20.3 跨学科：电磁波与信息技术-2025-2026学年上学期物理沪科版九年级全一册

第二十章　电磁波与信息时代 第三节　跨学科:电磁波与信息技术 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1. 微波通信､卫星通信､光纤通信､网络通信等通信方式是从不同的视角进行分类的,请你完成以下通信方式的分类｡ 现代通信方式: ① 　　　　通信——按加载信号的电磁波波长分类｡　 ② 　　　　通信——按传播设备分类｡　 ③ 　　　　通信——按传播介质分类｡　 ④ 　　　　通信——按通信者之间的联络方式分类｡ 微波 卫星 光纤 网络 2. 现代通信主要由卫星通信和　　　　通信两种方式组成;通信卫星转发信号是通过　　　　来实现的｡如图所示为通信卫星在赤道上空约3.6×104km高的轨道上运行的图片,它与地球同步转动,则卫星相对地面是　　　　的｡ 光纤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 静止 微波 静止 (第2题) 3. 如图所示为光导纤维的结构图,其纤芯和包层材料不同,光在纤芯中传播｡以下关于光导纤维的说法正确的是 (　　) A. 光纤通信利用光作为载体来传递信息 B. 光纤导电,不会受外界电磁场的干扰 C. 光在光纤中沿着中轴线直线传播 D. 光导纤维在传输中信号不会衰减 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A 4. 新情境·科技民生 (2024·陕西)2024年4月28日,神舟十七号､神舟十八号航天员乘组在中国空间站举行了交接仪式｡如图所示的画面从空间站传回地球,利用的是 (　　) A. 电磁波 B. 光导纤维 C. 超声波 D. 次声波 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A 5. (2024·临夏)北京时间2024年5月10日23时起发生地磁暴,最大级别达到超大地磁暴(Kp=9)水平,受地磁暴影响,全球多地在5月10日至12日出现绚烂的极光｡极光的产生与地球的　　　　有密切关系｡地磁暴活动还会对电子设备(如手机､电视)等产生影响,这些电子设备是依靠　　　　来传递信息的｡ 地磁场 解析:极光的产生与地球的地磁场有关;地磁暴活动还会对电子设备(如手机､电视)等产生影响,这些电子设备是依靠电磁波传递信息的｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电磁波 6. ★(2024·广州)如图所示,光导纤维在传递信息时,光从内芯的一端传输到另一端,其运用的原理是光的 (　　) A. 折射 B. 反射 C. 色散 D. 直线传播 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:光纤通信,光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 光纤通信的原理及其最大优点 激光在光导纤维中传播的原理是光的全反射,多个激光信号可以同时在一根光导纤维中传播,且互不干扰,所以光纤通信的容量极大,这是光纤通信的最大优点｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7. 跨学科实践·社会发展 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统,目前已经具备全球导航､定位和授时功能｡关于北斗卫星导航系统,下列说法正确的是 (　　) A. 北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同 B. 北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息 C. 北斗卫星导航系统用超声波为汽车导航 D. 北斗卫星导航系统在传输大量信息时,其传输频率降低 A 解析:北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同,故A正确;北斗卫星导航系统的空间段采用电磁波传输信息,故B错误;北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车导航,故C错误;北斗卫星导航系统在传输大量信息时,其传输频率不变,故D错误｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8. (2023·益阳)2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程,完成了一项基于北斗卫星的深海通信实验｡这次实验突破了海水深度达到6000m的大容量数据的即时传输,解决了水下无线通信的世界性难题｡下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是 (　　) A. 通过声波传递数据 B. 通过电磁波传递数据 C. 通过光纤传递数据 D. 数据传输有较长时间的延迟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B 解析:声波不能在真空中传播,而电磁波能在真空中传播,所以北斗卫星在太空中与深海之间是通过电磁波传递数据的,A错误,B正确;要使用光纤传递数据,需在太空和海底间铺设光纤,显然是不现实的,C错误;电磁波传播速度非常快,在真空中约为3×108m/s,在水中的传播速度约为在真空中传播速度的,因此海水深度达到6000m的大容量数据的即时传输延迟很小,D错误｡