第二十一章《电磁波及其应用》第二节《广播、电视和移动通信》 讲义 ----2025-2026学年人教版物理九年级

本讲义聚焦广播、电视和移动通信的核心原理，系统梳理无线电广播的发射（调制）与接收（调谐、解调）流程，电视双信号（图像+声音）的同步发射与接收机制，以及移动通信中基站的中继作用与手机通信流程，构建从单一信号到双信号再到双向移动的递进式知识支架。 资料通过思维导图直观呈现知识脉络，运用方法技巧总结通用信号处理流程与通信方式差异，结合中考真题和生活实例（如5G基站部署）培养科学思维与技术应用素养。课中助力教师突破调制、解调等难点，课后通过变式题和巩固训练帮助学生查漏补缺，强化知识应用能力。

21.2《广播、电视和移动通信》​ 目录​ 【学习目标】​ 【思维导图】​ 【知识梳理】​ 知识点 1：无线电广播的发射与接收​ 知识点 2：电视的发射与接收​ 知识点 3：移动通信的工作原理​ 【方法技巧】​ 方法技巧 1 信号发射与接收的流程区分技巧​ 方法技巧 2 不同通信方式的核心差异判断方法​ 【巩固训练】​ 【学习目标】​ 分类​ 具体要求​ 核心概念​ 1.理解无线电广播的发射与接收过程，知道调制、调谐、解调的基本含义； 2.了解电视信号的组成（图像信号和声音信号）及发射接收原理； 3.掌握移动通信的工作机制，知道基站的作用及手机的通信过程。​ 能力素养​ 1.能描述广播、电视和移动通信的信号传递流程，解释关键设备的作用； 2.能区分不同通信方式的信号特点和传播差异，解决简单的通信问题； 3.能结合生活实例，说明现代通信技术的应用价值，培养技术应用素养。​ ​【重点难点】​ 重点：​ 1.无线电广播的发射（调制）与接收（调谐、解调）过程；​ 2.电视信号的双信号（图像 + 声音）发射与接收原理；​ 3.移动通信中基站的中继作用及手机的通信流程。​ 难点：​ 1.理解 “调制”“调谐”“解调” 的物理意义（信号处理的核心步骤）；​ 2.解释电视双信号同步传输与还原的原理；​ 3.说明移动通信中基站如何实现信号的覆盖与切换。​ 【思维导图】​ ​​​ 【知识梳理】​ 知识点 1：无线电广播的发射与接收​ 1.核心原理​ 无线电广播利用高频电磁波传递音频信号，因为音频信号（声音）频率低，无法直接通过天线发射，需搭载在高频电磁波上（调制）才能远距离传播。​ 2.发射过程（电台端）​ 第一步：声音信号转换。话筒将声音（机械波）转化为音频电信号（低频电信号）；​ 第二步：调制。通过调制器，将音频电信号 “加载” 到高频电磁波（载波）上，形成调制信号（两种方式：调幅 AM、调频 FM）；​ 第三步：发射。通过发射天线，将载有音频信号的高频电磁波发射到空中。​ 简单流程：话筒→音频信号→调制器→高频载波→发射天线​ 3.接收过程（收音机端）​ 第一步：接收信号。接收天线捕捉空中的高频电磁波；​ 第二步：调谐。通过调谐器（选台旋钮），选择特定频率的电磁波（过滤其他频率信号）；​ 第三步：解调。通过解调器，将音频信号从高频载波上 “分离” 出来（还原为低频音频电信号）；​ 第四步：声音还原。音频电信号通过扬声器（喇叭），转化为声音（机械波）。​ 简单流程：接收天线→调谐器→解调器→扬声器→声音​ 4.关键术语解析​ 调制：将低频音频信号加载到高频载波上的过程（让电磁波成为 “信号载体”）；​ 调谐：选择特定频率电磁波的过程（选台本质是筛选信号）；​ 解调：从载波中分离出原始音频信号的过程（信号 “解码”）。​ 典例 1 （2024・湖南长沙・中考真题）无线电广播的发射过程中，调制器的作用是（　　）​ A．将声音信号转化为电信号​ B．将音频信号加载到高频载波上​ C．选择特定频率的电磁波​ D．将音频电信号转化为声音​ 答案：B​ 详解：A 是话筒的作用，C 是调谐器的作用，D 是扬声器的作用；调制器的核心功能是将音频信号加载到高频载波上，实现信号发射。故选 B。​ 典例 2 收音机上的 “选台” 旋钮，其本质是调节（　　）​ A．音频信号的频率 B．高频载波的频率​ C．调谐器的谐振频率 D．解调器的解调频率​ 答案：C​ 详解：选台旋钮通过调节调谐器的谐振频率，使调谐器只接收对应频率的高频电磁波，从而筛选出所需电台信号。故选 C。​ 变式 1 无线电广播中，能将音频信号从高频载波中分离出来的设备是______，该过程叫做______。