21.4 越來(lái)越寬的信息之路（分層作業(yè)）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【解析版】

21.4越來(lái)越寬的信息之路一、微波通信1．微波通信（1）微波：微波是波長(zhǎng)在10m～1mm之間的電磁波．（2）微波的特點(diǎn)①頻率高：相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息更多，一條微波線路可以同時(shí)開(kāi)通幾千、幾萬(wàn)路電話；②大致沿傳播：不能沿地球繞射，每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波站．【答案】直線，中繼?！驹斀狻课⒉ㄍㄐ?，速度快，容量大；微波的傳播與光的傳播相似，即大致沿直線傳播；由于地球表面是曲面，而微波沿直線傳播，所以微波以地表傳輸?shù)木嚯x是有限的，所以每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，這樣微波信號(hào)能夠通過(guò)中繼站接力傳播，傳輸?shù)礁h(yuǎn)的目的地。2．通過(guò)微波傳送的是（）A．超遠(yuǎn)程通信B．無(wú)線電廣播C．電報(bào)D．電視和宇航通信【答案】D【詳解】超遠(yuǎn)程通信用的是短波；無(wú)線電廣播是多波段，短波、中波、長(zhǎng)波都有；電報(bào)一般是短波和長(zhǎng)波比較多；電視和宇航通信是微波。故選D。3．對(duì)于微波通信，下列說(shuō)法正確的是A．微波的頻率比中、短波的低，因此它的波長(zhǎng)更長(zhǎng)一些，可以傳遞更多的信息B．微波大致沿直線傳播，而地球又是一個(gè)球體，其表面是一個(gè)球面，因而距發(fā)射臺(tái)較遠(yuǎn)的地方必須有相當(dāng)高的天線才能接收到微波信號(hào)，而且信號(hào)也比較弱，因此，每隔50km左右就要建立一個(gè)微波中繼站C．月球是地球的衛(wèi)星，可以在月球上建立中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信D．在陸地上必須建造中繼站，而在水面上可以不建造中繼站【答案】B【詳解】A．微波的頻率比中、短波的高，因此它的波長(zhǎng)更短一些，可以傳遞更多的信息，故A錯(cuò)誤；B．微波大致沿直線傳播，而地球又是一個(gè)球體，其表面是一個(gè)球面，因而距發(fā)射臺(tái)較遠(yuǎn)的地方必須有相當(dāng)高的天線才能接收到微波信號(hào)，而且信號(hào)也比較弱，因此，每隔50km左右就要建立一個(gè)微波中繼站，B正確；C．月球雖是地球的衛(wèi)星，但距離地球較遠(yuǎn)，不適合在月球上建立中繼站進(jìn)行微波通信，C錯(cuò)誤；D．在陸地上必須建造中繼站，在水面上也陸地一樣，也是曲面，所以要進(jìn)行微波通信也必須建立中繼站，故D錯(cuò)誤；故選B。二、衛(wèi)星通信4.衛(wèi)星通信（1）通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波通信的。（2）通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“”的同步衛(wèi)星，在地球的周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)?！敬鸢浮恐欣^站；靜止；全球通信?！驹斀狻浚?）衛(wèi)星通信是利用人造衛(wèi)星作為通信的中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電信號(hào)，在兩個(gè)或多個(gè)地面站之間進(jìn)行通信的．通信衛(wèi)星作為一個(gè)微波中繼站，只是轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)可以是廣播、電視等多種信號(hào)。（2）通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球靜止的同步衛(wèi)星，用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站，在地球周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，通信范圍就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。5.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，始終秉持和踐行“中國(guó)的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的發(fā)展理念，為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。衛(wèi)星導(dǎo)航在傳遞信息過(guò)程中主要依靠的是（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．光導(dǎo)纖維【答案】C【詳解】衛(wèi)星導(dǎo)航在傳遞信息過(guò)程中依靠的是電磁波來(lái)傳遞信息。故選C。三、光纖通信6．光纖通信光纖通信是光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的，由內(nèi)芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的，激光最早是在1960年由美國(guó)科學(xué)家梅曼發(fā)現(xiàn)的。光纖通信的保密性，不受外界條件的，傳播距離，容量?！敬鸢浮坎ＡЫz，激光，強(qiáng)，干擾，遠(yuǎn)，大?！驹斀狻?966年英籍華人高錕發(fā)表論文提出用石英制作玻璃絲，即光導(dǎo)纖維，可實(shí)現(xiàn)大容量的光纖通信。光纖通信傳送的是一種高方向性、高相干性、高單色性的激光，所以光纖通信又叫激光—光纖通信。由于激光的高方向性、高相干性、高單色性等優(yōu)點(diǎn)，使得光纖通信的保密性強(qiáng)，不受外界環(huán)境的干擾，光纖通信傳播損耗低，無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里，因此，光纖通信傳播距離遠(yuǎn)。一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20THz，因此，光纖通信的容量大。