人教版物理九年级全一册第二十一章《电磁波及其应用》单元测试卷（一）

人教版物理九年级全一册第二十一章《电磁波及其应用》单元测试卷（一）一、选择题（每题3分，共30分）1．如图所示，嫦娥六号成功着陆月球背面，在鹊桥二号中继星的支持下，实现人类首次月球背面地表采样返回。下列说法中正确的是（）A．采集的样品返回地球后质量会减小B．太阳能电池主要将光能转化为内能C．控制中心利用电磁波最终实现对嫦娥六号的控制D．嫦娥六号下降过程中，相对于月球表面是静止的2．下列关于电磁波的说法，不正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度是340m/sB．我国的北斗卫星导航定位系统是利用电磁波传输信号的C．“嫦娥五号”探测器能从月球上传输影像图回来，是利用电磁波能在真空中传播D．我国的“5G技术”世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波3．2021年5月15日，我国天问一号着陆巡视器成功着陆火星。如图是“祝融号”火星车拍摄传回地球的首批图片之一。这些图片信息传回地球主要依靠（）A．电磁波 B．激光 C．声波 D．电流4．下列主要利用电磁波的信息特性工作的是（）A．激光治疗近视眼 B．γ射线切割肿瘤C．微波炉加热 D．X射线检测病变5．关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法中不正确的是（）.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，都要把电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6．下列关于电磁波的应用，不正确的是（）A．广播电台是利用无线电波广播的B．微波炉是利用微波加热物品的C．北斗卫星导航系统是利用电磁波传输信号的D．医院利用红外线杀菌、X射线对人体透视7．各地高高耸立的电视塔是地标性建筑，电视塔上天线的作用是（）A．让声音、图像信号转化为电信号B．让声音、图像信号加载到高频电流上C．让音频、视频电信号加载到高频电流上D．让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波8．近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（）A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为340m/sB．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的9．我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10．下列关于地球同步通信卫星的说法中错误的是（）A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的机械能守恒C．同步卫星相对于地面静止 D．同步卫星使用微波进行通信二、多选题（每题3分，共9分）11．(多选)如图所示是无线电广播的发射过程.关于无线电广播的发射，下列说法中正确的有（）A．变化的音频电流在空间形成电磁波，将声音传到远方B．音频电流只有被调制到高频电流上时，才能传到远方C．将音频电流调制到高频电流上是为了保密D．高频振荡器、调制器、发射天线是发射无线电广播不可缺少的装置12．(多选)甲广播电台发射的一种电磁波的频率为960kHz，乙广播电台发射的另一种电磁波的波长为14.3m，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两电台发射电磁波的频率一样B．甲、乙两电台发射电磁波的波长一样C．甲、乙两电台发射电磁波的速度一样D．甲、乙两电台发射电磁波的波长不一样13．(多选)下列说法中正确的是（）.A．频率越高的电磁波在空气中传播的速度越大B．手机是通过电磁波传递信息的C．光纤通信是通过无线电波传递信息的D．微波炉的金属外壳能有效地防止电磁波泄漏而影响人的身体健康三、填空题（每空2分，共22分）14．深圳技术大学教师领衔开发的无人小车能在地铁非高峰时段自主配送，这是通过(选填“电磁波”或“超声波”)来实现在地铁上的精准定位。无人车的转向和直行的动作，是通过内部的芯片来实现。芯片是(选填“超导体”、“半导体”)材料制成的。15．2025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需汉，地面控制中心通过与探测器传递信息。探测器在随火箭加速升空过程中能量转化与热机的冲程相同。16．“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收波来探索宇宙的仪器；这种波（选填“能”或“不能”）在真空中传播。17．2025年2月11日，首枚长征八号A（又叫长征八号甲）运载火箭搭载互联网低轨02组卫星在海南文昌发射场发射，卫星是利用（选填“电磁波”或“超声波”）将探测信息传递给地球上的控制团队的，它在真空中的传播速度达到m/18．手机是利用传输信号实现通讯的，该信号（可以/不可以）在真空中传播。相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，5G信号的传播速度（大于/等于/小于）4G信号的传播速度。四、综合题（共2题，共17分）19．如图所示是一种在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图.