第十七章 电磁波和现代通信（复习讲义）物理新教材苏科版九年级下册

第十七章 电磁波和现代通信（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 信息与信息传播 第2节 电磁波及其传播 第3节 现代通信 【考点题型突破·拓思维】 题型一 现代通信技术 题型二 通信技术的发展 题型三 电磁波的应用 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出信息的定义及常见的信息传播方式，知道信息传播经历的五次巨大变革。 2. 能描述电磁波的产生与传播条件，记住电磁波在真空中的传播速度，能举例说明电磁波在生活中的应用。 3. 了解现代通信的主要方式，如卫星通信、光纤通信、移动通信的基本原理和特点。 【进阶目标】 1. 能结合实例分析不同信息传播方式的优缺点，理解电磁波的波长、频率和波速之间的关系，并能进行简单计算。 2. 能解释光纤通信中光的反射原理，说明卫星通信中同步卫星的作用，分析移动通信中基站的功能。 3. 能区分不同现代通信技术的应用场景，评估通信技术发展对社会生活的影响。 【拓展目标】 1. 关注通信技术的最新发展动态，如5G、6G技术、量子通信等，探讨其潜在的应用前景和可能面临的挑战。 2. 尝试设计简单的实验来验证电磁波的存在或探究影响电磁波传播的因素。 3. 从能量、信息、物质的角度，理解现代通信技术在构建“信息社会”中的核心作用，培养科学探究精神和创新意识。 第1节 信息与信息传播 一、信息与信息传播 1. 信息：信息是各种事物发出的有 的消息。消息中包含的内容越多，信息量就越大。 2. 信息传播 （1）人类特有的三种信息：语言、 、 。 （2）通信：以特定的手段和方式进行的 ，叫做通信。 （3）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大变革。 语言的诞生 → 文字的诞生→印刷术的诞生→ 的应用→计算机与 应用。 3. 早期的信息传播工具 万里长城上的烽火台；古代传递官文的驿马；莫尔斯发明的 ；贝尔制作的早期 ；信鸽、信号树、手旗、灯光等。 二、自制简易有线电报机 1. 设计并制作 利用图中所示的器材设计一个电路，使分别处在挡板两侧的同学按下自己所在一侧的开关时，对方一侧的灯泡会发光。 挡板 2. 操作 （1）与对方约定自己的电报密码 例如，可用课本第62页进行编码作为密码本，用四位数字“6245”代表该字典第62页第4行第5个字 ——“ ”（标点符号不算字数），如图所示。 （2）采用莫尔斯电码，组合电报密码中的数字 采用莫尔斯电码，用点（开关接通时间短）、画（开关接通时间长）的组合表示电报密码中的数字。 （3）把“电”发给对方，看他是否能正确地翻译出。 3. 评价 （1）想一想，如果不用莫尔斯电码，而是将开关接通时间短设为“0”，开关接通时间长设为“1”，你能不能能用“0”和“1”的不同组合来表示0~9这10个数字? 可以把莫尔斯电码表中的“点”换成“ 或 ”，“画”换成“ 或 ”即可。 （2）分析有线电报的优点和缺点，说出应怎样传播信息才更加合理。 ①优点：相对于驿送、信鸽、信狗、以及烽烟等来说，是当时比较快的通讯工具，保密性好。 ②缺点：电报传送操作繁琐，远距离连线不方便，不能及时进行双向交流。 ③信息传播应操作简便、传播距离远、传播信息量大且能够双向交流才更加合理。 第2节 电磁波及其传播 一、波的基本特征 1. 波的基本特征 机械振动在介质中传播，形成了机械波；机械波能够传播周期性的振动形态。 2. 描述波基本特征的物理量 物理量 振幅A 周期T 频率f 波长λ 波速v 定义 波源振动的幅度 振动一次 所需 振源1秒 振动的次数 波在一个周期 内传播的 波传播 的速度 单位 米（m） 秒（s） 赫（Hz） 米（m） 米/秒（m/s） 物理意义 反映振 动 周期与频率反映振动的 。关系： f=1/T 波速、波长与 频率的关系：v= 二、电磁波 1. 电磁波 （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的 。1864年，英国物理学家 建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。德国物理学家 于1888年首先用实验证实了电磁波的存在。 （2）在我们周围的空间充满了 。电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发的电磁波；手机靠电磁波通话。 2. 电磁波的传播特性 （1）电磁波能在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度 c = m/s （2）密闭的金属容器对电磁波有 作用。 （3）描述电磁波的物理量是：频率f、波长λ 和波速c。它们之间的关系是：c= 。 3. 电视广播的工作过程 （1）电视信号的发射 电视信号的发射由电视台完成。利用摄像机获取图像信号，利用话筒获取声音信号，再经电磁波发射机通过天线发射出去，发射出的电磁波加载着声音和图像信号在空中传播。 （2）电视信号的接收 电视信号的接收由电视机完成。电视机是电磁波接收机，接收到空中传播的信号后，通过显像管将图像信号还原成图像，通过音频放大器和扬声器将声音信号还原成声音。 三、电磁波谱 1. 电磁波谱：电磁波谱是按 （或频率）连续排列的电磁波序列。 2. 电磁波谱的各频段及其对应的应用 电磁波谱的频段常分为： 、微波、红外线、 、紫外线、x射线及γ射线。 3. 电磁污染 电磁波在为人们生活带来日新月异变化的同时，也给人类生存的环境带来了危害。 频率在0.1 MHz以上的电磁波，在强度足够大时会扰乱人体的自然生理节律，使人出现头痛、失眠、健忘等“亚健康”状态。电磁波穿透力强，往往损伤人体的深层组织或器官。 电磁波辐射造成的危害虽然不可小视，但也不必过度恐慌，只要我们合理地利用电磁波，趋利避害，就能将其危害降到最低。 第3节 现代通信 一、卫星通信 1. 微波与微波中继站 （1）微波 电视广播、移动通信等主要是利用 传递信号的。微波一般是指频率在3×10²~3×105MHz的电磁波，微波的性质与光波相近，大致沿 传播，不能沿地球表面绕射。因此，远距离进行微波通信需要通过地面上的微波中继站或 来实现。 （2）微波中继站 微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方，每隔50km左右就要建设一个中继站。 2. 卫星通信系统的构成 （1）卫星通信系统是由 （空间部分）和 （地面部分）两大部分组成的。 （2）地球同步卫星 如图所示，在地球赤道平面内距地球表面约35800km的轨道上运动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期 ，即24h。从地面上看去，它似乎总是静止在赤道上空。一般来说，三颗在赤道上空均匀分布的地球同步卫星组成的通信系统发出的电磁波就几乎可以覆盖整个地球。 3. 卫星通信的工作方式 图表示采用卫星通信越洋传递微波信号的过程。