第15講廣播電視與通信和走進互聯(lián)網(wǎng)九年級物理下冊講義（滬粵版）

第15講廣播電視與通信和走進互聯(lián)網(wǎng)思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖知識精講知識精講知識點01無線電廣播和電視1．無線電廣播信號是如何發(fā)射和接收的呢？答：話筒把聲音轉(zhuǎn)換成變化的電流即音頻信號，通過調(diào)制器把音頻信號加載到高頻電流上，通過天線把載有音頻信號的高頻電磁波發(fā)射出去。接收天線由調(diào)諧器從中選出我們需要的特定頻率的電磁波，通過檢波從高頻信號中取出音頻信號并放大，通過揚聲器把音頻信號轉(zhuǎn)換成聲音。2．電磁波是如何傳遞電視信號呢？答：聲音信號的產(chǎn)生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程大致相似：圖像信號的工作過程是攝像機把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到高頻電流上，通過天線發(fā)射到空中。電視機的接收天線把這樣的高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，還原成圖像?！炯磳W(xué)即練1】全國各地高高聳立的電視塔是地標(biāo)性建筑，電視塔上天線的作用是()A．讓聲音、圖象信號轉(zhuǎn)化為電信號B．讓聲音、圖象信號加載到高頻電流上C．讓音頻、視頻電信號加載到高頻電流上D．讓載有音頻、視頻信號的高頻電流產(chǎn)生電磁波【答案】D【解析】電磁波可以傳遞聲音、圖象等信息，電視節(jié)目和廣播節(jié)目都是以電磁波為載體傳播的；電視塔上天線的作用是讓載有音頻、視頻信號的高頻電流產(chǎn)生電磁波并發(fā)射出去，相當(dāng)于一個小小的發(fā)射塔，故選項D正確，選項ABC錯誤。故選D。知識點02衛(wèi)星通信和光纖通信1．什么叫同步衛(wèi)星？要實現(xiàn)全球通信，在地球周圍至少均勻配置幾顆同步衛(wèi)星？答：同步衛(wèi)星就是指環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動且周期跟地球自轉(zhuǎn)的周期相同的衛(wèi)星；在地球周圍至少均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就可以實現(xiàn)全球通信。2.衛(wèi)星通信具有什么優(yōu)點？答：衛(wèi)星通信具有覆蓋面大、通信距離長、不受環(huán)境限制等優(yōu)點。3．什么是光纖通信？答：光纖通信是利用激光通過光纖傳遞信號的一種通信方式。4．光纖通信具有什么特點？答：光纖通信具有傳輸損耗小，距離長，容量大，不怕雷擊、不受電磁干擾，通信質(zhì)量高，保密性好等特點。【即學(xué)即練2】信息傳遞技術(shù)的發(fā)展使人們沖破了時空的阻隔，下列關(guān)于信息傳遞的說法錯誤的是()A．光纖通信是利用光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁多次反射從另一端射出，從而把它攜帶的信息傳到遠方B．同步通信衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的周期跟地球的自轉(zhuǎn)周期相同C．電磁波的傳播可以不需要介質(zhì)D．微波是一種電磁波，它不能用于傳遞信息，只能用于微波爐中加熱食物【答案】D【解析】A．激光在傳輸過程中，從光導(dǎo)纖維的一端射入后，在光導(dǎo)纖維內(nèi)壁上要發(fā)生多次反射，并從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到遠方．這種傳遞信息的方式是光纖通信，此選項正確；B．同步通信衛(wèi)星定位在赤道上空，和地球的自轉(zhuǎn)周期相同，與地球處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，此選項正確；C．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，也就是可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播，此選項正確；D．微波屬于電磁波的一種，不僅用于微波爐中加熱食物，還可以傳遞信息，實現(xiàn)無線通信，此選項錯誤。故選D。知識點03瀏覽網(wǎng)頁、電子郵箱和網(wǎng)上學(xué)校1．什么叫互聯(lián)網(wǎng)？答：互聯(lián)網(wǎng)是利用電磁波和通信網(wǎng)絡(luò)，將分布在世界各地的計算機連接起來的龐大的網(wǎng)絡(luò)。2．哪個是互聯(lián)網(wǎng)不能實現(xiàn)的(D)A．查閱資料、看新聞B．購物、視頻點播、聊天C．遠程教育、遠程醫(yī)療D．現(xiàn)金交易3．新年快到了，王剛想給自己的物理老師發(fā)一封電子郵件，表達新春的祝福。內(nèi)容是：“親愛的老師：您好。新年將至，預(yù)祝您全家在新的一年里身體健康，萬事如意。王剛?！币阎锢砝蠋煹碾娮余]箱地址是21wulilaoshi@163，你認為王剛該如何做？答：王剛應(yīng)先登錄自己的電子郵箱，點擊“寫信”鍵，在對話框中“收件人”欄中輸入物理老師的郵箱名21wulilaoshi@163，在“草稿”欄中按書信格式輸入“親愛的老師：您好。新年將至，預(yù)祝您全家在新的一年里身體健康，萬事如意。王剛?！痹冱c擊“發(fā)送”鍵，郵件就被發(fā)送了。發(fā)送成功時，對話框中將出現(xiàn)提示。4．電子郵件具有什么特點？答：電子郵件可以傳送包含文字、數(shù)據(jù)、圖像或集聲音、畫面為一體的多媒體信息，其特點是方便、快捷、信息內(nèi)容豐富多樣且節(jié)省開支等。5．什么叫網(wǎng)上學(xué)校？有什么優(yōu)點？