1、18.电磁波与现代通信电磁波与现代通信 一、 【选择题】 1. （2020衡阳）2020 年 6 月 23 日，最后一颗北斗卫星在西昌顺利发射升空，标志我国自 主研发、组建的北斗卫星定位系统成功组网。下列说法中错误的是（ ） A其中的地球“同步”卫星相对于地球是静止的 B其中沿椭圆轨道绕地球运行的卫星在远地点时，重力势能最大，动能为 0 C卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息 D卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能 【答案】B 【解析】 A、因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，它相对地球的位置没有发生变化，所以地 球同步通讯卫星相对于地球是静止的，故 A 正确； B、卫星运行到远地
2、点时，速度最小，距离地球的高度最大，此时卫星的重力势能最大，动 能最小，故 B 错误； C、电磁波传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故 C 正确； D、卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故 D 正确。 故选：B。 2.（2020云南） 2020 年 6月 23 日，我国完成了北斗全球卫星导航系统收官卫星的发射， 全面建成了北斗系统。 该系统通过“星间链路”也就是卫星与卫星之间的连接“对话”， 为全球用户提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救等服务。关于图所示的情景，说 法正确的是（ ） A. 北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，动能增大，势能减小 B.
3、 星箭分离前，卫星相对于运载火箭是静止的 C. 北斗卫星绕轨道运行时受到平衡力的作用 D. 卫星与卫星之间的连接“对话”利用了光纤通信 【答案】B 【解析】 A当北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，卫星的质量不变，速度减小，所以，动能 减小，相对于地球的高度增加，所以，重力势能增大，故 A 错误； B由于星箭分离前，二者的位置是固定的，卫星相对于运载火箭并没有位置的变化，所以 卫星相对于运载火箭是静止的，故 B正确； C 北斗卫星绕轨道运行时做圆周运动， 由于运动状态不断改变， 所以， 受的力不是平衡力， 故 C 错误； D卫星与卫星之间的连接“对话”利用了卫星通信，而不是光纤通信，故 D
4、错误。 故选 B。 3. （2020长沙） “收官之作，星耀全球”2020 年 6 月 2 日，长征三号乙运载火箭搭载着 北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射， 标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座 部署下列说法正确的是（ ） A燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B火箭加速升空时，将动能转化为重力势能 C卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能 D卫星与地面之间通过超声波传递信息 【答案】A 【解析】A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能；故 A 正确； B、火箭在加速上升的过程中，利用内能做功，将内能转化为动能和重力势能；故 B 错误； C、卫星上的太阳能电池板将太阳能
5、转化为电能；故 C 错误； D、卫星与地面之间通过电磁波传递信息；故 D 错误。 故选：A。 4.（2020苏州）2020 年 6 月 23 日，我国成功发射了最后一颗“北斗”全球组网卫星，卫 星向地面传递信息是通过（ ） A电磁波 B超声波 C次声波 D红外线 【答案】A 【解析】因为电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，所以“北斗”卫星是通过电磁波 将信息传回地面的，故 A 正确。 故选：A。 5.（2020盐城）今年 5月，珠峰高程测量登山队登顶的视频画面首次通过 5G 网络与全球 实时共享。信号传输利用的是（ ） A. 超声波 B. 次声波 C. 微波 D. 红外线 【答案】C 【解
6、析】 5G 网络信号传输，是利用微波进行传递信息，微波属于电磁波。 故选 C。 6.（2020乐山）在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线 对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了（ ） A. 红外线 B. 电磁波 C. 超声波 D. 次声波 【答案】B 【解析】 手机属于移动电话， 它既是电磁波发射台也是电磁波接收台， 所以手机是利用电磁波来传递 信息的。故选 B。 二、 【填空题】 1. （2020黄冈）2020 年 6 月 23 日，最后一颗组网卫星的成功发射标志着我国自主研发 的北斗全球导航系统全部部署完成其实在疫情早期，北京市就应用了
7、北斗导航，用无人驾 驶车对部分地区的生活物资实现无接触派送（如图） 无人驾驶车的摄像头是车的“眼睛”； 车顶的激光雷达可以接收北斗卫星的_波信号， 对 车辆实现_（选填“厘米”或“千米”）级的定位 【答案】 (1). 电磁 (2). 厘米 【解析】 12雷达可以接收北斗卫星发射的电磁波信号，从而对车辆实现厘米级的定位 2.（2020吉林） 2020 年 6 月 23 日我国北斗三号最后一颗全球组网卫是成功发射。卫星使 用大阳能电池板供电，大阳能属于 能源；北斗卫星导航系统通过发射和接收 ，将 为全球用户提供全天候、全天时的定位，导航和授时服务。 【答案】可再生；电磁波。 【解析】 （1）大阳能