从地面站 1发出载有信号的电磁波，这个电磁波被通信卫星接收并处理后再发送到地面站2，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信。 4. 卫星通信的优缺点 优点：覆盖面大；通信距离长；不受地理环境限制。 缺点：造价较高；有零点几秒的时间延迟；保密性不好。 5. 卫星通信的应用 卫星通信不仅在全球性的电话、电报、电视广播中成为重要的信息传输方式，而且在全球定位、导航等方面发挥着重要作用。 二、光纤通信 1. 光纤通信 光纤通信是利用光波在 中传输信息的一种通信方式。能够传输光信号的极其纤细的材料称为光导纤维；由多根光纤制成的光信号传输线称为 。 2. 光纤传输光信号的原理 如图所示，光沿直线进入光纤的一端，经多次 （光的全反射）后从光纤的另一端端射出。 3. 光纤通信的工作方式 在光纤通信中，首先利用电光转换技术把电信号转变为 信号，通过光纤传递到接收端，然后把光信号转变成电信号，从而实现信息传递。 4. 光纤通信的优、缺点 优点：通信容量极大；不受外界地磁场的干扰；不怕潮湿、不怕腐蚀、线路能量损耗较小。 缺点：架设线路受地理条件限制；光缆易被拉断。 三、互联网与信息高速公路 1. 互联网 互联网是一个由 、 及其附属设备连接起来的全球通信网络。 2. 互联网的用途 （1）收发邮件：利用互联网可以向全球的互联网用户发送电子邮件，召开分散于世界各地的有关人员的视频会议等。 （2）浏览新闻：可用网页浏览器快速、准确地获取新闻或你想阅读的新闻. （3）搜索引擎：可以自动地在互联网上搜集信息，经过整理以后，提供给你查询。 （4）获取信息：可以查取产品服务、工业信息、医疗服务、政务信息。 3. 信息高速公路 世界各国都十分重视国家信息基础设施的建设。这种设施集 通信、 通信、 通信、 ______通信等技术于一身，利用 和各级计算机把所有的通信系统连接在一起，组成了一个高速传递信息的网络——信息高速公路。 题型一 现代通信技术 1．在北京三里桥附近建有中国电信的基地台天线，它所进行的电话服务是下列选项中的（    ） A．普通固定电话 B．光纤电话 C．移动电话 D．以上三种都不是 2．“雪龙”号极地考察破冰船停靠山东青岛，中国第40次南极考察圆满结束，关于该新闻电视信号的发射和接收，说法正确的是（    ） A．摄像机把图像和声音信号转换为电信号 B．话筒将声信号转换成电信号 C．显示器将声信号还原成声音 D．扬声器将电信号还原成图像 3．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 4．关于电视的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．摄像机把图像和声音信号变成电信号 B．话筒将声信号变成电信号 C．显示屏的作用是将声信号还原成声音 D．扬声器的作用是将图像信号还原成图像 5．（25-26九年级下·全国·课后作业）用收音机接收无线电广播时，收音机中承担选台工作的是（　　） A．接收天线 B．调谐器 C．调制器 D．扬声器 6．关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（　　） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．它们的发射、接收过程类似 C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上 D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能 题型二 通信技术的发展 7．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（    ） A．地球同步卫星在空中静止不动 B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周 C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的 D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球 8．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（　　） A．微波通信 B．卫星通信 C．光纤通信 D．网络通信 9．测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（    ） A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗 10．下图是 通信示意图，光从光导纤维的一端射入，在其内壁上经多次 ，把信息传到远方。由于光的 很高，在一定时间内可以传输大量的信息。 11．光纤通信 光从 的一端射入，在内壁上多次 后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信传递的不是普通的光，而是一种频率 、 高度集中的激光，光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。 题型三 电磁波的应用 12．卫星通信 现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。 13．关于电磁波，下列说法不正确的是（　　） A．光是电磁波 B．5G通信是利用电磁波来通信的 C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．电磁波传播速度是 14．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 15．电磁波的家庭成员很多，有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 B．手机利用超声波传递信号 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真假 D．遥控器利用紫外线对电视机进行遥控 16．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s，所以波源振动的频率是 Hz，在真空中此波传播的波长是 m。 17．“歼-20”是我国新研制的隐形战机，它的“隐身”原理主要是机身对雷达发射的 （选填“超声波”或“电磁波”）具有良好的吸收作用。 18．（2025·陕西西安·模拟预测）2024年11月4日北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出具有返回指令的 （选填“电磁波”或“声波”），控制神舟十八号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱开始向地球返回，进入黑障区时其外表面与大气层会发生剧烈的摩擦，温度可达上千摄氏度，此过程返回舱所具有的机械能不断 （选填“增大”或“减小”）；为确保舱内温度舒适，舱体表面的特殊涂层应具有极好的 （选填“隔热”或“导热”）性。 