第16讲第十九章电磁波与信息时代章末总结八年级物理上册讲义（沪粤版）

第16讲第十九章电磁波与信息时代目标导航目标导航课程要求课标解读本章讲述的内容主要有电磁波的产生、认识电磁波的特征量及其关系、电磁波传播的特点、电磁波的应用、无线电广播和电视信号的发射与接收、卫星通信和光纤通信的特点。电磁波的产生和传播；无线电广播、电视信号的发射和接收，卫星通信、光纤通信和网络通信；光的电磁学说，电磁波在真空中的传播速度；波长、频率和波速的关系。电磁波的产生，理解无线电广播、电视信号的发射和接收过程，光纤通信。.知识精讲结知识精讲结知识点01电磁波的应用1．正确理解电磁波的产生与传播（1）电磁波的产生：电磁波是由迅速变化的电流激起（产生）的。电磁波看不见、摸不着，但可以通过电磁波所传递的信息来感知电磁波的存在。（2）电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播。电磁波在真空中的传播速度最大，为c=3×108m/s，在空气中的传播速度也近似认为是3×108m/s。（3）电磁波的波长、波速和频率之间的关系；电磁波的波速一定，频率越高，波长越短。同一种电磁波在不同介质中传播时，传播速度不同，但频率是不会发生变化的。2．电磁波的应用电磁波的应用非常广泛，如无线电广播、电视、移动、微波通信、雷达、加热食品、遥控器、杀菌、验钞、诊疗疾病等。在应用的同时，也应注意防止电磁辐射带来危害。【即学即练1】如图是电磁波家族，真空中各种电磁波的传播速度相同。下列说法正确的是（）A．红光是红外线B．108Hz是指电磁波的波长C．无线电波的波长比x射线的长D．在真空中γ射线传播速度最大【答案】C【解析】在光谱中，红光属于可见光，故A错误；108Hz是指电磁波的频率，故B错误；无线电波的波长比x射线的长，故C正确；真空中各种电磁波的传播速度相同，故D错误。知识点02现代通信技术方式简介特点卫星通信用通信卫星作微波通信的中继站来进行通信的方式。卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成信号覆盖范围广，远距离传输信息，通信容量大，干扰小，质量好，效率高，不受陆地灾害的影响，建设速度快光纤通信利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。激光在光纤中通过多次反射而从一端到另一端通信容量大，传输距离远，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好等网络通信网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式传递速度快，不仅可以收发电子邮件，还可以观看新闻、视频，可以进行网上购物，实现远程教育或远程医疗等【即学即练2】光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是（）A.光纤通信中所使用的光不是激光B.光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大C.光纤通信不需要任何传导介质D.因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维【答案】B【解析】光纤通信利用的是激光，通信时需要光导纤维作为传导介质，光导纤维是很细很细的玻璃丝，故A、C、D错误；光纤通信传递信息的容量比短波、微波高出百万倍、千万倍，B正确。【即学即练3】信息传递技术的发展使人们冲破了时空的阻隔。下列关于信息传递的说法错误的是（）A.光纤通信利用光从光导纤维中的一端射入，在内壁多次反射后从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方B.同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同C.电磁波的传播可以不需要介质D.微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物【答案】D【解析】光纤通信就是利用了光在光导纤维中多次反射前进而传递信息的，A正确；同步卫星与地球以同样的速度转动，B正确；电磁波能在真空中传播，C正确；微波能够传递信息，D错误。真题演练真题演练1．（2022·湖南怀化·中考真题）2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（）A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/sC．地球上的石头带到空间站时质量会变小D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小【答案】A【解析】A．电磁波可以在真空中传播，王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息，故A正确；B．空间站的信息以电磁波的形式传递到地球，电磁波的传播速度为，故B错误；C．物体的质量不随物体的位置、形状、状态和温度而变化，地球上的石头带到空间站时质量不变，故C错误；D．燃料的热值越大，燃烧单位质量的燃料放出的热量越多，运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较大，故D错误。故选A。2．（2022·四川遂宁·中考真题）今年，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是（）A．火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同B．运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大C．对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”是运动的D．地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程【答案】C【解析】A．火箭加速升空过程中的能量转化是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以它们的能量转化相同，故A正确，不符合题意；B．运载火箭用液态氢做燃料，因为氢的热值较大，完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比，氢释放的热量多，故B正确，不符合题意；C．对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”相对于“天舟四号”的位置没有改变，是静止的，故C错误，符合题意；D．电磁波可以在真空中传播，地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程，故D正确，不符合题意。故选C。3．（2022·湖北黄冈·中考真题）对下列情境的判断正确的是（）A．图甲：改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率不变B．图乙：人不接触高压电线就不会触电C．图丙：拇指所指的那端就是通电螺线管的N极D．图丁：天宫课堂授课是通过超声波实现天地之间的互动【答案】C【解析】A．如图甲所示，动滑轮的机械效率为改变提升物体受到的重力，动滑轮的机械效率也改变，故A错误；B．高压触电分高压电弧触电和跨步电压触电，人不接触高压电线也会触电，故B错误；C．如图丙所示，根据安培定则，四指指电流方向，拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，故C正确；D．如图丁所示，声音无法在真空中传播，天宫课堂授课是通过电磁波实现天地之间的互动，故D错误。故选C。4．（2022·湖北湖北·中考真题）我国的“翼龙”—2H应急救灾型无人机系统可在一些极端条件下，定向恢复50平里的移动公网通信，建立覆盖15000平方公里的音视频通信网络。该系统在传递信息主要依靠（）A．电磁波 B．红外线 C．超声波 D．次声波【答案】A【解析】移动公网通信依靠电磁波，发射端将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射出去，接收端将电磁波还原成图像和信息；电磁波比超声波、次声波具有更强的穿透力，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；所以传递信息利用的是电磁波，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。5．（2022·四川达州·中考真题）2022年5月10日，“天舟”四号货运飞船成功发射，并与“天和”核心舱完成精准对接，“太空快递”完美送达。期间地面工作人员与“天舟”四号依靠___________来传递信息；货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行，此时以“天舟”四号为参照物，“天和”核心舱是___________的。【答案】

