内容正文:
第十七章 电磁波与现代通信
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信息与信息传播
1.【跨学科·社会发展】(2024江苏常州正衡中学模拟)判断下
列信息传递方式的载体:两人面对面交谈时是利用_______
传递信息。两地间通过有线固定电话交谈时是利用
__________________传递信息。家中电视机能收到国内
电视节目是利用________传递电视节目内容。
电磁波
导线中的电流
声波
解析 两人面对面交谈时是利用声波传递信息;两地间通过
有线固定电话交谈时是利用导线中的电流传递信息;家中电
视机能收到国内电视节目是利用电磁波传递节目内容。
波及电磁波
2.【跨学科·工程实践】(2024陕西中考A卷)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
A
解析 空间站中的图片信息是利用电磁波传回地球的,故A正
确。
3.(2024江苏连云港期中)下列说法正确的是 ( )
A.红外线能使荧光物质发光
B.电视机的遥控器靠紫外线来实现对电视机的控制
C.导线中只要有电流,周围就会产生电磁波
D.密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用
D
解析 紫外线能使荧光物质发光,故A错误;电视机的遥控器
靠红外线来实现对电视机的遥控,故B错误;迅速变化的电流
才会产生电磁波,通电导线周围会产生磁场,故C错误;密闭的
金属容器对电磁波有屏蔽作用,故D正确。
4.电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。如图所示
是部分电磁波谱,在如图的五种电磁波中,X射线的频率比紫外
线______,红外线在生活中有广泛的应用,比如
_____________________________。
电视遥控器(答案合理即可)
高
3×108
解析 电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s;根据电磁波
的波速、波长和频率的关系v=λf可知,波速一定时,波长与频
率成反比,由图知,X射线的波长比紫外线小,故X射线的频率
比紫外线高;红外线在生活中的应用有各种红外遥控、取暖
设备等。
现代通信
5.【跨学科·社会发展】(2024江苏无锡梁溪一模)从古至今,人
类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的
是 ( )
A.手机既能发射电磁波,又能接收电磁波
B.北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
C.电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s
D.光纤通信是利用光在光导纤维中进行多次折射来传递信息的
D
解析 光纤通信是利用光在光导纤维中进行多次反射来传递
信息的,故D错误。
6.(2024江苏常州北郊中学模拟)若以地球为参照物,地球同步
卫星是_______的;现在许多长途电话是将地球同步卫星作
为中继站,打这种长途电话会感到存在延迟。假设某地球同
步卫星距离地球36 000 km,则打电话会延迟____________s。
0.24
静止
解析 地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转周期相
同,所以以地球为参照物,它们是静止的;电磁波在真空中的传
播速度为3×105 km/s;电磁波传播的距离s=36 000 km×2=72 00
0 km;由v= 可得,信号延迟的时间t= = =0.24 s。
7.(2024江苏常州中考,★★☆)英国科学家研究发现,用特定波长的红光持续照射人体背部15 min,可明显刺激人体线粒体,增加葡萄糖消耗,降低血糖水平。该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖。该红光的波形图如图所示,已知OA=AB=BC=CD=335 nm,则该红光的波长为( )
D
A.335 nm,合3.35×10-4 m
B.335 nm,合3.35×10-7 m
C.670 nm,合6.70×10-4 m
D.670 nm,合6.70×10-7 m
解析 波长指的是波在一个周期内传播的距离。由图可知,
波长为OB的长度,即335 nm×2=670 nm。而1 nm=10-9 m,则670
nm=6.70×10-7 m。
8.【新中考·实验新考法】(2023江苏苏州中考,★★☆)如图,
在桌面上将开关、灯泡和电源等连接好制成一套简易有线电
报机。小明、小红分别在不透光挡板(图中未画出)两侧,通过