基础巩固通关测 1．北京时间2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是（　　） A．火箭上升过程中，02星的质量变小 B．火箭加速升空过程中机械能不变 C．卫星进入轨道后是利用电磁波向地面传输信息 D．火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同 2．华裔科学家高锟由于在光纤领域的杰出贡献，于2009年被授予诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法错误的是（    ） A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光 B．光纤使用的“导线”是光导纤维，由绝缘体制成 C．由于激光频率很高，光纤通信可以在短时间内传输大量信息 D．同步卫星和地面站之间可以使用光纤传输信息 3．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（　　） A． 烽火告急 B．信鸽传书 C． 特快专递 D． 空气开关 4．6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 5．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（    ） A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波 6．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。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，光纤通信传输信息的载体是（    ） A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波 7．我国自主研发的北斗卫星导航系统投入商用后，在各个领域都发挥着重要的作用，北斗卫星导航系统与用户的通讯使用的信号都是（　　） A．电磁波传输的数字信号 B．次声波传输的数字信号 C．红外线传输的模拟信号 D．超声波传输的模拟信号 8．电磁波在人们生产、生活中有许多应用。下列事例不属于电磁波应用的是（　　） A．电视机遥控器利用红外线进行遥控 B．收音机利用无线电波传递声音信号 C．汽车利用倒车雷达探测障碍物 D．医生用X光片判断是否骨折 9．下列应用中，不是利用电磁波工作的是（　　） A．射线探伤机 B．紫外线消毒床 C．红外热感照相机 D．倒车雷达 10．我们生活在一个充满信息的世界里，信息必须通过传递才有意义。下列选项不属于信息传递工具的是（　　） A．烽火台 B．微波炉 C．手机 D．电报机 能力提升进阶练 11．2019年6月工信部正式发放5G牌照，手机厂商研发5G手机相继发布，5G手机是利用电磁波来传输信息的，如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的频率为 Hz。 12．新一代无人驾驶电动汽车可以通过“5G+北斗”技术实现L4级别的自动驾驶。 (1)“5G+北斗”实现自动驾驶是通过 波传递信息的。 (2)该汽车中的发电机的工作原理是 。 (3)汽车的挡风玻璃上有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置接在12V的汽车电池上，加热除雾时电路中的总电流是 A，加热功率是 W。 13．小亮发现家中不同位置WiFi信号强弱不同，查询资料发现WiFi信号在穿过墙体、玻璃、木门等不同类别阻碍物后均会衰减。为探究玻璃厚度是否会影响WiFi信号的强弱，他准备了形状、容积相同，厚度不同的玻璃罩子各一个，设计如下实验进行探究： 步骤一：将WiFi信号发生器放在桌上，用薄玻璃罩罩在WiFi信号发生器上，将手机置于桌上另一位置，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度。 步骤二： ，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度，若 ，则说明玻璃厚度对WiFi信号的强弱有影响。 14．爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关。 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m (1)实验中可以通过 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的增强效果更好一些； (2)为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的。 15．爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关； 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m （1）实验中可以通过 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的增强效果更好一些； （2）为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）实验后，小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关，可能还跟其他因素有关；他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划成坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与 是否有关。    $第十七章 电磁波和现代通信（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 信息与信息传播 第2节 电磁波及其传播 第3节 现代通信 【考点题型突破·拓思维】 题型一 现代通信技术 题型二 通信技术的发展 题型三 电磁波的应用 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出信息的定义及常见的信息传播方式，知道信息传播经历的五次巨大变革。 2. 能描述电磁波的产生与传播条件，记住电磁波在真空中的传播速度，能举例说明电磁波在生活中的应用。 3. 了解现代通信的主要方式，如卫星通信、光纤通信、移动通信的基本原理和特点。 【进阶目标】 1. 能结合实例分析不同信息传播方式的优缺点，理解电磁波的波长、频率和波速之间的关系，并能进行简单计算。 2. 能解释光纤通信中光的反射原理，说明卫星通信中同步卫星的作用，分析移动通信中基站的功能。 3. 