在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换器把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送.地面接收站通过天线把微波能还原成电能.（1）如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m2，巨大的太阳能收集板的总面积为5×10（2）利用微波传输电能，实现了“无线输电”，输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450MHz.求微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少?20．如图1所示是我国具有完全自主知识产权的“CR400AF车身质量m（t）360每节车厢长L（m）25车厢数（节）8每节载客（人）100最高时速（km/h）400（1）“复兴号”动车的通信设备是利用（选填“电磁波”或“超声波”）来传递信息的；（2）复兴号动车在水平轨道上匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对力；（3）推重比是衡量动车牵引能力的重要指标，其含义是动车匀速运行时的牵引力与车总重的比值。经检测，“复兴号”动车运行时的总阻力f与列车速度v满足f=kv2关系，其中k=40N/(m/s)2，则“复兴号”动车以100m/s的速度在水平轨道上满载运行时的推重比是（4）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图2乙所示是某同学为动车设计的模拟电路：①选择图2甲中的（选择“R1”或“R2”）湿敏电阻，将它串联在图2乙电路中的（选择“a”或“②已知电源电压恒为6V，警示灯的规格是“6V3W”，当空气湿度为80%时，警示灯明暗闪烁发光，灯较暗时的实际功率是W（电磁铁电阻忽略不计，灯泡电阻不随温度变化）。五、科普阅读题（共2题，共22分）21．生态环境部发布2024年六五环境日的主题是“全面推进美丽中国建设”，其目的是动员社会各界参与生态环境保护、践行绿色生产生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于“海域漂浮垃圾治理”调研活动，在查阅相关资料时，发现了与海域漂浮垃圾治理装备相关的文章，其中对装备的介绍如图（a）所示。在V字形浮围栏和自然动力作用下，海漂垃圾汇集到垃圾汇集框，而后由垃圾单向传输机构将其提升至垃圾分拣框内。传输机构的动力可由振荡浮子波浪能收集系统提供。维护人员可通过无线视频监控系统远程观察垃圾收集情况，并不定期到浮平台上对垃圾进行分拣、回收和无害化处理。请结合上述信息完成下面的问题：（1）无线视频监控系统中的镜头相当于一个凸透镜，垃圾收集情况通过镜头成倒立、的实像，监控画面信号通过波传回控制中心；（2）振荡浮子波浪能收集系统的一部分结构简化图如图（b）所示，某时刻浮子受到海水向上的力，该力使OA绕O点向上转动，从而带动B点的连杆运动。OA部分相当于一个（填简单机械名称）；（3）垃圾单向传输机构内部的一部分结构简化图如图（c）所示，则图中能绕支点转动的金属棒ab可以阻止棘轮（填“顺”或“逆”）时针转动，实现单向传输；（4）浮筒是控制整个装置漂浮状态和吃水深度的重要配件。该社团利用压力传感器设计了一套吃水深度监测系统，图（d）为监测系统的简化电路图。他们使用的压力传感器接入电路的阻值与其所受海水的压力之间的关系如图（e）所示（为方便计算，数据已作简化处理），入水前其阻值为20Ω，入水后其受压面与海水的接触面积是15cm2。将传感器安装在浮平台底部，若要实现当浮平台的吃水深度为1m时，电路中电流为0.3A，滑动变阻器RP接入电路的阻值应为Ω（电源电压恒为9V，ρ（5）为了践行绿色理念，推动绿色出行，请你结合日常生活针对绿色出行提出一条合理化建议：。22．胶囊胃镜机器人“胶囊胃镜”全称为“遥控胶囊内镜系统”，被誉为“完美胃部检查的胶囊内镜机器人”。胶囊机器人另一个名字为磁控胶囊内镜，重为0.05N。它只需患者随水吞下，经过15分钟左右便可完成胃部检查。典型的胶囊内窥镜包含几个主要组件：外壳，光学窗口，LED阵列，光学透镜，CMOS图像传感器，射频发射器，天线和电源。医生通过胶囊胃镜系统，可以实时精确操控的体外磁场来控制胶囊机器人在胃内的运动，改变胶囊姿态，按照需要的角度对病灶重点拍摄照片，从而达到全面观察胃黏膜并做出诊断的目的。在这个过程中，图像被5G无线传输至便携记录器，数据导出后，还可继续回放以提高诊断的准确率。甲图乙图（1）思考乐小白同学口服一个胶囊机器人，这个胶囊机器人长约2.7(填单位)；（2）如图所示，画出胶囊机器人在胃中所受重力示意图。（3）胶囊机器人在胃中每下降1cm，重力做功W＝。（4）如果小白医生想扫描更大范围时，应操作机器人(靠近/远离)此区域。（5）小白医生在远程无线操控机器人时，通过波来传递信号。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解析】A选项分析：质量作为物质的固有属性，不随物体的形状变化、状态改变或位置移动（如从月球返回地球）而发生变化，因此采集的月球样品返回地球后质量保持不变，该选项表述错误。B选项分析：太阳能电池的工作原理是将接收到的光能直接转换为电能，而非化学能，因此该选项关于能量转换的表述存在错误。C选项分析：电磁波具有在真空中传播的特性且能承载信息，地面控制中心正是通过电磁波链路，经由鹊桥二号中继卫星实现对嫦娥六号探测器的遥测与控制，该选项陈述正确。D选项分析：在着陆下降阶段，嫦娥六号与月球表面的相对距离持续减小，存在明显的相对位置变化，因此以月球表面为参照物时探测器处于运动状态，该选项的运动判定错误。综上所述，正确答案为C。

