第十九章综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1．关于信息传递，下列说法正确的是( )
A．军用雷达是利用超声波进行定位和导航的
B．卫星是通过红外线传递信息的
C．光纤通信是利用电流传递信息的
D．汽车导航是通过电磁波传递信息的
2．[2023·临沂]2023年5月17日，我国成功发射了第56颗北斗导航卫星。对其进行在轨测试时，地面测试系统与该卫星之间的通信利用了( )
A．红外线 B．电磁波
C．超声波 D．次声波
3．[2023·益阳模拟]下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A．电磁波既能传递信息也能传递能量
B．电磁波传播需要介质
C．电磁波的频率恒定不变
D．电磁波的传播速度是不变的
4．下列设备的运行与电磁波无关的是( )
A．日常生活中，人们常利用手机进行通信联系
B．医院里，医生利用B超可观察到母体内的胎儿情况
C．汽车上安装有全球卫星定位系统，以确定行驶路线和距离
D．“嫦娥二号”接收地面指挥中心的运行指令，实现变轨而奔向月球
5．[2023·唐山模拟]下列关于声和电磁波的说法正确的是( )
A．发声体振动频率越高，响度就越大
B．汽车安装的倒车雷达是利用次声波传递信息的
C．听诊器能使人的心脏振动幅度增大，让医生听得更清楚
D．蓝牙耳机和智能手机都是利用电磁波来传递信息的
6．如图所示的海豚有完善的声呐系统，它们能在黑暗的海水中准确地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代的无线电定位系统。海豚的声呐远远优于无线电定位系统，其原理是海豚发出的声波比无线电波( )
A．速度快，方向性好
B．频率高，抗干扰能力强
C．发射能量大，传播的距离远
D．在水中能量衰减小
7．[2023·河北]2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回问天实验舱。下列说法错误的是( )
A．地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的
B．地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员
C．地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息
D．舱外的两名航天员大声说话就能直接利用声波进行交流
8．我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用频率在30～300 MHz之间的波信号。若某型号雷达使用频率为200 MHz的波信号，即该信号( )
A．属电磁波，周期为5×10－9 s
B．属超声波，周期为5×10－6 s
C．属超声波，周期为2×10－8 s
D．属电磁波，周期为2×10－5 s
9．经过多年研究，我国在米波雷达的研制上取得突破性进展。与目前主流的微波雷达相比，米波雷达能让隐身飞机无处遁形。米波雷达发射的无线电波为米波，其波长在1 m到10 m之间；微波雷达发射的无线电波为微波，其波长在1 mm到1 m之间。关于波长为5 m的米波和波长为0．5 m的微波，下列说法中正确的是( )
A．米波的频率大于微波的频率
B．米波的频率小于微波的频率
C．在真空中，米波的传播速度大于微波的传播速度
D．在真空中，米波的传播速度小于微波的传播速度
10．[2023·青岛自主招生]2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，广大观众通过电视看到了天舟六号发射的情景，如图是电视直播的画面。下列说法正确的是( )
A．火箭发射时喷出的“白气”是水蒸气
B．电视直播的实时画面是通过电磁波传播的
C．飞船升空过程中动能全部转化为重力势能
D．发射过程中喷出气体对飞船的力大于飞船对喷出气体的力
二、填空题(每空2分，共30分)
11．[2023·武汉江岸区模拟]我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。
(1)卫星从远地点向近地点运行时 能会增大。
(2)至少用 颗同步卫星就可以实现全球通信。
(3)地球静止轨道距地面高度约为42 000 km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 s。
12．[2023·广州白云区二模]CT根据所采用的射线不同可分为X射线CT(X－CT)以及γ射线CT(γ－CT)两种，其应用到的X射线或γ射线都是电磁波，如图为电磁波家族。
(1)X射线在真空中传播的速度为cX，γ射线在真空中传播的速度为cγ，则cX (填“＞”“＝”或“＜”)cγ。
