2025苏科版九年级物理全一册
第十七章 电磁波与现代通信
第十八章 能源与可持续发展
一、选择题(共10小题,每小题3分,计30分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.小明的妈妈在回家的路上通过手机APP开启了家里的电热水器,其指令信息的传递依靠 ( )
A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.红外线
2.推动“节能减排”工作,有助于实现国家提出的“碳达峰、碳中和”的目标.下列做法可取的是 ( )
A.实行垃圾分类回收利用 B.出行时尽量选择驾驶私家车
C.就餐时选择使用一次性餐具 D.大力发展火力发电
3.第六代移动通信技术也被称为6G,主要促进的就是物联网的发展,6G仍在开发阶段.6G的传输能力可能比5G提升100倍,1秒下载10部高清视频成为可能.6G与5G同是电磁波,前者频率高出后者频率1 000多倍.关于这两种不同频率的电磁波,下面说法正确的是 ( )
A.电磁波频率越高,波长越长 B.电磁波频率越高,波长越短
C.电磁波频率越高,波长不变 D.电磁波频率越高,传播速度越大
4.小明同学对电视录制和播放的过程进行了解释,如图所示.对于图示的工作原理,下列说法正确的是 ( )
A.话筒工作时把电信号转换为声信号 B.摄像机工作时把电信号转换为光信号
C.扬声器工作时把声信号转换为电信号 D.发射机发射电磁波把信息传给接收机
5.2022年6月1日,我国发布了《“十四五”可再生能源发展规划》,确立了到2025年实现可再生能源年发电量在3.3万亿千瓦时左右的目标,为此需要逐步减少( )
A.煤炭、天然气发电 B.太阳能、风力发电
C.海水涨落的潮汐发电 D.水力发电
6.清华大学研究的高温气冷堆核电机组在国际核电技术中处于领先水平,核能发电的流程如图所示,在发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是 ( )
A.核能→化学能→内能→电能 B.核能→化学能→机械能→电能
C.核能→内能→机械能→电能 D.核能→机械能→内能→电能
7.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是 ( )
A.出膛的子弹能射穿木板并以更快的速度继续前进
B.将两个斜面相对接,让一个小球从一个斜面上滚下,小球会冲上另一个斜面
C.搭在盆边的毛巾能吸水,水可以自动流向高处
D.孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年
8.甲、乙分别为两种电磁波,其部分波形如图(a)所示,其中甲是我们能看得见的红光.结合图(b)的电磁波谱,下列分析正确的是 ( )
A.乙一定是我们能看得见的另一种色光 B.两种电磁波在真空中的波速可能不同
C.遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机 D.医生可以利用乙电磁波透视诊断病情
9.价格昂贵的“钚电池”能提供电能的时间长达数十年且不需要充电,被用于建造宇宙飞船、人造卫星、极地气象站等.如图所示,它的工作原理可简述为:利用钚的放射性同位素衰变时产生内能,加热热电偶的左端,可对外提供电压.(两根不同材料的导线,a导线与b导线,它们连接在一起即构成热电偶)关于“钚电池”,以下说法正确的是 ( )
A.钚原子由质子和电子组成
B.热电偶对外提供电压,把内能转化为电能
C.热电偶对外提供电压,把化学能转化为电能
D.“钚电池”可凭空对外提供电能,不遵循能量守恒定律
10.下列有关能量的说法正确的是 ( )
A.能量是守恒的,不会发生能源危机
B.核能的利用会造成放射性污染,所以应该关闭核电站
C.使用太阳能电池供电的电动车是人们利用太阳能的例子
D.超导材料可以应用于任何用电器并使其效率提高
二、填空题(共7小题,计15分)
11.(2分)如图所示,某同学打开收音机的开关,将调频旋钮调到没有电台的位置.取一节旧的干电池和一根导线,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,会听到收音机发出“咔咔”声.这一现象说明迅速变化的电流能够产生 ,这种波在真空中的传播速度为 m/s.
第11题图 第12题图
12.(2分)蓝牙音箱是利用内置蓝牙芯片,以蓝牙连接取代传统导线连接的音响设备.如图所示,蓝牙音箱与手机连接时是通过 来传递信息的;如果我国的航天员把这个蓝牙音箱带到月球上, (选填“能”或“不能”)像在地球上一样聆听音乐.