7．歷經(jīng)四十年的發(fā)展，中國(guó)光纖光纜行業(yè)已經(jīng)占據(jù)世界半壁江山，為現(xiàn)代通訊做出了突出貢獻(xiàn)，體現(xiàn)了大國(guó)精神、大國(guó)擔(dān)當(dāng)?，F(xiàn)代信息高速公路，是衛(wèi)星通信和光纖維通信等高速、大容量信息傳輸通道的俗稱，光纖維通信傳輸信息的載體是（）A．微波 B．光波 C．無(wú)線電波 D．超聲波【答案】B【詳解】光纖通信傳輸?shù)男畔⒌妮d體是光波，因?yàn)楣獠梢詳y帶大量的信息，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。8.光纖通信前景廣闊，下列關(guān)于光纖通信的說(shuō)法正確的是（）A．光纖通信中所使用的光不是激光B．光纖通信傳遞信息的容量要比短波、微波大C．光纖通信不需要任何傳導(dǎo)介質(zhì)D．因?yàn)椴ＡЫz很容易折斷，不宜用來(lái)做光導(dǎo)纖維【答案】B【詳解】光纖通信利用的是激光，通信時(shí)需要光導(dǎo)纖維作為傳導(dǎo)介質(zhì)，光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲；光纖通信傳遞信息的容量比短波、微波高出百萬(wàn)倍、千萬(wàn)倍。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。四、網(wǎng)絡(luò)通信9.世界上凡是計(jì)算機(jī)集中的地方，例如：企業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校等等．大都已經(jīng)把自己的計(jì)算機(jī)連在一起了．這些網(wǎng)絡(luò)又互相連接，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做，這樣便可以做到的共享?！敬鸢浮恳蛱鼐W(wǎng)，信息資源?！驹斀狻渴澜绺鞯氐挠?jì)算機(jī)互相連接，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱為因特網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享。10．把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行通信，目前這種通信使用最頻繁的形式是，物理老師上網(wǎng)沖浪用的電子郵箱是wangyoo2003@，這表示這個(gè)電子郵箱屬于，郵箱的服務(wù)器域名叫．【答案】網(wǎng)絡(luò)，電子郵件，wangyoo2003，?！驹斀狻侩娮余]件是目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式，目前這種通信使用最頻繁的形式是電子郵件，對(duì)于一個(gè)郵箱來(lái)說(shuō)，要有以下幾部分組成：@前面的內(nèi)容代表郵箱是誰(shuí)的，所以wangyoo2003@代表這個(gè)郵箱屬于wangyoo2003，@后面的內(nèi)容包含郵箱的服務(wù)器的名字，題目中代表郵箱服務(wù)器的域名。11.下列說(shuō)法中不正確的是（）A．微波大致沿直線傳播，因此微波通信要建很多中繼站才能把信息傳遞到遠(yuǎn)方B．衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信C．光纖通信容量大，不受電磁干擾，保密性好，通信質(zhì)量高，但傳輸距離短D．利用因特網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞，還可進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等【答案】C【詳解】A、地球是圓的，而微波沿直線傳播，因此需要設(shè)置微波中繼站，將信號(hào)接力傳遞下去，故A說(shuō)法正確．B、通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，在地球周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信，故B說(shuō)法正確．C、光纖已經(jīng)成為現(xiàn)代通信的主要傳輸工具，它具有容量大、不受外界磁場(chǎng)的干擾、不怕腐蝕、不怕潮、能量損耗少使，激光通信能傳播很遠(yuǎn)，并且能提高通信質(zhì)量．等優(yōu)點(diǎn)，故C說(shuō)法不正確；D、人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診、打IP電話、查閱資料、發(fā)送電子郵件等，故D說(shuō)法正確．故選C12．下列關(guān)于通信的說(shuō)法正確的是（

）A．微波信號(hào)傳遞的距離遠(yuǎn)，不需要中繼站B．最少4顆同步通信衛(wèi)星就可覆蓋全部地球表面，實(shí)現(xiàn)全球通信C．使用光纖通信，因?yàn)楣獾念l率很低，在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸大量信息D．使用手機(jī)時(shí)，可能也同時(shí)使用了微波通信【答案】D【詳解】A．微波通信的缺點(diǎn)：每隔50km需要中繼站(衛(wèi)星可解決此缺點(diǎn))，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．目前，在地球周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．光纖通信利用是利用激光來(lái)傳遞信息的，因?yàn)榧す獾念l率高，在一定時(shí)間內(nèi)傳遞信息量大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．無(wú)線電波按頻率分為長(zhǎng)波，短波，微波等，微波是無(wú)線電波范疇．手機(jī)用的無(wú)線頻率是微波，也是無(wú)線電波，故D選項(xiàng)正確．13.光纖通信是利用（選填“太陽(yáng)光”或“激光”）在光纖內(nèi)的（選填“直線傳播”、“反射”或“折射”）來(lái)傳遞信息的；如下圖所示，光從光纖一端射入，從另一端射出．請(qǐng)你將圖中未完成的光路部分補(bǔ)充完整．【答案】激光，反射，見(jiàn)右圖。【詳解】光纖通信是利用激光傳遞信息的，激光在光纖內(nèi)發(fā)生反射；光在光纖中傳播遵循光的反射定律，根據(jù)光的反射定律，完成光路圖．