；（2）見解析；（3）見解析
【解析】（1）微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，同時在傳輸過程中信號存在衰減等。因此，人們在用微波傳輸信息時，需每隔一定距離建一個微波中繼站。
（2）由于月球離我們太遠，不但傳輸信號延遲時間太長，信號衰減也較嚴重，失真厲害，而且如果用月球作中繼站，兩個通信信號必須同時見到月球。用通信衛星作微波中繼站，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，不但通信質量高，而且覆蓋范圍廣，可以實現全球通信。
（3）除了衛星通信外，還有微波通信、光纖通信、網絡通信。
28．（4分）閱讀短文，回答問題。
地球同步衛星
人造地球同步衛星發射過程可簡化為點火加速、離開大氣層后關閉發動機自由上升和調整姿態三個階段。從地面上看，它相對于地球靜止于赤道上空，與地球轉動同步，故稱為地球同步衛星。在赤道上空約為36 000 km的高度上布設3顆通信衛星，可實現除兩極外的全球通信。地球同步衛星常用于通信、氣象、廣播電視、導彈預警、數據中繼等方面，以實現對同一地區的連續工作。
（1）同步衛星相對于地面是　　　　　（選填“運動”或“靜止”）的。
（2）點火加速階段中能量轉化為：化學能→內能→　　　能。
（3）從地面發送電磁波信號通過同步衛星返回至少需要　　s。
（4）同步衛星的用途有　　　　　（至少寫出兩種）。
【答案】（1）靜止；（2）機械；（3）0.24；（4）通信、氣象、廣播電視等
【解析】同步衛星的運轉與地球的轉動同步，相對于地面的物體來說，位置沒有變化，是靜止的；燃料燃燒，消耗燃料的化學能轉化為內能，內能對火箭做功，轉化為機械能。
電磁波的傳播速度為3×105 km/s，地面發射信號傳遞到衛星再返回地面需要的時間至少為
同步衛星可以進行通信傳輸、氣象預報、廣播電視等。
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【情境化·新趨勢】初中物理滬科2024版九全冊單元期中期末素養提升卷
第二十章 電磁波與信息時代單元素養提升卷
（滿分100分，答題時間90分鐘）
一、單項選擇題（本大題有8小題，每小題3分，共24分.每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的）
1. 如圖所示，打開收音機的開關，旋至沒有電臺的位置，將音量開大，取一節干電池和一根導線，先將導線的一端與電池的負極相連，再將導線的另一端與電池的正極快速摩擦，使它們時斷時續地接觸，會聽到收音機中傳出“喀喀”聲。關于這個實驗，下列說法錯誤的是（　　）
A. 這個實驗對電池有損害，最好用舊電池來做 B. 迅速變化的電流能夠產生電磁波
C. 收音機可以接收到電磁波信號 D. 電磁波只能在空氣中傳播
2. 電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 紫外線屬于可見光
B. 紅外線的波長比可見光的短
C. X射線的頻率比無線電波的低
D. 可見光與射線在真空中的傳播速度相等
3. 1965年，美國發射通信衛星les﹣1，由于故障導致衛星進入太空后與地球失去聯系，18年后，科學愛好者菲爾威廉偶然捕捉到les﹣1發出的頻率為2.5×108Hz的信號。該信號（　　）
A．屬超聲波，周期為4×10﹣8s B．屬超聲波，周期為4×10﹣9s
C．屬電磁波，周期為4×10﹣8s D．屬電磁波，周期為4×10﹣9s
4. 英國科學家研究發現，用特定波長的紅光持續照射人體背部15min，可明顯刺激人體線粒體，增加葡萄糖消耗，降低血糖水平，該技術有望用來幫助糖尿病患者通過非藥物方式降低血糖，該紅光的波形圖如圖所示，已知OA=AB=BC=CD=335nm，則該紅光的波長為（ ）
A．335nm，合3.35×10-4m B．335nm，合3.35×10-7m
C．670nm，合6.70×10-4m D．670nm，合6.70×10-7m
5. 如圖所示，神舟十七號航天員乘組驚喜“現身”春晚，獻唱兒歌《大鬧天宮》，在太空向理想致敬，也向全球華人送來新春的美好祝愿。空間站的信息傳回地面利用的是（ ）
A．紅外線 B．電磁波
C．次聲波 D．超聲波
