苏科版物理九年级下册17.1 信息与信息传播17.2 电磁波及其传播（知识解读）（教师版）

17.1信息与信息传播17.2\o"17.2电磁波及其传播"电磁波及其传播（知识解读）（解析版）•知识点1信息与信息传播•知识点2波的基本特征•知识点3电磁波•作业巩固训练知识点1信息与信息传播知识点1信息与信息传播1、信息：信息是各种事物发出的有意义的消息，我们生活在一个充满信息的世界里，信息无时不在，无处不有，消息中包含的内容越多，信息量越大。

2、信息传播：信息和信息传播活动经历了五次巨大变革：语言的诞生→文字的诞生→印刷术的诞生→电磁波的应用→计算机技术的应用。

3、信息传播工具：进行传递信息的具体的设备，信息必须通过传播才有实际意义，早期的信息传播工具有：万里长城上的烽火台、古代传递官文的驿马、电报机、电话等。4、模拟信号和数字信号（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号的通信方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。

5、电话：1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。（2）工作原理：话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号；声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。【典例1-1】甲、乙两部电话接通后，正确的说法是（）A．甲的听筒和甲的话筒，乙的听筒和乙的话筒分别串联在两个电路中B．甲的听筒和乙的听筒串联，甲的话筒和乙的话筒串联C．甲的听筒和话筒，乙的听筒和话筒串联在一个电路中D．甲的听筒和乙的话筒串联在一个电路中，乙的听筒和甲的话筒串联在另一个电路中【答案】D【详解】A．甲、乙两部电话接通后，甲的听筒和乙的话筒，乙的听筒和甲的话筒分别串联在两个电路中，故A不符合题意。BC．甲的听筒和乙的话筒串联，甲的话筒和乙的听筒串联，故BC不符合题意。D．甲、乙两部电话接通后，甲的听筒和乙的话筒串联在一个电路中，乙的听筒和甲的话筒串联在另一个电路中，故D符合题意。故选D。【典例1-2】北斗卫星是利用太阳能电池板获得能量，太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。北斗卫星是使用电磁波与地面站通信的，光纤传递信息则利用了光的（选填“反射”、“折射”或“直线传播”）原理。【答案】可再生反射【详解】[1]太阳能取之不尽用之不竭，所以是可再生能源。[2]激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在内部发生多次反射，并从另一端射出，所以是利用光的反射传递信息的。【变式1-1】关于电话的工作过程，有如下描述：

①膜片忽松忽紧，挤压碳粒；②人对着话筒说话时，声波使膜片振动；③电阻忽大忽小；④磁铁对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形与说话情形相同；⑤在电路中产生强弱按声音的振动而变化的电流。合理的顺序是（

）A．①②③④⑤ B．②①④③⑤C．①②③⑤④ D．②①③⑤④【答案】D【详解】电话的工作过程是：人对着话筒说话时，声波使膜片振动；膜片忽松忽紧，挤压碳粒；电阻忽大忽小；在电路中产生强弱按声音的振动而变化的电流；使听筒中的磁铁对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形与说话情形相同；故合理顺序为②①③⑤④，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【变式1-2】如图是电话听筒示意图，听筒内有一个电磁铁，电磁铁吸引薄铁膜片，传入听筒的电流流过线圈。由于电流的不断变化，电磁铁对膜片的作用力也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。根据以上描述可知，图中的（1）是；（2）是。【答案】薄铁膜片电磁铁【详解】（1）[1]是薄铁膜片，可以和衔铁吸引，或断离，让膜片振动。（2）[2]是电磁铁，就是螺线管里有铁芯。知识点2波的基本特征知识点2波的基本特征 1、振幅：振动的幅度，用字母A表示。它反映了振动的强弱。2、周期：振动一次所需要的时间，用字母T表示，单位是秒（s）。3、频率：符号是f，其数值等于每秒内振动的次数，用字母表示。频率与周期反映了振动的快慢，它们的关系是：f=1/T。4、波长：波在一个周期内传播的距离，用字母λ表示。5、波速：波传播的速度，用字母c表示。6、关系：波速=波长×频率，用符号表示为：c=λf。【典例2-1】如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（）A．红外线的波长比紫外线的短 B．紫外线的频率比无线电波的高C．无线电波在真空中传播速度比X射线快 D．电磁波不能在真空中传播【答案】B【详解】A．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故A错误；B．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故B正确；C．无线电波和X射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故C错误；D．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故D错误。故选B。【典例2-2】5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高，下载速度比4G网络快数百倍，与4G相比，5G电磁波的波长更（选填“长”或“短”）；有一款华为折叠屏5G手机，其折叠屏主要是由材料制成的柔性发光二极管（选填“导体”、“半导体”或“超导体”），使用一段时间后，机壳会发烫，这是由于内部发热的元件通过的方式使机壳的内能增加的。【答案】短半导体热传递【详解】[1]电磁波的波长和频率成反比，频率越高，波长越短。因为5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高，所以与4G相比，5G电磁波的波长更短。[2]因为二极管具有发光特性，所以折叠屏主要是由半导体材料制成的柔性发光二极管制作。[3]内部发热的元件通过热传递的方式使机壳的内能增加，故手机使用一段时间后，机壳会发烫。【变式2-1】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、微波和无线电波等都是电磁波B．由图中的信息可知，人眼能直接看见电磁波的范围太小了，看不见的太多了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【答案】D【详解】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．由图中的信息可知，人眼可见的电磁波只有可见光，可见光的光谱就是电磁波谱中很窄的一段，大部分电磁波是人眼是感觉不到的，如无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线等，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，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。【变式2-2】小明在家里收看江苏卫视最强大脑节目时发现：只要妈妈在旁边使用电吹风，屏幕上就会出现很多雪花；电吹风一停，雪花也随即消失，说明变化电流能够产生。已知江苏卫视的电磁波频率约4000MHz，则此波长的周期为s。【答案】迅速变化的电流2.5×10-10【详解】[1]只要妈妈在旁边使用电吹风，屏幕上就会出现很多雪花；电吹风一停，雪花也随即消失，说明变化电流能够产生迅速变化的电流，产生电磁波，会干扰电视机。[2]江苏卫视的电磁波频率约4000MHz，则此波长的周期为知识点3电磁波知识点3电磁波 1、电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波，不变化的电流不能激起电磁波；2、可以在真空中或者介质中通过变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波。3、常见的电磁波发射器有广播电台、电视台，接收器有收音机、电视机；手机既可以发射电磁波，又可以接收电磁波