电磁波

静止【解析】[1]太空中是真空环境，电磁波可以在真空中传播，所以地面工作人员与“天舟”四号依靠电磁波来传递信息。[2]因为货运飞船与核心舱沿同一方向等速度飞行，所以核心舱相对于货运飞船没有位置和距离的改变，故以“天舟”四号为参照物，“天和”核心舱是静止的。6．（2022·四川眉山·中考真题）三名宇航员翟志刚、王亚平和叶光富在“天宫一号”进行了“天空课堂第二课”现场直播，是通过______实现天地间对话的。在2022年4月16日他们返回地面的过程中，以地面为参照物宇航员们是______（选填“运动”或“静止”）的。【答案】

电磁波

运动【解析】[1]通过电磁波或者无线电波实现天地对话的，因为电磁波能够在真空中传播。[2]他们返回地面的过程中，以地面为参照物，宇航员们的位置发生了改变，故宇航员是运动的。7．（2022·江苏泰州·中考真题）如图是由飞船和核心舱等组合而成的中国空间站在轨运行时的示意图，以天和核心舱为参照物，神舟载人飞船是______的。2022年3月23日王亚平等三名航天员在空间站开设了第二次“空中课堂”，他们是利用_______与同学们进行交流，实现天地通话的。【答案】

静止

电磁波【解析】[1]天和核心舱与神舟载人飞船之间没有发生位置变化，所以以天和核心舱为参照物，神舟载人飞船是静止的。[2]电磁波能在真空中传，播航天员在空间站与同学们进行交流，可以利用电磁波实现天地通话的。8．（2022·湖南永州·中考真题）“祝融号”火星车是我国研制的第一台火星表面探测装置，“祝融号”与地面控制中心科学家的通讯是依靠___________（选填“声波”或“电磁波”）进行的。某次“祝融号”在牵引力的驱使下，200s内匀速直线运动了10m，“祝融号”在这段时间内运动速度的大小为______m/s。【答案】