能区分不同现代通信技术的应用场景，评估通信技术发展对社会生活的影响。 【拓展目标】 1. 关注通信技术的最新发展动态，如5G、6G技术、量子通信等，探讨其潜在的应用前景和可能面临的挑战。 2. 尝试设计简单的实验来验证电磁波的存在或探究影响电磁波传播的因素。 3. 从能量、信息、物质的角度，理解现代通信技术在构建“信息社会”中的核心作用，培养科学探究精神和创新意识。 第1节 信息与信息传播 一、信息与信息传播 1. 信息：信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量就越大。 2. 信息传播 （1）人类特有的三种信息：语言、符号、图像。 （2）通信：以特定的手段和方式进行的信息传播活动，叫做通信。 （3）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大变革。 语言的诞生 → 文字的诞生→印刷术的诞生→电磁波的应用→计算机与网络技术应用。 3. 早期的信息传播工具 万里长城上的烽火台；古代传递官文的驿马；莫尔斯发明的电报机；贝尔制作的早期电话；信鸽、信号树、手旗、灯光等。 二、自制简易有线电报机 1. 设计并制作 利用图中所示的器材设计一个电路，使分别处在挡板两侧的同学按下自己所在一侧的开关时，对方一侧的灯泡会发光。 挡板 2. 操作 （1）与对方约定自己的电报密码 例如，可用课本第62页进行编码作为密码本，用四位数字“6245”代表该字典第62页第4行第5个字 ——“电”（标点符号不算字数），如图所示。 （2）采用莫尔斯电码，组合电报密码中的数字 采用莫尔斯电码，用点（开关接通时间短）、画（开关接通时间长）的组合表示电报密码中的数字。 （3）把“电”发给对方，看他是否能正确地翻译出。 3. 评价 （1）想一想，如果不用莫尔斯电码，而是将开关接通时间短设为“0”，开关接通时间长设为“1”，你能不能能用“0”和“1”的不同组合来表示0~9这10个数字? 可以把莫尔斯电码表中的“点”换成“0或1”，“画”换成“1或0”即可。 （2）分析有线电报的优点和缺点，说出应怎样传播信息才更加合理。 ①优点：相对于驿送、信鸽、信狗、以及烽烟等来说，是当时比较快的通讯工具，保密性好。 ②缺点：电报传送操作繁琐，远距离连线不方便，不能及时进行双向交流。 ③信息传播应操作简便、传播距离远、传播信息量大且能够双向交流才更加合理。 第2节 电磁波及其传播 一、波的基本特征 1. 波的基本特征 机械振动在介质中传播，形成了机械波；机械波能够传播周期性的振动形态。 2. 描述波基本特征的物理量 物理量 振幅A 周期T 频率f 波长λ 波速v 定义 波源振动的幅度 振动一次 所需时间 振源1秒 振动的次数 波在一个周期 内传播的距离 波传播 的速度 单位 米（m） 秒（s） 赫（Hz） 米（m） 米/秒（m/s） 物理意义 反映振 动强弱 周期与频率反映振动的快慢。关系： f=1/T 波速、波长与 频率的关系：v=λf 二、电磁波 1. 电磁波 （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。1864年，英国物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。德国物理学家赫兹于1888年首先用实验证实了电磁波的存在。 （2）在我们周围的空间充满了电磁波。电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发的电磁波；手机靠电磁波通话。 2. 电磁波的传播特性 （1）电磁波能在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度 c =3.0×108 m/s （2）密闭的金属容器对电磁波有屏蔽作用。 （3）描述电磁波的物理量是：频率f、波长λ 和波速c。它们之间的关系是：c=λf。 3. 电视广播的工作过程 （1）电视信号的发射 电视信号的发射由电视台完成。利用摄像机获取图像信号，利用话筒获取声音信号，再经电磁波发射机通过天线发射出去，发射出的电磁波加载着声音和图像信号在空中传播。 （2）电视信号的接收 电视信号的接收由电视机完成。电视机是电磁波接收机，接收到空中传播的信号后，通过显像管将图像信号还原成图像，通过音频放大器和扬声器将声音信号还原成声音。 三、电磁波谱 1. 电磁波谱：电磁波谱是按波长（或频率）连续排列的电磁波序列。 2. 电磁波谱的各频段及其对应的应用 电磁波谱的频段常分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线及γ射线。 3. 电磁污染 电磁波在为人们生活带来日新月异变化的同时，也给人类生存的环境带来了危害。 频率在0.1 MHz以上的电磁波，在强度足够大时会扰乱人体的自然生理节律，使人出现头痛、失眠、健忘等“亚健康”状态。电磁波穿透力强，往往损伤人体的深层组织或器官。 电磁波辐射造成的危害虽然不可小视，但也不必过度恐慌，只要我们合理地利用电磁波，趋利避害，就能将其危害降到最低。 第3节 现代通信 一、卫星通信 1. 微波与微波中继站 （1）微波 电视广播、移动通信等主要是利用微波传递信号的。微波一般是指频率在3×10²~3×105MHz的电磁波，微波的性质与光波相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此，远距离进行微波通信需要通过地面上的微波中继站或通信卫星来实现。 （2）微波中继站 微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方，每隔50km左右就要建设一个中继站。 2. 卫星通信系统的构成 （1）卫星通信系统是由通信卫星（空间部分）和通信地面站（地面部分）两大部分组成的。 （2）地球同步卫星 如图所示，在地球赤道平面内距地球表面约35800km的轨道上运动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期相同，即24h。从地面上看去，它似乎总是静止在赤道上空。一般来说，三颗在赤道上空均匀分布的地球同步卫星组成的通信系统发出的电磁波就几乎可以覆盖整个地球。 3. 卫星通信的工作方式 图表示采用卫星通信越洋传递微波信号的过程。从地面站 1发出载有信号的电磁波，这个电磁波被通信卫星接收并处理后再发送到地面站2，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信。 4. 卫星通信的优缺点 优点：覆盖面大；通信距离长；不受地理环境限制。 缺点：造价较高；有零点几秒的时间延迟；保密性不好。 5. 卫星通信的应用 卫星通信不仅在全球性的电话、电报、电视广播中成为重要的信息传输方式，而且在全球定位、导航等方面发挥着重要作用。 二、光纤通信 1. 光纤通信 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。能够传输光信号的极其纤细的材料称为光导纤维；由多根光纤制成的光信号传输线称为光缆。 2. 