第二十章电磁波与信息时代
一、单选题
1．中国正在推进载人登月计划，2025年是关键技术攻关和验证的重要节点。地球上的工作人员与月球的宇航员对话利用的是（ ）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线
2．2024年春晚西安分会场《山河诗长安》节目震撼上演，如图所示，节目中千人齐诵《将进酒》燃爆全场！李白曾用千古流传的诗篇记录了这里的盛世繁华。时光流转，我们用AR技术邀请“他”再来看看今天的山河诗长安。下列有关说法正确的是（ ）
A．朗诵声音高低起伏是指音色
B．朗诵声通过电磁波传播给全国观众
C．绚丽变化的灯光都是复色光
D．通过AR技术穿越的李白朗诵诗句声不需要声源振动
3．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
4．下列图片所反映的情景与描述不相符的是（ ）
A．甲图中，给气球打气，球上的小塑料粒互相远离，用来模拟宇宙在膨胀
B．乙图中，剪断细线，小球竖直下落，说明重力方向竖直向下
C．丙图中，为了使金属盘底有更多水珠形成，可在盘内加入适量开水
D．丁图中，用导线的一端断续触碰旧电池的一极，听到“咔咔”声，可验证电磁波的存在
5．“北斗”卫星可以为汽车实现厘米级定位导航服务，它们之间信息传递利用的是（ ）
A．红外线 B．紫外线 C．微波 D．超声波
6．如图是大家常用的一款智能手机，下列关于手机的相关数据最接近实际的是（ ）
A．厚度约为5cm
B．电池的工作电压约为3.7V
C．质量约为500g
D．手机是利用超声波传递信息的
7．车载导航可以利用北斗导航系统配合电子地图来进行，导航仪和卫星间传输的信号是（ ）
A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．电流
8． 2025年4月25日1时17分，在轨执行任务（绕地球转动）的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎神舟二十号航天员乘组入驻“天宫”空间站。顺利完成中国航天史第6次太空会师（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A．神舟二十号航天员在太空中惯性减小
B．地球对“天宫”空间站有吸引作用
C．“天宫”空间站处于平衡状态
D．航天员报平安的声音通过超声波传回地面
9．随着信息安全日趋重要，怎样保密通信已成为当今最为紧迫的问题之一.目前我国科学家在利用单光子偏振态进行量子密钥传输研究领域处于世界领先地位.爱因斯坦的光子说认为，光是一份一份地连续传播的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E=hv，其中 v为光的频率.据此理论，波长为 的单光子能量约为（ ）.
A．10-17J B．10-19 C．10-21 D．10-23
10．合肥市新能源汽车产业已聚集规模化效应，形成覆盖上中下游的完整产业链。图为某款新能源纯电动汽车，外形美观，上方呈流线型凸起，车底较平直。下列有关说法正确的是（ ）
A．汽车加速行驶时惯性不断增大
B．汽车匀速爬坡时，牵引力等于阻力
C．汽车在水平路面上高速行驶时，对地面的压力大小小于汽车受到的重力大小
D．车内的导航系统与北斗卫星之间通过超声波传递信息
二、填空题
11．我国5G技术处于世界领先地位。5G 在教育领域的应用主要围绕智慧课堂及智慧校园两方面开展。5G 智慧课堂可实现实时传输影像信息，这些信息是利用 传递的。5G智慧校园可提供远程巡考、人员管理等应用，一部手机即可实时查看各处情况，手机芯片主要由 材料制成。
12．周末爸爸开车带小军去旅游，途中听到汽车上的导航提示：前方路段拥堵，预计通行时间大约需要2分钟。导航是利用 获取信息；到了旅游景点，爸爸倒车停车时，小军听到“嘀嘀”的警示音，倒车雷达是利用 传递信息（以上两空选填“超声波”或“电磁波”）。“自热火锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。食用时，很远处就能闻到火锅的香味，这是 现象，锅内食材是通过 方式被加热的。
13．为了研究声波、电磁波能否在真空中传播，小明将手机A的“背景灯光提示”功能（手机接收到信号后有灯光显示）和“来电铃声”功能打开后悬挂在密闭的真空罩中罩好。连接抽气机抽气一段时间后，用手机B呼叫手机A，发现手机A灯光亮了却几乎听不到铃声。由此，小明得出结论： 能在真空中传播， 不能在真空中传播。小华却认为小明的证据不足，听不到铃声可能是罩挡住的。为了补足证据，小华的操作是 。
14．2020.7.23我国发射了首个火星探测器“天问一号”。天问一号抵达火星轨道之后将会绕着火星飞行大约3个月的时间，对火星的地形进行精确绘制，随后将在2021年5月着陆火星。这些信息是通过 由太空传到地球的，它的传播速度是 m/s；
15．国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资源如下表。。根据下面的波谱图解答问题：
运营商 中国移动 中国联通 中国电信 中国广电
频谱资源
（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“是否意味着5G电磁波比4G电磁波在空气中的传播速度快”？ （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？ （选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）；