13.(2分)干热岩是地热能中最具有开发潜力的一种 (选填“可再生”或“不可再生”)的清洁能源.为建设美丽、生态海南,海南省鼓励使用电动汽车,电动汽车在行驶中将电能主要转化为 能.
14.(3分)如图是新型“光导纤维照明系统”,让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩,再通过透镜将光会聚到光导纤维里,将太阳光导入室内不同的地方,此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点.系统中的透镜能对光线进行会聚,这种透镜一定是 (选填“凸”或“凹”)透镜,光通过光导纤维时,在其内部发生的是 (选填“反射”或“折射”)现象.光波 (选填“属于”或“不属于”)电磁波.
15.(2分)中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破.在上亿摄氏度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束.“东方超环”就是利用强大 所产生的强大磁场把等离子体约束住的.“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过 (选填“裂变”或“聚变”)释放出巨大的核能,核能转化为内能,从而获得上亿摄氏度的高温.
16.(2分)小华坐在充满空气的房间里,突然这些空气自行聚拢到某一个角落.小华假设的这个情景 (选填“违反”或“不违反”)能量守恒定律, (选填“可能”或“不可能”)发生.
17.(2分)数字通信是一种既现代又古老的通信方式,现代电话已全部采用数字信号进行处理.若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可以表达一句话.例如:“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”.
开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开
表示数字 0 1 01 00 10
中文意义 我 你 相信 行 能
请参照此代码和上述例子,用另一组信号表达你想说的一句话:“ ”,其数字信号为“ ”.
三、实验与探究题(共2小题,计13分)
18.(6分)在物理课上,同学们对电磁波在真空中能否传播的问题,进行了如下猜想:
a.电磁波可能和声波类似,不能在真空中传播;
b.电磁波可能和光波类似,可以在真空中传播.
接着,小明同学进行了如下实验:如图所示,他在密封的透明玻璃瓶内,放了一部处于待机状态的手机,开始时没有用抽气机抽掉玻璃瓶内的空气,用另一部手机拨打瓶内的手机,听到瓶内手机的来电铃声,同时看到瓶内手机的屏幕上显示的来电号码.接着用抽气机抽去玻璃瓶内的空气,继续拨打瓶内的手机,虽然听不到瓶内手机的来电铃声,但仍能看到瓶内手机屏幕上显示的来电号码.
(1)“开始时没有用抽气机抽掉玻璃瓶内的空气”和“接着用抽气机抽去玻璃瓶内的空气”,应用的科学研究方法是 .
(2)分析上述实验现象,可验证猜想 正确.
(3)聪明的小强受到启发,他将手机放在密闭的金属容器中,打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机 (选填“能”或“不能”)收到呼叫信号;然后将手机放在塑料容器或纸制容器中,再打电话呼叫容器中的手机,这时手机 (选填“能”或“不能”)收到呼叫信号.这说明 .
(4)根据以上探究活动,请你解释在高大建筑物或电梯中,手机有时会收不到信号或信号较弱的原因: .
19.(7分)无线路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,可以用网线通过排接口将电脑接入互联网,也可通过“黑管”向各处发射信号.
(1)路由器后排接口可以同时连接多台电脑工作,各接口之间应是 联的.手机通过路由器无线上网是利用电磁波传输信号的.
(2)小华的爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器,如图所示,小华发现在路由器周围不同位置,用分析仪检测到的信号强度不同,影响信号增强效果的因素有哪些呢
小华作出如下猜想:
猜想一:可能与信号增强器的材料有关;
猜想二:可能与信号增强器的凹面朝向有关.
为了验证猜想一,小华进行了如下实验:“黑管”发出稳定信号后,将不同材质的信号增强器凹面朝向分析仪,同时直线移动分析仪直到接收到50 dB信号强度(dB 是网络信号强度的单位,值越大表示信号越强),测出分析仪到路由器的距离,记录数据如下表:
材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝
分析仪到路由器的距离 3 m 9 m 13 m 14 m 16 m
实验中可以通过 反映它的增强效果,分析表中数据可知:相同条件下, 材质的增强效果更好一些.