光纤传输光信号的原理 如图所示，光沿直线进入光纤的一端，经多次反射（光的全反射）后从光纤的另一端端射出。 3. 光纤通信的工作方式 在光纤通信中，首先利用电光转换技术把电信号转变为光信号，通过光纤传递到接收端，然后把光信号转变成电信号，从而实现信息传递。 4. 光纤通信的优、缺点 优点：通信容量极大；不受外界地磁场的干扰；不怕潮湿、不怕腐蚀、线路能量损耗较小。 缺点：架设线路受地理条件限制；光缆易被拉断。 三、互联网与信息高速公路 1. 互联网 互联网是一个由计算机、通信网络及其附属设备连接起来的全球通信网络。 2. 互联网的用途 （1）收发邮件：利用互联网可以向全球的互联网用户发送电子邮件，召开分散于世界各地的有关人员的视频会议等。 （2）浏览新闻：可用网页浏览器快速、准确地获取新闻或你想阅读的新闻. （3）搜索引擎：可以自动地在互联网上搜集信息，经过整理以后，提供给你查询。 （4）获取信息：可以查取产品服务、工业信息、医疗服务、政务信息。 3. 信息高速公路 世界各国都十分重视国家信息基础设施的建设。这种设施集卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有的通信系统连接在一起，组成了一个高速传递信息的网络——信息高速公路。 题型一 现代通信技术 1．在北京三里桥附近建有中国电信的基地台天线，它所进行的电话服务是下列选项中的（    ） A．普通固定电话 B．光纤电话 C．移动电话 D．以上三种都不是 【答案】C 【详解】A．普通固定电话是通过电话线，利用电信号传递信息的，故A不符合题意； B．光纤电话是一种利用光纤传输技术的电话通信设备，故B不符合题意； CD．移动电话是利用电磁波工作的，而中国电信基地台的天线向外发射电磁波它所进行的电话服务是移动电话，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 2．“雪龙”号极地考察破冰船停靠山东青岛，中国第40次南极考察圆满结束，关于该新闻电视信号的发射和接收，说法正确的是（    ） A．摄像机把图像和声音信号转换为电信号 B．话筒将声信号转换成电信号 C．显示器将声信号还原成声音 D．扬声器将电信号还原成图像 【答案】B 【详解】A．摄像机的主要作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号，而声音信号的转换是由话筒完成的，并不是摄像机把图像和声音信号都转换为电信号，故A错误； B．话筒是一种声电转换装置，它的工作原理是当声音作用于话筒的振膜时，振膜会随着声音的变化而振动，从而带动与之相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，将声信号转换成电信号，故B正确； C．显示器的作用是将电信号还原成图像，而不是将声信号还原成声音，将声信号还原成声音的是扬声器，故C错误； D．扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置，当变化的电流通过扬声器的线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用而振动，从而带动纸盆振动发出声音，而不是将电信号还原成图像，故D错误。 故选B。 3．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 【答案】B 【详解】A话筒的作用确实是把声音信号转换成音频电信号，但是音频电信号的频率较低，具有的能量较小，而且这种频率的信号很难直接通过天线发射出去。所以，它不能直接通过天线发射，故A错误； B．在实际的无线电广播信号发射过程中，话筒将声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上，这个过程叫做调制。加载了音频信号的高频电流产生的电磁波才能向空间更广泛地传播，也就是通过天线发射出去，故B正确； C．无线电广播是利用电磁波来传输信息的，而不是超声波。超声波是一种频率高于20000Hz的声波，它不能在真空中传播，并且它的传播距离和传播范围不如电磁波适合广播通信，故C错误； D．调制器的作用是把音频电信号加载到高频电流上，而从高频信号中取出声音信号的是解调器，不是调制器，故D错误。 故选B。 4．关于电视的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．摄像机把图像和声音信号变成电信号 B．话筒将声信号变成电信号 C．显示屏的作用是将声信号还原成声音 D．扬声器的作用是将图像信号还原成图像 【答案】B 【详解】A．摄像机把图像变成电信号，故A错误； B．话筒将声信号变成电信号通过电磁波传递给接收器，故B正确； C．显示屏的作用是将电信号转化为可视图像，故C错误； D．扬声器是将音频电信号转化成声信号，故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级下·全国·课后作业）用收音机接收无线电广播时，收音机中承担选台工作的是（　　） A．接收天线 B．调谐器 C．调制器 D．扬声器 【答案】B 【详解】收音机是无线电广播信号的接收装置，用电线接收电磁波，用调谐器选出需要的信号，即选台。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（　　） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．它们的发射、接收过程类似 C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上 D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能 【答案】D 【详解】广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程很相似，都是通过把电信号加载到频率很高的电磁波上发射出去，载有信息的电磁波再经过接收等一系列信号处理，还原为原来的信息。但移动电话既能够发射电磁波又能接收电磁波。故D错误，符合题意，ABC正确，不符合题意。 故选D。 题型二 通信技术的发展 7．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（    ） A．地球同步卫星在空中静止不动 B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周 C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的 D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球 【答案】C 【详解】ABC．地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，运行周期与地球自转一周的时间相等，相对于地球是静止的，故C正确，AB错误； D．