（2）中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？ （选填“微波”、“红外线”、“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波比中国电信的5G信号的电磁波的波长更长？ ）选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）。
16．如图甲是使用三合一充电线同时给三部手机充电的情景。
（1）手机芯片核心部件是利用 （填“导体”“半导体”“超导体”或“绝缘体”）工作的，手机连接蓝牙音箱可以播放歌曲，蓝牙利用 （选填“电磁波”或“超声波”）连接手机。
（2）充电线的一端接在标有“5V 2A”字样的充电头接口上，表示该接口在工作时能稳定输出5V的电压和2A的电流。正在充电的三台手机 联，拔掉两部手机，剩下那一部正在充电的手机两端电压 ，电流 （后两空均填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）电能表示数如图乙所示，此时示数为 kW·h，此电路中最大功率不能超过 W。小明给充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能 J，若如图乙的电能表指示灯闪烁900次，则电能表铭牌上应标记“ imp/（kW·h）”。
三、科普阅读题
17．阅读下列短文，回答问题：
2021年12月9日15时40分，神舟十三号乘组人员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站天和核心舱为广大青少年带来了一场精彩的天宫直播课堂。三人介绍展示了中国空间站工作生活的场景，演示了失重环境下太空锻炼、太空转身、浮力消失、水膜开花、水球光学实验、泡腾片实验等8项内容。
在水球光学实验中，王亚平老师利用金属圈和水袋做成了一个水膜，然后往水膜注水，让它变成一个大水球，如图甲所示。此时透过水球可以看到倒立、缩小的①_____像；接着，王老师向大水球中间注入一个大气泡，如图乙所示。因为在太空中浮力几乎消失，所以气泡不会向上飘，而是老老实实待在水球中。水球由两部分组成，中间是空气，气泡周围是水，如图丙所示，此时，整个水球就相当于两个透镜，外圈是②_____透镜，内圈是③_____透镜。通过水球可以看到王老师的两个像：一个是倒立缩小的像，另一个是正立缩小的像，如图丁所示。
（1）完成短文中三处填空：① ；② ；③ 。（①空选填“实”或“虚”；②③空选填“凸”或“凹”）；
（2）王亚平老师向无色水球注入蓝色的液体，一会儿整个水球都变蓝了，出现这种现象的原因是： ；
（3）因为太空是真空环境，所以地面和中国空间站是通过 （选填“超声波”或“电磁波”）进行通信的。当空间站离地面的高度为396km时，某地面站要通过空间站向另一个地面站发送信息，那么信息从该地面站传送到另一个地面站所需的时间约为 s。
四、简答题
18．图甲是神舟十三号乘组航天员王亚平，向地面上的中学生以及电视机前的观众介绍和展示在我国空间站中工作和生活的场景，并且生动地演示了乒乓球浮力消失实验的神奇现象，如图乙所示，演示的同时还详细介绍了实验背后的科学原理，实验做完后王亚平还通过视频通话的形式与地面主课堂与分课堂师生们进行了互动交流，解答了大家的问题。根据材料请你回答下列问题：
（1）王亚平通过视频通话的形式与地面主课堂与分课堂师生们进行了互动交流，视频通话是靠什么传递信息
（2）如图乙为航天员王亚平在太空授课时成功演示浮力消失实验场景。她将乒乓球压入水中，放手后观察到乒乓球没有上浮而继续停留水中，请根据所学物理知识解释浮力消失的原因。
五、作图题
19．光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方，请将图中未完成的光路部分补充完整。
六、实验探究题
20．按要求完成填空：
（1）如图甲所示，电流表的读数为 A。
（2）如图乙所示，真空罩内的手机能接收到来电信号，说明电磁波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
（3）如图丙所示，将一支2B铅笔芯掰成长短不同的两段接入图中A、B两点间，可探究电阻大小与 的关系，实验中可通过观察 准确判断出铅笔芯电阻的大小。
七、综合题
21．2022年11月30日由长征二号F运载火箭搭载的神舟十五号载人飞船成功对接了天和核心舱，6名航天员在中国空间站顺利“会师”。
（1）飞船和核心舱在太空中对接时，一起高速绕地球飞行，飞船受 （选填“平衡力”或“非平衡力”），空间站通过安装在舱外的太阳能帆板供电，其将太阳能转化为 能，核心舱和地面之间是利用 传递的信息；
（2）在空间站内航天员利用 （选填“哑铃”或“拉力器”）锻炼身体。宇航员出舱在太空中活动时 （选填“有”或“没有”）惯性；
（3）空间站里的航天员每天可以看到16次日出，说明空间站相对于地球是 的。若空间站所用的材质全部是钛合金，材质总质量是101.25吨：且，空间站内的空气质量约为140.4kg，密度约为，由此可知空间站的外观总体积约为 。
参考答案
1．A
2．B
3．D
4．C
5．C
6．B
7．B
8．B
9．B
10．C
11．电磁波；半导体
12．电磁波；超声波；扩散；热传递
13．电磁波；声波；空气放回罩内再拨电话
14．电磁波；
15．否；一样大；微波；中国电信
16．（1）半导体；电磁波
（2）并联；不变；不变
（3）248.6；4400；；3000
17．实；凸；凹；分子在不停地做无规则运动；电磁波；2.64×10-3
18．解：（1）王亚平通过视频通话的形式与地面主课堂与分课堂师生们进行了互动交流，视频通话是靠电磁波传递信息。
（2）乒乓球受到的浮力消失的原因：由于在太空不受重力作用，所以此时也不受浮力作用，即浮力消失。
19．
20．（1）0.8
（2）能
（3）导体长度；电流表示数
21．（1）非平衡力；电；电磁波
（2）拉力器；有
（3）运动；130.5
