苏科版物理九年级下册17.2 电磁波及其传播（原卷版）

专项十七电磁波与现代通信2电磁波及其传播【知识梳理】电磁波电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了，即导体中电流的迅速在空间激起电磁波。电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在中传播，传播不需要；电磁波传播的速度电磁波的波长为λ，波速，其中是电磁波的；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。电磁波的发射和接收发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（）上，再通过天线发射到空中的过程。接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。电磁波的应用微波炉：利用（波长很的）来加热食品。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，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越，传播直线性越，反射性能越。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：激光束特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的，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”。【易混淆点】电磁波的产生与传播导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。迅速变化的电磁波也能使金属中形成电流。电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波的家族：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。电磁波的波长λ、频率f和波速：波长：波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离，用λ表示，单位是m。频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹(Hz)，比赫兹(Hz)大的还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。(电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，c=3×108m/s=3×105km/s)波的基本特征水波、弹簧中的疏密波和声音都是波，它们都是振动形态在介质中传播，属于机械波。机械波能够传播周期性的运动形态，例如，往复抖动绳的一端(称为波源)，绳就会传播凹凸相间的运动形态。振幅A：振动的幅度周期T：振动一次所需要的时间，单位为s频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位为hz.f=1/T波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位为m波速v：波的传播速度，单位为m/s.它等于波长λ和频率f的乘积，且电磁波波速是一个定值。运算关系：波速＝波长×频率，即c=λf电磁波定义：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。产生：迅速变化的电流能在周围的空间中产生电磁波。生活中，由于开关电器、雷电等形成的电流变化也会产生电磁波，不过这种电磁波的波形都是杂乱无章的。发展历程：①英国物理学家麦克斯韦在深入研究电磁现象的基础上，于1864年建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。②德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。我们周围的空间充满了电磁波，我们的电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发射的电磁波。电磁波的传播传播：电磁波可以在固体、液体、气体和真空中传播；传播速度：电磁波在真空中的传播速度最大，约为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波；电磁波的应用包括：电磁波是一个大家族，红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。应用：①无线电波用于通讯；②微波用于通讯、微波炉加热；③红外线用于医疗、加热、遥控；④紫外线用于杀菌、防伪；⑤γ射线、Ｘ射线用于医疗等；另外，电磁波也存在副作用——电磁污染。电磁波谱定义：电磁波谱是按波长(或频率)连续排列的电磁波序列。知识点一：电磁波的特征【探究重点】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，微波炉利用微波加热食物等。【典例分析】某同学用收音机收听中央人民广播电台1008kHz频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音，则()A．收听到的信号是通过电磁波传播的 B．该时刻射频电流的频率是440HzC．该时刻音频电流的频率是1008kHz D．收音机接收到空中电磁波的频率为440Hz【真题操练】如图所示，手机被置于密闭的玻璃罩内悬浮。致电这台手机时，持续铃响，不断向外抽气时，听到的铃声逐渐变小，直至听不到；重新放气时，人又听到铃声，以下判断正确的是()A．本实验说明声音传播时需要介质B．抽气，使手机无法接收电磁波C．听到的铃声逐渐变小，说明振动的频率越来越小D．抽气，实现了在声源处防止声音的产生知识点二：电磁波的传播【探究重点】对于生活中常见的收音机(收音机天线接收到各种各样的电磁波，调谐器从中选出特定频率的电磁波，收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来，送到扬声器中，还原成声音)、手机(手机是通过发射和接收电磁波来实现通信的)和电视机(电视用电磁波来传递图象信号和声音信号，声音的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似)【典例分析】在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是()A．电磁波可以在真空中传播B．电磁波既能传递信息也能传递能量C．电磁波在空气中的速度是D．即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能【真题操练】打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，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，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了的存在.现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：(1)收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是.(2)叶子姐姐在一次乘坐某商城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因？请设计一个实验验证你的判断.(简述实验方法)知识点三：波速、波长、频率关系【典例分析】2019年12月16日，我国用火箭将最后两颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星是使用(选填“超声波”或“电磁波”)与地面站通信的，如果火箭发射升空的速度是7.9km/s，飞行了30s，则火箭飞行的路程是km。【真题操练】．如图，是小米公司研发的智能小爱音箱，支持WiFi无线连接，可以进行播放音乐、电台等众多内容。小爱音箱与手机连接时是通过来传递信息的，其在真空中的传播速度为m/s，小爱音箱的核心部件是扬声器，扬声器的原理与(选填“发电机”或“电动机”)大致相同。知识点四：电磁波谱【探究重点】电磁波被广泛用来传递信息，且电磁波可以在真空中传播。所以汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过电磁波来传递信息；电磁波在真空中的传播速度与光速相同，为3×108m/s；【典例分析】如图是电磁波家族，关于电磁波说法正确的是()A．紫外线是紫色的B．体检胸透用的电磁波频率比无线电波低C．电视机遥控器用γ射线遥控D．可见光与无线电波在真空中的传播速度相同【真题操练】(2020沈阳模拟)电磁波是一个大家族，图是它们的家族谱。对电磁波的认识，下列说法错误的是()A．可见光也是一种电磁波B．红外线比紫外线的频率低C．真空中不同电磁波的传播速度不同D．电磁波的频率越高，波长越短如图所示的用电器中，利用电磁波工作的是（）。A.电风扇 B.节能灯C.洗衣机 D.微波炉目前中国网民数量和网络规模均位居全球第一，WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的载体是()A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．可见光下列家用电器工作时，利用电磁波的是()A．电饭煲B．吹风机C．微波炉D．电热毯在下面所列举的电磁波谱大家庭中，其中频率最高的是（）。A.无线电波B.红外线C.紫外线D.X射线今年1月，我国发射的世界首颗量子科学实验卫星，完成了在轨测试任务．实验卫星与地面通信联系是利用()A．次声波 B．无线电波 C．红外线 D．超声波下列常用电器中，既能接收又能发射电磁波的是()A.