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4、电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。5、电磁波的应用（1）微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。（2）雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线性越好，反射性能越强。（3）无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。【典例3-1】下列关于电磁波的说法不正确的是（

）A．导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波 B．电磁波不能在真空中传播C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．无线电广播信号是靠电磁波传播的【答案】B【详解】A．电磁波产生的原理是变化的电场会产生磁场，故A正确，不符合题意；B．电磁波能在真空中传播，故B错误，符合题意；C．微波穿透力比较强，微波炉是利用微波来加热食品的，微波属于电磁波，故C正确，不符合题意；D．电磁波可以在真空中进行传播，电磁波可以传递信息，无线电广播信号是靠电磁波传播的，故D正确，不符合题意。故选B。【典例3-2】“运20”是中国自主研发设计的一款具有洲际飞行能力的运输机，最大航程15000公里。飞机飞行过程中，驾驶员与地面航管人员利用传递信息。机翼上方的空气流速比下方的空气流速大，因此空气对机翼上表面的压强比对下表面的压强。【答案】电磁波小【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，飞机飞行过程中，驾驶员与地面航管人员利用电磁波传递信息。[2]飞机采用上表面凸起、下表面扁平的固定机翼，空气流过机翼时，上表面的速度大，下表面的流速小，所以上表面空气产生的压强小，下表面产生的压强大，因此空气对机翼上表面的压强比对下表面的压强小，从而对机翼产生向上的升力。【变式3-1】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/sC．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【详解】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。【变式3-2】2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在整个返回过程中宇航员可以通过（选填“超声波”或“电磁波”）与地面指挥中心取得联系，返回舱在通过大气层的过程中，与大气层发生剧烈摩擦，通过（选填“热传递”或“做功”）的方法增大了返回舱的内能。【答案】电磁波做功【详解】[1]电磁波不需要介质就可以在空间中传播，电磁波可以传递信息，因此在整个返回过程中宇航员可以通过电磁波与地面指挥中心取得联系。[2]改变内能的两种方式：做功和热传递。做功是能量的转化，热传递是能量的转移。返回舱在通过大气层的过程中，外壳与空气剧烈摩擦，此过程克服摩擦做功，机械能转化为内能，从而使火箭外壳温度升高，内能增大，通过做功方式改变物体的内能。一、单选题1．华为5G“黑科技”有高传输速率优点，在相同时间内，5G通讯传输的倍息量约为4G的10倍。5G智能巡检机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G越来越深入我们的生活，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．5G电磁波可以传递信息，但不传播能量B．5G电磁波是由迅速变化的电流来产生的C．5G电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中的传播速度是340m/sD．5G电磁波在真空中的传播速度是4G电磁波在真空中的传播速度的10倍【答案】B【详解】A．电磁波可以传递信息和能量；因此5G电磁波既可以传递信息，也可以传递能量，故A错误；B．根据电磁波的产生原理可知，5G电磁波是由迅速变化的电流来产生的，故B正确；C．电磁波的传播不需要介质，电磁波的速度与介质种类有关，5G电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中的传播速度约为3×108m/s，故C错误；D．不同频率的电磁波在真空中传播的速度是相同的，5G电磁波在真空中的传播速度是4G电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误。故选B。2．下列说法正确的是（）A．宋代沈括最早对地磁偏角现象进行了描述B．乔布斯发明了电话C．法拉第发现了电流的磁效应D．奥斯特发明了发电机【答案】A【详解】A．我国宋代学者沈括最早对地磁偏角现象进行了描述，故A正确；B．最早的电话是贝尔发明的，故B错误；C．法拉第发现了电磁感应现象，故C错误；D．奥斯特发明了电动机，故D错误；故选A。3．随着科技的发展，我们进入了“刷脸”时代。“刷脸”时人脸面对摄像头，经系统自动拍照、扫描，确认相关信息后，即可迅速完成身份认证，以下说法正确的是（

