中考物理专题讲解第十九讲信息的传递解析

信息的传递

【考纲要求】

1．知道电磁波在真空中的传播速度，知道电磁波的传播不需要介质，知道光是电磁波；

2．了角电磁波的波长和频率的概念，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响；

【命题趋势】

本章在中考试题中，主要以填空、选择和综合应用题的形式考查。选择题主要考查电磁波的应用。在今后的中考试题中，仍会与往年相同。考查的知识点有：电磁波的应用等。【考点精析】

一．选择题（共5小题）

1．关于电磁波，下列说法正确的是（）

A．光波不是电磁波

B．电磁波能传递信息

C．电磁波不能在真空中传播

D．电磁波看不见、摸不着，但能听得见

【考点】D2：电磁波的传播．

【分析】电磁波可以在真空中传播，可以实现地面与卫星之间的通信．

【解答】解：

A、光就是一种电磁波，故A错误；

B、电磁波在日常生活中应用非常广泛，其中一个重要的应用就是用来传递信息，我们现在生活中的移动通信、无线电广播、电视信号的传递，都是通过电磁波来完成的，故B正确；

C、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故C错误；

D、电磁波看不见、摸不着，也听不见，故D错误．

故选B．

2．为了减少电磁污染对我们生活的影响，以下做法中正确的是（）

A．禁止在市区建设移动通信基站

B．把家用电器集中安放在厨房

C．避免长时间使用手机

D．使用电器时，离电器越近，受电磁波的辐射越小

【考点】D2：电磁波的传播．

【分析】过量的电磁波会对人体造成一定的影响，据此分析每个选项．

【解答】解：

A、手机通讯就是利用移动通信基站的，距离通讯基站越近，手机的通话质量就越高，可以在市区建设移动通信基站，故A错误；

B、家用电器虽然会产生电磁波，但有些用电器不能安在厨房，比如电视机、空调等，故B 错误；

C、手机能接受和发射电磁波，尽量避免长时间使用手机；故C正确；

D、使用电器时，离电器越近，受电磁波的辐射越大，故D错误．

故选：C．

3．如图甲、乙，分别演示的是电话的话筒和听筒的工作过程，下面有关这两幅图的说明中正确的是（）

A．甲图表现的是电话的听筒，它是利用电磁感应原理来工作的

B．甲图表现的是电话的话筒，它工作时将电能转化为机械能

C．乙图表现的是电话的听筒，它是利用磁场对电流的作用来工作的

D．乙图表现的是电话的话筒，它工作时将机械能转化为电能

【考点】CR：动圈式话筒的构造和原理．

【分析】电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音的信号的．

【解答】解：甲图通电后有磁性，吸引膜片振动产生声音，这是听筒的工作原理，AB错误；乙图振动后产生变化的电流，这是电磁感应现象，是话筒的工作原理，C错误，D正确．

故选D．

4．当你唱卡拉 OK 时，要用到话筒（麦克风）．如图所示为动圈式话筒构造示意图．当你对着话筒唱歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中运动产生了电流，这样就将声音信号转化成电信号．图所示四个实验的原理与话筒原理相同的是（）

A ．

B ．

C ．

D ．

【考点】CR ：动圈式话筒的构造和原理．

【分析】动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．由此可知其工作原理是电磁感应现象．

【解答】解：动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．由此可知其工作原理是电磁感应现象．

A 、此装置中有电源，即通电后，小磁针会偏转，故说通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A 错误；

B 、通电线圈在磁场中受力转动，即消耗电能产生机械能，故B 错误；

C 、此图中没有电源，当部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，即电磁感应现象，故C 正确；

