資源簡介

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專題21 信息的傳遞
知識點一：現代順風耳—電話
一、電流把信息傳到遠方
1876年，貝爾發明了電話，實現了語音信息的實時遠距離傳遞。
最簡單的電話由話筒和聽筒組成。為了完成通話，話筒和聽筒之間要連上一對電話線。
1.老式電話的話筒
（1）構造
話筒內有一個裝著炭粒的小盒子，上面蓋有一個膜片，如圖所示。
（2）工作原理：聲波振動→膜片相應振動→時緊時松壓迫炭?！娮钑r大時小→電流時弱時強。
（3）作用：將聲信號轉換為電信號。
2.老式電話的聽筒
（1）構造：聽筒有一個電磁鐵，電磁鐵吸引一塊薄鐵膜片。
（2）工作原理：傳入聽筒的變化電流流經電磁鐵時，電流時弱時強→磁性時弱時強→薄鐵膜片受力時小時大而振動→形成聲波。如最簡單的電話工作原理示意圖。
（3）作用：將電信號轉換為聲信號。
3.電話中話筒和聽筒的連接方式
同一部老式電話中，話筒和聽筒是并聯的。本放的話筒與對方的聽筒串聯，本放的聽筒與對方的話串聯。
二、電話交換機
1.電話交換機的作用
為了提高線路利用率，電話之間都是通過電話交換機來轉接的。一個地區的電話都接到同一臺交換機上，每部電話都編上號碼。使用時，交換機自動把需要通話的兩部電話接通，通話完畢再自動將線路斷開。如果在同一臺交換機與另一臺交換機之間連接上若干電話線，這樣，兩個不同交換機的用戶就能互相通話了。如圖所示。
2.電話交換機的種類
（1）人工電話交換機（人工操作）：效率低，勞動強度大。
（2）自動電話交換機（電磁繼電器）：效率高，但功能少。
（3）程控電話交換機（電子計算機）：效率高，功能多（如來電顯示，縮位撥號、遇忙回叫、呼叫轉移、三方通話等）。
3.打電話占線可能的原因
（1）對方的電話可能正在通話。
（2）對方電話可能沒有放好。
（3）電話交換機之間有太多的用戶在通話，它們之間的電話線不夠用了。
三、模擬通信與數字通信
1.模擬信號和數字信號
概念 特點
模擬通信 如圖所示，在話筒將聲音信號轉換成信號電流時，這種信號電流的頻率、振幅的變化情況跟聲音的頻率、振幅的變化情況完全一致，“模仿”著聲信號的“一舉一動”。這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。 模擬信號在長距離傳輸和多次加工、放大過程中，信號電流的波形會改變，從而使信號丟失一部分信息，表現為聲音、圖像的失真，嚴重時會使通信中斷。
數字通信 用點“·”和畫“-”組合代表各種數字，一定數字組合代表一個漢字；于是，一系列點和畫組成的信號就可以代表一個完整的句子了。像這樣用不同不同符號的不同組合表示的信號，叫做數字信號，這種通信方式叫做數字通信。如圖所示，用旗語表示英文字母A、B、C、D。 數字信號形式簡單，抗干擾能力強，還可通過不同編碼進行加密。
2.模擬信號和數字信號的比較
信號與聲音的關系 信號電流的形式 優缺點 應用
模擬信號 與聲音的頻率、振幅的變化的情況完全一樣 連續的 信號易丟失、失真，現代通信中常將其轉化為數字信號，方便用計算機進行處理 溫度傳感器、壓力傳感器的信號，磁帶錄音機錄下的聲音等
數字信號 用不同的符號的不同組合表示傳遞的信息 離散的 抗干擾能力強，易加工處理，可以發揮計算機的巨大威力，還可以通過不同的編碼進行加密 電報，光纜信號，計算機存儲信息等
知識點二：電磁波的海洋
一、電磁波的產生
1.實驗探究：電磁波是怎樣產生的
實驗過程 （1）如圖所示，打開收音機的開關，選至沒有電臺的位置，將音量開大。取一節干電池和一根導線，拿到收音機附近。 （2）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相連，從收音機中能聽到依次“喀喀”聲后，就沒有“喀喀”聲了。 （3）將導線的一端與電池的其中一極反復摩擦，使他們時斷時續地接觸，能從收音機中不斷聽到“喀喀”聲。
實驗分析
探究結論 當電路中有迅速變化的電流時，其周圍就會產生電磁波。
2.電磁波的產生
木棍在水面上振動會產生水波，說話時聲帶的振動會產生聲波。與水波和聲波的形成相似，導線中有電流的迅速變化時，會在空間激起（產生）電磁波。
注意：電流的迅速變化是指電流的大小迅速變化或電流的方向迅速變化，或者是大小和方向同時迅速變化。
3.電磁波的常見應用
電磁波看不見、摸不著，但確實是真實存在的，并在生活中有著廣泛的應用。如廣播電臺、電視臺以及移動電話都是靠復雜的電子線路來產生迅速變化的電流，發出電磁波，并利用電磁波來傳遞信息的。
4.常見的電磁波發射器
廣播電臺、電視臺、移動電話等。
二、電磁波是怎么傳播的
1.電磁波的傳播
實驗探究 電磁波的傳播是否需要介質
實驗設計 手機可以發射電磁波，也可以接收電磁波，把手機放在真空罩內，用另一部手機呼叫它。如果電磁波的傳播需要介質，真空罩里的手機就無法接收到這一信號；如果電磁波的傳播不需要介質，真空罩里的手機就能接收到這一信號。
探究發現 真空罩里的手機能接收到信號
實驗結論 電磁波的傳播不需要介質，電磁波可以在真空中傳播。
2.描述電磁波的物理量
波長 水波在傳播過程中會出現波峰和波谷，凸起的最高處叫波峰；凹下的最低處叫波谷。其中相鄰兩個波峰之間的距離叫做波長，用λ表示，單位是米（m）。由圖可知，振源每上下完成依次振動，形成一個波峰和一個波谷，波向前傳播一個波長的距離，與此類似，電流每震蕩一次，電磁波向前傳播的距離就是電磁波的波長。
波速 用來描述波傳播速度的物理量叫做波速，單位是米每秒（m/s）。真空中電磁波的波速用c表示，電磁波在真空中的傳播速度和在空氣中的傳播速度近似相等，都約為c=3×108m/s。 不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同。
頻率 在1s內振動的次數叫做頻率，用字母f表示。在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），因為通常電磁波的頻率都很大，故常用單位有千赫（kHz）、兆赫（MHz），1MHz=106Hz，1kHz=103Hz。
關系 波速、波長、頻率的關系式為：c=λf，其中：c為電磁波的波速，λ為電磁波的波長，f為電磁波的頻率。因為在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同，所以由關系式可知頻率越高的電磁波波長越短。
3.電磁波家族及電磁波的應用
（1）電磁波家族及電磁波的應用
各種光和射線都是波長不同的電磁波。電磁波波長從大到小依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。
（2）無線電波
①定義：電磁波中通常用于廣播、電視和移動電話的，頻率為數百千赫至數百兆赫的那部分，叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）。
②特點：無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據波長把無線電波又分成幾個波段：長波、中波、短波和微波。
知識點三：廣播、電視與移動通信
一、無線電廣播信號的發射與接收
1.無線電廣播信號的發射-廣播電臺
無線電廣播信號的發射由廣播電臺完成：①話筒把播音員的聲音信號轉換成電信號；②調制器把音頻電信號加在到高頻電流上；③天線將帶有信息的電磁波發射到空中。如圖所示。
2.無線電廣播信號的接收-收音機
信號的接收由收音機完成：①接收天線能從空中接收到各種頻率的電磁波，調諧器能從中選出特定頻率的信號；②通過解調濾去信號中含有的高頻電流成分，將音頻信號留下；③揚聲器把音頻信號還原成聲音。如圖所示。
該過程用的框圖如下：
3.類比無線電廣播信號的發射和接收
信鴿傳書 電磁波傳遞音頻信號
寫信的人把信寫好 話筒將聲音信號轉換成音頻電信號
信鴿作為運載信件的工具 高頻電流相當于能夠運載信件的信鴿
將信件捆在信鴿上 用調制器將音頻電信號加載到高頻電流上
將信鴿釋放 通過天線將電磁波發射到空中
信鴿帶著現信件在空中飛 電磁波在空中向四周傳播
信鴿到達目的地 收音機的天線收到電磁波
從信鴿身上解捆取信 收音機通過解調濾去高頻電流成分而保留原音頻信號
讀取信件內容 把音頻信號放大，通過揚聲器轉換成聲音
二、電視的發射和接收
1.電視信號的發射和接收
電視用電磁波傳遞圖像信號和聲音信號。聲音信號的產生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程相似。圖像信號的工作過程是：攝像機把圖像變成電信號，發射機把電信號加載到高頻電流上，通過發射天線發射到空中，如圖甲所示。電視機的接收天線把高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，由顯示器把它還原成圖像（同時把聲音信號取出并放大，由揚聲器還原成聲音），如圖乙所示。
甲 乙
2.電視信號的發射和接收過程可以用框圖表示
三、移動電話
1.移動電話（手機）
（1）移動電話是靠空間的電磁波來傳遞信息的。移動電話既是無線電發射臺又是無線電接收臺：它用電磁波把講話的信息發射到空中；同時它又在空中捕獲電磁波，得到對方講話的信息。
（2）移動電話的特點
優點：移動電話不需要電話線，可以讓我們很方便地隨身攜帶和使用。
缺點：移動電話的體積小，發射功率小；天線簡單，靈敏度不高，需要基地臺的支持，只有基地臺電磁波能夠輻射到的區域才能進行通話。
（3）基地臺：在移動通信中，基地臺就是我們常說的基站，其作用相當于傳輸的中轉中樞。一個基地臺覆蓋一定的區域，該區域內的手機發射信號被基站接收，基地臺將該信號發送給目標手機，也就是說手機之間不能直接通信，要通過基站中轉。
2.無繩電話
由座機和手機組成，座機接在市話網上，相當于一個小的基地臺。它們各有一個天線，通過無線電波來傳遞信息。無繩電話的功率小，其工作區域大約在幾十米到幾百米的范圍內，所以無繩電話的手機不能離座機太遠。
3.廣播、電視、移動電話信號傳遞的異同
相同點 不同的
載體 發射過程 接收過程 信號形式 載體電磁波的特點 發射和接收設備
廣播 電磁波 信號轉換、調制、天線發射 天線接收、調諧、解調 音頻信號 頻率最小 廣播電臺發射、收音機接收
電視 音頻信號和視頻信號 頻率較小 電視臺發射、電視機接收
移動 電話 各種形式的信號 頻率最大 移動電話發射、接收，基地臺轉接
知識點四：越來越寬的信息之路
一、微波通信
1.微波
（1）波長和頻率范圍
微波的波長為10m~1mm，頻率為30MHz~3×105MHz，頻率比中波和短波的更高。
（2）性質
微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能繞地球表面繞射。因此每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，把上一站傳來的信息處理后，再發射到下一站。就像接力賽跑一樣，一站傳一站，信號傳遞的距離越遠，需要的中繼站越多，如圖所示。
2.微波通信
（1）微波通信：利用微波進行通信的方式稱為微波通信。
（2）微波通信的特點：信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內可以傳輸的信息就越多，微波的波長較短，頻率較高，所以采用微波通信可以增大信息的傳輸量，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。
（3）微波通信的優點和缺點
①優點：頻率高，傳輸信息的容量大。
②缺點：微波通信需要大量的中繼站進行信號處理，如遇到雪山和大洋無法建立中繼站時，微波通信就無法繼續。
二、衛星通信
1.衛星通信
同通信衛星做微波通信的中繼站來進行通信的方式叫做衛星通信。
常見的通信衛星是相對地球靜止的同步衛星。
2.衛星通信的組成
衛星通信系統由通信衛星、地面站和傳輸系統三部分組成。通信衛星就像幾個太空微波中繼站，從一個地面站接收的電信號，經過處理后，再發送到另一個或幾個地面站，如圖所示。