【分析】物体相对运动：物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物运动，物体与参照物运动状态不一致，所以物体相对参照物静止；

能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能；

信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息。2．【答案】A【解析】【解答】A、电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，A不正确；

B、北斗卫星导航系统，利用了电磁波传输信号，B正确；

C、“嫦娥五号”探测器从月球上将影像图传回地球，是电磁波可以在真空中传播，C正确；

D、5G技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波，D正确。

故选A。

【分析】电磁波可以在真空中传播，速度是3×108m/s；北斗导航、5G技术、利用电磁波传递信息。3．【答案】A【解析】【解答】选项A：电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播。火星与地球之间为真空环境，“祝融号”火星车将图片信息转化为电磁波信号向地球传递，该方式符合太空通信的实际应用，因此选项A具有合理性。

选项B：激光属于电磁波的一种，但火星与地球间的通信并非主要依靠激光。激光通信通常需特定的光学接收设备与环境支持，在火星-地球的远距离通信中，更普遍采用电磁波（如无线电波）实现信息传输，因此选项B不符合常规通信逻辑。

选项C：声波的传播必须依赖介质（固体、液体、气体），而火星与地球之间是真空，无传播声波的介质，声波无法在真空中传播，因此选项C错误。

选项D：电流的传播需要导体（如导线）形成闭合回路，火星与地球之间不存在连接的导线，无法通过电流传递图片信息，因此选项D错误。

故答案为：A

【分析】本题以我国天问一号火星探测工程为背景，考查信息传播方式的基础知识，属于物理学与航天技术的交叉领域。解题的关键在于理解不同波的性质及其传播条件：电磁波（包括无线电波、微波等）可以在真空中传播，是太空通信的唯一可行方式；声波作为机械波需要介质传播，无法在真空中传播；电流需要导体作为载体，无法跨越太空；激光虽然是电磁波的一种，但在远距离太空通信中应用较少，主要是因为需要极高的对准精度且易受干扰。本题的解题思路是从火星与地球之间的空间环境（真空）出发，分析各选项的传播条件，排除无法在真空中传播的选项。4．【答案】D【解析】【解答】A、激光治疗近视眼，利用的是激光的能量特性（通过激光能量改变角膜形状），不是信息特性，排除。

B、γ射线切割肿瘤，利用的是γ射线的能量特性（通过射线能量破坏肿瘤细胞），排除。

C、微波炉加热，利用微波的能量特性（使食物分子振动产生热量），排除。

D、X射线检测病变，利用X射线的穿透性传递人体内部的图像信息，属于电磁波的信息特性，因此D正确。

故答案为：D。

【分析】1、电磁波的两类应用：信息特性：利用电磁波传递、获取信息；能量特性：利用电磁波的能量做功。

2、常见电磁波的应用：激光：能量特性（手术、切割）；γ射线：能量特性（肿瘤治疗）；微波：能量特性（加热）；X射线：信息特性（医学成像、安检）。5．【答案】D【解析】【解答】A、广播、电视、移动电话均利用电磁波传递信息，这是现代通信中这类设备的核心原理，所以选项A说法正确。

B、在发射端，都是将携带信息的电信号加载到电磁波上进行发射；在接收端，都是通过接收电磁波并提取其中的电信号来还原信息，因此它们的发射、接收过程类似，选项B说法正确。

C、发射时，为实现远距离传输，需要把携带信息的电信号加载到频率很高的电磁波上（高频率电磁波传播特性更利于远距离传输），所以选项C说法正确。

D、移动电话不仅有接收功能，还有发射功能（用户拨打电话时，移动电话会发射电磁波将信号传递给基站），而收音机、电视机只有接收功能，没有发射功能，所以选项D说法错误。