电磁波

0.05【解析】[1]声波不能在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；“祝融号”与地面控制中心科学家的通讯是依靠电磁波进行的。[2]200s内匀速直线运动了10m，“祝融号”在这段时间内运动速度的大小为过关检测过关检测一、单选题1．（2022·江苏无锡·二模）关于信息与材料，下列说法正确的是（）A．5G利用超声波传递信息B．光纤通信用光波传递信息，光导纤维是导体C．用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗D．塑料容器对电磁波能起到屏蔽作用【答案】C【解析】A．5G是利用电磁波传递信息的，故A错误；B．光导纤维是用绝缘体材料制成的，不是导体，故B错误；C．如果用超导材料作为输电线，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，故C正确；D．金属物质对电磁波能起到屏蔽作用，塑料容器对电磁波不能起到屏蔽作用，故D错误。故选C。2．（2022·湖南邵阳·模拟预测）5G通信技术是指第五代移动通信系统，我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度，它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。关于5G与4G的下列说法错误的是（）A．5G和4G都是利用电磁波进行无线通信B．5G比4G传输处理数据的容量更大C．5G比4G处理数据的速度更快D．5G传播电磁波的速度比4G的快【答案】D【解析】A．电磁波可以传递信息，5G和4G都是利用电磁波传递的信息，故A正确，A不符合题意；BC．由题意可知，5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度，它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连，故BC正确，BC不符合题意；D．电磁波在真空的速度为3.0×108m/s，所以它们的速度相同，故D错误，D符合题意。故选D。3．（2022·安徽滁州·一模）以下对物理概念及其应用的描述正确的是（）A．在真空中，5G信号比4G信号的传播速度快B．物体受到外力作用，其运动状态不一定会发生改变C．质量相同的两个物体受到相同阻力时，速度大的不容易停下来，故速度大的物体惯性大D．焦炭的热值为3×10J/kg，其物理意义是完全燃烧1kg的焦炭放出的热量是3×10J/kg【答案】B【解析】A．在真空中，5G信号和4G信号的传播速度一样块，故A错误；B．物体受到外力作用，合力为0时，其运动状态不会发生改变，物体受到外力作用，合力不为0时，其运动状态会发生改变，故B正确；C．质量相同的两个物体受到相同阻力时，两物体的惯性一样大，速度大的不容易停下来，故速度大的物体动能大，故C错误；D．焦炭的热值为3×10J/kg，其物理意义是完全燃烧1kg的焦炭放出的热量是3×10J，故D错误。故选B。4．（2022·广东·广州市育才中学二模）图甲为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为5×105Ω，在波长为540nm的光照射时的阻值为5×103Ω，将两个这样的LDR连接成图乙电路，则（）A．R1的功率比R2大B．通过R1的电流比R2小C．波长为540nm的光属于黄光D．波长为540nm的光在真空中的传播速度比红光快【答案】A【解析】AB．由于R1、R2串联，根据串联电路电流的规律可知，通过两电阻的电流相等，因R1>R2，根据公式P=I2R可知，R1的功率大，故A符合题意，B不符合题意；C．由图甲可知，540nm的光在绿光区域内，因此是绿光，故C不符合题意；D．无论什么色光，在真空中的光速都是3×108m/s，故D不符合题意。故选A。5．（2022·陕西师大附中模拟预测）如图所示，中国5G智能拖拉机问世，它的造型十分科幻，甚至可以实现无人驾驶可以用云端网络来控制行进路线，并且自动完成分配的各项任务。下列与此有关的说法错误的是（）A．用云端网络控制拖拉机是利用了电磁波B．拖拉机受到动力才能运动，说明力是改变物体运动状态的原因C．拖拉机犁地功率大，说明它做的功快D．拖拉机的轮胎较宽，设计的目的是减小对地面的压力【答案】D【解析】A．电磁波的传播不需要介质，用云端网络控制拖拉机是利用了电磁波进行遥控，故A正确，不符合题意；B．力可以改变物体的运动状态，也可以改变物体的形状，拖拉机受到动力才能运动，说明力是改变物体运动状态的原因，故B正确，不符合题意；C．功率表示物体做功的快慢，拖拉机犁地功率大，它做的功快，故C正确，不符合题意；D．拖拉机的轮胎较宽，设计的目的是压力相同时，增大受力面积，减小对地面的压强，故D错误，符合题意。故选D。二、填空题6．（2022·江苏·扬州教育学院附中二模）三代科技工作者历经22年，中国天眼FAST于2016年月落成并投入使用FAST是我国自主研发的目前世界上最大最灵敏的单口径射电望远镜。它通过抛物面把采集到的______波信号反射到接收舱里，再由信号处理系统进行处理。其信号传播速度与光速相同，为______m/s。【答案】

电磁

3×108【解析】[1]电磁波可以传递信息，射电望远镜通过抛物面把采集到的电磁波信号反射到接收舱里，再由信号处理系统进行处理。[2]电磁波在真空中的速度与光速是相同的，为3×108m/s。7．（2022·江苏苏州·模拟预测）如图为机械波某时刻的波形图，振动频率为5Hz，此波波长是___________m，周期是___________s。【答案】

0.5

0.2【解析】[1][2]根据波形图可知，经历2.5个周期，此波波长是振动频率为5Hz，周期与频率的关系fT=1，则周期是0.2s。8．（2022·江苏·苏州学府中学校模拟预测）玄武湖的樱花节引来大量游客，游客在花海中穿行，樱花树相对于游客是______（选填“运动”或“静止”）的。游客们用发朋友圈，是利用______发送信息，其在真空中传播的速度为______m/s。【答案】

运动

电磁波

3×108【解析】[1]樱花树相对游客有位置变化，所以是运动的。[2]是利用电磁波来发送信息的。[3]电磁波在真空中传播的速度和光速一样，为3×108m/s。9．（2022·江苏镇江·模拟预测）5月29日，搭载“天舟二号”飞船的长征运载火箭发射升空，火箭点火后，发射架周围出现大量“白气”，这是由水蒸气______形成的，这个过程需要______热量；“天舟二号”是空间站的“快递小哥”，补给被送到空间站后，质量的大小______；空间站实现天地互联，是利用______波传递信息的。【答案】