3.衛星通信的優點和缺點
（1）優點
①信號覆蓋范圍廣。如圖所示，在地球周圍均勻地布置3顆同步通信衛星，就幾乎可以覆蓋地球全部表面，實現全球通信。
②通信范圍大，只要在衛星發射的電磁波覆蓋范圍內均可進行通信；不易受地形影響；建設速度快；易于實現廣播和多址通信。
（2）缺點
由于兩地面站之間使用衛星進行通信時，電磁波傳輸的距離約為72000km，故信號有延遲；頻率較高的頻帶易受雨、雪的影響等。
三、光纖通信
光也是一種電磁波，與微波相比，光的頻率更高。用光來通信，其容量要高處短波、微波百萬倍、千萬倍。1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生頻率單一、方向高度集中的光-激光。1966年，華裔物理學家高錕提出用光纖通信的構想，這使得用光進行通信的幻想得以實現。
1.光纖通信的幾個概念
（1）光纖通信：利用激光在光導纖維中傳輸來傳遞信息的一種特性方式。
（2）激光：一種頻率單一（非常純）、方向高度集中的光。
（3）光纖：一種非常細的玻璃絲，全稱叫做光導纖維，激光可沿光纖傳播，不受外界干擾。
（4）光纜：把數條光纖并成一束再敷上保護層。便制成了光纜。
2.光纖通信的原理
攜帶信息的激光從光導纖維一端射入，在內部上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。如圖所示。
3.光纖通信的優點
光纖通信傳輸損耗小，可長距離傳輸信息，容量極大，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質量高，保密性好。
4.光纖通信的不足
光纖通信依然是有線傳輸，需鋪設專用的光纖線路，但架設線路受地理條件的限制，光纖易被拉斷，技術要求高等。
四、網絡通信
1.因特網
因特網的英文名稱是Internet，又稱為互聯網?；ヂ摼W利用通信線路和電磁波，將分布于世界各地的計算機網絡連在一起，用來傳遞各種信息。
2.網絡通信
網絡通信計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新的通信方式，主要是滿足數據通信的需要。它將不同的地理位置、具有獨特功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信線路連接起來，并配備相應的網絡軟件，以實現通信過程中的資源共享。由于計算機能夠高速處理多媒體信息，并且具有交互性，所以在網上傳輸的電子郵件不僅有文字、還有圖像和聲音，這是傳統的通信方式難以同時做到的。
3.網絡通信的常見應用
（1）電子郵件：電子郵件是目前人們經常使用的網絡通信方式。每個電子信箱都有自己的“地址”，這樣才能把郵件送到正確的地方。電子信箱地址的格式為：用戶名、符號“＠”（發音同英語的“at”）和服務器名稱三部分組成。
收發電子郵件：如圖所示，當甲給乙發送一封電子郵件時，它的服務器A把郵件發送到乙的服務器B，儲存起來。一旦乙“上網”，他就能從自己的服務器B得到這個郵件。收件人可以在任何時候通過上網的計算機或手機打開信箱，查看郵件。除了文字以外，我們也可以把圖片、語音及任何信息變成數字文件用電子郵件傳送。
（2）除了通過網絡收發電子郵件外，還可以通過網絡通信系統查閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播，另外還可以通過網絡進行遠程教育、遠程醫療等。
考點一．電磁波的傳播與應用
1．（2023 淄博）2023年5月10日21時22分，天舟六號貨運飛船成功發射。11日，飛船與空間站組合體完成交會對接，隨后航天員開展貨物轉運等工作。下列相關說法正確的是（　?。?br/>A．飛船在加速升空的過程中，慣性逐漸變大
B．飛船沿軌道繞地球運行，運動狀態不再改變
C．飛船與空間站完成交會對接后，飛船相對于空間站是靜止的
D．空間站中的航天員通過超聲波與地面控制中心傳遞信息
【解答】解：A.慣性與物體的質量有關，飛船在加速升空的過程中，其質量不變，慣性不變，故A錯誤；
B.飛船沿軌道繞地球運行，飛船的運動方向不斷變化，運動狀態改變，故B錯誤；
C.飛船與空間站完成交會對接后，飛船與空間站之間的位置不再發生變化，其相對于空間站是靜止的，故C正確；
D.空間站中的航天員通過電磁波與地面控制中心傳遞信息，故D錯誤。
故選：C。
2．（2023 臨沂）2023年5月17日，我國成功發射了第56顆北斗導航衛星。對其進行在軌測試時，地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了（　　）
A．紅外線 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波
【解答】解：地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了電磁波，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
3．（2023 湖北）2023年5月30日，長征二號F運載火箭搭載神舟十六號載人飛船，在酒泉衛星發射中心點火發射，運載火箭的噴氣發動機向下噴氣，推動火箭升空。各地雷達監測站即時向指揮中心傳遞火箭運行信息。下列有關說法正確的是（　?。?br/>A．運載火箭應選用密度小、熱值大的燃料
B．各地雷達監測站利用超聲波向指揮中心傳遞信息
C．火箭向下噴氣獲得推力與內燃機的壓縮沖程相似
D．火箭升空過程中，需要克服空氣阻力做功，能量不守恒
【解答】解：A、運載火箭的燃料使用密度小且熱值大的燃料，與其他燃料相比，在燃燒同樣質量的燃料的情況下，可以釋放更多的熱量，故A正確；
B、各地雷達監測站利用電磁波向指揮中心傳遞信息，故B錯誤；
C、火箭向下噴氣獲得推力的過程中，內能轉化為機械能，原理與內燃機的做功沖程相同，故C錯誤；
D、所有的能量轉化過程，都遵守能量守恒定律，所以火箭升空過程中，需要克服空氣阻力做功，能量守恒，故D錯誤。
故選：A。
4．（2023 常德）下列有關聲和電磁波的說法中正確的是（　?。?br/>A．利用衛星系統進行導航，其信息傳遞的媒介與“B超”相同
B．利用聲吶探測海深，其原理與蝙蝠在夜間正常飛行的原理不相同
C．在空氣中，聲傳播的速度遠小于電磁波的傳播速度
D．有線電話既有發射電磁波的功能，又有接收電磁波的功能
【解答】解：A、利用衛星系統進行導航，其信息傳遞的媒介是電磁波，而“B超”是利用超聲波，則它們傳遞信息的媒介不同，故A錯誤；
B、利用聲吶探測海深，其原理與蝙蝠在夜間正常飛行的原理相同，故B錯誤；
C、在空氣中，聲速約為340m/s，電磁波的速度約為3×108m/s，聲傳播的速度遠小于電磁波的傳播速度，故C正確；
D、有線電話是利用導線中的電流來傳遞信息的，既不能接收電磁波，也不能發射電磁波，故D錯誤。
故選：C。
5．（2023 郴州）中國的航天航空技術處于世界領先水平。2023年5月30日，神舟16號飛船成功發射，并與天宮1號目標飛行器成功交會對接。以下說法正確的是（　?。?br/>A．火箭升空時，它所受的推力和重力是一對平衡力
B．成功對接后，以天宮1號為參照物，飛船是靜止的
C．火箭的發動機是將機械能轉化為內能的機器
D．宇航員與地面工作人員是利用超聲波進行通信的
【解答】解：A、火箭升空時，它所受的推力和重力不是一對平衡力，推力大于重力，故A錯誤；
B、成功對接后，以天宮1號為參照物，飛船與它的位置不變，飛船是靜止的，故B正確；
C、火箭的發動機是將內能轉化為機械能的機器，故C錯誤；
D、宇航員與地面工作人員是利用電磁波進行通信的，故D錯誤。
故選：B。
6．（2023 安徽模擬）下列說法正確的是（　　）
A．運動員跑得越快越難停下來，說明速度越大慣性越大
B．鳥類的翅膀上凸下平，上方空氣流速大壓強小
C．超聲波能在真空中傳播，電磁波不能在真空中傳播
D．物體摩擦后帶電，說明摩擦能產生電荷
【解答】解：A、運動員跑得越快越難停下來，是因為運動員由于慣性繼續向前運動，但不是速度越大，慣性越大，慣性與質量有關，與速度無關，故A錯誤；
B、鳥類的翅膀上凸下平，上方空氣流速大壓強小，下方空氣流速小壓強大，產生向上的升力，故B正確；
C、電磁波可以在真空中傳播，超聲波不能在真空中傳播，故C錯誤；
D、摩擦起電不是創造了電荷，只是電荷從一個物體轉移到另一個物體，故D錯誤。
故選：B。
7．（2023 灞橋區校級模擬）2023年3月31日，我國在酒泉衛星發射中心使用長征四號丙運載火箭成功將遙感三十四號04星送入預定軌道。下列說法正確的是（　?。?br/>A．噴灑大量的水給發射臺降溫是利用做功的方式改變發射臺的內能
B．火箭攜帶的氫燃料在不斷燃燒的過程中，其熱值不變
C．入軌后，外太空溫度很低，衛星的內能可能為零
D．衛星各項數據以超聲波的形式傳回地球，速度約為3×108m/s
【解答】解：A、噴灑大量的水給發射臺降溫是利用熱傳遞的方式改變發射臺的內能，故A錯誤；
B、燃料的熱值是燃料的一種特性，只決定于燃料的種類，與質量和燃燒情況等無關，故B正確；
C、任何物體都有內能，入軌后，外太空溫度雖然很低，但衛星的內能不為零，故C錯誤；
D、衛星各項數據以電磁波的形式傳回地球，速度約為3×108m/s，故D錯誤。
故選：B。
8．（2023 曲阜市一模）共享電動自行車因其取用方便、低碳環保為人們的出行提供了便利。如圖所示是我市市區新上的一批配有安全頭盔的電動自行車，下列關于電動車的說法中正確的是（　?。?br/>A．電動車輪胎上凹凸不平的花紋是為了減小對地面的摩擦力
B．掃描車上的二維碼取車是通過電磁波傳遞信息的
C．電動車中電動機的工作原理是電磁感應
D．騎車戴上安全頭盔可以減小慣性
【解答】解：A、電動車輪胎上凹凸不平的花紋是為了增大對地面的摩擦力，故A錯誤；
B、掃描車上的二維碼取車是通過電磁波傳遞信息的，故B正確；
C、電動車中電動機的工作原理是通電導體在磁場中受到力的作用，故C錯誤；
D、騎車戴上安全頭盔可以減輕意外對人的傷害，故D錯誤。
故選：B。
9．（2023 賓陽縣一模）為了方便市民出行，很多城市都有了共享自行車。關于共享自行車，下列說法正確的是（　?。?br/>A．坐墊做得比較寬是為了增大壓強
B．用手機掃碼租車時是通過超聲波傳遞信息
C．車胎上有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦
D．下坡時以自行車為參照物，路邊的樹木是靜止的
【解答】解：A、坐墊做得比較寬是為了在壓力一定時增大受力面積，減小壓強，故A錯誤；
B、用手機掃碼租車時是通過電磁波傳遞信息，故B錯誤；
C、車胎上有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦，故C正確；
D、下坡時以自行車為參照物，路邊的樹木相對于車的位置在不斷變化，樹木是運動的，故D錯誤。
故選：C。
10．（2023 鄆城縣三模）2022年元宵晚會我國航天員王亞平在中國空間站用古箏彈奏《茉莉花》，為全國人民送上太空音樂祝福。下列說法中正確的是（　?。?br/>A．演奏古箏時通過弦的振動發聲
B．古箏的聲音是以聲波的形式傳回地球
C．用同樣的力撥動琴弦，粗弦比細弦發聲的響度大
D．人們通過音調能判斷出古箏的聲音
【解答】解：A、演奏古箏時通過弦的振動發聲，故A正確；
B、古箏的聲音是以電磁波的形式傳回地球，故B錯誤；
C、用同樣的力撥動琴弦，粗弦比細弦發聲的音調低，響度相同，故C錯誤；
D、人們通過音色能判斷出古箏的聲音，故D錯誤。
故選：A。
11．（2023 云南）我國自主研制的“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功完成了萬米級海試。潛水器配備了國際先進水平的聲學系統，聲學系統由母船部分和潛水器本體部分組成，為“奮斗者”號實現了水聲通信、精細探測和定位導航。