D 、此图是说明了磁体周围存在着磁场，故D 错误；

故选：C ．

5．如图所示，习主席在2017两会上的重要讲话通过电视、网络等媒体迅速传到神州大地．下列说法中正确的是（ ）

A．话筒的作用是把声音的振动转化为强弱变化的电流

B．从收音机中能听到习主席的讲话，说明声波也属于电磁波

C．传输信号的是电磁波，习主席讲话的音调越高，波速越快

D．为减少电磁污染，可以采用超声波通过卫星进行现场直播

【考点】CR：动圈式话筒的构造和原理；D2：电磁波的传播．

【分析】（1）人对着话筒说话时，引起线圈在磁场内振动，切割磁感线，产生感应电流，将声音信号转化为电信号；

（2）移动通信是通过电磁波传递信息；声音是由物体的振动产生的；

（3）电磁波的传播速度是一定的；

（4）声音的传播需要介质，真空不能传播声音．

【解答】解：

A、电话的话筒把声信号转变为强弱变化的电信号传递出去，再通过听筒把强弱变化的电信号变成声信号，把传输的声音还原出来，故A正确；

B、从收音机中能听到习主席的讲话声是由扬声器振动产生的声音，不是电磁波，故B错误；

C、真空不能传播声音，所以超声波不能通过卫星传播，故C错误；

D、真空不能传播声音，所以超声波不能通过卫星传播，故D错误．

故选：A．

二．填空题（共5小题）

6．北斗卫星导航系统是中国自行研制的，具有定位、导航和通讯等功能．北斗卫星导航系统利用电磁波传递信息，这种信号能（选填“能”或“不能”）在真空中传播．【考点】D2：电磁波的传播．

【分析】使用卫星导航系统的都是卫星通信．所谓的卫星通信就是利用卫星作为微波通信的中继站．

【解答】解：我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用电磁波传递信息的；电磁波可以在真空中传播．

故答案为：电磁波；能．

7．2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接．在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过电磁波传送给载人飞船，飞船加速追赶天

宫二号时，载人飞船的机械能增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．

【考点】D2：电磁波的传播；FN：动能和势能的大小变化．

【分析】电磁波可以在真空中传播．机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大．

【解答】解：电磁波可以在真空中传播，指令通过电磁波传送给载人飞船的；

飞船加速追赶天宫二号时，重力势能不变，动能变大，机械能变大．

故答案为：电磁波；增大．

8．“共享单车”是互联网、智能手机、GPS定位系统和单车的资源整合，为人们的绿色出行带来极大的方便，装在单车上的GPS定位系统会及时地把单车的位置信息通过电磁波传递给信息处理中心，再发送到我们的手机上，方便存取单车．小天某次扫码后骑行9km，耗时30min，此次骑行的平均速度为18 km/h．

【考点】D2：电磁波的传播；6D：变速运动与平均速度．

【分析】GPS定位系统是利用电磁波传递信息的；根据速度的计算公式求出速度．

【解答】解：“GPS”会利用电磁波自动发送使用者所在的位置信息；

小天骑行的平均速度为：v===18km/h．

故答案为：电磁；18．

9．如图所示是老师上课用的扩音器，其中话筒的工作原理是利用电磁感应现象把声信号转换成电信号，而扬声器又是把电能转化为机械能．

【考点】CR：动圈式话筒的构造和原理；CL：扬声器和耳机的构造和原理．

【分析】话筒把声能转化为电能；扬声器是把电信号转化为声音号．

【解答】解；话筒把声能转化为电能，应用的是电磁感应现象；扬声器是把电信号转化为声音号，是把电能转化为机械能．

故答案为：电磁感应；电．

10．动圈式话筒的原理是电磁感应，电视遥控器用红外线（选填“红外线”或“紫外线”）来遥控电视机的．

【考点】CR：动圈式话筒的构造和原理；AT：红外线．

【分析】（1）动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用．工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．（2）红外线的用途：红外线的热效应强，能制成热谱仪、红外线夜视仪等等；

【解答】解：（1）当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在磁场里的振动，会切割磁感线产生感应电流，这就是电信号．这种感应电流随着声音的变化而变化，经过放大后，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就通过扬声器还原成声音．所以动圈式话筒的工作原理，是电磁感应现象．

（2）看不见的光包括红外线和紫外线，家中的电视遥控器是利用红外线来实现对电视的控制的

故答案为：电磁感应；红外线．

三．实验探究题（共1小题）

11．电磁炉

电能作为一种清洁和便宜的能源在人们的生活中日益得到广泛的使用．利用电能的炊具有电炉、电饭锅、电水壶、电烤箱、微波炉、电磁炉（图1）等．它们的工作原理有所不同，电炉、电饭锅是利用电流的热效应在电炉丝将电能转化为热能，效率较低；微波炉利用磁控管将电能转化为微波辐射能，微波辐射引起食物内部的水分子振动摩擦，从而产生热量，效率较高但用途较少；而电磁炉作为高效安全而用途广泛的厨房家电广泛走进人们的生活．