6．中國國家航天局宣布，2018年5月21日5時28分，我國在西昌衛星發射中心用“長征四號丙”運載火箭，成功將“鵲橋號”中繼星發射升空，為“嫦娥四號”月球探測任務提供地月間的中繼通信，負責地球與未來“嫦娥四號”通信的中繼接力，如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．中繼星與地月間不可能靠電磁波通信
B．地球和太陽系中的其他行星起源于不同的星云
C．發射當天地球運行在繞太陽公轉軌道中的夏至與秋分之間
D．月球的自轉周期和公轉周期相同，人類只能看到月球的正面
7. 廣播電臺和廣播電視臺的發射天線的作用是（　　）
A.只發射音頻電流激發的電磁波
B.只發射視頻電流激發的電磁波
C.將音頻電流和視頻電流加載到頻率更高的射頻電流上，發射到空中
D.不經調制發射三種不同的電磁波
8. 下列關于高頻電磁波在醫療領域的應用說法中錯誤的是( )
A．X射線：用于醫學影像檢查如胸透等
B．γ射線：用于腫瘤的放射治療、CT掃描
C．紫外線：用于消毒殺菌
D．激光：用于手術治療、美容等
二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分.每小題給出的四個選項中，至少有兩個選項是符合題意的，選對但不全得2分，有選錯的得0分，全選對的得3分）
9. 以下哪些選項屬于無線電波的分類？（ ）
A. 長波 B. 微波 C. 短波 D. 聲波 E. 光波
10. 人造地球同步衛星常用于通訊、氣象、廣播電視等方面，以實現對同一地區連續工作，下列關于同步衛星的說法正確的是（ ）
A. 衛星相對于地面來說是運動的
B. 衛星是利用超聲波來傳遞信息的
C. 衛星上的太陽能電池板將太陽能轉化為電能
D. 衛星相當于太空中的微波中繼站
11. 光刻技術是現代集成電路制作的關鍵一環，其工作原理如圖所示。光源發出強紫外線光，調整鏤空掩膜和縮圖透鏡之間的距離，使光通過二者后，恰好能在涂有光刻膠的硅片上成清晰的像，在硅片上成像越小，芯片制程越小，從而實現納米級集成電路的“雕刻”。下列說法正確的是（　　）
A．由光源發出的強紫外線光，屬于電磁波
B．縮圖透鏡利用的是凸透鏡，有會聚作用
C．鏤空掩膜位于縮圖透鏡的二倍焦距以內
D．鏤空掩膜通過縮圖透鏡成倒立縮小的像
三、填空題（本大題有9小題，每空1分，共28分）
12. 如圖為機械波某時刻的波形圖，振動頻率為5Hz，此波波長是______m，周期是________s。
13. 圖為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線 （選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為 m/s，其波長為 m；
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是 （填字母）；
A．遙控器控制電視 B．體檢時拍X光片
C．醫院殺菌消毒燈 D．“測溫槍”測量體溫
14．舉出以下四種電磁波在人們生活、生產中應用的事例（每種電磁波各舉一例）。
示例：
紅外線：電視機遙控器利用紅外線進行遙控。
（1）無線電波：_______________________________。
（2）微波：___________________________________。
（3） γ 射線：_________________________________。
（4）X射線：_________
15．圖（a）中的甲是我們能看得見的紅光，根據圖（b）可知，乙可能是紅外線，遙控器______（選填“可以”或“不可以”）利用乙來遙控電視機；不同頻率的兩種電磁波在真空中的波速______（選填“相同”或“不同”）。醫生可以利用X射線拍片診斷病情，X射線的頻率比乙______（選填“高”或“低”）。
16. 如圖是我國高新興集團研發的5G警用巡邏機器人，它搭載了5個高清攝像頭，具有快速測溫篩查、循環播報提醒等功能，能實現全景無死角巡邏。5G警用巡邏機器人是通過________向外界發送信息的；它通過識別不同溫度的物體輻射的________強度不同來實現快速測溫。