）A．摄像头相当于一个凹透镜B．摄像时，人脸离摄像头越近越好C．“扫描”的过程是将图片信息转换为数字信息的过程D．人脸经摄像头成像是利用光的反射原理【答案】C【详解】A．摄像头的工作原理与照相机类似，都是利用凸透镜成像的规律来工作的，因此，摄像头相当于一个凸透镜，而不是凹透镜，故A错误；B．在摄像时，人脸并不是离摄像头越近越好。因为当人脸离摄像头太近时，可能会超出摄像头的成像范围，导致无法清晰成像。同时，过近的距离也可能导致图像变形或失真。因此，在摄像时，需要保持一个适当的距离，以确保能够清晰、准确地成像，故B错误；C．“扫描”的过程实际上是将图片信息（即模拟信号）转换为数字信息的过程。这是因为在计算机中，所有的信息都是以数字形式存储和处理的。因此，摄像头在拍摄到人脸图像后，需要将其转换为数字信号，以便进行后续的处理和识别，故C正确；D．刷脸时，人脸经摄像头的凸透镜成倒立、缩小的实像，这是利用光折射原理的一个应用实例，故D错误。故选C。4．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，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为D．航天员进入空间站后，质量没有改变【答案】D【详解】A．由于电磁波能在真空中传播，超声波不能在真空中传播。所以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，则声音的频率变快，所以声音会变尖是因为改变了声音的音调，故B错误；C．声音在空气中的传播速度约为340m/s，所以航天员的声音在空间站内传播的速度约为340m/s，故C错误；D．由于质量是物体的属性，与位置无关，所以航天员进入空间站后，质量没有改变，故D正确。故选D。5．如图所示，神舟十七号航天员乘组惊喜“现身”春晚，献唱儿歌《大闹天宫》，在太空向理想致敬，也向全球华人送来新春的美好祝愿。空间站的信息传回地面利用的是（

