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

21.4越來越寬的信息之路一、微波通信1．微波通信（1）微波：微波是波長在10m～1mm之間的電磁波．（2）微波的特點①頻率高：相同時間內(nèi)傳遞的信息更多，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話；②大致沿傳播：不能沿地球繞射，每隔50km左右就要建設(shè)一個微波站．【答案】直線，中繼。【詳解】微波通信，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)一個微波中繼站，這樣微波信號能夠通過中繼站接力傳播，傳輸?shù)礁h的目的地。2．通過微波傳送的是（）A．超遠程通信B．無線電廣播C．電報D．電視和宇航通信【答案】D【詳解】超遠程通信用的是短波；無線電廣播是多波段，短波、中波、長波都有；電報一般是短波和長波比較多；電視和宇航通信是微波。故選D。3．對于微波通信，下列說法正確的是A．微波的頻率比中、短波的低，因此它的波長更長一些，可以傳遞更多的信息B．微波大致沿直線傳播，而地球又是一個球體，其表面是一個球面，因而距發(fā)射臺較遠的地方必須有相當高的天線才能接收到微波信號，而且信號也比較弱，因此，每隔50km左右就要建立一個微波中繼站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，因此它的波長更短一些，可以傳遞更多的信息，故A錯誤；B．微波大致沿直線傳播，而地球又是一個球體，其表面是一個球面，因而距發(fā)射臺較遠的地方必須有相當高的天線才能接收到微波信號，而且信號也比較弱，因此，每隔50km左右就要建立一個微波中繼站，B正確；C．月球雖是地球的衛(wèi)星，但距離地球較遠，不適合在月球上建立中繼站進行微波通信，C錯誤；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，所以要進行微波通信也必須建立中繼站，故D錯誤；故選B。二、衛(wèi)星通信4.衛(wèi)星通信（1）通信衛(wèi)星相當于微波通信的。（2）通信衛(wèi)星大多是相對地球“”的同步衛(wèi)星，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(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轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，在兩個或多個地面站之間進行通信的．通信衛(wèi)星作為一個微波中繼站，只是轉(zhuǎn)發(fā)信號，轉(zhuǎn)發(fā)的信號可以是廣播、電視等多種信號。（2）通信衛(wèi)星大多是相對地球靜止的同步衛(wèi)星，用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，通信范圍就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。5.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，始終秉持和踐行“中國的北斗，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、高精度的定位、導航和授時服務(wù)。衛(wèi)星導航在傳遞信息過程中主要依靠的是（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．光導纖維【答案】C【詳解】衛(wèi)星導航在傳遞信息過程中依靠的是電磁波來傳遞信息。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方。光導纖維是很細很細的，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年由美國科學家梅曼發(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，干擾，遠，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，即光導纖維，可實現(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，使得光纖通信的保密性強，不受外界環(huán)境的干擾，光纖通信傳播損耗低，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里，因此，光纖通信傳播距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20THz，因此，光纖通信的容量大。7．歷經(jīng)四十年的發(fā)展，中國光纖光纜行業(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，體現(xiàn)了大國精神、大國擔當。現(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，因為光波可以攜帶大量的信息，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介質(zhì)D．因為玻璃絲很容易折斷，不宜用來做光導纖維【答案】B【詳解】光纖通信利用的是激光，通信時需要光導纖維作為傳導介質(zhì)，光導纖維是很細很細的玻璃絲；光纖通信傳遞信息的容量比短波、微波高出百萬倍、千萬倍。故ACD錯誤，B正確。故選B。四、網(wǎng)絡(luò)通信9.世界上凡是計算機集中的地方，例如：企業(yè)、機關(guān)、學校等等．大都已經(jīng)把自己的計算機連在一起了．這些網(wǎng)絡(luò)又互相連接，成為世界上最大的計算機網(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嬎銠C互相連接，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡(luò)，稱為因特網(wǎng)，實現(xiàn)了信息資源的共享。10．把計算機聯(lián)在一起，可以進行通信，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，。【詳解】電子郵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，對于一個郵箱來說，要有以下幾部分組成：@前面的內(nèi)容代表郵箱是誰的，所以wangyoo2003@代表這個郵箱屬于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方B．衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實現(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)可實現(xiàn)資源共享和信息傳遞，還可進行遠程教育、遠程醫(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，將信號接力傳遞下去，故A說法正確．B、通信衛(wèi)星大多是相對地球“靜止”的同步衛(wèi)星，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信，故B說法正確．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，并且能提高通信質(zhì)量．等優(yōu)點，故C說法不正確；D、人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程教育、遠程醫(yī)療會診、打IP電話、查閱資料、發(fā)送電子郵件等，故D說法正確．故選C12．下列關(guān)于通信的說法正確的是（