电磁灶是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具，使用非常方便，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作．并且有效率高、体积小、无明火、无烟尘、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生的特点，烹饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素，是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具．电磁灶的功率一般在700﹣1800W左右．

电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过含铁质锅底部时，即会产生无数的小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食

物．电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康绝对无危害．

实用电磁炉时，锅具一般要求是铁磁性的材料，如铁锅，不锈钢锅，搪瓷锅．因为锅具要接受电磁炉的磁力线切割，所以，要求锅底是平的．又因为锅底的大小会影响磁力线的强弱，进而影响到电磁炉内部控制电路的取样值，所以，对锅底的大小也是有一定要求的．就目前来说，只要符合上述对锅具的要求，大多电磁炉的锅都能通用．请回答下列问题

（1）在使用电磁炉加热食物时，电磁炉加热食物过程中消耗电能转化为内能；

（2）电磁炉采用感应电流（涡流）的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流．它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点．下列关于电磁炉的说法中正确的是AC

A．电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部

B．电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热

C．可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率

D．电磁炉面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品

（3）写出电磁炉在使用过程中所涉及到的2个物理知识（只写名称不写内容例如：电流的磁效应）

【考点】D2：电磁波的传播．

【分析】（1）使用电磁炉时，在锅体产生电流，由于电流的热效应而产生热量，所以热量是由锅传给炉，是电能转化为内能；

（2）电磁炉采用感应电流（涡流）的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流．它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点．下列关于电磁炉的说法中正确的是

（3）通过题文对电磁炉工作原理的叙述，分析运用的物理原理．如电流通过线圈时产生磁场，运用了电流的磁效应．

【解答】解：（1）由于锅体产生电流，电流的热效应而产生热量，所以热量产生于锅体，所以热量是由锅传给炉，电磁炉工作时，消耗了电能转化为内能；

（2）A、电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，发热部分为铁锅底部，故A正确；

B、由A选项可知，故B错误；

C、锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故C正确；

D、电磁炉产生变化的电磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量，故D错误；

故选AC．

（3）电流通过线圈时会产生磁场，涉及了电流的磁效应；磁场的大小和方向不断变化产生感应电流，涉及了电磁感应现象；感应电流在锅底产生热量，涉及了电流的热效应．

故答案为：（1）内能；（2）AC；（3）电流的磁效应；电流的热效应．

四．计算题（共1小题）

12．一台雷达向一架轰炸机发射无线电波，其波长为4×103mm，在2×10﹣4s后收到了反射回来的信号，在雷达的荧光屏上出现亮点，那么此时轰炸机离雷达有多远？无线电波的频率是多少？

【考点】D2：电磁波的传播．

【分析】（1）雷达发射的无线电波遇到飞机经反射后，又被雷达接收，知道整个过程用的时间，可以求出无线电波从雷达处传到飞机的时间，再利用速度公式求飞机离雷达的距离；（2）无线电波的波长、频率和波速的关系式：c=λf，据此求解．

【解答】解：

（1）由题意可知，无线电波从雷达到飞机处所用的时间：

t=t总=×2×10﹣4s=1×10﹣4s；

由v=可得，此时轰炸机离雷达的距离：

s=ct=3×108m/s×1×10﹣4s=3×104m （其中c表示无线电波的速度）；

（2）根据c=λf可得无线电波的频率：

f===7.5×l07Hz．

答：此时轰炸机离雷达为3×104m；无线电波的频率是7.5×l07Hz．

五．解答题（共3小题）

13．无人驾驶飞机简称”无人机”，无人机的飞行控制系统简称“飞控”．无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由飞控下达，飞控主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS定位模块、超声波传感器、气压传感器等各种功能的传感器及控制电路组成．（1）GPS定位模块利用电磁波传递信息，其在真空中的传播速度为3×108m/s．（2）超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有方向性好、穿透力强的特点．