故选D。

【分析】要判断每个选项是否正确，需回忆广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收原理，包括电磁波的应用、发射接收过程、信号加载方式及移动电话的功能特点。6．【答案】D【解析】【解答】分析题意可知医院是利用紫外线杀菌的，故D错误、符合题意；

故选D。

【分析】广播电台利用无线电广播、微波炉利用微波加热物品、北斗卫星导航系统利用电磁波传输信号；紫外线具有杀灭细菌、病毒和真菌的作用，常用于医疗设备，红外线可用于无线通信技术如红外线遥控器。7．【答案】D【解析】【解答】电磁波可以传递声音、图象等信息，电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的；电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去，D符合题意，ABC不符合题意；故答案为：D．【分析】电视节目和广播节目都是通过电磁波传播声音、图象等信息的.8．【答案】A【解析】【解答】A、电磁波可以在真空中传播，但传播速度是光速（约3×108m/s），而340m/s是声音在空气中的传播速度。因此A的描述错误。符合题意。

B、北斗导航系统通过电磁波（无线电波）传递定位信号，说法正确。

C、移动电话是利用电磁波通信的，既能发射电磁波（传递信号），也能接收电磁波（获取信号），说法正确。

D、光纤通信是让激光在光纤内壁不断反射，从而传递信息，说法正确。

故答案为：A。

【分析】1、电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，传播速度等于光速（3×108m/s）；

声音不能在真空中传播，在空气中的传播速度约为340m/s（注意与电磁波传播速度的区别）。

2、电磁波的应用：卫星导航（北斗、GPS）：利用电磁波传递定位信息；

移动电话：利用电磁波实现双向通信（发射+接收）；

光纤通信：利用激光（电磁波的一种）在光纤内的反射传递信息（激光频率高，通信容量大）。9．【答案】D【解析】【解答】选项A：智能机器人可通过声音信号、电磁波信号等多种方式进行控制，并非只能通过声音信号控制，因此选项A错误。

选项B：北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的，光纤属于有线传输，卫星处于太空环境无法通过光纤传递信息，所以选项B错误。

选项C：无人自动驾驶汽车行驶时需要动力来维持运动状态，动力的提供依赖能量转化（如电能转化为机械能等），必然消耗能量，故选项C错误。

选项D：5G手机上网属于移动通信范畴，移动通信是通过电磁波来传递信息的，因此选项D正确。

故答案为：D

【分析】本题以我国科技创新成果为背景，考查学生对现代科技中物理原理的理解和应用能力。试题涉及智能机器人、卫星导航、自动驾驶、5G通信等多个前沿科技领域，体现了物理学原理在这些技术中的基础支撑作用。

A选项考查对智能机器人控制方式的全面认识，智能机器人采用多种传感器和控制方式，声音控制只是其中之一；

B选项考查卫星导航的工作原理，北斗系统通过电磁波实现卫星与地面的信息传输，光纤只能用于地面有线通信；

C选项考查能量守恒的基本物理规律，任何运动都需要消耗能量，自动驾驶汽车也不例外；

D选项正确描述了5G通信的本质，手机通过电磁波与基站进行无线通信。10．【答案】A【解析】【解答】A、平衡状态是指物体受力平衡（合力为0）且速度为0的状态。同步卫星绕地球做圆周运动，速度不为0，且受到地球的重力提供向心力，合力不为0，所以不是平衡状态，A选项说法错误。

B、机械能守恒的条件是在只有重力（或弹力）做功时，机械能守恒。同步卫星绕地球做圆周运动，只有重力（地球对卫星的引力）做功，所以机械能守恒，B选项说法正确。

C、同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以相对于地面的位置保持不变，即相对于地面静止，C选项说法正确。

D、同步卫星用于通信时，利用微波（电磁波的一种）进行信号传输，D选项说法正确。

故选A。

【分析】要判断每个选项是否正确，需结合同步卫星的运动特点（圆周运动）、平衡状态的定义、机械能守恒条件、相对静止概念及通信方式来分析。11．【答案】B,D【解析】【解答】A、变化的音频电流在形成电磁波，通过电磁波携带信息，将声音传到远方，A错误；