答：網(wǎng)上學(xué)校即在互聯(lián)網(wǎng)上建設(shè)的“虛擬學(xué)?！薄Ｔ凇疤摂M學(xué)?！崩铮梢缘玫浇處煹狞c撥和指導(dǎo)；網(wǎng)上學(xué)校能讓更多的同學(xué)享受優(yōu)質(zhì)教育資源，而且能大大節(jié)省教育經(jīng)費，是21世紀(jì)教育發(fā)展的新方向?！炯磳W(xué)即練3】下列說法正確的是()A．電子郵箱中“cn”表示這個服務(wù)器是在中國注冊的B．激光頻率單一、亮度高、平行度好、速度慢，常用于光纖通信C．三顆同步通信衛(wèi)星可以覆蓋全部地球表面，實現(xiàn)全球通信D．射頻信號的頻率比音頻高比視頻低【答案】A【解析】A．電子郵箱中“cn”表示這個服務(wù)器是在中國注冊的，故A正確；B．激光頻率單一，激光方向集中，也就是平行度好，應(yīng)用于雷達測距離及跟蹤，激光平行度好，可以會聚到很小的一點，激光亮度高，能量大，應(yīng)用是：用強激光破壞敵人的飛行器，故B錯誤；C．要想實現(xiàn)全球通信，可以用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站，并在地球周圍均勻地配置3顆地球同步通信衛(wèi)星，故C錯誤；D．射頻無線電發(fā)射機通過天線能有效地發(fā)射至空間的電磁波的頻率統(tǒng)稱為射頻，若頻率太低，發(fā)射的有效性很低，故習(xí)慣上所稱的射頻系指100千赫(kHz)以上的頻率，射頻信號的頻率比音頻和視頻都高，故D錯誤。故選A。能力拓展能力拓展考法01電磁波的波頻、波速和波長的應(yīng)用【典例1】中國人民廣播電臺現(xiàn)辦有三套節(jié)目，第一套為新聞綜合廣播，發(fā)射頻率為AM954kHz、FM97.3MHz，其中AM表示；發(fā)射頻率為AM954kHz的電磁波波長為m(計算結(jié)果保留一位小數(shù))?！敬鸢浮空{(diào)幅；314.5【解析】(1)AM、FM指的是電磁波的兩個頻率段，其中AM稱為調(diào)幅，F(xiàn)M稱為調(diào)頻；(2)頻率f=954kHz=9.54×105Hz，電磁波速度C=3×108m/s，根據(jù)波長、頻率、波速的關(guān)系：波速=波長×頻率，所以波長故答案為：調(diào)幅、314.5?？挤?2光纖通訊原理【典例2】按照題目要求作圖：如圖甲所示是光纖傳輸?shù)脑韴D，畫出光信號從一端傳播到另一端的路徑圖?！敬鸢浮俊窘馕觥抗鈱?dǎo)纖維由內(nèi)外兩層組成，且內(nèi)外兩層的折射本領(lǐng)不同，激光不會透過去，激光是不斷的經(jīng)光纖壁反射向前傳播．先作出“法線”，然后根據(jù)光的反射定律即可作出反射光線。如下圖：。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．（多選題）（2022·全國·八年級課時練習(xí)）2022年5月10日，天舟四號貨運飛船順利升空，并與空間站完成自主快速交會對接。下列有關(guān)飛船和空間站的說法中，正確的是（）A．對接后，以核心艙為參照物，飛船是靜止的B．飛船內(nèi)的物資被送到空間站后，質(zhì)量不變C．天舟四號在加速升空過程中，機械能守恒D．空間站的天地互聯(lián)，是利用電磁波傳遞信息的【答案】ABD【解析】A．對接后，以核心艙為參照物，飛船與核心艙之間沒有發(fā)生位置的改變，故飛船是靜止的，故A正確；B．質(zhì)量是物體的一種基本屬性，與物體的狀態(tài)、形狀、溫度、所處的空間位置的變化無關(guān)，所以飛船內(nèi)的物資被送到空間站后，質(zhì)量不變，故B正確；C．“天舟四號”加速升空，速度變大，動能增加，高度變大，重力勢能增加，機械能增加，在上升過程中還要克服空氣阻力做功，因此機械能不守恒，故C錯誤；D．電磁波可以在真空中傳播，天宮和地面間是利用電磁波傳遞信息的，故D正確。故選ABD。2．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）下列說法正確的是（）A．通過手語向聽力障礙者傳遞信息，這是數(shù)字通信B．沒有、收音機、電視機的海邊就沒有電磁波C．光信號在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是D．通過調(diào)頻日照新聞廣播頻道能聽到頻率為的聲音【答案】A【解析】A．用點“．”和畫“—”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個漢字，于是，一系列點和畫組成的信號就可以代表一個完整的句子。像這樣用不同符號的不同組合表示的信號叫做數(shù)學(xué)信號，使用數(shù)學(xué)信號的通信方式叫做數(shù)字通信。通過手語向聽力障礙者傳遞信息，這是數(shù)字通信，故A正確；B．變化的電場和變化的磁場構(gòu)成一個不可分離的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成電磁波，、收音機、電視機、微波爐等動能發(fā)出電磁波，故B錯誤；C．光在真空中的傳播速度約為3×108m/s，光信號在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是3×108m/s，故C錯誤；D．用調(diào)頻95MHz日照新聞廣播頻道廣播時，接收的是無線電波的頻率，不是聽到頻率為95MHz的聲音，故D錯誤。故選A。3．（2022·全國·九年級單元測試）我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已進入信息化和數(shù)字化時代，農(nóng)用機械已能通過北斗導(dǎo)航系統(tǒng)實行精準(zhǔn)作業(yè)，它們是利用______（選填“超聲波”或“電磁波”）來傳遞信息的。如圖，水平勻速飛行的無人機正在噴灑農(nóng)藥，在此過程中，它具有的機械能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】