（3）气压传感器可通过测定大气压值获知无人机所在位置的高度．

（4）某无人机由输出电压14.8V、容量 l0000mAh的电池提供飞行能量，该电池最多可提供0.148 kW?h的电能，若这些电能的80%用于飞行，当飞行功率为200W 时，最长飞行时间为0.592 h．

【考点】D2：电磁波的传播；ED：功的计算公式的应用；J3：电功的计算．

【分析】（1）电磁波可以传递信息；电磁波速度等于3×108m/s，

（2）超声波是频率高于20000Hz的声波，其穿透力强，方向性好等特点．

（3）大气压的大小与高度有关；

（4）根据UIt求出电能；根据公式P=求出时间．

【解答】解；（1）GPS定位模块利用电磁波来传递信息，其在真空中的传播速度为3×108m/s．（2）超声波具有方向性好、穿透力强，故利用超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物；

（3）大气压的大小与高度有关，高度越高，气压越小，根据大气压的数值可以测定无人机的高度；

（4）无人机提供的电能为：

W电=UIt=14.8V×l0000mAh=14.8V×l0A×3600s=532800J=0.148kW?h；

由题意可知，牵引力所做的功：W=W电×80%，

则最长飞行时间为：

t===0.592h；

故答案为：（1）电磁波；3×108；（2）方向性好、穿透力强；（3）高度；（4）0.148；0.592．

14．如图（1）为最新型的智能穿戴设备谷歌眼镜（Google Project Glass）．它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能．眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制．Google眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙，Wi﹣Fi，骨传导耳机，照相机，麦克风，触摸盘以及帮助你探测倾斜度的重力感应和陀螺仪

（1）下列关于谷歌眼镜说法正确的是AB

A．谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声

B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的

C．谷歌眼镜是通过音调来辨别声音是否由使用者发出

D．麦克风是将电信号转化成声信号的装置

（2）谷歌眼镜内置一块3.6V 容量为600mAh的电池，高负荷使用仅可以坚持6个小时．并且在使用中因为电流的热效应会有明显的发热，给使用者带来不适．试计算谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率为0.36 W．

（3）重力感应装置可以侦测到眼镜佩戴者头部的倾斜程度．如图（4）为一种重力感应装置的部分结构．其中A为高2mm重0.1g的柱形金属重物，固定在长1cm的轻质金属杆中央，杆的两头杆粘连在BC两个压电感应器上．当装置水平放置，若以B为支点，压点感应器C 所受压力为5×10﹣4N．若压电感应器上产生的电压与压力成正比，试计算该装置左端向下倾斜45°度（如图（5））时，bc两个压电感应器产生的电压U B＞U C．

【考点】D2：电磁波的传播；7N：杠杆的平衡条件；9I：音调、响度与音色的区分；CL：扬声器和耳机的构造和原理；JA：电功率的计算．

【分析】（1）A、声音的传播需要介质；

B、无线信号是通过电磁波来传递信息的；

C、不同的声音，有不同的音色；

D、麦克风是将声信号转化成电信号的装置，扬声器是将电信号转化成声信号的装置；

（2）电流通过用电器发热的现象叫电流的热效应；根据W=UIt=UQ以及P=即可求出谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率；

（3）根据杠杆平衡的条件即可求出压点感应器C所受压力；

根据几何知识和杠杆平衡的条件分别表示出BC两点的压力，然后根据压电感应器上产生的电压与压力成正比即可求出电压之比．

【解答】解：（1）A．固体可以传声，因此谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声，故A正确；