录音机

B.

电视机

C.

收音机

D.

手机(2020成都28)防控“新冠疫情”，检测体温是重要的措施。图所示的红外测温仪，是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温。下列说法正确的是()A.测温仪的电子元件都是由导体材料制成B.测温仪工作时电池将化学能部分转化为电能C.人体辐射的红外线不是电磁波D.乱扔废弃电池不会对环境产生危害(2020·湖北省随州市)在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是()A.电磁波可以在真空中传播B.电磁波既能传递信息也能传递能量C.“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快D.即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能某品牌5G手机利用________进行通讯，使用时，手机电池的化学能转化成了。2018年5月21日，我国成功发射“鹊桥”号中继卫星。若某时刻如图所示，地面制控中心与“鹊桥”相距约46万公里，“鹊桥”与月球背面相距约6.5万公里，它们之间是利用通讯的，测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，大约需要s。2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。为了防止大气与火箭表面产生的剧烈摩擦使火箭熔化，所以火箭必须由熔点(选填“高”或“低”)的材料制成，运载火箭的燃料为液氢和液氧，通常情况下氢和氧是气态的，科技人员采用的方法使其液化。地面各个测控站能准确的用一种波对探测器进行遥控，你认为这种波(填“是”或“不是”)超声波，你的判断依据是：。(2020·天门)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”；如图是一款华为折叠屏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”)｡2019年1月3日我国自主研发的"嫦娥四号〃月球探测器成功着陆在月球背面，探测器通过________(选填：“电磁波”或“超声波”)把收集的信息传回地球，为我们揭开了月球背面的神秘面纱。汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过_______来传递信息，其中真空中的传播速度为_________m/s；如题10图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是________信号。十九大会议的盛况可以利用卫星，通过波向全世界各地传播，该波在空气中的传播速度为m/s，也可以利用光纤通过光波向世界各地传播。某手机发射的信号频率为2×103MHz，那么该手机信号的波长为m。中国航天打响了5G争夺战的第一炮，他们计划在2020年执行一个代号为虹云工程的计划，即通过发射一百多颗卫星组网形成5G卫星通信网，从而覆盖整个地球的5G网络。那么5G会比4G牛多少？为什么能让我们的生活方式升级换代？根据国际通信标准组织3GPP的定义，5G将带来三大应用场景：eMBB大带宽：下载速率理论值将达到每秒10GB，将是当前4G上网速率的10倍。uRLLC低延时：5G的理论延时是1ms，是4G延时的几十分之-一，基本达到了准实时的水平。mMTC广联接：5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别，是4G的十倍以上。我们生活中常听说的AI技术、VR/AR技术与全息通信，虽然现在已经部分应用，但因为传输速率不够，体验并不好，经常出现卡顿。模糊甚至让人晕眩。但如果有了5G，速率提高，360°的画面都能够清晰而稳定的呈现，我们就能真正体会到“远隔万里却身临其境”的神奇了。特别是自动驾驶的汽车与自动驾驶载人飞行器，也都将有望在5G时代真正实现广泛应用。示例：物理信息：覆盖整个地球的5G网络；物理知识：5G卫星通信传递信息是利用电磁波。作答：物理信息：；物理知识：。阅读材料，回答问题.新社电：2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征丙运载火箭，成功发射一题北斗导航卫星。该卫星属地球静止轨道卫星，它运行在位于地球赤道上空约36000km的圆形轨道上，运行方向与地球自转方向相同，运行一周的时间与地球自转一周的时相等。地球静止轨道卫星可以对所覆盖区域实现24小时不间断的移动通信，如卫星电话、电视节目转播、卫星电话使“天涯若比邻”成为了现实。两人通过卫星通话时、发出“呼叫“与听到“回应”“之间有一段时间差称之为“延迟时间”。(1)火箭发射时，高温高压燃气点从尾部喷出，火箭获得上升的推力，该推力的施力物休是_____。地球静止轨道卫星沿圆形轨道正常运行时相对于地面是_____(选填”运动”或“静止”)的，此时卫星不处于平衡状态。(2)卫星电话是通过_______(选填“超声波”成“电磁波”)来传递信息的，请你估算出使用卫星电话通话的“延迟时间”至少________s。关于生活中遇到的各种波，下列说法中正确的是A．医院内常利用红外线灭菌B．5G通讯主要利用超声波传递信息C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息D．手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波2019年4月15日京雄高铁采用铺轨机正式铺轨，此铺轨机(如图)首次应用了我国自主研发的“北斗”定位系统。铺轨机与“北斗”定位系统间的信息传递靠的是()A.电磁波B.超声波C.次声波D.红外线下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是()A．利用微波雷达跟踪飞行目标B．利用北斗导航系统进行定位和导航C．用手机打电话D．利用声呐系统探测海底深度某手机网络频率范围是1920MHz---1935MHz，其中下列说法正确的是()A．1920MHz的电磁波波长比1935MHz的短B．1920MHz的电磁波不能再没有空气的月球上传播C．1920MHz的电磁波在真空中传播的速度比1935MHz的慢D．1920MHz和1935MHz的电磁波在真空中传播的速度相同2020年5月19日，为抢救濒危病人，常州医生朱鼎暴露在X光(电磁波的一种)下近1小时，之后才穿上铅制防护服继续抢救直至病人转危为安。朱鼎事后流了鼻血，好在身体未受其它严重伤害。铅制防护服能阻碍X光传播，下列现象同样是阻碍电磁波传播的是()