B、音频电流在被调制到高频电流上时，通过电磁波传到远方，B正确；

C、将音频电流调制到高频电流上，能以电磁波的速度传播，传播速度快，C错误；

D、电磁波传递信息时，调制器把音频信号加载到高频振荡器，通过发射天线发射信号，是发射无线电广播不可缺少的装置，D正确。

故选BD。

【分析】【学找切入点】由图可知，音频电流不是直接由天线发射出去的，而是加在载波发生器产生的高频电流上，再由天线发射出去，完成将音频电流加载到高频电流上这项工作的装置是调制器.12．【答案】C,D【解析】【解答】甲电磁波的频率为960kHz=9.6×105Hz，结合电磁波的速度3×108m/s，则波长为：λ甲=3×10813．【答案】B,D【解析】【解答】A、电磁波在真空或空气中的传播速度是恒定的，与频率无关，均为光速。因此“频率越高的电磁波在空气中传播的速度越大”这一说法错误。

B、手机通信是利用电磁波来传递信息的，这是现代移动通信的基本原理。所以“手机是通过电磁波传递信息的”这一说法正确。

C、光纤通信是通过光导纤维（光纤）传递光信号（属于电磁波的一种，但不是无线电波），而非无线电波。因此“光纤通信是通过无线电波传递信息的”这一说法错误。

D、微波炉工作时会产生大量电磁波，金属外壳能够反射电磁波，从而有效防止电磁波泄漏到外界，避免对人的身体健康造成影响。所以“微波炉的金属外壳能有效地防止电磁波泄漏而影响人的身体健康”这一说法正确。

故选BD。

【分析】本题主要考查电磁波的相关知识，包括电磁波的传播速度、应用（如手机通信、光纤通信、微波炉的电磁屏蔽）等。需要逐一分析每个选项所涉及的物理原理，判断其正确性。14．【答案】电磁波；半导体【解析】【解答】无线远距离传递信息，是通过电磁波为介质传递信息，芯片的制作材料为半导体。

【分析】信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息

半导体的应用：常用作发光二极管、芯片。15．【答案】电磁波；做功【解析】【解答】无线远距离传递信息，以电磁波作为介质传播信息，火箭加速升空过程中，能量转化为内能转换为机械能，和做功冲程相同。

【分析】信息的传递：无线网络通信依靠电磁波来传递信息；

做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。16．【答案】电磁；能【解析】【解答】目前，地球上最大的探索宇宙的仪器，是“中国天眼”，是通过接收电磁波来获取信息的；电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播。

【分析】探索宇宙的仪器，通过电磁波获取信息；电磁波可以在真空中传播。17．【答案】电磁波；3.0×108【解析】【解答】电磁波可传递信息，且电磁波的传播不需要介质；太空中中是真空环境，卫星利用电磁波向地面传递信息。在真空中，电磁波传播的速度是3.0×108m/s。

【分析】电磁波的深度为3.0×108m/s，卫星利用电磁波传递信息。18．【答案】电磁波；可以；等于【解析】【解答】手机通讯，利用的是电磁波传输信号，且可以在真空中传播。相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。在相同介质中，电磁波传播速度相同，5G信号的传播速度等于4G信号的传播速度。

【分析】手机利用电磁波传递信息，电磁波可以在真空中传播，相同介质中，电磁波速度相同。19．【答案】（1）解：根据“发电能力=单位面积电能×收集板总面积”的关系，代入数据计算可知P=（2）解：根据波长和频率的关系计算波长为λ=vf=【解析】【分析】（1）根据“发电能力=单位面积电能×收集板总面积”的关系，结合已知的单位面积电能和收集板总面积，通过乘法运算求解发电能力。

（2）①求微波波长时，依据电磁波的波速公式c=λf，代入光速和频率数值计算；②求地面接收站接收到的电能时，利用“接收电能=发电能力×输电效率”，结合第1小问结果和输电效率计算。20．【答案】（1）电磁波（2）平衡（3）0.1；4×1（4）R2【解析】【解答】1）复兴号”动车的通信设备是利用电磁波传递信息

综上第1空为电磁波

2）复兴号动车在水平轨道上匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力

综上第1空为平衡

3）f=40N/(m/s)2×（100m/s）2=4×105N，所以牵引力为4×105N，火车质量为3600000N，人的重力为800×50kg×10N/kg=400000N，所以总质量为4×106N，所以推重比为0.1，根据W=FVt=4×105N×100m=4×107J

综上第1空为0.1；第2空为4×107

4）雨天湿度增加，电阻减小，电流变大