電磁波

變小【解析】[1]電磁波的傳播不需要介質(zhì)，電磁波可以在固體、液體、氣體中傳播，也可以在真空中傳播；廣播、電視、移動通信、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都是用電磁波傳遞信息的。[2]無人機正在噴灑農(nóng)藥，質(zhì)量逐漸變小，速度不變，動能變??；高度不變，重力勢能減小，機械能為動能和勢能的和，機械能會減小。題組B能力提升練1．（2022·全國·九年級專題練習(xí)）通信衛(wèi)星大多是地球“同步”的衛(wèi)星?！巴健毙l(wèi)星相對于地球是______（填“運動”或“靜止”）的。利用衛(wèi)星來發(fā)射和接受_____信號應(yīng)用非常廣泛，例如中國建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的即時定位服務(wù)?！敬鸢浮?/p>

靜止

電磁波【解析】[1]因為同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動和地球的轉(zhuǎn)動是同步的，它相對地球的位置沒有發(fā)生變化，所以地球同步通訊衛(wèi)星相對于地球是靜止的。[2]電磁波傳播不需要介質(zhì)，利用衛(wèi)星來發(fā)射和接受電磁波信號應(yīng)用非常廣泛，比如：我國獨立自主建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的及時定位服務(wù)，該系統(tǒng)利用電磁波傳遞信息。2．（2022·全國·九年級專題練習(xí)）閱讀下列材料并回答問題。傳遞信息的電信號有兩種：模擬信號和數(shù)字信號。例如打聲音轉(zhuǎn)換成電流時，電流的頻率和幅度全都“模仿”著聲音的頻率和幅度變化，所以這種信號稱為模擬信號。目前的廣播和電視中的聲音和圖像使用的都是模擬信號。錄音帶和錄像帶上記錄的也是模擬信號。模擬信號的特點是連續(xù)變化，如圖所示，模擬信號的缺點是放大時會使信號的“形狀”改變而造成失真。傳輸過程中受到的干擾不易排除。例如汽車發(fā)動機的火花塞工作時會產(chǎn)生電磁波，使得電視畫面上出現(xiàn)雜亂的點或條紋。計算機中的信息，無論文字、聲音、圖像都是用二進制數(shù)“0”和“1”編碼的，稱為數(shù)字信號，數(shù)字信號的特點是跳躍變化的；“0”代表低電壓，“1”代表高電壓。如圖乙表示字母“K”的數(shù)字信號，它的編碼是“01001011”。數(shù)字信號的優(yōu)點是易于用計算機識別和進行復(fù)雜的處理，抗干擾能力強，能夠進行高密度的存儲等等。CD盤、VCD盤和計算機軟件光盤上記錄的都是數(shù)字信號。由圖可知，如圖所示，甲是聲音信號波形，乙和丙是通過處理后傳遞的電流信號，其中__________是模擬信號，__________是數(shù)字信號?！敬鸢浮?/p>