(2)在真空中，γ射线的波长要比X射线的波长要 (填“长”或“短”)。
13．为了方便市民给电动自行车充电，许多小区安装了公共充电插座，采取扫码付费自动充电，如图所示，手机镜头成 (填“正”或“倒”)立的实像，要使手机屏幕上的画面变大，可将手机 (填“远离”或“靠近”)二维码，手机扫码付费过程是通过 传递信息的，这些充电桩上的插座都是 联的，充电时是将电能转化为 能储存在蓄电池里。
(第13题)
14．如图所示为两列电磁波在空气中传播的波形图，OA＝O'A'，甲波从O点传到A点与乙波从O'点传到A'点所用的时间相等，则两列波的波长关系是λ甲 (填“＞”“＝”或“＜”)λ乙，频率关系是ν甲 (填“＞”“＝”或“＜”)ν乙。
(第14题)
15．[2023·常州]旅行者一号是美国于1977年发射的无人太空探测器，现已离开太阳系。2023年某日23：00：00(时：分：秒)，地球收到旅行者一号于当日发出的 (填“超声波”或“电磁波”)信号，发出信号的时刻用莫尔斯电码表示，其代码为“－－－－－ ·－－－－ －－－－－ －－－－－ －－－－－ －－－－－”。旅行者一号发出该信号的时刻为 (时：分：秒)，由此可估算出旅行者一号距离地球 m。(v超声波＝340 m/s，v电磁波＝3×108 m/s)
莫尔斯电码 －－－－－ ·－－－－ ··－－－ ···－－ ····－ ····· －···· －－··· －－－·· －－－－·
数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
三、实验探究题(每题12分，共24分)
16．[科学探究 方案设计]小明利用如下实验方案探究“电磁波的传播规律”。
实验过程：用一个厚玻璃罩与底座密封，然后调节收音机使它能收到一个音乐电台的节目，再将收音机和一个正在通话中的电话话筒放入罩内(如图所示)，最后将玻璃罩里面抽成真空。
实验结论：
①如果能通过另一部电话听到收音机发出的音乐声，表明收音机接收到了电磁波；
②如果不能通过另一部电话听到音乐声，说明电磁波不能在真空中传播。
(1)通过另一部电话，小明 (填“能”或“不能”)听到收音机发出的音乐声，因为 。
(2)请你针对小明实验中的问题，对实验方案进行适当改进。
17．把大塑料瓶用不透光的纸包住，在瓶侧壁开一个小孔，塑料瓶内装满水，水中装一个光源。当水从小孔流出时，你会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地上形成一个光斑，如图所示。
(1)实验中，光源的光沿水流 (填“内”或“外”)壁经过多次 (填“反”或“折”)射，最后照亮地面。
(2)实验中，从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的 。可以猜想：在真正的光纤通信中，每一根类似水柱的材料中， (填“能”或“不能”)同时传导多束激光而不致相互干扰。
四、综合应用题(18题10分，19题6分，共16分)
18．如图所示是某手机充电示意图及简化电路图。下表是充电过程中某些时段相关数据。
充电时间 A阶段 B阶段 … D阶段
0～5 min 5～10 min 80～85 min
数据线两端电压U/V 5 4．5 … 5
流经数据线的电流I/A 4．4 4 …
数据线和手机的总功率P/W 22 18 … 2．5
(1)求0～10 min数据线和手机消耗的总电能。
(2)求D阶段流经数据线的电流。
(3)充电过程中数据线阻值可认为不变，分析数据线在A、D哪个阶段产生的热量多。
(4)智能手机的“近场通信”“蓝牙”功能分别使用1．356×107 Hz、2．4×109 Hz这两个波段的电磁波进行通信(如图)。
近场通信、蓝牙使用的电磁波
①都是无线电波；②都能在真空传播；③真空中传播的速度一样大；④蓝牙的波长比近场通信的大。
上述说法正确的是 (填序号)。
19．[新考法 材料阅读法] 阅读短文，回答问题。
如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波向前传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰(或波谷)的距离，叫做波长。在某确定位置，1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。
水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速。
电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相，γ射线用于医疗。
无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播。