水聲通信是“奮斗者”號與母船之間唯一的溝通方式。由于可見光和電磁波在海水中傳播時衰減很快，也無法通過一根連接母船的線纜來進行通信。所以科學家為“奮斗者”號量身定制了一套數字水聲通信系統，如圖所示，它將語言和文字等信息編碼調制后，通過換能器進行發射和接收，實現數據交互，把所有的關鍵數據準確、高效地與母船進行溝通。
精細探測為“奮斗者”號在水下航行和作業提供了安全保障。盡管馬里亞納海溝兩側都是非常陡峭的海山，但是“奮斗者”號安裝有前視成像聲吶設備，可對前方海山的距離和輪廓進行實時探測，幫助它精準避開障礙物。
定位導航使“奮斗者”號水下作業精準高效。由于水下沒有衛星定位，必須使用聲學定位。下潛之前，科學家通過設備的標定實驗，使聲學系統可以輸出精確的速度等關鍵數據，再將定位與多普勒測速儀、慣性導航設備組合后進行導航，就能實現萬米海底“大海撈針”，“奮斗者”號僅半小時就收回了之前在海底布放的一些目標物。
（1）由于可見光和電磁波在海水中傳播時衰減很快，因此 是“奮斗者”號與母船之間溝通的唯一方式。
（2）前視成像聲吶設備能發出 （選填“超聲波”或“次聲波”）；讓潛水器在漆黑的萬米深海中精準避障。這說明聲音能傳遞 （選填“信息”或“能量”）。
（3）請寫出“奮斗者”號聲學系統的一個優點： 。
【解答】解：（1）由于可見光和電磁波在海水中傳播時衰減很快，因此水聲通信是“奮斗者”號與母船之間溝通的唯一方式。
（2）前視成像聲吶設備能發出超聲波；讓潛水器在漆黑的萬米深海中精準避障。這說明聲音能傳遞信息。
（3）“奮斗者”號聲學系統的一個優點是精準高效。
故答案為：（1）水聲通信；（2）超聲波；信息；（3）精準高效。
12．（2023 西藏）2023年5月30日上午9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭成功發射。飛船在上升過程中，它的重力勢能越來越 ，飛船進入預定軌道后航天員的畫面信息是通過 傳回到地面指揮中心的。
【解答】解：飛船在上升過程中，質量不變，高度增加，它的重力勢能越來越大，飛船進入預定軌道后航天員的畫面信息是通過電磁波傳回到地面指揮中心的。
故答案為：大；電磁波。
13．（2023 湘潭）神舟十六號載人飛船由火箭運載加速升空時，以火箭為參照物，飛船是 （選填“運動”或“靜止”）的，飛船重力勢能 （選填“增大”或“減小”），航天員在太空中是利用 （選填“電磁波”或“超聲波”）和地面通訊。
【解答】解：以火箭為參照物，飛船與火箭的位置不變，飛船是靜止的；
飛船加速升空時，質量不變，高度增加，重力勢能增大；
航天員在太空中是利用電磁波和地面通訊。
故答案為：靜止；增大；電磁波。
14．（2023 遼寧）2023年5月30日，如圖是搭載神舟十六號載人飛船的長征二號運載火箭點火發射時的情景。火箭在加速上升過程中，燃料燃燒釋放的內能轉化為火箭的 能，所搭載的載人飛船的質量 （填“變大”、“不變”或“變小”）。神舟十六號載人飛船與核心艙通過 （填“超聲波”或“電磁波”）進行聯系，自主完成對接。
【解答】解：火箭在加速上升過程中，燃料燃燒釋放的內能轉化為火箭的機械能，所搭載的載人飛船的質量不變。神舟十六號載人飛船與核心艙通過電磁波進行聯系，自主完成對接。
故答案為：機械；不變；電磁波。
15．（2023 孝感一模）我國自主研制的“蛟龍號”潛水器是目前世界上下潛能力最強的作業型載人潛水器，其主要技術參數如下表?！膀札執枴敝饕捎寐晠韧ㄓ?，實現深海與陸地的聯系；通過改變壓載鐵的數量，來控制其下沉或上浮；任務完成后，“向陽紅09”船用牽引繩將其吊到甲板上。（海水的密度取為1×103kg/m3，g＝10N/kg）
工作電源總電壓/V 200
自身質量/kg 2.2×104
最大下潛深度/m 7000
最大速度/節 25
（1）“蛟龍號”潛水器在深海工作主要通過 （選填“電磁波”或“聲波”）通信與陸地聯系；若每節蓄電池電壓為1.6V，為保證“蛟龍號”正常供電，串聯的蓄電池不得少于 節；
（2）“蛟龍號”下潛到深海7000m處，求海水對“蛟龍號”觀察窗0.2m2的玻璃上產生的壓強和壓力大小；（不考慮大氣壓的影響）
（3）“蛟龍號”拋卸所有壓載鐵后上浮，直到漂浮在海面上，然后由起重裝置將其吊離水面。圖甲是某次起重裝置將漂浮在海面上的無人空載“蛟龍號”勻速吊離水面的情景，牽引繩拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙，圖中P2＝4P1，（P2即最大功率）。求t1時刻“蛟龍號”受到海水浮力有多大？
（4）求t1時刻“蛟龍號”排開海水的體積是多少m3。（不考慮海水的阻力）
【解答】解：（1）“蛟龍號”主要采用聲吶通訊，實現深海與陸地的聯系，所以“蛟龍號”在深海工作主要通過聲波通信與陸地聯系；“蛟龍號”工作電源總電壓為200V，每節蓄電池電壓為1.6V，需要串聯蓄電池的節數n125節；
（2）“蛟龍號”下潛到7000m的深海處受到海水的壓強p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m＝7×107Pa，
海水對“蛟龍號”觀察窗0.2m2的玻璃上產生的壓力F＝pS＝7×107Pa×0.2m2＝1.4×107N；
（3）因為“蛟龍號”勻速吊起，所以“蛟龍號”受力平衡；
由圖乙可知，t1時刻“蛟龍號”還在水中，此時“蛟龍號”受到牽引繩的拉力F1、自身的重力G、水對它的浮力F浮三個力的作用，處于平衡狀態，即F1+F浮＝G蛟龍號；
t2時刻“蛟龍號”已經離開水面，此時“蛟龍號”受到牽引繩的拉力F2、自身的重力G蛟龍號兩個力作用，處于平衡狀態，即F2＝G蛟龍號；
由功率PFv得P2＝F2v，P1＝F1v，又P2＝4P1，所以t1時刻的拉力F1F2G蛟龍號；
t1時刻“蛟龍號”受到的浮力F?。紾蛟龍號﹣F1＝G蛟龍號G蛟龍號G蛟龍號2.2×104kg×10N/kg＝1.65×105N，
t1時刻“蛟龍號”排開海水的體積V排16.5m3。
16．（2023 安陽二模）隨著科技的發展，無人駕駛技術日趨成熟。如圖所示是利用5G網絡實現遠程駕駛的純電動汽車，其質量為1.8t，車輪與路面接觸的總面積為750cm2。該車在水平路面上勻速直線行駛12km，用時10min，這一過程中汽車發動機的功率恒為24kW（汽油熱值q＝4.5×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）無人駕駛導航系統是利用 來傳遞信息的；車窗玻璃能有效防止來自太陽過量的輻射對人皮膚的傷害，主要是能阻擋太陽光中的 （選填“紫外線”或“紅外線”）；
（2）該車靜止在水平路面上對路面的壓強是多少？
（3）在這一過程中汽車受到的阻力是多少？
（4）該車百公里消耗電能1.8×108J，若這些能量完全由燃燒汽油來獲得，相當于完全燃燒汽油多少千克？
【解答】解：（1）車載導航系統是利用電磁波來傳遞信息的；車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射，主要是能阻擋太陽光中的紫外線；
（2）汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
F壓＝G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
對地面的壓強：
p2.4×105Pa；
（3）汽車在該路段的速度：v20m/s；
由PFv可得汽車的牽引力：
F1200N，
因汽車勻速行駛時受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，
所以，在這一過程中汽車受到的阻力f＝F＝1200N；
（4）由題意知，Q放＝W總＝1.8×108J，
汽油的質量：
m4kg。
17．（2023 鄭州二模）某工業園區利用紅外測溫智能機器人（如圖甲所示）監控園區溫度，消除火災隱患。機器人裝有高清攝像頭和紅外測溫儀，若檢測到溫度過高，機器人會即時發出警報。如圖乙是簡化的智能測溫報警電路，當電路中的電流超過30mA時，報警器發出警報。圖中電源電壓為24V，R0為變阻器，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖像如圖丙所示。
（1）熱敏電阻是 （選填“導體”“半導體”或“超導體”）材料制成的；監測中心與智能機器人是通過 傳遞信息的。
（2）當所測溫度達到或超過60℃時，報警器報警，不計報警器電阻，此時變阻器R0的阻值為多大？
（3）長時間工作后，電源電壓有所降低，為了使報警器仍然正常工作，請你寫出一條可行的措施。
【解答】解：（1）制造智能機器人芯片所使用的材料是半導體材料；監測中心與智能機器人是通過電磁波傳遞信息的；
（2）由乙圖可知熱敏電阻和滑動變阻器串聯接入電路，電壓U＝24V，最小報警電流為I＝30mA＝0.03A，
由歐姆定律可知達到最小報警電流時的電路總電阻為R800Ω，
由丙圖可知溫度到達60℃時熱敏電阻的阻值為RT＝400Ω，由串聯電路的總電阻等于各電阻之和可知，此時滑動變阻器的阻值為：R滑＝R﹣RT＝800Ω﹣400Ω＝400Ω；
（3）長時間工作后，電源電壓有所降低，為了使報警器仍然正常工作，使電路中的電流不變（題中30mA），根據歐姆定律應減小變阻器R0的阻值。
考點二．波速、波長和頻率的關系
18．（2023 廣州）各色光在真空中的波長如圖所示，植物中葉綠素a會吸收波長在430nm～662nm之間的光。真空中，波長650nm的光（　　）
A．是紫光
B．不是電磁波
C．波長比藍光的長
D．比波長500nm的光傳播速度大
【解答】解：A、根據題圖可知：紫光的波長比650nm的波長更短，故A不符合題意；
B、所有的可見光都屬于電磁波，故B不符合題意；
C、從題圖可知：波長650nm的光波的波長比藍光的波長長，故C符合題意；
D、不同波長的光在真空中的傳播速度相同，故D不符合題意。
故選：C。
考點三．光纖通信
19．（2023 益陽）2022年中國科學院新一代遠洋綜合科考船“科學”號歷經74天的航程，完成了一項基于北斗衛星的深海通訊實驗。這次實驗突破了海水深度達到6000米的大容量數據的即時傳輸，解決了水下無線通信的世界性難題。下列有關北斗衛星與深海之間數據傳輸的說法正確的是（　?。?br/>A．通過聲波傳遞數據
B．通過電磁波傳遞數據
C．通過光纖傳遞數據
D．數據傳輸有較長時間的延遲
【解答】解：北斗衛星與深海之間通過電磁波傳遞數據，電磁波的傳播速度非常快，真空中約為3×108m/s，水中的傳播速度約為倍真空速度，因此海水深度達到6000米的大容量數據的即時傳輸，時間的延遲很小。
故選：B。
考點四．衛星中繼通信
20．（2023 萊陽市模擬）下列說法正確的有（　?。?br/>①太空中至少需要3顆地球同步衛星才能實現全球衛星通信
②微波爐是應用電流的熱效應來工作的
③光和電磁波能夠在真空中傳播，而聲音不能在真空中傳播
④能量的轉移與轉化具有方向性，因此要注意節約能源
⑤隨著科學技術的快速發展，我國已建立了利用核聚變能量發電的核電站
⑥“5G”移動通信技術中的5G芯片是由超導體材料制成的；銅是磁性材料可以被磁化
A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④
【解答】解：由于超短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，人們用通信衛星作中繼站。目前，用3顆同步衛星就可以覆蓋全球，故①正確；
微波爐就是用微波來煮飯燒菜的。微波是一種電磁波，即微波爐是應用電磁波工作，故②錯誤；
光的傳播不需要介質，可以在真空中傳播，聲音的傳播需要介質，聲音不能在真空中傳播，故③正確；
能量雖然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要節約資源，故④正確；
目前已建成的核電站的能量來自于重核的裂變，而不是輕核聚變，故⑤錯誤；
5G芯片是由半導體材料制成的，銅不是磁性材料，不可以被磁化，故⑥錯誤。
故①③④正確，A正確。
故選：A。
