内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
第十七章 电磁波与现代通信
一、 选择题(每小题3分,共30分)
1. 2024年2月22日,某品牌折叠手机横空出世,它的卫星通信、5G、芯片、传感器等高科技都与物理有关,该手机与卫星之间传输的信号是( )
A. 光波 B. 电磁波
C. 超声波 D. 次声波
2. 下列关于电磁波和现代通信的说法,正确的是( )
A. 语言、符号和电磁波是人类特有的三种信息
B. 1864年英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在
C. 电磁波谱是按波速(或频率)连续排列的电磁波序列
D. 光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式
3. 将手机放到密闭的金属容器中,打电话发现手机不能接收到呼叫信号,这是因为金属容器可以屏蔽 ( )
A. 电磁波 B. 超声波
C. 次声波 D. 红外线
4. 在人类历史上,信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革,每一次变革都推动了生产力的巨大发展,促进了人类文明的进程.下列各项中,属于第一次信息变革的是( )
A. 语言的诞生 B. 印刷术的诞生
C. 贝尔制作的电话 D. 计算机技术的应用
5. 第一次用实验证实了电磁波存在的科学家是( )
A. 麦克斯韦 B. 赫兹
C. 法拉第 D. 奥斯特
6. 一位女播音员发出的声音的最高频率是1.1kHz
,这样的信号通过中央人民广播电台第二套节目720kHz向外广播时,发出的无线电波的频率是( )
A. 720kHz B. 721.1kHz
C. 718.9kHz D. 1.1kHz
7. 2019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
8. “光纤之父”高锟因光纤领域特殊贡献,于2009年获得诺贝尔物理学奖.激光从光纤一端射入,怎样传到另一端呢?后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中,终于明白了:激光信号在光纤中( )
A. 就像水流沿弯曲水管流动那样
B. 就像电流沿弯曲导线传播那样
C. 不断地在光纤中折射而向前传播
D. 不断地经光纤壁反射而向前传播
9. (中山二模)各色光在真空中的波长如图所示,植物中叶绿素会吸收波长在430~662nm之间的光.下列表述正确的是( )
A. 叶绿素只吸收绿光
B. 这些色光不是电磁波
C. 真空中,红光比蓝光的波长更长
D. 波长在400~430nm之间的光可以用来验钞
10. 互联网有很多用途,下列不属于互联网的用途的是( )
A. 远距离运输货物
B. 实现远程登录
C. 进行电子会议
D. 用户间互发电子邮件或简报
二、 填空题(每空2分,共38分)
11. 某聊天软件是一款常用语音聊天软件,它可以利用智能手机通过一定频率的 进行信息传递.如图是智能手机工具箱中的一款工具,可用来呈现声音的 .
12. 填写下列各种情况传递信息的方式.(在① 图像、② 文字、③ 光、④ 手势中选,填序号)
(1) 交通信号灯: .
(2) 早期海军通信所用的手旗: ;信号灯: .
(3) 我国古代发明的天文仪器“日圭”(一种测量时间的工具): .
(4) 如图所示的交通标志牌: .
13. “中国航天之父”钱学森曾说:“隐形技术的出现,与当年的原子弹具有类似的意义!”国产隐形战斗机歼-20通过在机身涂上一层能高效吸收
的物质,达到雷达无法追踪的效果,并对发动机放出的高温气体进行处理,使敌人无法追踪其辐射出的 (红外线/紫外线),从而达到“隐形”的效果.
14. 如图所示,打开收音机的开关,转动选台用的旋钮,调到一个没有节目的位置,使收音机收不到广播节目,然后开大音量,拿导线头迅速在钢锉上移动,这时收音机会发出“喀喀”的响声,这表明有 产生,由此可知产生电磁波的条件是导体中有 .
15. 光导纤维由内芯和包层组成(如图甲).若光在内芯中传播速度为真空中传播速度的,那么光信号在光导纤维内芯中沿直线传播10km,需要 s.互联网的光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射来传输信息的,如图乙所示,当一束光与水平方向成45°角射到一段水平放置的长为0.95mm、内径为50μm的直光导纤维的边缘,光束在此光导纤维内部(两端的边缘除外)反射了 次.