①放在真空罩内的手机仍能接收到呼叫信号

②放在密闭金属盒内的收音机，不能接收到电台信号

③微波炉炉门上的玻璃覆盖有金属网，可以防止微波泄漏

④用导线时断时续地连接旧干电池的两极，附近的收音机发出咔啦咔啦的声音A．①②B．②③C．③④D．①④利用激光测量地月距离，是20世纪60年代后发展起来的一门新技术。从地面向月球发射一束脉冲激光，激光被安装在月面上的角反射器反射回来，地面上的计时器把激光往返地月的时间记录下来，这样就可以计算出地月距离。激光是一种______波；真空和空气中的光速均按3.0×108m/s计算，若计时器记录的时间为2.56s，则地月距离约为___________m。(2020·江西省九年级中考物理模拟)“wifi”是以无线方式互相连接的技术，无线路由器和电脑、手机之间是通过_____传递信息的；电视遥控器前端的发光二极管可以发出不同的_____，实现对电视的遥控。中美经贸摩擦实质上是科技实力的较量。华为公司的5G通信技术领先世界2-3年，5G技术具有高速率、大宽带和低延迟三大特点。5G手机与基站之间是通过______实现信息的传递。物体不能无限地被压缩说明分子间存在着相互作用的；Wi﹣Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，是利用传递信息的。(选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”)汽车已经广泛进入家庭．四冲程汽油机的冲程将内能转化为机械能，使汽车获得前进的动力．汽车导航仪与卫星之间是通过来传递信息的．用手机通话时，手机与手机之间通过传输信息的；某卫星到地球的距离是3×105m，地面的信息发送到该卫星大约需要s。(2020新疆模拟)雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为0．1m的电磁波，经过0．3s的时间，接收到了反射波．请你回答：(1)该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？(2)该卫星距地面多远？(2020·北京丰台区·九年级其他模拟)阅读下面短文回国答问题电磁波的海洋电磁波是个大家族(如图1所示)，通常用于广播电视、卫星通信和移动电话的那都分叫做无线电波，日常生活中可以看到有各种各样的天线，他们有的是发射电磁波的有的是接收电磁波的，我们生活在电磁波的海洋中电磁波除了用于通信外，还有很多别的应用。比如我们生活中常见到的摄波炉，就是用电磁波来加热食品的，微泼炉内有很强的电碳泼，它的泼长很短，所以叫做微泼，食物的分子在微波的作用下别烈振动，使得内能增加，温度升高，由于电碱波可以深入食物内部，所以用电磁炉烧饭时食物的内部和外部几乎网时变熟，省时、省电：红外线电磁波的一种，红外线测距仪就是通过发射红外线测量距离的。声音的传播需要介质，电磁波的传播需要介质吗？把一个移动电话放在真空罩中，并给这个移动电话打电话。放在真空罩中的移动电话可以收到真空罩外传给它的电磁波而发出声音，这说明电磁流在真空中也可以传播，月球上没有空气，声音无法传播，所以宇航员在月球上用电磁波来通信。真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒，电磁波的速度是不是看起来很熟悉呢？它也是光在真空中的传播速度对不对？这是国为可见光就是电波的一种，所有电磁波在真空中的传楼速度都是相同的。(1)下列家用电器中，应用电磁波的有______；A．电熨斗B．电冰箱C．洗衣机D．微波炉(2)如图2所示，降落在月球背面的嫦娥四号登月探测器借助鹊桥中继卫星向地球传送信息。利用的是______；A．次声波B．无线电波C．红外线D．超声波(3)关于电磁波与信息技术，下列叙述正确的是______；A．电磁波只能用于通信B．手机既能发射电磁波也能接收电磁波C．电磁波的应用对人类有利无害D．