液化

放出

不变

电磁【解析】[1[2]发射架周围出现的白气是水蒸气遇冷液化形成的。这个过程需要放出热量。[3]物体由地球送到空间站，因为质量与位置不变，所以其质量不变。[4]电磁波可以在真空中传播，空间站与地面的联系靠的电磁波。三、综合题10．（2022·江西·模拟预测）随着人民生活水平的提高，无人机等人工智能已走进了寻常百姓家。无人机技术也已广泛应用在我们的生活和军事中，小源同学学习了物理知识后，对无人机的一些功能进行了科学探究。（一）快递运输【提出问题】无人机运输货物到达目的地抛出时，其水平抛出物体的水平射程与什么因素有关呢？【猜想与假设】猜想一：水平抛出物体的水平射程与物体抛出的初速度有关；猜想二：水平抛出物体的水平射程与物体抛出的高度有关；猜想三：水平抛出物体的水平射程与______有关；【设计实验】为了验证猜想一、二，小源从实验室借来能控制发射速度的弹射器、小钢球、刻度尺等实验器材，依照物理学习中的科学方法，在老师的帮助下按照如图所示的方法进行了实验探究。【进行实验与收集数据】小源通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：序号抛出点的高度h（m）水平初速度v（m/s）水平射程x（m）10.2020.4020.2030.6030.4520.6040.4541.2050.8020.8060.8062.40【分析与论证】（1）若要探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为______的实验数据；（2）通过实验数据可以得出，当抛出物体的初速度相同时，水平抛出物体的高度越高，水平射程______；当抛出物体高度相同时，水平抛出物体的初速度越大，水平射程______；（均选填“越远”或“越近”）（二）影视拍摄无人机也应用在影视剧拍摄中，其工作原理是：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄，此时来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；当无人机上升时，需______（选填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面；（三）电力巡检装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控，遥控无人机、卫星定位都是通过______来传递信息的。【答案】

质量

1、3、5

越远

越远

缩小

减小

电磁波【解析】[1]根据题意知道，实验应用了控制变量法，探究的应是水平抛出物体的水平射程与初速度、高度和质量的关系，所以，猜想三是：水平抛出物体的水平射程与物体的质量有关。（1）[2]若要探究水平射程与高度的关系，要控制水平射出的速度相同，故可用表中序号为1、3、5的实验数据。（2）[3]分析通过实验数据知道，当抛出物体的初速度相同时，水平抛出的物体高度越高，水平射程越远。[4]当抛出物体高度相同时，比较1、2或3、4或5、6，水平抛出物体的初速度越大，水平射程越远。[5]无人机也应用在影视剧拍摄中，其工作原理是：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄，此时来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，物距大于2倍焦距，形成倒立、缩小的实像[6]当无人机上升时，物距变大，根据物远像近像变小，故需减小镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。[7]装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控，遥控无人机、卫星定位都是通过来电磁波传递信息的。11．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）我国歼20安装了“中国心”。（1）在第十三届中国国际航空航天博览会上，安装了国产涡扇10C发动机的歼20像威龙咆哮着飞过天空。国产涡扇10C发动机是___________（选填“内燃机”或“电动机”），发动机的轰鸣声是由物体的___________产生的。具备高隐身性能的歼20实现隐身性能目的的主要方式有两种，其一就是改变战机外形，从而减少雷达反射程度；其二就是为战机涂装特殊涂料，以此来___________（选填“吸收”或“反射”）雷达的电磁波，实现降低反射的效果，使雷达无法监测到它的存在；（2）若歼20满载质量为30t，轮胎与地面的接触面积为0.5m2，静止在水平地面时的压强约________Pa。歼20优越的水平、垂直及小半径翻滚能力，将它的高机动性展示得淋漓尽致。当它跃升转弯时受到___________（选填“平衡”或“非平衡”）力；歼20飞行时速达2.5倍音速，若以这样的速度水平飞行5min通过的路程为________m。【答案】

内燃机

振动

吸收

非平衡

【解析】（1）[1]国产涡扇10C发动机通过燃烧燃料来提供动力的，所以是内燃机。[2]声音是由物体振动产生的，发动机的轰鸣声是由物体的振动产生。[3]为了避免雷达接入到歼20反射的电磁波被侦查到，可通过减少反射程度或吸收电磁波来隐身。（2）[4]满载歼20的重力G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N静止在水平地面时，对地面的压力大小等于自身的重力大小，所以对地面的压强[5]跃升转弯时，运动状态是变化的，不是处于平衡状态，所以受到的是非平衡力。[6]飞行5min通过的路程s=2.5v声t=2.5×340m/s×5×60