用同步卫星作为微波的中继站，只需要三颗通信卫星就可以实现全球通信，故D错误。 故选C。 8．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（　　） A．微波通信 B．卫星通信 C．光纤通信 D．网络通信 【答案】B 【详解】北斗导航系统是利用卫星进行定位和导航的，故B符合题意，ACD不符合题意。 9．测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（    ） A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗 【答案】C 【详解】要对环绕地球飞行的“神舟二十号”飞船进行连续的全程跟踪和测控，需要利用中继卫星系统。理论上，在地球同步轨道上均匀部署3颗中继卫星，即可实现对近地轨道航天器的近乎不间断通信。因此，至少需要3颗通信卫星，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．下图是 通信示意图，光从光导纤维的一端射入，在其内壁上经多次 ，把信息传到远方。由于光的 很高，在一定时间内可以传输大量的信息。 【答案】 光纤 反射 频率 【详解】[1]图中激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端，所以它是光纤通信示意图。 [2]光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。 [3]光纤通信是利用激光来传递信息的，因为激光的频率高，所以在一定时间内传递信息量大。 11．光纤通信 光从 的一端射入，在内壁上多次 后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信传递的不是普通的光，而是一种频率 、 高度集中的激光，光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。 【答案】 光纤 反射 单一 方向 【详解】[1][2][3][4]光纤通信是利用光的全反射原理传输信号，通信用的激光是一种频率单一、方向高度集中的光，一般在特殊的管道，即光导纤维里传播。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。 题型三 电磁波的应用 12．卫星通信 现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。 【答案】 通信卫星 3 【详解】[1]微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。地面中继站易受地形等因素限制，因此人类利用通信卫星作为微波通信的中继站，实现信号的远距离转发。 [2]地球静止同步卫星的覆盖范围约为地球表面的120°（经度范围），在地球周围均匀配置3颗此类卫星，其覆盖范围可叠加覆盖几乎全部地球表面，从而实现全球通信。 13．关于电磁波，下列说法不正确的是（　　） A．光是电磁波 B．5G通信是利用电磁波来通信的 C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．电磁波传播速度是 【答案】D 【详解】A．光是电磁波，是处于特殊频段的电磁波，故A正确，不符合题意；      B．无线电通讯都是利用电磁波传递信息的，5G通信也是利用电磁波来通信的，故B正确，不符合题意； C．微波炉是利用电磁波来给食品加热的，故C正确，不符合题意；      D．电磁波在真空中传播速度是，故D错误，符合题意。 故选D。 14．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号 C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路 【答案】C 【详解】A．当导线与电池时断时续接触时，电路中的电流会迅速变化（时有时无），根据电磁波的产生原理，迅速变化的电流能够产生电磁波，故A正确，不符合题意； B．收音机传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号并将其转化为声音，这表明收音机可以接收电磁波信号，故B正确，不符合题意。 C．电磁波的产生条件是电流的迅速变化，而电路中有恒定的电流是无法产生电磁波的，故C错误，符合题意； D．该实验用导线直接连接电池的正、负极，属于电源短路，短路时电路中电流过大，容易损坏电池，故D正确，不符合题意。 故选C。 15．电磁波的家庭成员很多，有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 B．手机利用超声波传递信号 C．验钞机利用红外线来辨别钞票真假 D．遥控器利用紫外线对电视机进行遥控 【答案】A 【详解】A．电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，北斗卫星导航系统是通过电磁波提供定位服务，故A正确； B．电磁波可以传递信息，手机利用电磁波传递信号，故B错误； C．紫外线能使荧光物质发光，验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪，故C错误； D．红外线可以用来遥感遥控，电视机的遥控器是利用红外线来工作的，故D错误。 故选A。 16．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是 s，所以波源振动的频率是 Hz，在真空中此波传播的波长是 m。 【答案】 【详解】[1]由题图可知，该电磁波的周期为 [2]该电磁波的频率为 [3]真空中电磁波的波速为，根据公式可知，波长 17．“歼-20”是我国新研制的隐形战机，它的“隐身”原理主要是机身对雷达发射的 （选填“超声波”或“电磁波”）具有良好的吸收作用。 【答案】电磁波 【详解】雷达是利用 电磁波 探测目标的电子设备 —— 通过发射电磁波照射目标，再接收目标反射的电磁波，从而确定目标的位置、速度等信息。歼 - 20 的 “隐身” 核心是针对雷达探测，通过特殊机身设计和吸波材料，强烈吸收雷达发射的电磁波，减少电磁波的反射量。这样雷达接收不到足够强的反射信号，就无法识别战机位置，从而实现 “隐身” 效果。 18．（2025·陕西西安·模拟预测）2024年11月4日北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出具有返回指令的 （选填“电磁波”或“声波”），控制神舟十八号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱开始向地球返回，进入黑障区时其外表面与大气层会发生剧烈的摩擦，温度可达上千摄氏度，此过程返回舱所具有的机械能不断 （选填“增大”或“减小”）；为确保舱内温度舒适，舱体表面的特殊涂层应具有极好的 （选填“隔热”或“导热”）性。 