甲和乙

丙【解析】[1]模擬信號的特點是連續(xù)變化，甲和乙都是模擬信號。[2]計算機中的信息，無論文字、聲音、圖像都是用二進制數(shù)“0”和“1”編碼的，稱為數(shù)字信號，數(shù)字信號的特點是跳躍變化的，丙是數(shù)字信號。3．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）1876年美國人貝爾發(fā)明了機，能直接將聲音傳送到很遠的地方。這架機和今天我們所熟悉的機的模樣大不相同，如圖。它有一個漏斗狀的話筒，發(fā)出的聲波進入話筒后，使話筒內(nèi)的鐵膜片______，鐵膜片的______會影響旁邊永磁鐵的磁場。在永磁鐵上繞著一個連接電池和收話機的線圈。當(dāng)永磁鐵的磁場被影響時，線圈就會被感應(yīng)而產(chǎn)生電信號送到收話機。【答案】

振動

振動【解析】[1][2]貝爾機工作原理：聲波傳入話筒內(nèi)，引起話筒內(nèi)鐵膜片的振動，鐵膜片在永磁鐵的磁場中振動會使永磁體的磁場發(fā)生變化，纏繞在永磁鐵上的線圈就會隨磁場的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流送到收話機。題組C培優(yōu)拔尖練1．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）請閱讀《信息高速路》并回答問題?！缎畔⒏咚俾贰番F(xiàn)代“信息高速公路”是微波通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等高速、大容量信息傳輸通道的俗稱。衛(wèi)星通信是通過微波實現(xiàn)的，當(dāng)前它已成為國際通信的主要手段之一。微波是電磁波家族中的一員，其在真空中傳播速度與光速一樣，約為每秒30萬千米。微波的傳播是沿直線傳播，遇到障礙物會被反射和阻擋，需每隔50km左右就要建設(shè)一個微波中繼站。由于在雪山上、大洋中無法建設(shè)中繼站,所以人們利用地球同步通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站，也就是衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信的優(yōu)點是通信距離遠，覆蓋范圍大，不受地理條件限制，能進行多址通信。但衛(wèi)星通信也有一些明顯的缺點，首先衛(wèi)星造價較高，而且由于通信衛(wèi)星定位在距離地面很遠的同步軌道上，所以衛(wèi)星通信會有零點幾秒的時間延遲。此外，使用微波通信容易被竊聽，保密性較差。光纖通信彌補了衛(wèi)星通信的這些缺點，通過激光在光導(dǎo)纖維中傳輸信號。由于激光的頻率遠高于微波，所以它根本不受其他無線電波信號的干擾，從而保證了傳輸?shù)姆€(wěn)定性。而且，光纖傳輸可以滿足大容量、高速通信的需要。一根直徑不到1.3cm的由32根光纖組成的光纜,能容許50萬對用戶同時通話,或者同時傳送5000個頻道的電視節(jié)目。我國目前國內(nèi)電信網(wǎng)、因特網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的主要干線部分已普遍采用了光纜線路，而且還鋪設(shè)了數(shù)條越洋國際光纜。但與衛(wèi)星通信相比仍具有架設(shè)線路受地理條件限制、光纜易被拉斷等缺點。衛(wèi)星通信和光纖通信相輔相成，成為現(xiàn)代“信息高速公路”的兩大支柱。如圖表示同時采用兩種通信方式越洋傳遞電子郵件的過程。當(dāng)然，越洋光纜能使全部過程實現(xiàn)光纖通信。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）微波在真空中的傳播速度為______m/s。（2）地球同步通信衛(wèi)星作為微波通信的中繼站，以地面為參照物它是______的。（選填“運動”或“靜止”）（3）家庭用的有線電視主要是通過__