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 讓胡路區模擬）雷達是一種利用電磁波來測定物體位置和速度的設備，某防空雷達發現一架飛機正在以水平速度朝雷達正上方勻速飛來。某時刻在雷達監視屏上顯示的波形如圖甲所示，經過t＝173s，雷達向正上方發射和接收到的波形如乙所示，已知雷達監視屏上相鄰刻度線間表示的時間間隔為1×10﹣4s，電磁波的速度為3×108m/s，則該飛機的飛行速度大小約為（　?。?br/>A．1200m/s B．900m/s C．600m/s D．300m/s
【解答】解：已知雷達監視屏上相鄰刻度線間表示的時間間隔為10﹣4s，從左圖中可以看出兩次時間間隔為4個刻度線，即：t＝4×10﹣4s；利用公式可得剛開始相距：S1＝0.5vt＝0.5×3×108m/s×4×10﹣4s＝6×104m；
同理173s后相距：S2＝0.5vt＝0.5×3×108m/s×2×10﹣4s＝3×104m；
結合幾何關系，故移動的距離為：
Δs5.2×104m，
移動速度：v300m/s。
故選：D。
2．（2023 平潭縣模擬）2023年5月17日，我國成功發射了第56顆北斗導航衛星。對其進行在軌測試時，地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了（　?。?br/>A．紅外線 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波
【解答】解：地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了電磁波，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
3．（2023 平南縣四模）2023年5月28日國產大飛機C919商業客機首航，從上海飛到北京，如圖是飛機在空中飛行的情形，下列關于該飛機的說法中正確的是（　?。?br/>A．飛機上機長與地面塔臺人員聯系的信息是通過聲波傳播的
B．飛機能夠升空是利用了大氣對飛機的浮力
C．飛機機翼的橫截面形狀是上凸下平的
D．飛機正常水平飛行時，機翼上空流速大壓強大
【解答】解：A、飛機上機長與地面塔臺人員聯系的信息是通過電磁波傳播的，故A正確；
BCD、飛機機翼上凸下平，飛機起飛時，機翼上下方空氣流速大小不同，且上方流速大于下方流速，上方壓強小于下方壓強，形成向上的壓力差，這個壓力差是飛機升空的升力，故BD錯誤，C正確。
故選：C。
4．（2023 讓胡路區模擬）以下說法正確的是（　?。?br/>A．航天員在太空艙內，必須用電子通信設備對話
B．中子、質子質量的數量級是10﹣20kg
C．我國采用高壓輸電必須使用變壓器，工作原理是電磁感應
D．人類經過改進低溫技術，0K的溫度是可以達到的
【解答】解：A、航天員在太空艙內，可以面對面對話，故A錯誤；
B、中子、質子質量的數量級是10﹣27kg，故B錯誤；
C、我國采用高壓輸電必須使用變壓器，工作原理是電磁感應，故C正確；
D、人類經過改進低溫技術，0K的溫度目前人類沒有達到，故D錯誤。
故選：C。
5．（2023 包頭二模）如圖所示，共享單車給廣大市民的出行提供了方便，也為環保事業做出了貢獻。下列關于共享單車的說法中不正確的是（　?。?br/>A．車輪上的花紋是為了增大摩擦
B．撥動車鈴發聲，當停止撥動后還能聽到短暫的“余音”，這是回聲現象
C．單車中的芯片通過發送、接收電磁波，實現衛星定位
D．剎車過程中機械能轉化為內能
【解答】解：A．車輪上的花紋是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故A正確；
B．撥動車鈴發聲，當停止撥動后還能聽到短暫的“余音”，這是因為鈴鐺還在振動，不是回聲現象，故B錯誤；
C．電磁波可以傳遞信息，衛星信息的傳遞是靠電磁波進行的，單車中的芯片通過發送、接收電磁波，實現衛星定位，故C正確；
D．共享單車剎車過程中，克服摩擦做功，將機械能轉化為內能，故D正確。
故選：B。
6．（2023 邗江區二模）電影《流浪地球2》中，電影人物接到“航天員緊急入列通知”時，手機顯示“中國移動7G”，這項通訊技術在不久的將來有可能實現，下列說法正確的是（　?。?br/>A．7G無線電通訊是依靠電磁波傳遞信息的
B．無線電信號不能在真空中傳播
C．無線電的頻率越高，傳播的速度就越大
D．只有無線電通訊可以傳遞信息
【解答】解：A、7G無線電通訊是依靠電磁波傳遞信息的，故A正確；
B、電磁波的傳播不需要介質，可以在真空中傳播，故B錯誤；
C、任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，故C錯誤；
D、除無線電通訊外，聲音也可以傳遞信息，故D錯誤。
故選：A。
7．（2023 南安市模擬）2023年2月，國內首例5G超遠程機器人肝膽手術成功進行。杭州的醫生利用5G技術操縱機器人的機械臂，遠程控制手術鉗和電刀，為5000公里外新疆的患者實施了手術，突破了醫療資源的時空限制。手術時信號傳輸利用的是（　?。?br/>A．超聲波 B．次聲波 C．無線電波 D．紅外線
【解答】解：5G網絡信號傳輸，是利用無線電波進行傳遞信息，無線電波屬于電磁波。
故選：C。
8．（2023 路南區二模）關于聲和電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A．聲音和電磁波在空氣中的傳播速度均為340m/s
B．汽車的排氣管上安裝消聲器是在傳播過程中減弱噪聲
C．醫生為病人做超聲檢查，利用了超聲波可以傳遞信息
D．我們可以分辨吉他和鋼琴彈奏的樂曲是通過聲音的響度
【解答】解：A．電磁波在空氣中的傳播速度與光速相同，為3×108m/s，故A錯誤；
B．減弱噪聲的方式有三種：即在聲源處減弱、在人耳處減弱、在傳播過程中減弱，汽車的排氣管上安裝消聲器是減弱噪音的產生，所以是在聲源處減弱噪聲，故B錯誤；
C．醫生為病人做超聲檢查，利用超聲波檢測病人的病情，所以是利用超聲波可以傳遞信息，故C正確；
D．不同樂器構造和材質不同，所以發出聲音的音色不同，故分辨吉他和鋼琴彈奏的樂曲是通過聲音的音色，故D錯誤。
故選：C。
9．（2023 城西區校級二模）2022年3月23日神舟十三號乘組航天員相互配合在空間站開講并直播了“天宮課堂”第二課，請你利用所學的物理知識判斷下列說法正確的（　?。?br/>A．航天員漂浮在天宮空間站中，與地球上相比，航天員在太空上的質量變小
B．太空“冰雪”實驗中，用沾了結晶核的毛根觸碰過飽和乙酸鈉溶液形成的液體球，液體球迅速變成“冰球”，用手摸“冰球”竟然是熱乎乎的，這是因為凝固放熱
C．太空“液橋”實驗中，兩個水球融合在一起形成一座水橋，是因為分子間存在斥力
D．空間站中的三位航天員通過超聲波“天地連線”，為同學們帶來了炫酷又特別的一課
【解答】解：A、航天員漂浮在天宮空間站中，處于失重狀態，與地球上相比，航天員在太空上的質量不變，故A錯誤；
B、用手摸“冰球”竟然是熱乎乎的，這是因為凝固放熱，故B正確；
C、太空“液橋”實驗中，兩個水球融合在一起形成一座水橋，是因為分子間存在引力，故C錯誤；
D、空間站中的三位航天員通過電磁波“天地連線”，為同學們帶來了炫酷又特別的一課，超聲波不能在真空中傳播；故D錯誤。
故選：B。
10．（2023 和平區校級三模）舞蹈詩劇《只此青綠》舞繪“千里江山圖“，以翩躚舞姿勾勒出了如詩如畫的山河圖景，講述了一段跨越古今的藝術傳奇?！办o待”“望月”“落云”“垂思”“獨步”“險峰”“臥石”等造型動作鋪陳在舞臺，一呼一吸，盡是山河。下列說法中正確的是（　　）
A．舞臺下的觀眾聽到的舞曲是通過空氣傳播的
B．舞臺下的觀眾主要通過音調判斷出古琴的伴奏聲
C．節目的畫面和聲音通過超聲波傳遞給電視機
D．電視機前的觀眾利用了光的反射看到節目的畫面
【解答】解：A、舞臺下的觀眾聽到的舞曲是通過空氣傳播的，故A正確；
B、舞臺下的觀眾主要通過音色判斷出伴奏是古琴演奏的，故B錯誤；
C、節目的畫面和聲音通過電磁波傳遞給電視機，故C錯誤；
D、打開的電視機本身是光源，不是靠反射光，因此，電視機前的觀眾能從不同的方向看到舞者是因為光的直線傳播形成的，故D錯誤。
故選：A。
11．（2023 亭湖區校級二模）2023年5月30日上午9時31分，我國神舟十六號飛船成功發射，地面上科技人員對神舟十六號飛船的控制是利用（　?。?br/>A．超聲波 B．微波 C．次聲波 D．紫外線
【解答】解：超聲波，次聲波不能在真空中傳播，紫外線屬于光波，電磁波可以在真空中傳播，地面上科技人員對神舟十六號飛船的控制是利用是電磁波的微波。故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
12．（2023 淮陽區校級三模）感動中國2022年度人物中有一群被稱為“銀發知播”的特殊群體，春蠶不老，夕陽正紅，他們用直播開設沒有墻壁的教室，不設門檻的大學，用白發人創造的流量，傳播知識與文化。關于他們在直播中的情景下列說法正確的是（　?。?br/>A．直播使用的手機屏幕的彩色畫面是由紅、黃、藍三種色光組成的
B．直播畫面可以通過超聲波傳遞給看直播的人群
C．直播中有觀眾反映黑板反光看不清，這是因為黑板發生了鏡面反射
D．銀發老師講課時的聲音是由空氣振動產生的
【解答】解：A、直播使用的手機屏幕的彩色畫面是由紅、綠、藍三種色光組成的，故A錯誤；
B、直播畫面可以通過電磁波傳遞給看直播的人群，故B錯誤；
C、直播中有觀眾反映黑板反光看不清，這是因為黑板發生了鏡面反射。故C正確；
D、銀發老師講課時的聲音是由聲帶振動產生的，故D錯誤。
故選：C。
13．（2023 佛山模擬）如圖為電磁波的頻率及其應用實例，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電磁波的傳播不需要介質
B．電視機遙控器是利用了γ射線工作的
C．體檢胸透用的X射線頻率比可見光低
D．紅外線在真空中傳播速度比紫外線的快
【解答】解：A、電磁波的傳播不需要介質，故A正確；
B、電視機遙控器是利用了紅外線工作的，故B錯誤；
C、由圖可知，體檢胸透用的電磁波頻率比可見光高，故C錯誤；
D、紅外線和紫外線都屬于電磁波，電磁波在真空中的傳播速度和光速相等，都是3×108m/s，故D錯誤；
故選：A。
14．（2023 懷化一模）下列關于電磁波的說法，不正確的是（　?。?br/>A．電磁波在真空中的傳播速度是340m/s
B．中國制造的北斗衛星定位系統是利用電磁波傳輸信號的
C．“嫦娥四號”探測器能從月球上傳輸影像圖，說明電磁波能在真空中傳播
D．華為“5G技術”世界領先，該技術采用電磁波傳輸信息
【解答】解：A、電磁波可以在真空中傳播，真空中電磁波的波速是3×108m/s，聲音在空氣中的傳播速度才是340m/s，故A錯誤；
B、北斗衛星定位系統是利用電磁波傳輸信號的，故B正確；
C、“嫦娥四號”探測器能從月球上傳輸影像圖，宇宙中是真空環境，說明電磁波能在真空中傳播，故C正確；
D、“5G技術”世界領先，該技術采用無線電波傳輸信息，無線電波是電磁波，故D正確。
故選：A。
15．（2023 莊浪縣校級模擬）科學家費爾和格林貝爾由于發現“巨磁電阻”效應榮獲2007年諾貝爾物理學獎。研究發現，磁敏電阻的阻值隨它所在空間磁場的變化而變化。圖中“GMR”是一個磁敏電阻，D是電磁鐵。當開關S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P向左滑動時，燈泡L逐漸變暗。下列判斷不正確的是（　　）
A．電磁鐵的右端為N極
B．電磁鐵的磁性逐漸增強
C．小燈泡的電功率逐漸變小
D．磁敏電阻的電阻值隨磁場的增強而明顯減小
【解答】解：A、當開關閉合后，電磁鐵中的電流是從右端流入，左端流出，根據安培定則可知，電磁鐵的右端為N極，左端為S極，故A正確；
B、若滑片P向左移動，接入電路中的電阻變小，電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，故B正確；