16. 地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同.在地球的周围均匀地配置 颗地球同步卫星,就可以覆盖全球实现全球通信.卫星通信是使用 (超声波/电磁波)与地面站进行通信的.
17. 如图是电视的发射和接收原理图.图甲,电视广播利用 获取图像信号,利用话筒获取声音信号,再经 (超声波/次声波/电磁波)发射机通过天线发射出去.图乙中显像管的作用是将接收的图像电信号还原成 ;音频放大器和扬声器的作用是将音频电信号转化成 .
三、 解答题(共32分)
18. (9分)(淮安淮阴一模)如图所示,探究电磁波的产生和传播特性.
(1) 如图甲,在验证电磁波的存在的实验中,实验成功的关键是要用导线 (直接/时断时续)地接触电池两端,才能听到收音机发出的“咔咔”声.
(2) 如图乙,将手机放在真空罩中,用抽气机抽去罩中的空气,打电话呼叫罩内的手机,发现手机能收到呼叫信号,说明 .
(3) 如图丙,将手机放到金属盆中,扣上金属网罩,打电话呼叫盆中的手机,不能收到呼叫信号;再将手机放在纸盒中,打电话呼叫,手机能收到呼叫信号,说明 .
19. (8分)电磁波是一个大家族,图甲是它们的家族谱,下面对应的是各种电磁波的主要应用.(已知电磁波的波速、波长和频率的关系为波速=波长×频率)
(1) 判断手骨折部位要照X射线,其电磁波波长比无线电波 (长/短).
(2) 红外线与紫外线的频率用f表示,f红外线 f紫外线;它们在真空中的传播速度v红外线 v紫外线.(>/=/<)
(3) “铱-192”发出的物质能穿透三十多毫米厚的钢板,这一性质可用于金属内部探伤,结合图乙所示推知:“铱-192”发出的可用于金属内部探伤的最有可能是 (可见光/α射线/β射线/γ射线).
20. (15分)阅读短文,回答问题.
微波通信
电磁波可以用来传递信息,通常用于广播、电视等通信.微波是电磁波家族中的一员,它的性质比中波和短波更接近光波.信息理论表明,作为载体的电磁波,与中波和短波相比,微波在相同的时间内可以传递更多的信息.
用微波传递信息时,必须每隔50km左右建设一个微波中继站,如图甲所示.信号传递的距离越远,需要的中继站越多.在雪山上、大洋中,根本无法建设中继站,所以人类用地球同步卫星作为微波通信的中继站来进行通信,如图乙所示,在地球的周围均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗地球同步卫星作为太空微波中继站,可使地球上任意两点间保持通信,接收地面站传来的电信号,经过处理后,再发送到另一个或几个地面站.某地举行体育赛事,其他地方的人通过卫星电视几乎可以立刻看到现场的画面.
(1) 普通手机通过地面基地台接收和发射信息,卫星电视直接通过卫星传递信息.它们都是利用
传递信息的,速度为 km/s.在地球的周围均匀地配置三颗地球同步卫星作为太空微波中继站,可使地球上任意两点间保持通信.
(2) 利用微波通信的原因是 (填字母).
A. 微波比中波和短波的波长要长一些
B. 微波比中波和短波负载的信息多
C. 微波比中波和短波传播得远
D. 利用微波通信的成本低
(3) 如图丙所示,a、b分别是Ⅰ、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站,把通信卫星假想成一个平面镜,使地球上b处地面站接收到a处发送的信号.请仿照光路图,在图丙中画出(a处发送的微波信号传送到b)平面镜及微波传播的路径和方向.
(4) 已知三颗地球同步卫星距地面的高度都是3.58×104km,任意两颗卫星之间的距离都是7.30×104km,则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是 s.
参考答案
1、B;2、D;3、A;4、A;5、B;
6、A;7、B;8、D;9、C;10、A;
11、电磁波;响度;
12、③;④;③;①;②;
13、电磁波;红外线;
14、电磁波;迅速变化的电流;
15、5×10-5;18;
16、三;电磁波;
17、摄像机;电磁波;图像;声音;
18、时断时续;电磁波能在真空中传播;金属容器能屏蔽电磁波;
19、短;<;=;γ射线;
20、电磁波;3×105;B;如图所示;0.482;
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