14.如圖所示，電視臺(tái)把無(wú)線電信號(hào)傳送到高空中的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號(hào)傳到地面上的其他區(qū)域，這樣就實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星轉(zhuǎn)播。在調(diào)試的過(guò)程中，電視臺(tái)本身也需要接收衛(wèi)星上傳回的信號(hào)，并和演播室用電纜傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行比較，這時(shí)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星傳來(lái)的畫(huà)面上，人物動(dòng)作變化總比電纜傳來(lái)的畫(huà)面發(fā)生慢一些。（1）解釋產(chǎn)生這種時(shí)間延誤的原因；（2）已知通信衛(wèi)星的高度大約是36000km，無(wú)線電波的傳播速度和光速相同。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)，估算一下畫(huà)面延遲的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）見(jiàn)解析；（2）0.24s【詳解】（1）電視臺(tái)發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)由電視臺(tái)傳到衛(wèi)星，然后再由衛(wèi)星傳回電視臺(tái)，需要一定的時(shí)間，演播室用電纜傳來(lái)的信號(hào)由于距離很短，傳輸所用的時(shí)間忽略不計(jì)。所以衛(wèi)星傳來(lái)的畫(huà)面上，人物動(dòng)作的變化總比電纜傳來(lái)的畫(huà)面相應(yīng)的變化發(fā)生得晚一些。（2）無(wú)線電信號(hào)的路程s=2h，則畫(huà)面延遲的時(shí)間t=15．閱讀短文，回答問(wèn)題。全反射如圖甲所示，當(dāng)光線從一種介質(zhì)1（如水）射向另一種介質(zhì)2（如空氣）時(shí)，一部分光進(jìn)入介質(zhì)2，稱為折射光，另一部分光反射回介質(zhì)1，稱為反射光。如圖乙所示，當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此時(shí)折射光消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象，剛好發(fā)生全反射時(shí)的入射角叫做臨界角。

相對(duì)于空氣而言，水是光密介質(zhì)，空氣是光疏介質(zhì)；水相對(duì)于玻璃而言，水就是光疏介質(zhì)。只有當(dāng)光由光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)且入射角大于或等于臨界角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。光纖通信就是利用光的全反射原理，如圖丙所示，光導(dǎo)纖維在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)芯和外套兩種不同介質(zhì)，光從內(nèi)芯傳播時(shí)遇到光纖彎曲處，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，而保證光線不會(huì)泄漏到光纖外。（1）由全反射的條件可知，當(dāng)光從空氣斜射到水中時(shí)（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生全反射現(xiàn)象；（2）若光由水進(jìn)入空氣的臨界角是48.5°，則入射光以60°的入射角從中水射向空氣時(shí)（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生全反射現(xiàn)象；（3）光導(dǎo)纖維的外套相對(duì)于內(nèi)芯介質(zhì)來(lái)說(shuō)是（選填“光疏介質(zhì)”或“光密介質(zhì)”）?！敬鸢浮浚?）不會(huì)；（2）會(huì)；（3）光疏介質(zhì).【詳解】（1）由題意可知，只有入射角大于或等于臨界角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。因此，當(dāng)光從空氣斜射到水中時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。（2）若光由水進(jìn)入空氣的臨界角是48.5°，則入射光以60°的入射角從水射向空氣時(shí)，此時(shí)角度大于臨界角，所以會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。（3）由題意可知，光導(dǎo)纖維的外套相對(duì)于內(nèi)芯介質(zhì)來(lái)說(shuō)，外套的折射率小于內(nèi)芯介質(zhì)，所以說(shuō)外套是光疏介質(zhì)。16．（2023·湖南益陽(yáng)·統(tǒng)考中考真題）2022年中國(guó)科學(xué)院新一代遠(yuǎn)洋綜合科考船“科學(xué)”號(hào)歷經(jīng)74天的航程，完成了一項(xiàng)基于北斗衛(wèi)星的深海通訊實(shí)驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)突破了海水深度達(dá)到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時(shí)傳輸，解決了水下無(wú)線通信的世界性難題。下列有關(guān)北斗衛(wèi)星與深海之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼f(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)聲波傳遞數(shù)據(jù) B．通過(guò)電磁波傳遞數(shù)據(jù)C．通過(guò)光纖傳遞數(shù)據(jù) D．?dāng)?shù)據(jù)傳輸有較長(zhǎng)時(shí)間的延遲【答案】B【詳解】A．聲波不能在真空中傳播，而電磁波能在真空中傳播，所以北斗衛(wèi)星在太空中與深海之間是通過(guò)電磁波傳遞數(shù)據(jù)的，故A錯(cuò)誤，B正確；C．