C、燈泡L逐漸變暗，說明小燈泡的電功率逐漸變小，故C正確；
D、燈泡變暗，說明其所在電路的電流變小，由于磁敏電阻的增大，導致了其所在電路的電流變小，由于電磁鐵磁性的增強，導致了磁敏電阻的阻值增大，因為磁敏電阻（GMR）的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，故D錯誤。
故選：D。
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 潮州模擬）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，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
（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。
【解答】解：（1）紫外線屬于電磁波；電磁波在真空中的傳播速度是3×108m/s；
波長λ3×10﹣8m；
（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錯誤；
AD、遙控器和的測溫槍是利用紅外線工作的，故AD錯誤；
C、紫外線化學作用強，可以殺死微生物，醫院殺菌消毒燈是利用紫外線工作的，故C正確；
故選C；
（3）涂有熒光物質的硬紙板可以用來檢驗有沒有紫外線射到硬紙板上，因此應將玻璃板放在紫外線燈和硬紙板之間，即Ⅱ位置；
由步驟二、三可知，沒有紫外線射到硬紙板上時，熒光物質不發光；有紫外線照射到硬紙板上時，熒光物質發光，由步驟四可知，熒光物質有微弱發光，說明有少量的紫外線透過涂有防曬霜的玻璃板射到硬紙板上，因此防曬霜不能阻擋全部紫外線。
故答案為：（1）是；3×108；3×10﹣8；（2）C；（3）Ⅱ；不能。
17．（2023 英德市一模）如圖甲所示的芯片是電子設備的心臟和大腦，為了實現我國芯片的自主可控，無數科技工作者正在加倍努力。光刻機是制造芯片的核心裝備。某種光刻機的原理如圖乙所示，先在硅片表面涂一層光刻膠，再用紫外線光束透過事先設計好集成電路圖的鏤空掩膜，被光線照射到的光刻膠會發生反應，調整鏤空掩膜和縮圖透鏡之間的距離，硅片上就會出現縮小的電路圖案，從而實現納米級集成電路的“雕刻”。
（1）光束中的紫外線屬于 （選填“可見光”或“不可見光”），與頻率較小的紅外線相比，紫外線的波長比紅外線 。
（2）縮圖透鏡是 （選填“凹”或“凸”）透鏡。若其焦距為f，要使硅片上能出現清晰的電路圖案，鏤空掩膜到縮圖透鏡的距離u應該滿足 。
（3）2018年11月29日，國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”通過驗收，該光刻機，結合多重曝光技術后，可用于制造10 （填長度單位）級的芯片。
（4）要制造出含有更多元件的集成電路，則應將鏤空掩膜版 縮圖透鏡，同時將硅片 縮圖透鏡（以上兩空均選填“靠近”或“遠離”）。
【解答】解：（1）根據所學知識可知，紫外線屬于不可見光；
由c＝λf可知，電磁波的波長與頻率成反比，所以與頻率較小的紅外線相比，紫外線的波長比紅外線短；
（2）根據凸透鏡成像規律可知，縮圖透鏡是凸透鏡，出現清晰縮小的電路圖案時，則鏤空掩膜和凸透鏡間的距離u與f的關系需滿足u＞2f；
（3）現在科技條件下，芯片的制程在nm級別，所以該光刻機，結合多重曝光技術后，可用于制造10nm級的芯片；
（4）根據凸透鏡成像的規律可知，要制造出含有更多元件的集成電路，則應將鏤空掩膜版遠離縮圖透鏡，同時將硅片靠近縮圖透鏡，使成像更小一些。
故答案為：（1）不可見光；短；（2）凸；u＞2f；（3）nm；（4）遠離；靠近。
18．（2022 潮陽區校級二模）閱讀短文，回答問題。
無人機可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景。如圖甲為某品牌無人機，由鋰電池供電，采用4個電機帶動旋翼轉動，對下方空氣施力的同時獲得升力。該無人機設有一鍵起降和返航、空中懸停等功能，其攜帶的攝像機可以進行高清拍攝并實時把信號傳到遙控器顯示器。如表是該無人機的部分參數：
無人機質量（含攝像機） 1.5kg 鋰電池額定電壓 12V
最大上升速度 6m/s 電動機額定電壓 10V
最大上升速度時受到的空氣阻力 9N 電動機正常工作電流 5A
最大水平速度 15m/s 電動機的能量轉化效率 95%
（1）無人機是靠 實現人機之間操作指令的傳達，帶動旋翼轉動電動機在工作時把電能轉化為 能；
（2）已知無人機上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比，無人機參與某次火情的勘測時以4m/s勻速從地面豎直上升30s，則它上升的高度為 m，在此飛行過程中受到的空氣阻力為 N；
（3）該無人機攜帶的微型攝像機帶有自動拍攝功能，未出現火情時處于待機狀態，等到火情來臨產生一定強度的紅外線，攝像機將自主啟動進入工作狀態。小明利用紅外探測器設計了一個“模擬自啟系統”，如圖乙所示。該系統由“自啟電路”、“控制電路”等組成。其中電源由“無人機”的鋰電池提供，R是電阻箱，RP是紅外探測器，可視為可變電阻，它的阻值與紅外線強度變化的對應關系如圖丙RP﹣E所示；（E為紅外線強度，cd表示其單位）
①若a、b兩端電壓必須等于或大于9V時，控制電路才能啟動攝像機進入工作狀態。小明設定紅外線強度為4.5cd時啟動攝像機工作，此時RP紅外探測器阻值為 Ω；
②為了能使控制電路在紅外線強度較弱時就能啟動攝像機進入工作狀態，可采取的措施是： 。（寫出一種即可）
【解答】解：（1）無人機的操作指令是通過電磁波在人機之間進行傳輸的；電動機在工作過程中消耗電能，電能轉化為機械能，使旋翼轉動起來。
（2）上升的高度為：h＝vt＝4m/s×30s＝120m，
無人機上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比，即f＝kv2；
又由表格數據可知，最大速度為6m/s，最大空氣阻力為9N，代入上式得：
，
則當速度為4m/s時，受到的空氣阻力為：
f′＝kv′＝0.25N s2/m2×（4m/s）2＝4N；
（3）①由圖丙RP﹣E可知，RP與E成反比，即，
其中n＝18Ω/cd，則紅外線強度為4.5cd時，RP紅外探測器阻值為4Ω。
②由圖丙知，要使紅外線強度較弱時就能啟動攝像機進入工作狀態，即RP的阻值更大時R兩端的電壓就要達到9V；由圖乙知，R與RP串聯，R兩端的電壓為，
，
即當RP的阻值變大時，提高電源電壓或者增大電阻箱的電阻，都能使R兩端的電壓保持在9V。
故答案為：（1）電磁波；機械；（2）120；4；（3）①4；②增大電源電壓（增大電阻箱阻值）。
三．解答題（共2小題）
19．（2023 金水區校級二模）如圖所示，學校購進了一輛云端旅游汽車，WIFI無線網絡等先進科技的配置，讓這臺車科技感十足。
（1）WIFI無線網絡利用 傳遞信息，絕佳的靜音效果使車內的噪聲低于50 ，清凈如影隨形。
（2）汽車配有6個輪胎，每個輪胎與地面的接觸面積為0.02m2，空載質量約為17700kg，求該車空載靜止在水平地面上時，對地面的壓強？（g＝10N/kg）
（3）若汽車輸出功率為250kW，阻力為9000N，勻速直線行駛3min，消耗燃油1.6kg，求：
①該過程燃油完全燃燒放出的熱量？
②汽車在3min內行駛的路程？（燃油的熱值為4×107J/kg）
【解答】解：（1）WIFI無線網絡利用電磁波傳遞信息，響度大小的單位是分貝，符號dB，所以絕佳的靜音效果使車內的噪聲低于50dB，清凈如影隨形；
（2）該車空載靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
F＝G＝mg＝17700kg×10N/kg＝1.77×105N，
該車空載靜止在水平地面上時，對地面的壓強：
p1.475×106Pa；
（3）①該過程燃油完全燃燒放出的熱量：
Q＝mq＝1.6kg×4×107J/kg＝6.4×107J，
②已知汽車輸出功率為250kW，阻力為9000N，汽車勻速直線行駛，水平方向上二力平衡，F＝f＝9000N，
根據PFv可得汽車的速度：
vm/s，
汽車在3min內行駛的路程：s＝vtm/s×3×60s＝5000m。
20．（2023 范縣一模）2022年3月28日，研發機構對普通電動輪椅進行改裝，設計出了能夠人機對話的智能輪椅。它看似笨重，但性能優越，平路用輪胎，爬樓用履帶，已知該電動輪椅質量為85千克，輪子與地面的總接觸面積為50cm2。
（1）該輪椅能夠實現人機對話的功能，遙控接收指令，將聲信號轉變為電信號，
這是利用了 的原理。
（2）輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強。
（3）當電動輪椅的電動機以220W功率工作時，電動輪椅在水平路面勻速行駛的速度為2m/s，此時電動輪椅受到的阻力是多大？
（4）某次載著質量為60千克的成年人上樓，每上一級高為20cm的臺階克服重力做的功是多少？
【解答】解：（1）該輪椅將聲信號轉變為電信號，這是利用了電磁感應原理。
（2）輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強：
p1.7×105Pa；
（3）此時電動輪椅受到的阻力是：
f＝F110N；
（4）每上一級高為20cm的臺階克服重力做的功是：
W＝Gh＝mgh＝（85kg+60kg）×10N/kg×0.2m＝290J；
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專題21 信息的傳遞
知識點一：現代順風耳—電話
一、電流把信息傳到遠方
1876年，貝爾發明了電話，實現了語音信息的實時遠距離傳遞。
最簡單的電話由話筒和聽筒組成。為了完成通話，話筒和聽筒之間要連上一對電話線。
1.老式電話的話筒
（1）構造
話筒內有一個裝著炭粒的小盒子，上面蓋有一個膜片，如圖所示。
（2）工作原理：聲波振動→膜片相應振動→時緊時松壓迫炭粒→電阻時大時小→電流時弱時強。
（3）作用：將聲信號轉換為電信號。
2.老式電話的聽筒
（1）構造：聽筒有一個電磁鐵，電磁鐵吸引一塊薄鐵膜片。
（2）工作原理：傳入聽筒的變化電流流經電磁鐵時，電流時弱時強→磁性時弱時強→薄鐵膜片受力時小時大而振動→形成聲波。如最簡單的電話工作原理示意圖。
（3）作用：將電信號轉換為聲信號。
3.電話中話筒和聽筒的連接方式
同一部老式電話中，話筒和聽筒是并聯的。本放的話筒與對方的聽筒串聯，本放的聽筒與對方的話串聯。
二、電話交換機
1.電話交換機的作用
為了提高線路利用率，電話之間都是通過電話交換機來轉接的。一個地區的電話都接到同一臺交換機上，每部電話都編上號碼。使用時，交換機自動把需要通話的兩部電話接通，通話完畢再自動將線路斷開。如果在同一臺交換機與另一臺交換機之間連接上若干電話線，這樣，兩個不同交換機的用戶就能互相通話了。如圖所示。
2.電話交換機的種類
（1）人工電話交換機（人工操作）：效率低，勞動強度大。
（2）自動電話交換機（電磁繼電器）：效率高，但功能少。
（3）程控電話交換機（電子計算機）：效率高，功能多（如來電顯示，縮位撥號、遇忙回叫、呼叫轉移、三方通話等）。
3.打電話占線可能的原因
（1）對方的電話可能正在通話。
（2）對方電話可能沒有放好。
（3）電話交換機之間有太多的用戶在通話，它們之間的電話線不夠用了。
三、模擬通信與數字通信
1.模擬信號和數字信號
概念 特點
模擬通信 如圖所示，在話筒將聲音信號轉換成信號電流時，這種信號電流的頻率、振幅的變化情況跟聲音的頻率、振幅的變化情況完全一致，“模仿”著聲信號的“一舉一動”。這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。 模擬信號在長距離傳輸和多次加工、放大過程中，信號電流的波形會改變，從而使信號丟失一部分信息，表現為聲音、圖像的失真，嚴重時會使通信中斷。
