21.3 卫星通信和光纤通信- 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件聚焦卫星通信和光纤通信，通过生活中的WiFi、光纤上网等实例导入，衔接电磁波基础知识，帮助学生从已知到未知构建通信技术的物理观念。 其亮点在于融合科学探究（丁铎尔实验到光导纤维的发明）、科学思维（同步卫星覆盖模型建构），通过选择题解析与阅读材料结合，既巩固光的反射、电磁波传播等物理观念，又培养学生探究能力。学生能联系实际提高兴趣，教师可高效开展教学。

21.3　卫星通信和光纤通信 1. 了解卫星通信和光纤通信。 2. 通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学物理 的兴趣。 1. 现代“信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传 输通道的俗称。光纤通信传输信息时利用的载体是（　B　）。 A. 微波 B. 光波 C. 无线电波 D. 超声波 B 2. 华裔物理学家高锟在光导纤维通信领域取得突破性的进展并因此获 得2009年的诺贝尔物理学奖。光纤传播信息利用的原理是（　A　）。 A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散 A 3. 下列关于微波的说法中不正确的是（　D　）。 A. 微波属于电磁波 B. 微波的性质接近于光波，大致沿直线传播 C. 进行长距离微波通信时，应通过中继站转播 D. 微波中继站间的距离大约为50km，而且只能建立在地球表面 D 4. 关于卫星通信，下列说法中正确的是（　D　）。 A. 卫星通信使用的是中波或短波 B. 通信卫星只能用来传递声音信号 C. 通信卫星相对于地面是运动的 D. 通信卫星既能传递信号，又能放大信号 【解析】卫星通信是利用微波来传递信息的，A错误；卫星通信既能传 递声音信号，也能传递图像信号，B错误；通信卫星相对于地球是同步 的，相对于地球没有位置的变化，是静止的，C错误；可利用地球同步 通信卫星作为微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然 后转发给另外的地面站，实现信息的传递，D正确。 D 5. 小明家的计算机通过光纤与互联网交换信息。下列关于光纤通信的 说法中不正确的是（　D　）。 A. 它的传输方式是靠光波在光导纤维内壁进行多次反射 B. 它利用激光在光导纤维制成的光缆中来传递信息 C. 它利用了光在一定时间内可以传播大量信息的特点 D. 光纤通信和微波通信及卫星通信一样，都需要建微波中转站 D 6. 下列有关信息传递的说法中正确的是（　C　）。 A. 用电子邮件可以传递文字、声音文件，但不能传递图像文件 B. 使用4G手机通过无线网络上网，是利用电磁波传递模拟信号 C. 光纤通信技术是利用光经多次反射进行传输光信号的 D. 波长和频率都不同的电磁波在真空中传播的速度也不同 C 7. 下列说法中不正确的是（　C　）。 A. 微波大致沿直线传播，因此微波通信要建很多中继站才能把信息传 递到远方 B. 卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信 C. 光纤通信容量大，不受电磁干扰，保密性好，通信质量高，但传输 距离短 D. 利用互联网可实现资源共享和信息传递，还可进行远程教育、远程 医疗等 C 【解析】地球近似一个球体，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中 继站，将信号接力传递下去，A说法正确；通信卫星大多是相对地球“静 止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几 乎全部地球表面，可以实现全球通信，B说法正确；光纤已经成为现代 通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐 蚀、不怕潮、能量损耗少，使激光通信能传播很远，并且能提高通信质 量等优点，C说法不正确；人们可以通过互联网进行远程教育、远程医 疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等，D说法正确。 8. WiFi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接 的技术，常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现的。下列说法中 正确的是（　A　）。 A. 无线路由器是通过电磁波向四周有效范围内的终端传送信息的 B. 无线路由器是通过红外线向四周有效范围内的终端传送信息的 C. 无线路由器向四周传送信息的速度大于光速 D. 