要使用光纖傳遞數(shù)據(jù)，需在太空和海底鋪設(shè)光纖，顯現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，故C錯(cuò)誤；D．電磁波的傳播速度非?？?，真空中約為3×108m/s，水中的傳播速度約為34故選B。17．（2022·山東日照·統(tǒng)考中考真題）下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)手語(yǔ)向聽(tīng)力障礙者傳遞信息，這是數(shù)字通信B．沒(méi)有手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)的海邊就沒(méi)有電磁波C．光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是340m/sD．通過(guò)調(diào)頻95MHZ日照新聞廣播頻道能聽(tīng)到頻率為95MHZ的聲音【答案】A【詳解】A．用點(diǎn)“.·”和畫(huà)“—”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個(gè)漢字，于是，一系列點(diǎn)和畫(huà)組成的信號(hào)就可以代表一個(gè)完整的句子。像這樣用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫做數(shù)學(xué)信號(hào)，使用數(shù)學(xué)信號(hào)的通信方式叫做數(shù)字通信。通過(guò)手語(yǔ)向聽(tīng)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(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)不可分離的場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)，而變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播形成電磁波，手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)、微波爐等動(dòng)能發(fā)出電磁波，故B錯(cuò)誤；C．光在真空中的傳播速度約為3×108m/s，光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是3×108m/s，故C錯(cuò)誤；D．用調(diào)頻95MHz日照新聞廣播頻道廣播時(shí)，接收的是無(wú)線電波的頻率，不是聽(tīng)到頻率為95MHz的聲音，故D錯(cuò)誤。故選A。18．（2021·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）關(guān)于信息的傳遞，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．?dāng)?shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)B．5G網(wǎng)絡(luò)通信主要是利用電磁波傳遞信息的C．北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)不能提供全天候即時(shí)定位服務(wù)D．電磁波不僅能傳遞聲音信號(hào)，且可以傳遞圖像信號(hào)【答案】C【詳解】A．通信的信號(hào)有兩種，即數(shù)字信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，故A正確，不符合題意；B．電磁波可以傳遞信息，5G網(wǎng)絡(luò)通信主要是利用電磁波傳遞信息的，故B正確，不符合題意；C．我國(guó)獨(dú)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(shí)定位服務(wù)，該系統(tǒng)利用電磁波傳遞信息，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．電磁波作為載波使用時(shí)，既可以傳遞聲音信號(hào)，也可以能傳遞圖象信號(hào)，故D正確，不符合題意。故選C。19.（多選題）（2019·山東濟(jì)南·統(tǒng)考中考真題）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem）是我國(guó)自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。從2018年12月26日開(kāi)始提供全球服務(wù)，標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式邁入全球時(shí)代。如圖所示的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成：空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中（）A．各部分間利用超聲波進(jìn)行信息傳遞 B．太陽(yáng)能帆板是衛(wèi)星的主要電源之一C．靜止軌道衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的 D．導(dǎo)航定位信號(hào)的傳播速度等于光速【答案】BCD【詳解】A．北斗導(dǎo)航各部分是利用電磁波進(jìn)行信息傳遞的，故A選項(xiàng)不符合題意；B．太陽(yáng)能帆板是是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故是電能的主要電源之一，故B選項(xiàng)符合題意；C．靜止在軌道衛(wèi)星，與地球同樣的速度運(yùn)動(dòng)，故相對(duì)于地球是靜止的，故C選項(xiàng)符合題意；D．導(dǎo)航定位信號(hào)是電磁波，而光也是一種電磁波，故傳播的速度等于光速，故D符合題意。故選BCD。20．（2020·山東青島·統(tǒng)考中考真題）閱讀材料，回答問(wèn)題微波通信電磁波可以用來(lái)傳遞信息，通常用于廣播、電視等通信。微波是電磁波家族中的一員，它的性質(zhì)比中波和短波更接近光波。信息理論表明，作為載體的電磁波，與中波和短波相比，微波在相同的時(shí)間內(nèi)可以傳輸更多的信息。用微波傳遞信息時(shí)，必須每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，如圖甲所示。