卫星通信不需要利用电磁波传递信息(4)红外线测距仪对准某一目标发出一束红外线，经目标反射后红外线被仪器接收测得红外线往返时间为2.8×10-7s，目标与仪器之间的距离是______；(5)太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成，其中最先到达地球的是______。A．红光B．绿光C．蓝光D．一同到达WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是()A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是()A.智能机器人只能通过声音信号控制B.北斗卫星导航是通过光纤传递信息C.无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量D.用5G手机上网是通过电磁波传递信息下列说法中，正确的是（）。A．电磁波的频率越高，传播的速度就越大；B．电磁波可以在真空中传播；C．手机间通话靠超声波传递；D．微波不具有能量(2020·临夏)下列关于电磁波和信息技术说法正确的是()A．电磁波既能传递信息也能传递能量；B．电磁波的传播需要介质；C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息；D．由我国华为公司主导的5G通讯技术主要是利用超声波传递信息的(2020·新疆生产建设兵团)在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。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(2020泸州6)2020年6月23日，在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星，实现北斗导航系统全球覆盖。下列说法中正确的是()A.北斗导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播B.北斗导航系统中卫星间的信息传递采用光纤传送C.北斗导航系统中的地球同步卫星相对地面是运动的D.在轨运行的北斗导航卫星受到非平衡力的作用电磁波的传播_____（选填“需要”或“不需要”）介质。如图所示,将手机放在密闭的塑料容器中能正常接收到呼叫信号,放在密闭的金属容器中不能接收到呼叫信号,说明_____（选填“塑料容器”或“金属容器”）对电磁波有屏蔽作用。如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了原理。计步的数据还可通过传送到手机上。利用激光测量地月距离，是20世纪60年代后发展起来的一门新技术。从地面向月球发射一束脉冲激光，激光被安装在月面上的角反射器反射回来，地面上的计时器把激光往返地月的时间记录下来，这样就可以计算出地月距离。激光是一种______波；真空和空气中的光速均按3.0×108m/s计算，若计时器记录的时间为2.56s，则地月距离约为___________m。汽车已经广泛进入家庭．四冲程汽油机的冲程将内能转化为机械能，使汽车获得前进的动力．汽车导航仪与卫星之间是通过来传递信息的．某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是，频率是．2019年1月3日，嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆，并通过“鹊桥”中继星传回了世界上第一张近距离拍摄的月背景影像图，传输过程中利用了电磁波；嫦娥四号的巡视器﹣﹣﹣玉兔二号质量为135g，与月球表面的接触面积约为0.8m2，玉兔二号对月球表面的压强为0.28pa，（g取10N/kg，物体在月球上的重力为地球上的）：玉兔二号移动很慢，速度约为250m/h，累计在月球表