(3)为了验证猜想二,小华等“黑管”发出稳定信号后,分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处检测到的信号强度,发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是 (选填“正确”或“错误”)的.
(4)信号增强器能增强信号的原因:路由器发出的信号会像光样在信号增强器凹面发生 现象, 凹面对信号起到 (选填“发散”或“会聚”)作用.
(5)实验后,小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关,可能还跟其他因素有关.他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器,将它的表面用小刀划成坑坑洼洼的,进行实验.这样操作的目的是研究 .
四、综合题(共4小题,计22分)
20.(3分)阅读短文,回答问题.
垃圾发电
传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋,让其自行发酵.垃圾在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等气体,易造成污染,还可能加剧温室效应,甚至有爆炸的危险.
某市的垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后,采用科学方法使其发酵,并把产生的填埋气收集起来用于发电,不仅解决了填埋厂的安全和污染问题,还可产生显著的经济效益,同时可减少温室气体的排放.
目前,该市的垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2 800度的家庭使用.
(1)传统的垃圾填埋处理方法的缺陷有 .(写出一点)
(2)将填埋气收集起来用于发电,是将这些垃圾的化学能最终转化为 能.
(3)作为中学生,你可以在节能减排、环境保护方面做些什么
.(写出两点)
21.(5分)阅读文章并回答问题.
北斗卫星导航系统——夜空中最亮的星
2020年6月23日,北斗三号最后一颗组网卫星从西昌卫星发射中心发射升空.北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施.
在我国长期航天技术积累和导航系统技术发展的后发优势下,我国采取了一套与其他任一导航系统都截然不同的思路,北斗三号是唯一采用三种轨道搭配的星座:24颗卫星处在距离地面约21 500千米的中圆地球轨道,3颗卫星处在赤道上空约3.6万千米高的地球静止轨道,3颗卫星处在倾斜地球同步轨道,轨道高度与地球静止轨道相同,但运行轨道面与赤道面保持约55度夹角.
卫星定位系统的原理并不复杂.卫星在向接收端发送自己位置信息时,会附上信息发出的时间,接收端接收到信息后,用当前时间减去发送时间,得到信息传播的时间.用信息传播的时间乘信息传播的速度(光速),我们就能得出终端与卫星的距离.
理论上来说,只要我们能得到用户终端与四个不共面卫星的距离,就能在三维空间中确定用户终端所在的位置.
在卫星定位系统中最核心的部分就是要准确测量卫星信号的传播时间.失之毫厘,谬以千里.任何一点细微的时间误差乘上光速,得到的距离误差都会被放大很多倍.在卫星导航系统中,1纳秒(十亿分之一秒)的时间误差将导致0.3米的距离误差.为了尽可能地减小时间误差,在卫星定位系统中我们使用的是目前最精确的时间测量工具——原子钟.它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的精度非常高,数千万年才会差1秒.目前世界上可以提供精确定位的全球定位系统,即美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯定位系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略定位系统全部使用了原子钟来测定时间.将原子钟称为卫星定位系统的心脏一点也不夸张.
随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于各个领域,逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面.在定位导航、灾害监测、工程建设、海洋开发等各个方面都能大放异彩.并且北斗也广泛应用于大众生活,比如电子商务、智能手机、智能穿戴、居家养老等.
未来,到2035年,以北斗系统为核心,建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系.
(1)如果测量卫星信号传播时间的时间误差是1毫秒,1毫秒= 秒,那么将导致的距离误差是 米.
(2)确定一个位置,至少需要接收 颗卫星的信号.
(3)在卫星定位系统中使用原子钟,是因为原子辐射电磁波振荡周期的 .
(4)结合自己的生活谈谈北斗卫星导航系统给你的生活带来哪些便利.
22.(9分)阅读短文,回答问题.
风光互补路灯
风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板(如图所示),有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中,供路灯照明使用.蓄电池充满电后不再充电,使用时,放电至剩余电量为总电量的20%时停止电能输出,可使蓄电池使用寿命更长.