B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的，故B正确；

C．因为不同声音的音色不同，因此谷歌眼镜是通过音色来辨别声音是否由使用者发出，故C错误；

D．麦克风是将声信号转化成电信号的装置，扬声器是将电信号转化成声信号的装置，故D 错误；

（2）谷歌眼镜在使用中，由于电流的热效应会有明显的发热现象；

已知Q=600mAh=0.6Ah，则

谷歌眼镜在高负荷使用中平均功率：P====0.36W；

（3）由F1L1=F2L2可得，F C×BC=G A×BC

即压点感应器C所受压力：F压力=F C=G A=m A g=×0.1×10﹣3kg×10N/kg=5×10﹣4N；

分别以B、C为支点，求出对应压力F C、F B；以B为支点，如图所示：

其中AO=1mm，BO=×10mm，由几何知识可得OE=1mm，BE=5mm﹣1mm=4mm

所以重力的力臂为BD=BE?cos45°=4mm×=2mm；

根据杠杆平衡条件G×BD=F C×BC可得，F C′===G﹣﹣﹣﹣﹣①

以C为支点，杠杆受重力G、B点垂直杠杆向上的支持力，如图所示：

由几何知识可得CE=10mm﹣4mm=6mm

所以重力的力臂为CF=CE?cos45°=6mm×=3mm；

根据杠杆平衡条件G×CF=F B×BC可得，F B===G﹣﹣﹣﹣﹣②

由题意可得， ===，故U B＞U C．

故答案为：（1）AB；（2）热；0.36；（3）5×10﹣4；＞．

15．阅读短文，回答问题：手机信号屏蔽器

上初三的小中听去年参加高考的哥哥说，现在为了防止考生在考场内使用手机进行作弊，每个考场都会放置一个手机信号屏蔽器．爱动脑筋的小中想，手机信号屏蔽器的原理是什么呢？于是，他上网查阅了相关的资料．

手机工作时是在一定的频率范围内，手机和基站通过无线电波联接起来，以一定的波特率和调制方式完成数据和声音的传输．手机信号屏蔽器针对手机通讯的原理，屏蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立联接，达到屏蔽手机信号的目的．手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象．由于3G信号的手机上市和使用，屏蔽器也由老式的4根天线改进为现在增强型的5根天线的新式屏蔽器（如图），使它对3G手机信号也能进行屏蔽和干扰．手机信号屏蔽器在通电后，工作电源在4秒内从零上升到稳定．起动完成后，35秒内使作用范围内的手机被屏蔽．它的发射功率为

1W±200mA，控制范围在40米左右．屏蔽器主要针对各类考场、加油站、法庭、金融、监狱、公安、军事重地等禁止使用手机的场所．

请回答下列问题：

（1）手机和基站之间联接的无线电波不属于（属于/不属于）可见光；

（2）手机信号屏蔽器主要是阻碍电磁波传递信息（信息/能量）；

（3）屏蔽器的作用频率有800MHz、900MHz、2000MHz等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中传播速度是相同（相同/不同）的；

（4）针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，小中设计了几个不同的探究方案，其中可行的是 B ；

A．用屏蔽器覆盖范围内的手机拨打覆盖范围外的固定电话

B．用屏蔽器覆盖范围内的固定电话拨打覆盖范围外的手机

C．在屏蔽器覆盖范围内用固定电话拨打密闭在金属盒中的手机

D．在屏蔽器覆盖范围内用手机拨打密闭在金属盒中的固定电话

（5）由于3G、4G信号的手机出现，手机信号屏蔽器必须更新为增强型的．所谓增强型，是指增大了屏蔽器的 C ．

A．额定功率 B．额定电压 C．作用频率 D．电磁波速度．

【考点】D8：移动通信．

【分析】（1）据课本知识可知，无线电波不是可见光；

（2）电磁波即能传递信息，又能传递能量，据实际情况分析即可判断；

（3）不同的电磁波在真空中的传播速度是相同；

（4）据实际情况分析即可判断；

（5）考场上使用手机信号屏蔽器，是以一定的速度由低端频率向高端扫描．该扫描速度可以在手机接收信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，起到屏蔽手机信号的作用．

【解答】解：（1）据课本知识可知，无线电波不是可见光；

（2）电磁波即能传递信息，又能传递能量，手机信号屏蔽器主要是阻碍电磁波传递信息；（3）不同的电磁波在真空中的传播速度是相同，故屏蔽器的作用频率有800MHz、900MHz、2000MHz等几个不同的频率，这几个不同频率的无线电波在真空中传播速度是相同的；（4）针对“手机信号屏蔽器能否屏蔽固定电话的信号”这个问题，即必须将固定电话处于屏蔽区，而后固定电话拨打覆盖范围外的手机，看能否打通即可，故B正确；

（5）据上面的分析可知，所谓增强型屏蔽器必，是指增大了屏蔽器的作用频率，故选C．故答案为：（1）不属于；（2）信息；（3）相同；（4）B；（5）C．