8、属于可以从自然界直接获取的，属于可再生能源； （2）电磁波可以在真空真空中传播，并且能传递信息，我国研发的北斗卫星导航系统是利 用电磁波提供导航服务的。 故答案为：可再生；电磁波。 3. （2020青海）2020年 6 月 23日，我国“北斗三号”最后一颗组网卫星发射成功，北斗 卫星是通过_与地面联系。 某颗人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行， 当卫星从远地 点向近地点运动时，它的势能_（填“增大”“减小”或“不变”） 。 【答案】(1). 电磁波 (2). 减小 【解析】 1北斗卫星是利用电磁波实现地面与卫星的联系的。 2当卫星从远地点向近地点运动时， 卫星质量不变， 距离地面的高度减小， 重
9、力势能减小。 4.（2020天水）如图是一款“运动手环” ，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的 空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内 反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了 原 理，将 能转化为电能。计步的数据还可通过 传送到手机上。 【答案】电磁感应；机械；电磁波。 【解析】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割 磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转 化为电能。 计步的数据是通过蓝牙技术传送到手机上，蓝牙是通过电磁波传递信息。 故答案
10、为：电磁感应；机械；电磁波。 5.(2020武汉) 2020年 6月 23 日，我国北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星成 功发射，能为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。 (1)北斗卫星之间利用_(填“次声波”“电磁波”或“超声波”)相互传递信息， 实现“星间链路”； (2)“北斗+”让天地互通更加智慧。在某公交年站，一同学从电子站牌上看到一辆公交车需 要时6分钟行驶3.2千米才能到达某站， 由此他预测该车的速度是_千米/小时， 该车实际上提前 8秒到达此站，它的行驶速度是_(结果保留两位小数)米/秒。 【答案】 (1). 电磁波；(2). 32； (3). 9.09； 【解析】
11、(1)1广播、电视、移动通信、卫星通信是利用电磁波来传递信息的。 (2)2由 s v t 可得该车的速度是 3.2km 32km h 1 6h 60 s v t 3该车实际上提前 8 秒到达此站，它的行驶速度是 3 3.2 10 m 9.09m/s 6 60s8s s v t 。 6.（2020湘潭）2020 年 6 月 23 日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第 55 颗北斗导航 卫星，至此，中国北斗全球卫星导航系统的星座组网全能完成。在卫星与火箭分离前，以火 箭为参照物，卫星是 （选填“静止”或“运动” ）的，它们加速上升时，卫星的动 能 （选填 “减小” 、 “增大” 或 “不变” ）
12、 。 北斗全球卫星导航系统依靠 （ “声波” 或“电磁波” ）与地面传递信息。 【答案】静止；增大；电磁波。 【解析】 （1）判断一个物体的运动状态，关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相 对位置是否发生了改变， 如果发生改变， 则物体是运动的； 如果未发生变化， 则物体是静止； （2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大； （3）电磁波可以传递信息，传播不需要介质，可以在真空中传播。 （1）卫星与火箭脱离之前，卫星与火箭的速度相同，没有发生位置变化，所以卫星相对火 箭是静止的； （2）卫星加速上升过程中，质量不变，速度增大，动能增大； （3）电磁波传播不需
13、要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息。 故答案为：静止；增大；电磁波。 7. （2020 连云港） 将手机放在真空罩中， 打电话呼叫手机， 同时用抽气机抽去罩中的空气， 直到听不到铃声，说明_，但手机仍能接收到呼叫信号，说明_，如果将手机放在 密闭的金属容器内，手机_（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号。 【答案】(1). 声音不能在真空中传播 ； (2). 电磁波可以在真空中传播 ；(3). 不能； 【解析】 12用抽气机抽罩中空气，罩内成为真空，打电话呼叫罩中手机，不能听到手机响铃声， 说明声音不能在真空中传播， 能接收到呼叫信号， 这一个现象说明电磁波可以在真空中传播。 3将
14、手机放在密闭的金属容器内，金属将屏蔽电磁波，手机不能接收到呼叫信号。 8.（2020毕节） （2020毕节）人类根据“电磁感应现象”发明了_（填“发电机”或 “电动机”） ； 北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收_ （填“超声波”或“电磁波”） ； 太阳能属于_（填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 (1). 发电机； (2). 电磁波； (3). 可再生； 【解析】 1“电磁感应现象”是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感 应电流，是机械能转化为电能，所以发电机是根据电磁感应现象工作的。 2北斗卫星定位系统在太空中，是真空，因为声不能在真空中传播，电磁波可以在真