(1)电视机遥控器利用 (填电磁波家族成员名称)实现对电视机的控制。
(2)如图丙所示的波，波长为 cm。
(3)波长为1 m的无线电波 (填“能”或“不能”)很好地沿地球表面向远方传播。
答案
一、1．D 2．B
3．A 【点拨】电磁波既能传递信息也能传递能量，故A正确；电磁波的传播不需要介质，故B错误；不同的电磁波其频率不同，故C错误；电磁波在不同的介质中传播速度不同，故D错误。
4．B 【点拨】医院里，医生利用B超可观察到母体内的胎儿情况，利用的是超声波，故B符合题意。
5．D
6．D 【点拨】声波速度远小于电磁波速度，故A错误；超声波的频率小于无线电波的频率，故B错误；超声波发射能量不大，传播的距离远，故C错误；超声波在水中衰减小，传播距离远，故D正确。
7．D 【点拨】地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的，故A正确；地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员，故B正确；地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息，故C正确；舱外没有空气，航天员不能直接利用声波进行交流，故D错误。
8．A 【点拨】雷达发出的是电磁波。已知ν＝200 MHz＝2×108 Hz，根据周期和频率的关系可知该电磁波的周期T＝＝＝5×10－9 s。
9．B 【点拨】波长为5 m的米波和波长为0．5 m的微波，都是电磁波，在真空中的传播速度是相同的，根据λ＝可知，米波的频率小于微波的频率，故ACD错误，B正确。
10．B 【点拨】火箭发射时喷出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故A错误；电视机相当于电磁波接收机，接收来自电视台发射的电磁波信号，再将接收的信号转变成电视画面供观众观看，故B正确；飞船升空过程中，动能增大，重力势能增大，是内能转化为机械能，不是动能转化为重力势能，故C错误；发射过程中喷出气体对飞船的力与飞船对喷出气体的力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。
二、11．(1)动 (2)3 (3)0．14 【点拨】(3)电磁波的传播速度约为3×108 m/s，运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要t＝＝＝0．14 s。
12．(1)＝ (2)短
13．倒；靠近；电磁波；并；化学
14．＞；＜ 【点拨】两个相邻波峰或波谷之间的距离称为一个波长，由图可知，甲波的波长大于乙波的波长；频率与波振动的快慢有关，即通过比较波的疏密程度即可判断频率的关系，故由图可知，乙波比较密，则乙波的频率大。
15．电磁波；01：00：00；2．376×1013 【点拨】对照表格信息，根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出旅行者一号发出信号的时刻是01：00：00，由题知，地球收到信号的时刻是当日23：00：00，则电磁波传播的时间t＝23：00：00－01：00：00＝22 h，由v＝可得，旅行者一号与地球的距离s＝v电磁波t＝3×108 m/s×22×3 600 s＝2．376×1013 m。
三、16．【解】(1)不能；真空不能传声
(2)①可以将收音机换成有来电显示的电话或手机，将玻璃罩内抽成真空；②然后用另外的电话拨打罩内的电话或手机，通过看来电显示的闪光灯是否发光，判断它是否接收到电磁波。
17．(1)内；反 (2)光导纤维；能
四、18．【解】(1)A阶段0～5 min消耗的电能WA＝PAtA＝22 W×5×60 s＝6 600 J；B阶段5～10 min消耗的电能WB＝PBtB＝18 W×5×60 s＝5 400 J；0～10 min数据线和手机消耗的总电能W＝WA＋WB＝6 600 J＋5 400 J＝12 000 J。
(2)D阶段流经数据线的电流ID＝＝＝0．5 A。
(3)充电过程中数据线阻值不变，tA＝tD，IA＞ID，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，QA＞QD，所以A阶段产生的热量多。
(4)①②③
19．(1)红外线 (2)3 (3)不能 【点拨】(3)由材料可知，只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播，而地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播，这些障碍物的尺寸远远大于1 m，所以波长为1 m的无线电波不能很好地沿地球表面传播。