【答案】 电磁波 减小 隔热 【详解】[1]太空是真空环境，声波无法在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能够实现远距离的快速通信和精确控制，所以北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出具有返回指令的电磁波来控制神舟十八号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。 [2]返回舱进入大气层后，由于外表面与大气层发生剧烈摩擦，需要克服摩擦力做功，根据能量守恒定律，机械能会转化为内能，所以返回舱所具有的机械能不断减小。 [3]返回舱在返回过程中，外表面温度极高，为了确保舱内温度舒适，保护航天员和舱内设备的安全，舱体表面的特殊涂层应具有极好的隔热性，能够阻止热量传入舱内。 基础巩固通关测 1．北京时间2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是（　　） A．火箭上升过程中，02星的质量变小 B．火箭加速升空过程中机械能不变 C．卫星进入轨道后是利用电磁波向地面传输信息 D．火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同 【答案】C 【详解】A．质量是物体所含物质的多少，是物体的一种属性，不随物体的位置、形状、状态的改变而改变。火箭上升过程中，02星的空间位置发生变化，但质量不变，故A错误； B．火箭加速升空过程中，速度变大，动能变大；高度增加，重力势能变大。机械能等于动能和势能之和，所以机械能变大。故B错误； C．太空中是真空，声音不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播。卫星进入轨道后，是通过电磁波向地面传输信息的。故C正确； D．火箭升空是利用了力的作用是相互的原理，火箭向下喷出高温高压气体，气体对火箭产生一个向上的反作用力，使火箭升空。喷气式飞机升空主要是利用了流体压强与流速的关系，机翼上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，从而产生向上的升力。二者原理不同。故D错误。 故选C。 2．华裔科学家高锟由于在光纤领域的杰出贡献，于2009年被授予诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法错误的是（    ） A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光 B．光纤使用的“导线”是光导纤维，由绝缘体制成 C．由于激光频率很高，光纤通信可以在短时间内传输大量信息 D．同步卫星和地面站之间可以使用光纤传输信息 【答案】D 【详解】A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光为载体在光导纤维中传播实现的，故A正确，不符合题意； B．光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”，是由玻璃或者塑料制成的，属于绝缘体，故B正确，不符合题意； C．激光在光导纤维中经过多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大，故C正确，不符合题意； D．同步卫星和地面站之间距离遥远，无法架设光纤，不可以使用光纤传输信息，故D错误，符合题意。 故选D。 3．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（　　） A． 烽火告急 B．信鸽传书 C． 特快专递 D． 空气开关 【答案】D 【详解】ABC．烽火告急、信鸽传书、特快专递是通过不同的方式传递信息，故A、B、C不符合题意； D．空气开关是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关，对电路起保护作用，不能传递信息，故D符合题意。 故选D。 4．6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 【答案】A 【详解】A．无线电波属于电磁波，能够实现远距离的无线通信，具备传播速度快，覆盖范围广的特点，6G属于移动通信系统，这类系统传输信息依靠的是无线电波，故A符合题意； BC．紫外线和X射线的频率过高，穿透性强，不适合用于移动通信的信息传输，故BC不符合题意； D．超声波属于声波，需要介质才能传播，无法在真空中传播信息，也不适用于移动通信的信息传输，故D不符合题意。 故选A。 5．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（    ） A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波 【答案】D 【详解】A．北斗卫星导航系统通过卫星与地面设备进行通信，卫星信号在太空中传播依靠的是电磁波，而不是光纤，故A错误； B．5G技术是物联网的重要基础，5G通信主要依靠电磁波（无线电波）实现，而不是超声波，故B错误； C．芯片主要采用半导体材料（如硅）制成，而非超导体材料，故C错误； D．北斗导航系统与传感器、服务器之间的无线通信依赖电磁波，故D正确。 故选D。 6．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。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，光纤通信传输信息的载体是（    ） A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波 【答案】D 【详解】光纤通信是利用激光（属于电磁波的一种）在光导纤维中传输信息，次声波、超声波属于声波，水波是机械波，这三者都无法在光纤中作为信息传输的载体。故ABC都不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．我国自主研发的北斗卫星导航系统投入商用后，在各个领域都发挥着重要的作用，北斗卫星导航系统与用户的通讯使用的信号都是（　　） A．电磁波传输的数字信号 B．次声波传输的数字信号 C．红外线传输的模拟信号 D．超声波传输的模拟信号 【答案】A 【详解】A．卫星导航系统的信号需要在太空（真空）中传播，电磁波可以在真空中传播，无需介质；同时，北斗系统采用数字信号进行数据传输，以提高抗干扰能力和精度，故A符合题意； B．次声波是声波（频率低于20Hz），声波传播需要介质，无法在真空中传播，因此不能用于卫星通讯，故B不符合题意； C．红外线虽属于电磁波，但主要用于短距离通讯（如遥控器），卫星导航系统通常使用微波或无线电波频段；此外，北斗系统使用数字信号，而非模拟信号，故C不符合题意； D．超声波是声波（频率高于20000Hz），同样需要介质传播，不能在真空中使用；且卫星导航信号为数字信号，非模拟信号，故D不符合题意。 