）A．微波信號傳遞的距離遠，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，實現(xiàn)全球通信C．使用光纖通信，因為光的頻率很低，在一定時間內(nèi)可以傳輸大量信息D．使用手機時，可能也同時使用了微波通信【答案】D【詳解】A．微波通信的缺點：每隔50km需要中繼站(衛(wèi)星可解決此缺點)，A選項錯誤；B．目前，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信，B選項錯誤；C．光纖通信利用是利用激光來傳遞信息的，因為激光的頻率高，在一定時間內(nèi)傳遞信息量大，C選項錯誤；D．無線電波按頻率分為長波，短波，微波等，微波是無線電波范疇．手機用的無線頻率是微波，也是無線電波，故D選項正確．13.光纖通信是利用（選填“太陽光”或“激光”）在光纖內(nèi)的（選填“直線傳播”、“反射”或“折射”）來傳遞信息的；如下圖所示，光從光纖一端射入，從另一端射出．請你將圖中未完成的光路部分補充完整．【答案】激光，反射，見右圖?！驹斀狻抗饫w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，電視臺把無線電信號傳送到高空中的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號傳到地面上的其他區(qū)域，這樣就實現(xiàn)了衛(wèi)星轉(zhuǎn)播。在調(diào)試的過程中，電視臺本身也需要接收衛(wèi)星上傳回的信號，并和演播室用電纜傳來的信號進行比較，這時發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星傳來的畫面上，人物動作變化總比電纜傳來的畫面發(fā)生慢一些。（1）解釋產(chǎn)生這種時間延誤的原因；（2）已知通信衛(wèi)星的高度大約是36000km，無線電波的傳播速度和光速相同。請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)，估算一下畫面延遲的時間?！敬鸢浮浚?）見解析；（2）0.24s【詳解】（1）電視臺發(fā)出的無線電信號由電視臺傳到衛(wèi)星，然后再由衛(wèi)星傳回電視臺，需要一定的時間，演播室用電纜傳來的信號由于距離很短，傳輸所用的時間忽略不計。所以衛(wèi)星傳來的畫面上，人物動作的變化總比電纜傳來的畫面相應(yīng)的變化發(fā)生得晚一些。（2）無線電信號的路程s=2h，則畫面延遲的時間t=15．閱讀短文，回答問題。全反射如圖甲所示，當光線從一種介質(zhì)1（如水）射向另一種介質(zhì)2（如空氣）時，一部分光進入介質(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，當入射角增大時，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此時折射光消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象，剛好發(fā)生全反射時的入射角叫做臨界角。

相對于空氣而言，水是光密介質(zhì)，空氣是光疏介質(zhì)；水相對于玻璃而言，水就是光疏介質(zhì)。只有當光由光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)且入射角大于或等于臨界角時，才會發(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)芯傳播時遇到光纖彎曲處，會發(fā)生全反射現(xiàn)象，而保證光線不會泄漏到光纖外。（1）由全反射的條件可知，當光從空氣斜射到水中時（選填“會”或“不會”）發(fā)生全反射現(xiàn)象；（2）若光由水進入空氣的臨界角是48.5°，則入射光以60°的入射角從中水射向空氣時（選填“會”或“不會”）發(fā)生全反射現(xiàn)象；（3）光導纖維的外套相對于內(nèi)芯介質(zhì)來說是（選填“光疏介質(zhì)”或“光密介質(zhì)”）?！敬鸢浮浚?）不會；（2）會；（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，才會發(fā)生全反射現(xiàn)象。因此，當光從空氣斜射到水中時不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。（2）若光由水進入空氣的臨界角是48.5°，則入射光以60°的入射角從水射向空氣時，此時角度大于臨界角，所以會發(fā)生全反射現(xiàn)象。（3）由題意可知，光導纖維的外套相對于內(nèi)芯介質(zhì)來說，外套的折射率小于內(nèi)芯介質(zhì)，所以說外套是光疏介質(zhì)。16．（2023·湖南益陽·統(tǒng)考中考真題）2022年中國科學院新一代遠洋綜合科考船“科學”號歷經(jīng)74天的航程，完成了一項基于北斗衛(wèi)星的深海通訊實驗。這次實驗突破了海水深度達到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸，解決了水下無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法正確的是（）A．通過聲波傳遞數(shù)據(jù) B．通過電磁波傳遞數(shù)據(jù)C．通過光纖傳遞數(shù)據(jù) D．數(shù)據(jù)傳輸有較長時間的延遲【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電磁波傳遞數(shù)據(jù)的，故A錯誤，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)實的，故C錯誤；D．電磁波的傳播速度非?？欤婵罩屑s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．沒有手機、收音機、電視機的海邊就沒有電磁波C．光信號在光導纖維中的傳播速度是340m/sD．通過調(diào)頻95MHZ日照新聞廣播頻道能聽到頻率為95MHZ的聲音【答案】A【詳解】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)學信號，使用數(shù)學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，手機、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。18．（2021·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）關(guān)于信息的傳遞，下列說法錯誤的是（）A．數(shù)字信號比模擬信號抗干擾能力強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定位服務(wù)D．電磁波不僅能傳遞聲音信號，且可以傳遞圖像信號【答案】C【詳解】A．通信的信號有兩種，即數(shù)字信號和數(shù)字信號，數(shù)字信號比模擬信號抗干擾能力強，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，故C錯誤，符合題意；D．電磁波作為載波使用時，既可以傳遞聲音信號，也可以能傳遞圖象信號，故D正確，不符合題意。故選C。19.（多選題）（2019·山東濟南·統(tǒng)考中考真題）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem）是我國自主發(fā)展、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。從2018年12月26日開始提供全球服務(wù)，標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式邁入全球時代。如圖所示的北斗衛(wèi)星導航系統(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)測站等若干個地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端。在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中（）A．各部分間利用超聲波進行信息傳遞 B．太陽能帆板是衛(wèi)星的主要電源之一C．靜止軌道衛(wèi)星相對于地球是靜止的 D．導航定位信號的傳播速度等于光速【答案】BCD【詳解】A．北斗導航各部分是利用電磁波進行信息傳遞的，故A選項不符合題意；B．太陽能帆板是是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故是電能的主要電源之一，故B選項符合題意；C．靜止在軌道衛(wèi)星，與地球同樣的速度運動，故相對于地球是靜止的，故C選項符合題意；D．導航定位信號是電磁波，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，回答問題微波通信電磁波可以用來傳遞信息，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，微波在相同的時間內(nèi)可以傳輸更多的信息。用微波傳遞信息時，必須每隔50km左右就要建設(shè)一個微波中繼站，如圖甲所示。