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
风力发电机 太阳能电池板 蓄电池
最小启动风速 1 m/s 电池板的面积 0.5 m2 蓄电池容量 150 A·h
最小充电风速 2 m/s 光电转化效率 16% 额定电压 12 V
最大限制风速 12 m/s
最大输出功率 400 W
(1)能源的种类繁多,太阳能和风能都属于 .
A.可再生能源 B.常规能源 C.非清洁能源
(2)风力发电机是根据 原理发电的,利用风力发电时,将 能转化为 能.
(3)当太阳光照射到电池板表面每平方米的功率为1 000 W时,该太阳能电池板的输出功率为 W.
(4)充满电的蓄电池以额定电压对外供电,输出功率为100 W时,为使蓄电池的使用寿命更长,持续供电的时间不能超过 h.
(5)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50 W,此时风速为 m/s.
(6)若该地区的空气密度为1.3 kg/m3,一台风车的轮叶转动时形成面积为600 m2的圆面.若风速为10 m/s,则1 s内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是 kg;已知1 kg空气以这样的速度运动时具有的动能是50 J,10台这样的风车工作1 s所产生的电能是 J.(风车的发电效率为80%)
23.(5分)小明家购买了一台微波炉,小明查询获知,微波炉是利用微波来煮饭烧菜的.微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性”.微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它,但微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,且不会消耗能量,而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量还会被吸收.
(1)为防止微波泄漏对人体造成伤害,在玻璃炉门内侧有用 材料制成的防护层;装食物的容器则用 材料制成.
(2)小明家购买的微波炉功率为1 000 W,小明用该微波炉加热质量为300 g、温度为20 ℃的水至沸腾,用时2 min,这段时间内微波炉的效率为多少 [c水=4.2×103 J/(kg·℃),盛水容器吸热不计,气压为1个标准大气压]
第十七章 电磁波与现代通信
第十八章 能源与可持续发展
1.C 手机APP依靠电磁波传递指令信息,故C正确.
2.A
3.B 由波长、频率与波速的关系可知,电磁波频率越高,波长越小,故B正确,A、C错误;电磁波在空气中的传播速度等于光速,保持不变,故D错误.
4.D 由题图可知,话筒工作时把声信号转换为电信号,摄像机工作时把光信号转换为电信号,A、B错误;扬声器工作时把电信号转换为声信号,C错误;发射机发射电磁波把信息传给接收机,D正确.
5.A 为了提高可再生能源的发电量,应逐步减少不可再生能源的发电量,煤炭、天然气都是不可再生能源,A正确;太阳能、风能、潮汐能、水能都属于可再生能源,则B、C、D均错.
6.C 在核反应堆里核燃料的核能转化为内能,汽轮机将内能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,故选C.
7.B 子弹射穿木板时,由于摩擦生热,子弹的动能减小、速度减慢,A不可能发生;水不能自动流向高处,除非要消耗其他形式能量克服水的重力做功,C不可能发生;机械表是靠表内发条的弹性势能工作的,发条的弹性势能减小为零后,机械表就不再工作了,机械表不会默默地走几十年,D不可能发生.
8.C 甲电磁波是红光,红光在可见光中波长较大,根据题图(b)可知其波长约0.7 μm;根据题图(a)可知,乙电磁波的波长约为甲电磁波波长的1.5倍,故乙电磁波的波长约1 μm;由题图(b)可知,乙电磁波为红外线,红外线用肉眼看不见,A错误.红光和红外线两种电磁波在真空中的波速是一样的,都等于光速,B错误.医生用X射线拍透视片诊断病情,D错误.
9.B 原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,所以钚原子由质子、中子和核外电子组成,故A错误;“钚电池”利用钚的放射性同位素衰变时产生内能来加热热电偶,把内能转化为电能,遵循能量守恒定律,可对外提供电压,故B正确,C、D错误.
10.C 能量虽然是守恒的,但能量的转化是有方向性的,因此人类可以利用的能源是有限的,故A错误;核能是可以安全利用的,适度发展核电也是必要的,故B错误;使用太阳能电池供电的电动车将太阳能转化为电能,电能再转化为机械能,是人们利用太阳能的例子,故C正确;超导材料不能应用于电热类用电器,故D错误.
11.电磁波 3×108
【解析】迅速变化的电流能够在空间激起电磁波;电磁波在真空中的传播速度等于光速,为3×108 m/s.