故选A。 8．电磁波在人们生产、生活中有许多应用。下列事例不属于电磁波应用的是（　　） A．电视机遥控器利用红外线进行遥控 B．收音机利用无线电波传递声音信号 C．汽车利用倒车雷达探测障碍物 D．医生用X光片判断是否骨折 【答案】C 【详解】A．红外线属于电磁波的应用，故A不符合题意； B．无线电波属于电磁波，故B不符合题意； C．汽车利用倒车雷达探测障碍物，利用了超声波可以传递信息，不属于电磁波，故C符合题意； D．X光是一种波长很短，能量极强的电磁波，故D不符合题意； 故选C。 9．下列应用中，不是利用电磁波工作的是（　　） A．射线探伤机 B．紫外线消毒床 C．红外热感照相机 D．倒车雷达 【答案】D 【详解】A．γ射线，是原子核能级跃迁退激时释放出的射线，属于电磁波，故A不符合题意； BC．紫外线和红外线都是不可见光，光属于电磁波；故B、C不符合题意； D．倒车雷达是利用超声波能够传递信息，超声波不属于电磁波，故D符合题意。 故选D。 10．我们生活在一个充满信息的世界里，信息必须通过传递才有意义。下列选项不属于信息传递工具的是（　　） A．烽火台 B．微波炉 C．手机 D．电报机 【答案】B 【详解】A．烽火台是古时候遇到战事或紧急事件时，用来点燃烟火作为报警信号传递信息的工具，故A不符合题意。 B．微波炉是一种家用电器，是利用电磁波加热食物的一种设备，不能用来传递信息，故B符合题意。 C．手机是利用电磁波来传递信息的，是一种通信工具，故C不符合题意。 D．电报机是通过发送电码来传递信息的，是一种通信工具，故D不符合题意。 故选B。 能力提升进阶练 11．2019年6月工信部正式发放5G牌照，手机厂商研发5G手机相继发布，5G手机是利用电磁波来传输信息的，如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的频率为 Hz。 【答案】 【详解】由图可知A、B间存在2.5个波长，则每个波长为 这列波的频率为 12．新一代无人驾驶电动汽车可以通过“5G+北斗”技术实现L4级别的自动驾驶。 (1)“5G+北斗”实现自动驾驶是通过 波传递信息的。 (2)该汽车中的发电机的工作原理是 。 (3)汽车的挡风玻璃上有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置接在12V的汽车电池上，加热除雾时电路中的总电流是 A，加热功率是 W。 【答案】(1)电磁 (2)电磁感应 (3) 5 60 【详解】（1）“5G+北斗”实现自动驾驶是通过电磁波传递信息的。5G网络利用电磁波的高速传输特性，实现低时延、高带宽的数据传输，北斗系统通过卫星发射电磁波，为车辆提供高精度定位和授时服务。 （2）汽车中的发电机的工作原理是电磁感应现象。发动机带动发电机的转子旋转，使定子绕组切割磁感线，从而产生感应电流，将机械能转化为电能。 （3）[1][2]5条阻值均为12Ω的电阻丝并联，由并联电阻规律可得，总电阻为 电路中的电流 加热功率 13．小亮发现家中不同位置WiFi信号强弱不同，查询资料发现WiFi信号在穿过墙体、玻璃、木门等不同类别阻碍物后均会衰减。为探究玻璃厚度是否会影响WiFi信号的强弱，他准备了形状、容积相同，厚度不同的玻璃罩子各一个，设计如下实验进行探究： 步骤一：将WiFi信号发生器放在桌上，用薄玻璃罩罩在WiFi信号发生器上，将手机置于桌上另一位置，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度。 步骤二： ，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度，若 ，则说明玻璃厚度对WiFi信号的强弱有影响。 【答案】 取下薄玻璃罩，换用厚玻璃罩罩在WiFi信号发生器上，将手机置于桌上同一位置 两次实验WiFi信号强度不同 【详解】[1][2]为探究玻璃厚度是否会影响WiFi信号的强弱，应控制其他条件相同，只改变玻璃罩的厚度。故步骤二中的操作为：取下薄玻璃罩，换用厚玻璃罩罩在WiFi信号发生器上，将手机置于桌上同一位置，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度。若两次实验WiFi信号强度不同，说明玻璃厚度对WiFi信号的强弱有影响；若两次实验WiFi信号强度相同，说明玻璃厚度对WiFi信号的强弱无影响。 14．爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关。 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m (1)实验中可以通过 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的增强效果更好一些； (2)为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的。 【答案】(1) 分析仪到路由器距离 铝 (2)正确 【详解】（1）[1]实验中可以通过分析仪到路由器距离反映它的增强效果，距离越大，效果越好。 [2]分析表中数据可知：相同条件下，铝材质分析仪到路由器距离最大，所以铝材质增强效果更好一些。 （2）发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明信号增强效果与信号增强器的凹面朝向有关，即猜想二是正确的。 15．爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关； 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m （1）实验中可以通过 反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下， 材质的增强效果更好一些； （2）为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）实验后，小华认为碗状信号增强器对路由器信号的增强效果除了跟材料有关，可能还跟其他因素有关；他另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划成坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与 是否有关。    【答案】 分析仪到路由器距离 铝 正确 信号增强器表面的粗糙程度 【详解】（1）[1]实验中可以通过分析仪到路由器距离反映它的增强效果，距离越大，效果越好。 [2]分析表中数据可知：相同条件下，铝材质的增强效果更好一些。 （2）[3]发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是正确的。 （3）[4]小华另取一个大小形状均相同的铝制碗状信号增强器，将它的表面用刀划成坑坑洼洼，进行实验；这样操作的目的是研究碗状信号增强器对路由器信号的增强效果与信号增强器表面的粗糙程度是否有关。 $