​ 答案：解调器；解调​ 详解：解调器的作用是解调，即从载有信号的高频电磁波中分离出原始音频信号。​ 变式 2 关于无线电广播的发射与接收，下列说法错误的是（　　）​ A．话筒将声音转化为音频电信号​ B．发射天线发射的是高频载波信号​ C．调谐的目的是筛选特定频率的信号​ D．扬声器将电信号转化为声音​ 答案：B​ 详解：发射天线发射的是载有音频信号的高频调制信号，而非单纯的高频载波信号，B 选项错误。故选 B。​ 变式 3 无线电广播信号不能直接发射音频信号，原因是（　　）​ A．音频信号频率过高 B．音频信号能量过大​ C．音频信号频率过低，无法远距离传播 D．音频信号易被干扰​ 答案：C​ 详解：音频信号是低频电信号，波长较长，无法通过普通天线有效发射和远距离传播，需搭载在高频载波上才能实现远距离传输。故选 C。​ 知识点 2：电视的发射与接收​ 1.核心原理​ 电视信号包含图像信号和声音信号，两者同时加载到高频电磁波上发射，接收端同步还原图像和声音，实现视听同步。​ 2.电视信号的组成​ 图像信号：摄像机将景物的光信号转化为图像电信号（高频电信号）；​ 声音信号：话筒将声音转化为音频电信号（与广播的音频信号类似）。​ 3.发射过程（电视台端）​ 第一步：信号采集。摄像机采集图像信号，话筒采集声音信号；​ 第二步：双信号调制。通过调制器，将图像信号和声音信号分别加载到同一频率的高频载波上（双信号共载体）；​ 第三步：发射。通过发射天线，将载有双信号的高频电磁波发射出去。​ 简单流程：摄像机 + 话筒→双信号→调制器→高频载波→发射天线​ 4.接收过程（电视机端）​ 第一步：接收信号。接收天线捕捉空中的高频电磁波；​ 第二步：调谐与解调。调谐器选择特定频率信号，解调器分别分离出图像信号和声音信号；​ 第三步：信号还原。图像信号通过显像管（或液晶面板）转化为图像，声音信号通过扬声器转化为声音。​ 简单流程：接收天线→调谐器→解调器→显像管 + 扬声器→图像 + 声音​ 典例 3 电视信号发射时，图像信号和声音信号的处理方式是（　　）​ A．分别加载到不同频率的载波上发射​ B．同时加载到同一频率的载波上发射​ C．图像信号单独发射，声音信号借用广播信号​ D．声音信号单独发射，图像信号单独发射​ 答案：B​ 详解：电视的图像信号和声音信号会同时加载到同一频率的高频载波上发射，接收端通过解调器分别分离还原，实现同步播放。故选 B。​ 典例 4 电视机中，能将图像电信号还原为图像的设备是（　　）​ A．话筒 B．扬声器 C．显像管（或液晶面板） D．调谐器​ 答案：C​ 详解：显像管（或液晶面板）的作用是将解调后的图像电信号还原为可见光图像，话筒是信号采集设备，扬声器还原声音，调谐器筛选信号。故选 C。​ 变式 1 电视接收过程中，调谐器的作用是（　　）​ A．分离图像信号和声音信号 B．选择特定频道的高频信号​ C．将图像电信号转化为图像 D．将音频电信号转化为声音​ 答案：B​ 详解：电视调谐器与广播调谐器功能一致，都是筛选特定频率的高频电磁波信号，为后续解调做准备。故选 B。​ 变式 2 关于电视信号，下列说法正确的是（　　）​ A．电视信号只有图像信号​ B．电视信号的图像信号和声音信号是分开发射的​ C．电视信号的传播不需要载体​ D．电视信号是载有图像和声音的高频电磁波​ 答案：D​ 详解：电视信号包含图像和声音双信号，同时加载到高频载波上发射，需依赖电磁波作为载体，D 选项正确。故选 D。​ 变式 3 电视机的扬声器和收音机的扬声器功能相同，都是将______信号转化为______信号。​ 答案：音频电；声音（机械波）​ 详解：两者的扬声器均是将解调后的低频音频电信号，通过振动转化为可听到的声音信号。​ 知识点 3：移动通信的工作原理​ 1.核心定义​ 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式（如手机通话、短信、移动网络），核心依赖电磁波和基站实现信号传输。​ 2.关键设备及作用​ 手机（移动终端）：兼具发射和接收功能，能将声音转化为电信号发射，也能接收基站传来的信号并还原为声音；​ 基站（中继站）：分布在各地的信号收发塔，负责接收手机发射的信号，并将其转发到另一部手机或固定通信网络（如电话网）；​ 核心网：连接各个基站的通信网络，实现基站间的信号交换和远距离传输。