无线路由器向四周传送信息的速度小于光速 【解析】WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，A正确，B错 误；电磁波的传播速度等于光速，C、D错误。 A 9. 中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法中正确 的是（　C　）。 A. 智能机器人只能通过声音信号控制 B. “北斗”卫星导航是通过光纤传递信息的 C. 无人机垂直运动的原理是力的作用是相互的 D. 用5G手机上网是通过超声波传递信息的 C 10. 下列关于光纤通信的叙述中正确的是（　D　）。 A. 光纤是用一种玻璃制成的非常细的玻璃丝 B. 光纤由内芯和外套两部分组成，光在这两部分中的传播速度相同 C. 光纤由内芯和外套两部分组成，光在内芯中的传播速度较大 D. 光纤由内芯和外套两部分组成，光在内芯中的传播速度较小 D 11. 阅读材料，回答下列问题： 　　同步卫星的工作原理如图所示，卫星运行在高达三万六千千米的同 步定点轨道上，即在赤道平面内的圆形轨道上。卫星的运行周期与地球 自转一圈的时间相同，在地面上看卫星好似静止不动，称为同步定点卫 星。卫星通信系统由通信卫星和通信地面站两部分构成。通信卫星实际 上就是一个悬挂在空中的通信中继站，它居高临下，视野开阔，它可以 “看”到的地面最大跨度达一万八千余千米，三颗卫星就几乎可以覆盖全 球，可进行全天候通信，只要在它的覆盖区域内，不论距离远近都可以 通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号，通过对 信号的压缩编码，使通信容量增大，应用广泛。 （1）同步通信卫星的“同步”指的是 ⁠ 。  （2）同步卫星所在的运行轨道叫作 ⁠，距地球表 面 km。  （3）由如图所示的地球站1和地球站2通信，同步通信卫星的作用 是 。  （4）现代通信卫星传递的是 （填“数字”或“模拟”）信号， 靠 （填“电磁波”“超声波”或“次声波”）传递信息。  卫星的运行周期与地球自转一圈 的时间相同 同步定点轨道 36000 通信中继站 数字 电磁波 12. 【百色】随着数字时代的到来，现在我们已经可以很方便地使用4G 或5G手机进行登录无线网络。下列关于手机上网的说法中正确的是 （　A　）。 A. 使用电磁波传输信号 B. 使用超声波传输信号 C. 使用红外线传输信号 D. 使用次声波传输信号 A 13. 【黄石】下列关于信息传递的说法中正确的是（　C　）。 A. 车载GPS导航系统是利用超声波进行定位和导航的 B. 电磁波不能在真空中传播 C. 用三颗同步卫星就可实现全球通信 D. 光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息 C 14. 阅读材料，回答下列问题： 光纤通信 　　光纤通信是光在用玻璃纤维做的“导线”中传送信号的通信方式，这 种光的“导线”是英国物理学家丁铎尔首先发现的。 　　1870年，丁铎尔做了一次有趣的表演：他在一个大桶的侧壁上开了 一个小孔，然后在大桶内装满水，让水从小孔流出，形成一股弯弯的水 柱落到地面。接着，他在水面上用光源照射桶中的水。当盖上桶盖，再 把屋子里的灯关掉以后，看到射入水中的光竟随着水从小孔流出，并且 同弯弯的水流一起落到地面，在地面上形成一个光斑。 　　丁铎尔的这个发现启发了科学家们，他们利用拉得很细的玻璃丝光 纤来作为光的“导线”，实验证明：不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射 入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射出，这种纤维就叫作光导 纤维。 　　能传送光的光导纤维可以传送声音信号，也可以用来传送图像信 号。光导纤维传送声音和图像的原理与电话相似，但它要把声音和图像 的电信号变成有相应强弱变化的光信号。在“光话”或“光视”的一端有一 个编码器，它把所有要传送的声音或图像（或其他信息）转换成数字信 息，比方说编成一个0和1组成的数码，发光器就根据数码中的数字，有 光表示1，无光表示0，通过光导纤维射出一串明暗不同的光信号，传到 另一端的接收器后，由那里的译码器复原成声音或图像。这样，对方就 能像用电话或电视传输一样，直接听到声音或接收电视节目了。 　　光纤通信的应用有很多，除了“光话”“光视”外，还可用于计算机网 络、厂矿内部的通信，光缆传输的电视、铁道系统的通信等。 （1）科学家们由丁铎尔的实验发明了光导纤维，这个过程中所采取的 思维方法是 （填字母）。  A. 归纳 B. 类比 C. 发散 D. 推理 B （2）光导纤维作为光的“导线”具有什么样的特点？ ⁠ ⁠ 。  （3）请你完成下面表示光导纤维传送声音和图像的框图。 【答案】如下图所示。 不管玻璃丝怎样 弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射 出 $$