數字通信 用點“·”和畫“-”組合代表各種數字，一定數字組合代表一個漢字；于是，一系列點和畫組成的信號就可以代表一個完整的句子了。像這樣用不同不同符號的不同組合表示的信號，叫做數字信號，這種通信方式叫做數字通信。如圖所示，用旗語表示英文字母A、B、C、D。 數字信號形式簡單，抗干擾能力強，還可通過不同編碼進行加密。
2.模擬信號和數字信號的比較
信號與聲音的關系 信號電流的形式 優缺點 應用
模擬信號 與聲音的頻率、振幅的變化的情況完全一樣 連續的 信號易丟失、失真，現代通信中常將其轉化為數字信號，方便用計算機進行處理 溫度傳感器、壓力傳感器的信號，磁帶錄音機錄下的聲音等
數字信號 用不同的符號的不同組合表示傳遞的信息 離散的 抗干擾能力強，易加工處理，可以發揮計算機的巨大威力，還可以通過不同的編碼進行加密 電報，光纜信號，計算機存儲信息等
知識點二：電磁波的海洋
一、電磁波的產生
1.實驗探究：電磁波是怎樣產生的
實驗過程 （1）如圖所示，打開收音機的開關，選至沒有電臺的位置，將音量開大。取一節干電池和一根導線，拿到收音機附近。 （2）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相連，從收音機中能聽到依次“喀喀”聲后，就沒有“喀喀”聲了。 （3）將導線的一端與電池的其中一極反復摩擦，使他們時斷時續地接觸，能從收音機中不斷聽到“喀喀”聲。
實驗分析
探究結論 當電路中有迅速變化的電流時，其周圍就會產生電磁波。
2.電磁波的產生
木棍在水面上振動會產生水波，說話時聲帶的振動會產生聲波。與水波和聲波的形成相似，導線中有電流的迅速變化時，會在空間激起（產生）電磁波。
注意：電流的迅速變化是指電流的大小迅速變化或電流的方向迅速變化，或者是大小和方向同時迅速變化。
3.電磁波的常見應用
電磁波看不見、摸不著，但確實是真實存在的，并在生活中有著廣泛的應用。如廣播電臺、電視臺以及移動電話都是靠復雜的電子線路來產生迅速變化的電流，發出電磁波，并利用電磁波來傳遞信息的。
4.常見的電磁波發射器
廣播電臺、電視臺、移動電話等。
二、電磁波是怎么傳播的
1.電磁波的傳播
實驗探究 電磁波的傳播是否需要介質
實驗設計 手機可以發射電磁波，也可以接收電磁波，把手機放在真空罩內，用另一部手機呼叫它。如果電磁波的傳播需要介質，真空罩里的手機就無法接收到這一信號；如果電磁波的傳播不需要介質，真空罩里的手機就能接收到這一信號。
探究發現 真空罩里的手機能接收到信號
實驗結論 電磁波的傳播不需要介質，電磁波可以在真空中傳播。
2.描述電磁波的物理量
波長 水波在傳播過程中會出現波峰和波谷，凸起的最高處叫波峰；凹下的最低處叫波谷。其中相鄰兩個波峰之間的距離叫做波長，用λ表示，單位是米（m）。由圖可知，振源每上下完成依次振動，形成一個波峰和一個波谷，波向前傳播一個波長的距離，與此類似，電流每震蕩一次，電磁波向前傳播的距離就是電磁波的波長。
波速 用來描述波傳播速度的物理量叫做波速，單位是米每秒（m/s）。真空中電磁波的波速用c表示，電磁波在真空中的傳播速度和在空氣中的傳播速度近似相等，都約為c=3×108m/s。 不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同。
頻率 在1s內振動的次數叫做頻率，用字母f表示。在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），因為通常電磁波的頻率都很大，故常用單位有千赫（kHz）、兆赫（MHz），1MHz=106Hz，1kHz=103Hz。
關系 波速、波長、頻率的關系式為：c=λf，其中：c為電磁波的波速，λ為電磁波的波長，f為電磁波的頻率。因為在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同，所以由關系式可知頻率越高的電磁波波長越短。
3.電磁波家族及電磁波的應用
（1）電磁波家族及電磁波的應用
各種光和射線都是波長不同的電磁波。電磁波波長從大到小依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。
（2）無線電波
①定義：電磁波中通常用于廣播、電視和移動電話的，頻率為數百千赫至數百兆赫的那部分，叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）。
②特點：無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據波長把無線電波又分成幾個波段：長波、中波、短波和微波。
知識點三：廣播、電視與移動通信
一、無線電廣播信號的發射與接收
1.無線電廣播信號的發射-廣播電臺
無線電廣播信號的發射由廣播電臺完成：①話筒把播音員的聲音信號轉換成電信號；②調制器把音頻電信號加在到高頻電流上；③天線將帶有信息的電磁波發射到空中。如圖所示。
2.無線電廣播信號的接收-收音機
信號的接收由收音機完成：①接收天線能從空中接收到各種頻率的電磁波，調諧器能從中選出特定頻率的信號；②通過解調濾去信號中含有的高頻電流成分，將音頻信號留下；③揚聲器把音頻信號還原成聲音。如圖所示。
該過程用的框圖如下：
3.類比無線電廣播信號的發射和接收
信鴿傳書 電磁波傳遞音頻信號
寫信的人把信寫好 話筒將聲音信號轉換成音頻電信號
信鴿作為運載信件的工具 高頻電流相當于能夠運載信件的信鴿
將信件捆在信鴿上 用調制器將音頻電信號加載到高頻電流上
將信鴿釋放 通過天線將電磁波發射到空中
信鴿帶著現信件在空中飛 電磁波在空中向四周傳播
信鴿到達目的地 收音機的天線收到電磁波
從信鴿身上解捆取信 收音機通過解調濾去高頻電流成分而保留原音頻信號
讀取信件內容 把音頻信號放大，通過揚聲器轉換成聲音
二、電視的發射和接收
1.電視信號的發射和接收
電視用電磁波傳遞圖像信號和聲音信號。聲音信號的產生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程相似。圖像信號的工作過程是：攝像機把圖像變成電信號，發射機把電信號加載到高頻電流上，通過發射天線發射到空中，如圖甲所示。電視機的接收天線把高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，由顯示器把它還原成圖像（同時把聲音信號取出并放大，由揚聲器還原成聲音），如圖乙所示。
甲 乙
2.電視信號的發射和接收過程可以用框圖表示
三、移動電話
1.移動電話（手機）
（1）移動電話是靠空間的電磁波來傳遞信息的。移動電話既是無線電發射臺又是無線電接收臺：它用電磁波把講話的信息發射到空中；同時它又在空中捕獲電磁波，得到對方講話的信息。
（2）移動電話的特點
優點：移動電話不需要電話線，可以讓我們很方便地隨身攜帶和使用。
缺點：移動電話的體積小，發射功率??；天線簡單，靈敏度不高，需要基地臺的支持，只有基地臺電磁波能夠輻射到的區域才能進行通話。
（3）基地臺：在移動通信中，基地臺就是我們常說的基站，其作用相當于傳輸的中轉中樞。一個基地臺覆蓋一定的區域，該區域內的手機發射信號被基站接收，基地臺將該信號發送給目標手機，也就是說手機之間不能直接通信，要通過基站中轉。
2.無繩電話
由座機和手機組成，座機接在市話網上，相當于一個小的基地臺。它們各有一個天線，通過無線電波來傳遞信息。無繩電話的功率小，其工作區域大約在幾十米到幾百米的范圍內，所以無繩電話的手機不能離座機太遠。
3.廣播、電視、移動電話信號傳遞的異同
相同點 不同的
載體 發射過程 接收過程 信號形式 載體電磁波的特點 發射和接收設備
廣播 電磁波 信號轉換、調制、天線發射 天線接收、調諧、解調 音頻信號 頻率最小 廣播電臺發射、收音機接收
電視 音頻信號和視頻信號 頻率較小 電視臺發射、電視機接收
移動 電話 各種形式的信號 頻率最大 移動電話發射、接收，基地臺轉接
知識點四：越來越寬的信息之路
一、微波通信
1.微波
（1）波長和頻率范圍
微波的波長為10m~1mm，頻率為30MHz~3×105MHz，頻率比中波和短波的更高。
（2）性質
微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能繞地球表面繞射。因此每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，把上一站傳來的信息處理后，再發射到下一站。就像接力賽跑一樣，一站傳一站，信號傳遞的距離越遠，需要的中繼站越多，如圖所示。
2.微波通信
（1）微波通信：利用微波進行通信的方式稱為微波通信。
（2）微波通信的特點：信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內可以傳輸的信息就越多，微波的波長較短，頻率較高，所以采用微波通信可以增大信息的傳輸量，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。
（3）微波通信的優點和缺點
①優點：頻率高，傳輸信息的容量大。
②缺點：微波通信需要大量的中繼站進行信號處理，如遇到雪山和大洋無法建立中繼站時，微波通信就無法繼續。
二、衛星通信
1.衛星通信
同通信衛星做微波通信的中繼站來進行通信的方式叫做衛星通信。
常見的通信衛星是相對地球靜止的同步衛星。
2.衛星通信的組成
衛星通信系統由通信衛星、地面站和傳輸系統三部分組成。通信衛星就像幾個太空微波中繼站，從一個地面站接收的電信號，經過處理后，再發送到另一個或幾個地面站，如圖所示。
3.衛星通信的優點和缺點
（1）優點
①信號覆蓋范圍廣。如圖所示，在地球周圍均勻地布置3顆同步通信衛星，就幾乎可以覆蓋地球全部表面，實現全球通信。
②通信范圍大，只要在衛星發射的電磁波覆蓋范圍內均可進行通信；不易受地形影響；建設速度快；易于實現廣播和多址通信。
（2）缺點
由于兩地面站之間使用衛星進行通信時，電磁波傳輸的距離約為72000km，故信號有延遲；頻率較高的頻帶易受雨、雪的影響等。
三、光纖通信
光也是一種電磁波，與微波相比，光的頻率更高。用光來通信，其容量要高處短波、微波百萬倍、千萬倍。1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生頻率單一、方向高度集中的光-激光。1966年，華裔物理學家高錕提出用光纖通信的構想，這使得用光進行通信的幻想得以實現。
1.光纖通信的幾個概念
（1）光纖通信：利用激光在光導纖維中傳輸來傳遞信息的一種特性方式。
（2）激光：一種頻率單一（非常純）、方向高度集中的光。
（3）光纖：一種非常細的玻璃絲，全稱叫做光導纖維，激光可沿光纖傳播，不受外界干擾。
（4）光纜：把數條光纖并成一束再敷上保護層。便制成了光纜。
2.光纖通信的原理
攜帶信息的激光從光導纖維一端射入，在內部上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。如圖所示。
3.光纖通信的優點
光纖通信傳輸損耗小，可長距離傳輸信息，容量極大，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質量高，保密性好。
4.光纖通信的不足
光纖通信依然是有線傳輸，需鋪設專用的光纖線路，但架設線路受地理條件的限制，光纖易被拉斷，技術要求高等。
四、網絡通信
1.因特網
因特網的英文名稱是Internet，又稱為互聯網。互聯網利用通信線路和電磁波，將分布于世界各地的計算機網絡連在一起，用來傳遞各種信息。
2.網絡通信
網絡通信計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新的通信方式，主要是滿足數據通信的需要。它將不同的地理位置、具有獨特功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信線路連接起來，并配備相應的網絡軟件，以實現通信過程中的資源共享。由于計算機能夠高速處理多媒體信息，并且具有交互性，所以在網上傳輸的電子郵件不僅有文字、還有圖像和聲音，這是傳統的通信方式難以同時做到的。