12.电磁波 不能
【解析】蓝牙音箱与手机连接时是通过电磁波来传递信息的;月球上没有空气,所以不能像在地球上一样聆听蓝牙音箱播放的音乐.
【易错】声音的传播需要介质
13.可再生 机械
14.凸 反射 属于
【解析】系统中的透镜能对光线进行会聚,这种透镜一定是凸透镜,光通过光导纤维时,在其内部发生的是反射现象.光波属于电磁波.
15.电流 聚变
16.不违反 不可能
【解析】如果充满房间的空气突然聚拢到某一个角落,一定是能量发生了转化或转移,而能量的转化和转移具有方向性,因此空气不会自行聚拢到房间的某一个角落,即该现象不违反能量守恒定律,但却不可能发生.
17.我相信我能行 0、01、0、10、00(合理即可)
18.(1)比较法 (2)b (3)不能 能 金属容器对电磁波有屏蔽作用 (4)高大建筑物是钢筋结构,封闭的电梯像一个铁箱子一样,它们对电磁波都有屏蔽作用,所用手机信号会减弱甚至没有(合理即可)
19.(1)并 (2)分析器到路由器的距离 铝 (3)正确 (4)反射 会聚 (5)信号增强器表面粗糙程度对增强效果的影响
【解析】 (1)因为路由器后排接口可以同时连接多台电脑,多台电脑可以分别单独工作,所以各接口之间是并联的.(2)实验中是通过接收到同样的信号强度时分析仪到路由器的距离来反映不同材质对信号的增强效果的,接收到同样的信号强度时分析仪到路由器的距离越大,说明增强效果越好.实验中相同条件下用铝材质进行实验时分析器到路由器的距离更大,所以其增强效果更好一些.(3)距离等其他条件相同的条件下,凹面一侧的信号强度始终大于凸面一侧,说明信号增强效果与信号增强器的凹面朝向有关,即猜想二是正确的.(4)信号增强器能增强信号的原因:路由器发出的信号会像光一样在信号增强器凹面发生反射,而凹面镜对光线具有会聚作用,所以凹面对信号起到会聚作用.(5)一般的信号增强器表面是光滑的,将它表面用小刀划成坑坑洼洼的,是为了使表面粗糙,因此这样进行实验是为了研究信号增强器表面粗糙程度对增强效果的影响.
20.(1)会造成污染(合理即可) (2)电 (3)节约用水、减少使用塑料袋(合理即可)
21.(1)1×10-3(或0.001) 3×105 (2)4 (3)高稳定性 (4)结合定位导航、智能手机、智能穿戴等,言之有理即可.
22.(1)A (2)电磁感应 机械 电 (3)80 (4)14.4 (5)6
(6)7.8×103 3.12×106
【解析】(3)太阳能电池板的输出功率P输=1 000 W/m2×0.5 m2×16%=80 W.(4)蓄电池充满电时的总电能W=UIt=12 V×150 A×1×3 600 s=6.48×106 J,使用过程中,放电量达到80%时停止电能输出,则持续供电的时间不能超过t'===51 840 s=14.4 h.(5)由题意可知,P=kv3,风力发电机的最大输出功率为400 W,最大限制风速为12 m/s,则k==,当输出功率P2=50 W时,v===6 m/s.(6)每秒钟通过的空气流的长度L=v1t=10 m/s×1 s=10 m,每秒钟通过风车轮叶形成的圆面的空气流的体积V=SL=600 m2×10 m=6×103 m3,则空气流的质量m=ρV=1.3 kg/m3×6×103 m3=7.8×103 kg;1台风车工作1 s获得的空气的动能E0=7.8×103 kg×50 J/kg=3.9×105 J,10台风车工作1 s获得的空气的动能E=10E0=10×3.9×105 J=3.9×106 J,根据发电效率η=×100%可得,10台风车工作1 s产生的电能W电=Eη=3.9×106 J×80%=3.12×106 J.
23.(1)金属(1分) 玻璃、陶瓷、塑料等绝缘(1分)
(2)Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.008×105 J (1分)
W=Pt'=1 000 W×120 s=1.2×105 J (1分)
η=×100%=×100%=84% (1分)
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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