故选B｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9. 下列说法中,错误的是 (　　) A. 利用互联网可以向全球的互联网用户发送电子邮件 B. 网络通信是数字通信 C. 计算机间的连接需要金属导线,不可以用光缆､通信卫星等手段 D. 宽带网是指频率范围更宽､能传输更多信息的网络 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C 解析:人们通过互联网可以浏览新闻､查阅资料､发送电子邮件等｡数字通信可以使传输的信号更准确､更逼真,传输的信息量也更大,所以网络通信采用数字通信｡计算机间的连接需要金属导线､光缆､通信卫星等多种手段,以便在很短的时间内传输更大的信息量｡宽带网的频率范围更大,因而传输量更大,传输的信息也更多｡故选C｡ 10. 5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高,网络下载速度比4G网络快数百倍,下列说法中,正确的是 (　　) A. 5G网络在传递信息时通过光导纤维来传输 B. 5G网络采用数字信号来传递信息 C. 在相同时间内5G网络传输的信息量更少 D. 5G信号在真空中传播速度更快 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B 解析:5G网络依靠电磁波来传递信息,A错误;5G网络和4G网络都是采用数字信号来传递信息的,B正确;5G网络传输速度比4G网络传输速度快数百倍,所以在相同时间内5G网络传输的信息量更多,C错误;电磁波在真空中的传播速度都是3×108m/s,D错误｡ 11. 阅读材料,回答问题｡ 手机是集成度很高的能接收和发射高频电磁波的微型高精密机器｡大致可分为五个部分:听筒､话筒､控制模组､天线及电源,采用双向异频率双工制,即接收和发射采用不同频率的调频电磁波｡根据国家标准局和有关方面的规定,某型号手机的发射频率为890.0125MHz,接收频率为935.0125MHz,双频间隔为45MHz｡用户在某个交换局的业务服务区购机,并配定使用的频率和编码后,就成为该局的原登记用户｡ (1) 当对着话筒讲话时,手机天线是作为　　　　天线使用的;当用听筒听对方讲话时,手机天线是作为　　　　天线使用的｡(选填“发射”或“接收”) 发射 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 接收 (2) 属于某一交换局业务服务区的另一部手机,　　　　(选填“能”或“不能”)用890.0125MHz的发射频率｡　 (3) 为什么在飞行的飞机上不能使用手机?　 　 ｡ 不能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 手机发射的电磁波被飞机上 的仪器接收后,会影响飞机的正常飞行 解析:(1) 手机既是电磁波的发射台,也是电磁波的接收台,是通过天线来实现这一功能的｡(2) 某部手机配定使用频率后,其他手机就不能使用该频率｡(3) 飞机是一种通过电磁波保持通信､确定飞行高度等的高精密工具,手机的电磁波会影响到飞机上一些设备的正常使用｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12. 如图甲所示,光线从一种介质斜射向另一种介质发生折射｡如图乙所示,当入射角增大时,折射角先增大到90°,此时折射光消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象｡相对于空气而言,水是光密介质,空气是光疏介质;水相对于玻璃而言,水就是光疏介质｡只有当光由光密介质斜射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象,光纤通信就是利用光的全反射原理,如图丙所示,光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质,光在内芯传播时会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外｡ (1) 由全反射的条件可知,当光从空气斜射到水中时　　　　(选填“会”或“不会”)发生全反射现象｡　 (2) 若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水中射向空气时　　　　(选填“会”或“不会”)发生全反射现象｡　 (3) 光导纤维的外套相对于内芯来说是　　　 　(选填“光疏介质”或“光密介质”)｡ 不会 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 会 光疏介质 解析:(1) 由题意可知,只有当光由光密介质斜射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象,因此,当光从空气斜射到水中时不会发生全反射现象｡(2) 若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时,此时入射角大于临界角,所以会发生全反射现象｡(3) 由题意可知,光在内芯传播时会发生全反射现象,所以光导纤维的外套相对于内芯来说是光疏介质｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 $$