3.網絡通信的常見應用
（1）電子郵件：電子郵件是目前人們經常使用的網絡通信方式。每個電子信箱都有自己的“地址”，這樣才能把郵件送到正確的地方。電子信箱地址的格式為：用戶名、符號“＠”（發音同英語的“at”）和服務器名稱三部分組成。
收發電子郵件：如圖所示，當甲給乙發送一封電子郵件時，它的服務器A把郵件發送到乙的服務器B，儲存起來。一旦乙“上網”，他就能從自己的服務器B得到這個郵件。收件人可以在任何時候通過上網的計算機或手機打開信箱，查看郵件。除了文字以外，我們也可以把圖片、語音及任何信息變成數字文件用電子郵件傳送。
（2）除了通過網絡收發電子郵件外，還可以通過網絡通信系統查閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播，另外還可以通過網絡進行遠程教育、遠程醫療等。
考點一．電磁波的傳播與應用
1．（2023 淄博）2023年5月10日21時22分，天舟六號貨運飛船成功發射。11日，飛船與空間站組合體完成交會對接，隨后航天員開展貨物轉運等工作。下列相關說法正確的是（　?。?br/>A．飛船在加速升空的過程中，慣性逐漸變大
B．飛船沿軌道繞地球運行，運動狀態不再改變
C．飛船與空間站完成交會對接后，飛船相對于空間站是靜止的
D．空間站中的航天員通過超聲波與地面控制中心傳遞信息
2．（2023 臨沂）2023年5月17日，我國成功發射了第56顆北斗導航衛星。對其進行在軌測試時，地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了（　　）
A．紅外線 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波
3．（2023 湖北）2023年5月30日，長征二號F運載火箭搭載神舟十六號載人飛船，在酒泉衛星發射中心點火發射，運載火箭的噴氣發動機向下噴氣，推動火箭升空。各地雷達監測站即時向指揮中心傳遞火箭運行信息。下列有關說法正確的是（　?。?br/>A．運載火箭應選用密度小、熱值大的燃料
B．各地雷達監測站利用超聲波向指揮中心傳遞信息
C．火箭向下噴氣獲得推力與內燃機的壓縮沖程相似
D．火箭升空過程中，需要克服空氣阻力做功，能量不守恒
4．（2023 常德）下列有關聲和電磁波的說法中正確的是（　　）
A．利用衛星系統進行導航，其信息傳遞的媒介與“B超”相同
B．利用聲吶探測海深，其原理與蝙蝠在夜間正常飛行的原理不相同
C．在空氣中，聲傳播的速度遠小于電磁波的傳播速度
D．有線電話既有發射電磁波的功能，又有接收電磁波的功能
5．（2023 郴州）中國的航天航空技術處于世界領先水平。2023年5月30日，神舟16號飛船成功發射，并與天宮1號目標飛行器成功交會對接。以下說法正確的是（　?。?br/>A．火箭升空時，它所受的推力和重力是一對平衡力
B．成功對接后，以天宮1號為參照物，飛船是靜止的
C．火箭的發動機是將機械能轉化為內能的機器
D．宇航員與地面工作人員是利用超聲波進行通信的
6．（2023 安徽模擬）下列說法正確的是（　?。?br/>A．運動員跑得越快越難停下來，說明速度越大慣性越大
B．鳥類的翅膀上凸下平，上方空氣流速大壓強小
C．超聲波能在真空中傳播，電磁波不能在真空中傳播
D．物體摩擦后帶電，說明摩擦能產生電荷
7．（2023 灞橋區校級模擬）2023年3月31日，我國在酒泉衛星發射中心使用長征四號丙運載火箭成功將遙感三十四號04星送入預定軌道。下列說法正確的是（　?。?br/>A．噴灑大量的水給發射臺降溫是利用做功的方式改變發射臺的內能
B．火箭攜帶的氫燃料在不斷燃燒的過程中，其熱值不變
C．入軌后，外太空溫度很低，衛星的內能可能為零
D．衛星各項數據以超聲波的形式傳回地球，速度約為3×108m/s
8．（2023 曲阜市一模）共享電動自行車因其取用方便、低碳環保為人們的出行提供了便利。如圖所示是我市市區新上的一批配有安全頭盔的電動自行車，下列關于電動車的說法中正確的是（　?。?br/>A．電動車輪胎上凹凸不平的花紋是為了減小對地面的摩擦力
B．掃描車上的二維碼取車是通過電磁波傳遞信息的
C．電動車中電動機的工作原理是電磁感應
D．騎車戴上安全頭盔可以減小慣性
9．（2023 賓陽縣一模）為了方便市民出行，很多城市都有了共享自行車。關于共享自行車，下列說法正確的是（　?。?br/>A．坐墊做得比較寬是為了增大壓強
B．用手機掃碼租車時是通過超聲波傳遞信息
C．車胎上有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦
D．下坡時以自行車為參照物，路邊的樹木是靜止的
10．（2023 鄆城縣三模）2022年元宵晚會我國航天員王亞平在中國空間站用古箏彈奏《茉莉花》，為全國人民送上太空音樂祝福。下列說法中正確的是（　?。?br/>A．演奏古箏時通過弦的振動發聲
B．古箏的聲音是以聲波的形式傳回地球
C．用同樣的力撥動琴弦，粗弦比細弦發聲的響度大
D．人們通過音調能判斷出古箏的聲音
11．（2023 云南）我國自主研制的“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功完成了萬米級海試。潛水器配備了國際先進水平的聲學系統，聲學系統由母船部分和潛水器本體部分組成，為“奮斗者”號實現了水聲通信、精細探測和定位導航。
水聲通信是“奮斗者”號與母船之間唯一的溝通方式。由于可見光和電磁波在海水中傳播時衰減很快，也無法通過一根連接母船的線纜來進行通信。所以科學家為“奮斗者”號量身定制了一套數字水聲通信系統，如圖所示，它將語言和文字等信息編碼調制后，通過換能器進行發射和接收，實現數據交互，把所有的關鍵數據準確、高效地與母船進行溝通。
精細探測為“奮斗者”號在水下航行和作業提供了安全保障。盡管馬里亞納海溝兩側都是非常陡峭的海山，但是“奮斗者”號安裝有前視成像聲吶設備，可對前方海山的距離和輪廓進行實時探測，幫助它精準避開障礙物。
定位導航使“奮斗者”號水下作業精準高效。由于水下沒有衛星定位，必須使用聲學定位。下潛之前，科學家通過設備的標定實驗，使聲學系統可以輸出精確的速度等關鍵數據，再將定位與多普勒測速儀、慣性導航設備組合后進行導航，就能實現萬米海底“大海撈針”，“奮斗者”號僅半小時就收回了之前在海底布放的一些目標物。
（1）由于可見光和電磁波在海水中傳播時衰減很快，因此 是“奮斗者”號與母船之間溝通的唯一方式。
（2）前視成像聲吶設備能發出 （選填“超聲波”或“次聲波”）；讓潛水器在漆黑的萬米深海中精準避障。這說明聲音能傳遞 （選填“信息”或“能量”）。
（3）請寫出“奮斗者”號聲學系統的一個優點： 。
12．（2023 西藏）2023年5月30日上午9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭成功發射。飛船在上升過程中，它的重力勢能越來越 ，飛船進入預定軌道后航天員的畫面信息是通過 傳回到地面指揮中心的。
13．（2023 湘潭）神舟十六號載人飛船由火箭運載加速升空時，以火箭為參照物，飛船是 （選填“運動”或“靜止”）的，飛船重力勢能 （選填“增大”或“減小”），航天員在太空中是利用 （選填“電磁波”或“超聲波”）和地面通訊。
14．（2023 遼寧）2023年5月30日，如圖是搭載神舟十六號載人飛船的長征二號運載火箭點火發射時的情景?；鸺诩铀偕仙^程中，燃料燃燒釋放的內能轉化為火箭的 能，所搭載的載人飛船的質量 （填“變大”、“不變”或“變小”）。神舟十六號載人飛船與核心艙通過 （填“超聲波”或“電磁波”）進行聯系，自主完成對接。
15．（2023 孝感一模）我國自主研制的“蛟龍號”潛水器是目前世界上下潛能力最強的作業型載人潛水器，其主要技術參數如下表?！膀札執枴敝饕捎寐晠韧ㄓ?，實現深海與陸地的聯系；通過改變壓載鐵的數量，來控制其下沉或上?。蝗蝿胀瓿珊?，“向陽紅09”船用牽引繩將其吊到甲板上。（海水的密度取為1×103kg/m3，g＝10N/kg）
工作電源總電壓/V 200
自身質量/kg 2.2×104
最大下潛深度/m 7000
最大速度/節 25
（1）“蛟龍號”潛水器在深海工作主要通過 （選填“電磁波”或“聲波”）通信與陸地聯系；若每節蓄電池電壓為1.6V，為保證“蛟龍號”正常供電，串聯的蓄電池不得少于 節；
（2）“蛟龍號”下潛到深海7000m處，求海水對“蛟龍號”觀察窗0.2m2的玻璃上產生的壓強和壓力大?。唬ú豢紤]大氣壓的影響）
（3）“蛟龍號”拋卸所有壓載鐵后上浮，直到漂浮在海面上，然后由起重裝置將其吊離水面。圖甲是某次起重裝置將漂浮在海面上的無人空載“蛟龍號”勻速吊離水面的情景，牽引繩拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙，圖中P2＝4P1，（P2即最大功率）。求t1時刻“蛟龍號”受到海水浮力有多大？
（4）求t1時刻“蛟龍號”排開海水的體積是多少m3。（不考慮海水的阻力）
16．（2023 安陽二模）隨著科技的發展，無人駕駛技術日趨成熟。如圖所示是利用5G網絡實現遠程駕駛的純電動汽車，其質量為1.8t，車輪與路面接觸的總面積為750cm2。該車在水平路面上勻速直線行駛12km，用時10min，這一過程中汽車發動機的功率恒為24kW（汽油熱值q＝4.5×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）無人駕駛導航系統是利用 來傳遞信息的；車窗玻璃能有效防止來自太陽過量的輻射對人皮膚的傷害，主要是能阻擋太陽光中的 （選填“紫外線”或“紅外線”）；
（2）該車靜止在水平路面上對路面的壓強是多少？
（3）在這一過程中汽車受到的阻力是多少？
（4）該車百公里消耗電能1.8×108J，若這些能量完全由燃燒汽油來獲得，相當于完全燃燒汽油多少千克？
17．（2023 鄭州二模）某工業園區利用紅外測溫智能機器人（如圖甲所示）監控園區溫度，消除火災隱患。機器人裝有高清攝像頭和紅外測溫儀，若檢測到溫度過高，機器人會即時發出警報。如圖乙是簡化的智能測溫報警電路，當電路中的電流超過30mA時，報警器發出警報。圖中電源電壓為24V，R0為變阻器，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖像如圖丙所示。
（1）熱敏電阻是 （選填“導體”“半導體”或“超導體”）材料制成的；監測中心與智能機器人是通過 傳遞信息的。
（2）當所測溫度達到或超過60℃時，報警器報警，不計報警器電阻，此時變阻器R0的阻值為多大？
（3）長時間工作后，電源電壓有所降低，為了使報警器仍然正常工作，請你寫出一條可行的措施。
考點二．波速、波長和頻率的關系
18．（2023 廣州）各色光在真空中的波長如圖所示，植物中葉綠素a會吸收波長在430nm～662nm之間的光。真空中，波長650nm的光（　?。?br/>A．是紫光
B．不是電磁波
C．波長比藍光的長
D．比波長500nm的光傳播速度大
考點三．光纖通信
19．（2023 益陽）2022年中國科學院新一代遠洋綜合科考船“科學”號歷經74天的航程，完成了一項基于北斗衛星的深海通訊實驗。這次實驗突破了海水深度達到6000米的大容量數據的即時傳輸，解決了水下無線通信的世界性難題。下列有關北斗衛星與深海之間數據傳輸的說法正確的是（　?。?br/>A．通過聲波傳遞數據
B．通過電磁波傳遞數據
C．通過光纖傳遞數據
D．數據傳輸有較長時間的延遲
考點四．衛星中繼通信
20．（2023 萊陽市模擬）下列說法正確的有（　?。?br/>①太空中至少需要3顆地球同步衛星才能實現全球衛星通信
②微波爐是應用電流的熱效應來工作的
③光和電磁波能夠在真空中傳播，而聲音不能在真空中傳播