15、空中 传播，所以北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收电磁波。 3太阳能是能不断的利用，可以循环再生的一种能源，是可再生能源。 9.（2020荆门）2020 年 6 月 23日 9 时 23分，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌 卫星发射中心成功发射。 经过 8 天长途跋涉、 5 次变轨于 6 月 30日 14时 15 分定点在距地球 3 万 6千公里的地球同步轨道，标志着我国北斗三号全球卫星系统全面建成。地面测控人员 是通过_对太空中卫星进行测控的， 变轨是通过施加_改变其运动状态的， 目前该 卫星相对地球处于_状态。 大多数人造卫星沿椭圆轨道运动，卫星在远地点和近地点 之间运行的过程中，
16、从能量转化的角度看，是_的相互转化。 【答案】 (1). 电磁波； (2). 力；(3). 静止； (4). 动能和重力势能； 【解析】 1地面测控人员通过电磁波对太空中卫星进行测控。 2变轨是运动状态发生改变，必须受到力的作用。 3地球同步卫星相对地球没有位置的变化，所以是处于静止状态。 4卫星在远地点时，重力势能最大，动能最小，而在近地点时，重力势能最小，动能最大， 所以从远地点向近地点运行的过程是动能和重力势能之间的转化。 9.（2020南通）5月 5 日，我国“长征五号 B”大型运載火箭首飞成功，火箭使用液态氢 作为燃料，氢能 _（选填“是”或“不是”）清洁能源。火箭向下喷射燃气获得推
17、力加 速升空，说明力的作用是_的，此过程中火箭受到_（选填“平衡”或“非平衡”） 力作用，搭载的试验飞船的动能将_ _ 【答案】(1). 是； (2). 相互； (3). 非平衡力； (4). 增大； 【解析】 1氢的燃烧物为水，对环境无污染，是清洁能源。 2火箭向下喷射燃气，同时燃气对火箭向上的推力作用，说明力的作用是相互的。 3火箭加速升空过程，运动状态变化受非平衡力作用。 4火箭加速升空过程，速度越来越大，飞船的动能将增大。 10. （2020泰州）如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关 设定，即可实现 24 小时无人值守自动作业。 (1)北斗导航卫星是通过_向插
18、秧机发送位置信息的； (2)该插秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于_冲程。如果该汽油机飞轮的 转速是 60r/s，则汽油机每秒钟对外做功_次； (3)汽油属于_ （选填“清洁”或“非清洁”） 能源， 某段时间插秧机消耗汽油0.21kg， 汽油完全燃烧放出的热量是_J；若这些热量完全被 40kg 初温 15 C的水吸收，则 水温升高_ C。q汽油=4.6 107J/kg，c水=4.2 103J/（kg C） 【答案】 (1). 电磁波； (2). 压缩 ； (3). 30； (4). 非清洁； (5). 6 9.66 10 J； (6). 57.5； 【解析】 (1)1电磁波可以在真空中传播
19、，可以传递信息，北斗卫星导航系统在实现定位、导航和授 时服务时，主要是利用电磁波传递信息的。 (2)2从图中可以看出， 两气门关闭和活塞向上移动的特点， 可以判断这个冲程是压缩冲程， 将机械能转化为了内能。 3飞轮的转速是 60r/s，飞轮转动一圈完成两个冲程，所以 1s可以完成的冲程数量是 260120个个 完成四个冲程，对外做功一次，所以汽油机每秒钟对外做次数是123 1 4 00 (3)4由于汽油燃烧后会产生污染大气的废气，所以汽油属于非清洁能源。 5汽油完全燃烧放出的热量是 76 0.21kg 4.6 10 J/kg9.66 10 JQmq 放汽油 6由Q cm t 放 ，得，水温升高
20、 6 3 9.66 10 J 57.5 4.2 10 J(kg) 40kg Q t cm 吸 三、 【解答题】 1.（2020齐齐哈尔）阅读短文，回答问题： 今年 6 月， 我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭， 成功地将北斗导航系统的最后一 颗组网卫星送入太空，如图是长征三号运载火箭发射时的情景，火箭加速离开地面时，发出 巨大的轰鸣声，拖着长长的橘红色火焰直奔天际。 北斗导航系统的最后一颗组网卫星准确进入轨道， 并进行工作， 标志着北斗导航系统可以成 功为全球用户提供定位和导航服务。 北斗导航系统中有地球同步卫星， 地球同步卫星运行方 向与地球自转方向相同，绕地球转动的周期跟地球自转周期
21、相同。 地球同步卫星可以对所覆盖区域实现 24 小时不间断的卫星通信。其优点是：只要在卫星覆 盖范围内，任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响；同时可在多处接收。 （1）火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作 用是 的。 （2） 火箭加速离开地面的过程中， 动能 ， 重力势能 。 （均选填 “减小” 或 “增 大” ） 。 （3）地球同步卫星绕地球转动时，卫星的运动状态 （选填“不变”或“改变” ） 。 （4）卫星通信是通过 （选填“超声波”或“电磁波” ）传递信息的。 【答案】 （1）相互； （2）增大；增大； （3）改变； （4）电磁波 【解析】 （1）火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭对气体产生一个向下的力，气体对火 箭产生一个向上的力，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是相互的； （2）火箭加速离开地面的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大， 重力势能增大； （3）地球同步卫星绕地球转动时，方向不断变化，卫星的运动状态改变。 （4）电磁波可以在真空中传播，卫星通信是通过电磁波传递信息的。 故答案为： （1）相互； （2）增大；增大； （3）改变； （4）电磁波