）

A．红外线 B．电磁波 C．次声波 D．超声波【答案】B【详解】A．大气对红外线辐射传输主要是的影响吸收和散射，红外线仅仅适合短距离的通讯，不适合远距离的，故太空和地球的通讯只能是电磁波，故A不符合题意。B．电磁波可以在真空中传播，也可以用于通讯，他们美好的祝福声传到地球靠的是电磁波，故B符合题意；CD．声波不能在真空中传播，故CD不符合题意。故选B。6．下列关于声和电磁波的说法正确的是（）A．声呐是利用电磁波来探测鱼群的B．吹奏笛子时，演奏者用手指按住不同气孔，是为了改变发出声音的响度C．公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的音调D．5G通信是利用电磁波来传递信息的【答案】D【详解】A．声呐是利用超声波来探测鱼群的，故A错误；B．吹奏笛子时，演奏者用手指按住不同气孔，是为了改变振动的空气柱的长度，即改变空气柱振动的快慢，故是为了改变音调，故B错误；C．公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的响度，故C错误；D．电磁波可以传递信息，5G通信是利用电磁波来传递信息的，故D正确。故选D。7．关于电磁波，下列说法正确的是A．互联网光缆中的光波不属于电磁波B．不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同C．电磁波具有能量，微波炉就是用微波来加热，使食物的内能增加、温度升高D．声、光和电磁波这三者中，只有电磁波能传递信息【答案】C【详解】试题分析：（1）可见光、不可见光、无线电波都是电磁波；（2）对于电磁波可以在真空中传播，且在真空中最快；（3）电磁波不仅能传递信息，还能传递能量；（4）声、光和电磁波都可以传递信息，但其传播过程中，有的需要介质，有的不需要介质．解：A、互联网光缆中的光波也属于电磁波，故该选项错误；B、不同频率的电磁波在真空中的传播速度是相同的，且在真空中的传播速度最快，故该选项错误；C、电磁波是具有能量的，微波炉就是用微波来加热，使食物的内能增加、温度升高就是该性质的典型表现，故该选项正确；D、声、光和电磁波这三者是都能传递信息的，故该选项错误；故选C．点评：该题考查电磁波的相关知识，本部分内容为基础内容，但应熟记．8．（2010•包头）下列家用电器和通信设备中，不是利用电磁波工作的是（）A．通信卫星B．电冰箱C．手机D．收音机【答案】B【详解】试题分析：电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的．解：通信卫星、手机和收音机都是利用电磁波来工作的，电冰箱是利用物态变化时的吸热和放热原理制冷的，不是利用电磁波．故选B．点评：本题考查了电磁波的应用，要明确生活中有哪些电器应用了电磁波．二、填空题9．1876年发明了电话，最简单的电话由和组成，在电话的一端话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方。在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。【答案】贝尔话筒听筒【详解】[1]1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话。[2][3]基本结构主要由话筒和听筒组成。工作原理是话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，因此话筒的作用是将声信号转化为电信号；在另一端，变化的电流通入到听筒的电磁铁中，使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音，听筒的作用是把电信号转化为声信号。10．通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与电流的方向和的方向有关。机器人身上装有上百个传感器，这些传感器将光信息、声信息、热信息、力信息等转换成，从而使机器人具备了类似人类的知觉功能和反应能力。【答案】磁场电信息【详解】[1]磁场方向和电流方向的不同会影响通电导体在磁场中受力的方向，所以通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。[2]机器人身上的信息传感器能将接触到的各种信息转换成电信息，传给机器人的“大脑”。使得机器人具备了类似人类的知觉功能和反映能力。11．2024年3月25日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星在距月面约440km处开始实施多次近月“刹车”制动后，顺利进入环月轨道飞行，后续将与月面航天器提供地月间中继通信。“鹊桥二号”制动时，通过沿与运动方向（选填“相同”或“相反”）的方向喷射高温气体，对卫星施加制动力，这说明力可以改变物体的。“鹊桥二号”中继星利用（选填“超声波”或“电磁波”）传递航天器与地球之间的信息。【答案】相同运动状态电磁波【详解】[1][2]“鹊桥二号”制动时，需要沿与运动方向相同的方向喷射高温气体，因物体间力的作用是相互的，则高温气体反过来对卫星施加制动力；对卫星施加制动力，卫星的运动状态发生改变，这说明力可以改变物体的运动状态。[3]电磁波可以传递信息，“鹊桥二号”中继星利用电磁波传递航天器与地球之间的信息。12．如图所示是气象站释放的一种无动力探空气球。升空过程中因大气压逐渐，气球会慢慢膨胀；它携带的探空仪会采集各种气象数据并将数据通过传回到地面气象站。【答案】减小电磁波【详解】[1]大气压随高度增大而减小，升空过程中因大气压逐渐减小，小于气球内的气压，气球会慢慢膨胀。[2]电磁波可以传递信息，气球携带的探空仪会采集各种气象数据并将数据通过电磁波传回到地面气象站。13．2022年4月14日，“神舟十三号”载人飞船已完成全部既定任务，地面控制中心向飞船上发出撤离指令，航天员接收到的指令是利用传递的；搭载“神舟十三号”载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂，已知燃料偏二甲肼的热值是4.25×107J/kg，若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出J热量。【答案】电磁波【详解】[1]电磁波可以传递信息，而且可以在真空中传播，航天员接收到的指令是利用电磁波传递的。[2]若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出的热量为14．1月17日，中国载人航天工程2024年第一次发射任务，最强“天空快递”天舟七号货运飞船满载春节大礼包，为神舟十七号航天员乘组送去补给物资和新春祝福。如图所示，用液态氢作为火箭的燃料是因为它有较大的。我国无人机技术飞速发展，无人机应用越来越广泛，如图所示，操控人员与无人机是通过联系的。【答案】热值电磁波【详解】[1]用液态氢作为火箭的燃料是因为它有较大的热值，燃烧时放出的热量更多。[2]电磁波可以传递信息，操控人员与无人机是通过电磁波联系的。15．“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。(1)本次太空授课活动继续采取天地互动方式进行，向同学们播下梦想和科学的种子。如图甲所示，收看直播节目的信号是通过（选填“超声波”或“电磁波”）传递的；信号传播时要用通讯卫星（地球周围的同步卫星），通讯卫星相对地球是（选填“运动”或“静止”）的。(2)奇妙的乒乓球实验中，如图乙①所示的乒乓球拍击打水球时，水球直接粘到了球拍的表面；用疏水材料“特制”的乒乓球拍击打水球时，水球像乒乓球一样，反弹了出去，呈现“拍水不破”的效果，如图乙②所示。水球被反弹出去，说明。【答案】(1)电磁波静止(2)力可以改变物体的运动状态【详解】（1）[1]电磁波可以在真空中传播，本次太空授课活动继续采取天地互