17. 光纖通信主要利用波長很 （選填“短”或“長”）的激光傳輸信息。如圖所示，激光從光纖一端射入，在內壁上多次 ，從另一端射出，把信息傳到遠方，無線電廣播的音頻信號在發射出去之前，必須加載到頻率更 （選填“高”或“低”）的電流信號上。
18．光的反射不僅廣泛應用在生活中，還常應用在許多高新技術中。紅寶石激光器的紅寶石兩端被磨成一對平行的平面鏡，使很強的激光經多次______，形成激光束；人造衛星利用______，在遙遠的太空探測地面的河流和森林，估計農作物的產量；光纖利用光的反射______等等。
19．將計算機聯在一起形成網絡，將網絡又互相聯結，成為世界上最大的計算機網絡，就是_____，這樣就能使信息資源____。利用網絡通信除了收發電子郵件外，還可以看到不斷更新的新聞，查到所需的______。
20. 地鐵安檢是保障旅客人身安全的重要措施，如圖所示。
（1）測溫儀是利用______線的熱效應原理工作的；
（2）安檢時應用了X射線，X射線屬于______波；
（3）傳送帶上的行李在安檢時，以傳送帶為參照物，行李是______的；
（4）軌道旁有安全要示“請在黃線外等候”，其原因可以用流速越大，______越小來解釋。
四、簡答題（本大題有3小題，共11分）
21.（3分）從醫療、工業、生活中各舉出電磁波應用的一個實例。
22．（4分）電磁輻射危害人體的機理
電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應、非熱效應和累積效應等．
（1）熱效應：人體70％以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內器官的正常工作．
（2）非熱效應：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷．
（3）累積效應：熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復之前（通常所說的人體承受力——內抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發生累積，久之會成為永久性病態，危及生命．對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發想不到的病變，應引起警惕．請回答：
①電磁輻射對我們人體有什么危害？
②你覺得在我們日常生活中哪些時候我們可能受到了電磁輻射？為了減小電磁輻射的危害我們應當注意些什么問題？
23. （4分）小紅在互聯網上注冊了一個電子郵箱，郵箱的地址是：[email protected]
請回答下列問題。
（1）她電子郵箱的用戶名是什么？
（2）地址中“cn”表示她的郵箱的服務器是在哪里注冊的？
五、實驗探究題（本大題有1小題，每空1分，共6分）
24. （6分）小明同學在探究電磁波的特性的實驗過程中，他進行了如下實驗：
（1）他先將手機放在真空罩中，用抽氣機抽去罩中的空氣，打電話呼叫罩內的手機，手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”）。這證明 。
（2）他又將手機放在金屬容器（如餅干筒）中，打電話呼叫容器中的手機，這時手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”），然后再將手機放在塑料容器或紙容器中，再打電話呼叫容器中的手機，這時，手機 收到呼叫信號（“能”或“不能”）。這說明 。
根據以上探究活動，你能否解釋在建筑物或電梯中，手機有時會收不到信號或信號較弱的原因？ 。
六、綜合能力題（本大題有4小題，共22分）
25. （5分）圖甲為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線_____（選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為_____m/s。
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是_____（填字母）。
A．遙控器控制電視 B.體檢時拍X光片
C.醫院殺菌消毒燈 D.“測溫槍”測量體溫