​ 3.工作流程（以手机通话为例）​ 发话方：手机→声音转化为音频电信号→调制为高频电磁波→发射给附近基站；​ 中继传输：基站接收信号→通过核心网转发到受话方附近的基站；​ 受话方：基站发射信号→受话方手机接收→解调分离音频电信号→扬声器还原为声音。​ 4.移动通信的特点​ 双向通信：手机既能发射信号，也能接收信号；​ 可移动性：只要在基站覆盖范围内，手机可随时通信；​ 基站组网：通过密集部署基站，实现大范围信号覆盖（盲区无信号）。​ 典例 5 （2024・广东深圳・中考真题）关于移动通信，下列说法正确的是（　　）​ A．手机只能接收电磁波，不能发射电磁波​ B．基站的作用是转发手机之间的信号​ C．手机通信不需要电磁波作为载体​ D．手机在任何地方都能接收到信号​ 答案：B​ 详解：A．手机兼具发射和接收电磁波的功能，故 A 错误；B．基站是中继站，负责转发手机信号，故 B 正确；C．手机通信依赖电磁波传递信号，故 C 错误；D．手机需在基站覆盖范围内才能接收信号，盲区无信号，故 D 错误。故选 B。​ 典例 6 手机通话时，信号传递的路径是（　　）​ A．手机→基站→核心网→另一基站→另一手机​ B．手机→另一手机​ C．手机→核心网→另一手机​ D．手机→基站→另一手机​ 答案：A​ 详解：手机通话需通过基站接收信号，经核心网连接另一区域基站，再由该基站将信号传递给另一部手机，完成双向通信。故选 A。​ 变式 1 移动通信中，基站的主要作用是______和______信号，核心网的作用是______基站间的信号。​ 答案：接收；发射；连接（转发）​ 详解：基站负责收发手机信号，核心网实现不同基站间的信号交换，保障远距离通信。​ 变式 2 手机能实现移动通话，是因为（　　）​ A．手机能直接接收卫星信号​ B．手机能发射和接收电磁波，且基站实现信号中继​ C．手机通过导线传递信号​ D．手机的信号无需载体即可传播​ 答案：B​ 详解：手机通过电磁波传递信号，兼具发射和接收功能，基站的中继作用解决了手机信号传播距离有限的问题，实现移动通话。故选 B。​ 变式 3 下列关于基站的说法，错误的是（　　）​ A．基站是移动通信的核心设备之一​ B．基站能实现信号的接收和发射​ C．基站密度越大，信号覆盖越全面​ D．基站只负责接收信号，不负责发射信号​ 答案：D​ 详解：基站兼具信号接收和发射功能，既要接收手机发射的信号，也要将转发后的信号发射给目标手机，D 选项错误。故选 D。​ 【方法技巧】​ 方法技巧 1 信号发射与接收的流程区分技巧​ 1.通用流程模板（适用于广播、电视、移动通信）：​ 发射端：信息（声 / 光）→电信号→调制→高频电磁波→发射；​ 接收端：接收高频电磁波→调谐→解调→电信号→还原信息（声 / 光）。​ 2.关键步骤记忆：“发射必调制，接收必调谐 + 解调”，即所有无线通信的发射端都需经过 “调制” 加载信号，接收端都需经过 “调谐” 选信号和 “解调” 分信号。​ 方法技巧 2 不同通信方式的核心差异判断方法​ 通信方式​ 信号类型​ 核心设备​ 关键差异​ 无线电广播​ 单一音频信号​ 电台、收音机​ 只传声音，单向接收​ 电视​ 图像信号 + 音频信号​ 电视台、电视机​ 视听同步，单向接收​ 移动通信​ 双向音频 / 数据信号​ 手机、基站、核心网​ 可移动，双向通信，依赖基站​ ​判断技巧：遇到 “只听不看”→广播；“又听又看”→电视；“移动中双向通话”→移动通信；“选台”→调谐；“加载信号”→调制；“分离信号”→解调。​ 【巩固训练】​ 1.无线电广播中，调制器的作用是（　　）​ A．将声音转化为电信号 B．将电信号转化为声音​ C．将音频信号加载到高频载波上 D．选择特定频率的信号​ 答案：C​ 详解：A 是话筒的作用，B 是扬声器的作用，D 是调谐器的作用；调制器负责将音频信号加载到高频载波上，实现信号发射。故选 C。​ 2.电视机接收信号时，调谐器的功能是（　　）​ A．分离图像和声音信号 B．选择特定频道的高频信号​ C．将图像信号转化为图像 D．将音频信号转化为声音​ 答案：B​ 详解：调谐器的核心功能是筛选特定频率的高频电磁波信号，为后续解调分离图像和声音信号做准备。故选 B。​ 3.移动通信中，基站的主要作用是（　　）​ A．直接连接两部手机 B．