④能量的轉移與轉化具有方向性，因此要注意節約能源
⑤隨著科學技術的快速發展，我國已建立了利用核聚變能量發電的核電站
⑥“5G”移動通信技術中的5G芯片是由超導體材料制成的；銅是磁性材料可以被磁化
A．①③④ B．①③⑤ C．①④⑥ D．②③④
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 讓胡路區模擬）雷達是一種利用電磁波來測定物體位置和速度的設備，某防空雷達發現一架飛機正在以水平速度朝雷達正上方勻速飛來。某時刻在雷達監視屏上顯示的波形如圖甲所示，經過t＝173s，雷達向正上方發射和接收到的波形如乙所示，已知雷達監視屏上相鄰刻度線間表示的時間間隔為1×10﹣4s，電磁波的速度為3×108m/s，則該飛機的飛行速度大小約為（　?。?br/>A．1200m/s B．900m/s C．600m/s D．300m/s
2．（2023 平潭縣模擬）2023年5月17日，我國成功發射了第56顆北斗導航衛星。對其進行在軌測試時，地面測試系統與該衛星之間的通訊利用了（　　）
A．紅外線 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波
3．（2023 平南縣四模）2023年5月28日國產大飛機C919商業客機首航，從上海飛到北京，如圖是飛機在空中飛行的情形，下列關于該飛機的說法中正確的是（　?。?br/>A．飛機上機長與地面塔臺人員聯系的信息是通過聲波傳播的
B．飛機能夠升空是利用了大氣對飛機的浮力
C．飛機機翼的橫截面形狀是上凸下平的
D．飛機正常水平飛行時，機翼上空流速大壓強大
4．（2023 讓胡路區模擬）以下說法正確的是（　?。?br/>A．航天員在太空艙內，必須用電子通信設備對話
B．中子、質子質量的數量級是10﹣20kg
C．我國采用高壓輸電必須使用變壓器，工作原理是電磁感應
D．人類經過改進低溫技術，0K的溫度是可以達到的
5．（2023 包頭二模）如圖所示，共享單車給廣大市民的出行提供了方便，也為環保事業做出了貢獻。下列關于共享單車的說法中不正確的是（　?。?br/>A．車輪上的花紋是為了增大摩擦
B．撥動車鈴發聲，當停止撥動后還能聽到短暫的“余音”，這是回聲現象
C．單車中的芯片通過發送、接收電磁波，實現衛星定位
D．剎車過程中機械能轉化為內能
6．（2023 邗江區二模）電影《流浪地球2》中，電影人物接到“航天員緊急入列通知”時，手機顯示“中國移動7G”，這項通訊技術在不久的將來有可能實現，下列說法正確的是（　?。?br/>A．7G無線電通訊是依靠電磁波傳遞信息的
B．無線電信號不能在真空中傳播
C．無線電的頻率越高，傳播的速度就越大
D．只有無線電通訊可以傳遞信息
7．（2023 南安市模擬）2023年2月，國內首例5G超遠程機器人肝膽手術成功進行。杭州的醫生利用5G技術操縱機器人的機械臂，遠程控制手術鉗和電刀，為5000公里外新疆的患者實施了手術，突破了醫療資源的時空限制。手術時信號傳輸利用的是（　　）
A．超聲波 B．次聲波 C．無線電波 D．紅外線
8．（2023 路南區二模）關于聲和電磁波，下列說法正確的是（　?。?br/>A．聲音和電磁波在空氣中的傳播速度均為340m/s
B．汽車的排氣管上安裝消聲器是在傳播過程中減弱噪聲
C．醫生為病人做超聲檢查，利用了超聲波可以傳遞信息
D．我們可以分辨吉他和鋼琴彈奏的樂曲是通過聲音的響度
9．（2023 城西區校級二模）2022年3月23日神舟十三號乘組航天員相互配合在空間站開講并直播了“天宮課堂”第二課，請你利用所學的物理知識判斷下列說法正確的（　?。?br/>A．航天員漂浮在天宮空間站中，與地球上相比，航天員在太空上的質量變小
B．太空“冰雪”實驗中，用沾了結晶核的毛根觸碰過飽和乙酸鈉溶液形成的液體球，液體球迅速變成“冰球”，用手摸“冰球”竟然是熱乎乎的，這是因為凝固放熱
C．太空“液橋”實驗中，兩個水球融合在一起形成一座水橋，是因為分子間存在斥力
D．空間站中的三位航天員通過超聲波“天地連線”，為同學們帶來了炫酷又特別的一課
10．（2023 和平區校級三模）舞蹈詩劇《只此青綠》舞繪“千里江山圖“，以翩躚舞姿勾勒出了如詩如畫的山河圖景，講述了一段跨越古今的藝術傳奇。“靜待”“望月”“落云”“垂思”“獨步”“險峰”“臥石”等造型動作鋪陳在舞臺，一呼一吸，盡是山河。下列說法中正確的是（　?。?br/>A．舞臺下的觀眾聽到的舞曲是通過空氣傳播的
B．舞臺下的觀眾主要通過音調判斷出古琴的伴奏聲
C．節目的畫面和聲音通過超聲波傳遞給電視機
D．電視機前的觀眾利用了光的反射看到節目的畫面
11．（2023 亭湖區校級二模）2023年5月30日上午9時31分，我國神舟十六號飛船成功發射，地面上科技人員對神舟十六號飛船的控制是利用（　?。?br/>A．超聲波 B．微波 C．次聲波 D．紫外線
12．（2023 淮陽區校級三模）感動中國2022年度人物中有一群被稱為“銀發知播”的特殊群體，春蠶不老，夕陽正紅，他們用直播開設沒有墻壁的教室，不設門檻的大學，用白發人創造的流量，傳播知識與文化。關于他們在直播中的情景下列說法正確的是（　?。?br/>A．直播使用的手機屏幕的彩色畫面是由紅、黃、藍三種色光組成的
B．直播畫面可以通過超聲波傳遞給看直播的人群
C．直播中有觀眾反映黑板反光看不清，這是因為黑板發生了鏡面反射
D．銀發老師講課時的聲音是由空氣振動產生的
13．（2023 佛山模擬）如圖為電磁波的頻率及其應用實例，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波的傳播不需要介質
B．電視機遙控器是利用了γ射線工作的
C．體檢胸透用的X射線頻率比可見光低
D．紅外線在真空中傳播速度比紫外線的快
14．（2023 懷化一模）下列關于電磁波的說法，不正確的是（　?。?br/>A．電磁波在真空中的傳播速度是340m/s
B．中國制造的北斗衛星定位系統是利用電磁波傳輸信號的
C．“嫦娥四號”探測器能從月球上傳輸影像圖，說明電磁波能在真空中傳播
D．華為“5G技術”世界領先，該技術采用電磁波傳輸信息
15．（2023 莊浪縣校級模擬）科學家費爾和格林貝爾由于發現“巨磁電阻”效應榮獲2007年諾貝爾物理學獎。研究發現，磁敏電阻的阻值隨它所在空間磁場的變化而變化。圖中“GMR”是一個磁敏電阻，D是電磁鐵。當開關S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P向左滑動時，燈泡L逐漸變暗。下列判斷不正確的是（　?。?br/>A．電磁鐵的右端為N極
B．電磁鐵的磁性逐漸增強
C．小燈泡的電功率逐漸變小
D．磁敏電阻的電阻值隨磁場的增強而明顯減小
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 潮州模擬）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，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
（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。
17．（2023 英德市一模）如圖甲所示的芯片是電子設備的心臟和大腦，為了實現我國芯片的自主可控，無數科技工作者正在加倍努力。光刻機是制造芯片的核心裝備。某種光刻機的原理如圖乙所示，先在硅片表面涂一層光刻膠，再用紫外線光束透過事先設計好集成電路圖的鏤空掩膜，被光線照射到的光刻膠會發生反應，調整鏤空掩膜和縮圖透鏡之間的距離，硅片上就會出現縮小的電路圖案，從而實現納米級集成電路的“雕刻”。
（1）光束中的紫外線屬于 （選填“可見光”或“不可見光”），與頻率較小的紅外線相比，紫外線的波長比紅外線 。
（2）縮圖透鏡是 （選填“凹”或“凸”）透鏡。若其焦距為f，要使硅片上能出現清晰的電路圖案，鏤空掩膜到縮圖透鏡的距離u應該滿足 。
（3）2018年11月29日，國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”通過驗收，該光刻機，結合多重曝光技術后，可用于制造10 （填長度單位）級的芯片。
（4）要制造出含有更多元件的集成電路，則應將鏤空掩膜版 縮圖透鏡，同時將硅片 縮圖透鏡（以上兩空均選填“靠近”或“遠離”）。
18．（2022 潮陽區校級二模）閱讀短文，回答問題。
無人機可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景。如圖甲為某品牌無人機，由鋰電池供電，采用4個電機帶動旋翼轉動，對下方空氣施力的同時獲得升力。該無人機設有一鍵起降和返航、空中懸停等功能，其攜帶的攝像機可以進行高清拍攝并實時把信號傳到遙控器顯示器。如表是該無人機的部分參數：
無人機質量（含攝像機） 1.5kg 鋰電池額定電壓 12V
最大上升速度 6m/s 電動機額定電壓 10V
最大上升速度時受到的空氣阻力 9N 電動機正常工作電流 5A
最大水平速度 15m/s 電動機的能量轉化效率 95%
（1）無人機是靠 實現人機之間操作指令的傳達，帶動旋翼轉動電動機在工作時把電能轉化為 能；
（2）已知無人機上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比，無人機參與某次火情的勘測時以4m/s勻速從地面豎直上升30s，則它上升的高度為 m，在此飛行過程中受到的空氣阻力為 N；
（3）該無人機攜帶的微型攝像機帶有自動拍攝功能，未出現火情時處于待機狀態，等到火情來臨產生一定強度的紅外線，攝像機將自主啟動進入工作狀態。小明利用紅外探測器設計了一個“模擬自啟系統”，如圖乙所示。該系統由“自啟電路”、“控制電路”等組成。其中電源由“無人機”的鋰電池提供，R是電阻箱，RP是紅外探測器，可視為可變電阻，它的阻值與紅外線強度變化的對應關系如圖丙RP﹣E所示；（E為紅外線強度，cd表示其單位）
①若a、b兩端電壓必須等于或大于9V時，控制電路才能啟動攝像機進入工作狀態。小明設定紅外線強度為4.5cd時啟動攝像機工作，此時RP紅外探測器阻值為 Ω；
②為了能使控制電路在紅外線強度較弱時就能啟動攝像機進入工作狀態，可采取的措施是： 。（寫出一種即可）
三．解答題（共2小題）
19．（2023 金水區校級二模）如圖所示，學校購進了一輛云端旅游汽車，WIFI無線網絡等先進科技的配置，讓這臺車科技感十足。
（1）WIFI無線網絡利用 傳遞信息，絕佳的靜音效果使車內的噪聲低于50 ，清凈如影隨形。
（2）汽車配有6個輪胎，每個輪胎與地面的接觸面積為0.02m2，空載質量約為17700kg，求該車空載靜止在水平地面上時，對地面的壓強？（g＝10N/kg）
（3）若汽車輸出功率為250kW，阻力為9000N，勻速直線行駛3min，消耗燃油1.6kg，求：
①該過程燃油完全燃燒放出的熱量？
②汽車在3min內行駛的路程？（燃油的熱值為4×107J/kg）
20．（2023 范縣一模）2022年3月28日，研發機構對普通電動輪椅進行改裝，設計出了能夠人機對話的智能輪椅。它看似笨重，但性能優越，平路用輪胎，爬樓用履帶，已知該電動輪椅質量為85千克，輪子與地面的總接觸面積為50cm2。
（1）該輪椅能夠實現人機對話的功能，遙控接收指令，將聲信號轉變為電信號，
這是利用了 的原理。
（2）輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強。
（3）當電動輪椅的電動機以220W功率工作時，電動輪椅在水平路面勻速行駛的速度為2m/s，此時電動輪椅受到的阻力是多大？
（4）某次載著質量為60千克的成年人上樓，每上一級高為20cm的臺階克服重力做的功是多少？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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