控制灯泡闪光次数来向对方发送不同信息,图中虚线表示可
固定挡板的位置。则 ( )
A.挡板沿AA'固定,灯泡L1显示操控开关S1的人所发信息
B.挡板沿AA'固定,灯泡L1显示操控开关S2的人所发信息
C.挡板沿BB'固定,灯泡L2显示操控开关S1的人所发信息
D.挡板沿BB'固定,灯泡L2显示操控开关S2的人所发信息
B
解析 由电路图可知,灯泡L1与L2并联,开关S2控制灯泡L1,灯
泡L1能显示操控开关S2的人所发信息,开关S2与灯泡L1应分别
在挡板两侧;同理,开关S1控制灯泡L2,灯泡L2能显示操控开关S
1的人所发信息,开关S1与灯泡L2应分别在挡板两侧,故挡板应
沿AA'固定。故选B。
9.【新课标·科学思维】(2023江苏常州中考,★★☆)旅行者一
号是美国于1977年发射的无人太空探测器,现已离开太阳
系。2023年某日23:00:00(时:分:秒),地球收到旅行者一号于当
日发出的________(选填“超声波”或“电磁波”)信号,发
出信号的时刻用莫尔斯电码表示,其代码为“-----·---- -----
----- ----- -----”。旅行者一号发出该信号的时刻为
______________(时:分:秒),由此可估算出旅行者一号距离地球
__________________m。(v超声波=340 m/s,v电磁波=3×108 m/s)
2.376×1013
01:00:00
电磁波
莫尔斯电码 ----- ·---- ··--- ···-- ····-
数字 0 1 2 3 4
莫尔斯电码 ····· -···· --··· ---·· ----·
数字 5 6 7 8 9
解析 太空中是真空,声波不能在真空中传播,故旅行者一号
发出的是电磁波信号;对照表格信息,根据莫尔斯电码与数字
的关系可推断出旅行者一号发出信号的时刻是01:00:00;由题
知,地球收到信号的时刻是当日23:00:00,则电磁波传播的时间
t=22 h,由速度公式得,旅行者一号到地球的距离s=v电磁波t=3×
108 m/s×22×3 600 s=2.376×1013 m。
10.阅读短文,回答问题。
墙真的能阻挡手机信号吗
当你进入地下室或者进入某些高楼的时候,手机信号经常会
有大幅度的衰减,是墙阻挡了手机信号吗?
我们知道,导线中电流的迅速变化会在周围的空间产生
电磁波,而手机信号的传播就是利用电磁波进行的。电磁波
在介质中传播会出现趋肤效应。查阅资料,我们得知:当直流
电流通过均匀圆柱状导体时,电流是均匀分布的;但当导体中
有交流电或者处于交变电磁场中时,导体内部的电流分布不
均匀,集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,
导体内部实际上电流较小,这一现象称为趋肤效应。趋肤效
应使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加。电流的频率
越高(周期性变化越迅速),趋肤效应越明显。
如果是一堵“纯纯”的墙,是完全绝缘的,那么电磁波穿
过它是几乎没什么损耗的。但我们知道,墙体内部不仅有水
泥等绝缘材料,还有导电的钢筋,当然还有各种埋在墙内的电
线,这使得墙体对电磁波有一定的阻碍作用。因此当我们身
处地下室或者进入某些高楼时,手机信号会不同程度地减弱,有时会完全消失。
(1)光是一种电磁波,光在真空中的传播速度为__________m/s。
(2)趋肤效应使导体电阻增加的原因是___________________
___________________________________________________。
(3)请列举一种削弱趋肤效应影响的措施:_______________。
(4)频率高的电磁波在海水中衰减很快,你认为原因是______
降低电流频率
体外表的薄层,相当于导体的横截面积减小,导体电阻增加
电流集中分布在导
3×108
海水
_____________________________________________________
________________。
肤效应越明显
是导体,电磁波在海水中传播时会出现趋肤效应,频率越高,趋
解析 (1)光在真空中的传播速度为3×108 m/s。(2)由短文可
知,当导体中有交流电或者处于交变电磁场中时,导体内部的
电流分布不均匀,集中在导体外表的薄层,相当于导体的横截
面积减小,导体的电阻增加。(3)由短文可知,电流频率越高,趋
肤效应越明显,因此要削弱趋肤效应的影响,应该降低电流的
频率。(4)由于海水是导体,频率高的电磁波在海水中传播时,
趋肤效应使导体电阻增大,使它的损耗功率也增大,所以高频
率的电磁波在海水中衰减很快。
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