接收和转发手机信号​ C．将声音转化为电信号 D．提供电源给手机​ 答案：B​ 详解：基站是中继站，负责接收手机发射的信号，并转发到目标基站或核心网，无法直接连接两部手机。故选 B。​ 4.无线电广播的接收过程为：接收天线→→解调器→扬声器→声音，其中空缺的设备是。​ 答案：调谐器；调谐器​ 详解：无线电广播接收的关键步骤是 “调谐→解调”，调谐器筛选特定频率信号后，解调器分离音频信号。​ 5.电视信号包含______信号和______信号，两者通过______加载到高频电磁波上发射。​ 答案：图像；声音（音频）；调制器​ 详解：电视信号是双信号，需通过调制器同时加载到高频载波上，实现同步传输。​ 6.关于手机通信，下列说法正确的是（　　）​ A．手机通信不需要电磁波​ B．手机只能在固定位置通话​ C．基站负责转发手机之间的信号​ D．手机发射的信号能直接传到另一部手机​ 答案：C​ 详解：A．手机通信依赖电磁波传递信号，故 A 错误；B．手机可在基站覆盖范围内移动通话，故 B 错误；C．基站是中继站，负责转发信号，故 C 正确；D．手机信号需经基站转发，不能直接传到另一部手机，故 D 错误。故选 C。​ 7.下列设备中，兼具电磁波发射和接收功能的是（　　）​ A．收音机 B．电视机 C．手机 D．话筒​ 答案：C​ 详解：收音机、电视机只能接收电磁波（单向）；话筒将声音转化为电信号，不涉及电磁波收发；手机既能发射电磁波，也能接收电磁波（双向）。故选 C。​ 8.无线电广播中，“解调” 是指（　　）​ A．将声音转化为音频电信号 B．将音频信号加载到高频载波上​ C．从高频载波中分离出音频信号 D．选择特定频率的高频信号​ 答案：C​ 详解：解调的本质是 “解码”，即从载有信号的高频电磁波中分离出原始的音频信号。故选 C。​ 9.电视节目播放时，图像和声音同步出现，是因为（　　）​ A．图像信号和声音信号传播速度不同​ B．图像信号和声音信号加载到同一载波上同步传输​ C．图像信号传播速度更快​ D．声音信号传播速度更快​ 答案：B​ 详解：电视的图像和声音信号同时加载到同一频率的高频载波上发射，接收端同步解调还原，因此视听同步。故选 B。​ 10.下列关于基站的说法，正确的是（　　）​ A．基站密度越大，信号覆盖越差​ B．基站只负责发射信号，不负责接收信号​ C．基站是移动通信的中继站​ D．手机无需基站也能实现远距离通话​ 答案：C​ 详解：A．基站密度越大，信号覆盖越全面，故 A 错误；B．基站兼具收发信号功能，故 B 错误；C．基站是中继站，转发手机信号，故 C 正确；D．手机需通过基站实现远距离通话，故 D 错误。故选 C。​ 11.无线电广播信号的发射和接收过程中，顺序正确的是（　　）​ A．发射：话筒→调制器→高频载波→发射天线​ B．发射：话筒→高频载波→调制器→发射天线​ C．接收：接收天线→解调器→调谐器→扬声器​ D．接收：接收天线→扬声器→调谐器→解调器​ 答案：A​ 详解：发射端需先将声音转化为音频信号（话筒），再调制到高频载波上（调制器），最后发射；接收端需先调谐筛选信号，再解调分离信号，最后还原声音。故选 A。​ 12.阅读短文，回答问题。​ 5G 移动通信技术​ 5G 是第五代移动通信技术，相比 4G，5G 基站的信号覆盖范围更小，但信号传输速率更快、延迟更低。这是因为 5G 采用了更高频率的电磁波，能携带更多数据，但高频电磁波的穿透能力较弱，因此需要更密集地部署基站（如城市中每隔几百米就有一个 5G 基站），才能实现全面覆盖。5G 不仅支持手机通话、上网，还能应用于自动驾驶、远程医疗等领域。​ （1）5G 通信利用的载体是______，其信号传输速率快的原因是______；​ （2）5G 基站需要密集部署的原因是______；​ （3）5G 除了手机通信，还能应用于______（举一例即可）。​ 答案：（1）电磁波；采用了更高频率的电磁波，能携带更多数据；（2）5G 采用的高频电磁波穿透能力较弱，覆盖范围小；（3）自动驾驶（或远程医疗、智能家电等）​ 详解：（1）移动通信的载体是电磁波，5G 用更高频率的电磁波，携带数据量更大，传输速率更快；（2）高频电磁波穿透能力弱，覆盖范围小，需密集部署基站；（3）5G 应用场景广泛，如自动驾驶、远程医疗等。 10 学科网（北京）股份有限公司 $