（3）少量的紫外線照射是有益的，過量的紫外線照射會損傷皮膚。紫外線能使熒光物質發光，小明想檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，利用圖乙所示的實驗裝置在暗室及一定防護下進行實驗。
步驟一：如圖乙所示，固定好紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板，將一塊大小合適的玻璃板放置在___________（選填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）區域，且調整玻璃板與硬紙板平行；
步驟二：打開紫外線燈，熒光物質發光；
步驟三：關閉紫外線燈，熒光物質不發光；
步驟四：按產品的說明書要求在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光。
由此可推斷，該防曬霜___________（選填“能”或“不能”）阻擋全部紫外線。
26. （6分）閱讀短文，回答問題：
如圖甲所示，劃船的時候，船槳會激起水波。在一列水波向前傳播中，凸起的最高處，叫做波峰；凹下的最低處，叫做波谷。鄰近的兩個波峰（或波谷）的距離，叫做波長。在某確定位置，1s內有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少。
水波不停地向遠處傳播，用來描述波傳播快慢的物理量叫做波速。跟水波類似，電磁波也 有自己的頻率、波長和波速。
電磁波是個大家族，自然界中最常見的可見光也是這個家族的成員。這些家族成員中，無線電波用于通信；紅外線用于遙控、熱成像等；可見光是生物用來觀察事物的基礎；紫外線用于醫用消毒、驗證假鈔等；X射線用于CT照相，γ射線用于醫療。
無線電波有一種傳播方式，就是沿著地球表面傳播，如圖乙所示。但地面上有許多障礙物，如高山、樓群等阻礙無線電波的傳播。只有當波長大于或者相當于障礙物的尺寸時，無線電波才能很好地繞過障礙物沿著地面傳播。
（1）電視機遙控器利用 實現對電視機的控制（填電磁波家族成員名稱）；
（2）如圖丙所示的波，波長為 cm；
（3）波長為1m的無線電波 （選填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向遠方傳播。
27．（7分）閱讀短文，回答問題。
衛星通信
由于微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，同時在傳輸過程中信號存在衰減等。因此，人們在用微波傳輸信息時，需每隔一定距離建一個微波中繼站，信息傳輸的越遠，需要的中繼站越多，在遇到雪山、大洋，根本無法建中繼站又該怎么辦？能否利用高懸的月球作為中繼站呢？1946年，有人用雷達向月球發射微波信號，第一次準確收到了從月球表面反射回來的微波。
1959年，美、英和加拿大之間又進行了月面反射通訊實驗，結果獲得成功．但在實驗中也發現：由于月球離我們太遠，不但傳輸信號延遲時間太長，信號衰減也較嚴重，失真厲害，而且如果用月球作中繼站，兩個通信信號必須同時建到月球。
現在，人類可發射人造衛星，用通信衛星作微波中繼站，實現了衛星通信夢想。通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信。
請回答：
（1）在用微波傳輸信息時，為何每隔一定距離要建一個微波中繼站？
（2）在同步通信衛星上建立微波中繼站與在月球上建立微波中繼站相比，有何優點？
（3）除了衛星通信外，你還知道哪些現代通信方式？
28．（4分）閱讀短文，回答問題。
地球同步衛星
人造地球同步衛星發射過程可簡化為點火加速、離開大氣層后關閉發動機自由上升和調整姿態三個階段。從地面上看，它相對于地球靜止于赤道上空，與地球轉動同步，故稱為地球同步衛星。在赤道上空約為36 000 km的高度上布設3顆通信衛星，可實現除兩極外的全球通信。地球同步衛星常用于通信、氣象、廣播電視、導彈預警、數據中繼等方面，以實現對同一地區的連續工作。
（1）同步衛星相對于地面是　　　　　（選填“運動”或“靜止”）的。
（2）點火加速階段中能量轉化為：化學能→內能→　　　能。
（3）從地面發送電磁波信號通過同步衛星返回至少需要　　s。
（4）同步衛星的用途有　　　　　（至少寫出兩種）。
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