第十九章 电磁波与通信（复习讲义）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

本讲义聚焦“电磁波与通信”核心知识点，系统梳理模拟与数字通信的区别、电磁波的产生与传播特性（真空传播、波速波长频率关系）、广播电视及移动通信的信号处理过程，以及卫星通信、光纤通信等现代通信原理，构建从基础到应用的完整知识支架。 该资料以历史通信方式引入现代技术，结合蓝牙、微波炉等生活实例培养物理观念，通过例题与变式题设计提升科学思维。课中助力教师系统授课，课后分层练习帮助学生查漏补缺，兼具知识系统性与应用实践性。

第十九章 电磁波与通信（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题考点 模拟通信与数字通信 了解电话是怎样把信息传到远方的；了解模拟信号和数字信号的基本区别。 其中电话属于常考点。 电磁波 知道迅速变化的电流能产生电磁波；了解电磁波可在真空中传播及速度；知道电磁波的波长、频率概念及关系；了解电磁波的应用。 其中电磁波的传播及应用属于常考点。 广播、电视与移动通信 知道无线电广播、电视、移动通信信号的发射和接收过程；了解调制、解调、调谐、基站等概念。 其中移动通信属于常考点。 现代通信 了解卫星通信原理，知道同步卫星覆盖地球的条件；知道激光的特点及光纤通信原理。 其中卫星通信和光纤通信属于常考点。 考点01 模拟通信与数字通信 ■知识点一：模拟通信 1.古代人们都是靠什么来传递信息的： ①飞鸽传信、驿马传信、代捎书信等； ②以特殊声音，如钟声、鼓声、鞭炮声等传递信息； ③以灯光或火光，如孔明灯、烽火等传递信息。 早期的信息传播速度慢、距离近、信息量少。 2.现代社会人们又是靠什么来传递信息的： ①有线通信，如电话、电报、电视等； ②无线通信，如收音机、对讲机等； ③数字化通信，如互联网、数字电视等； ④纸张通信，如书信、报纸等。 3.电话： 在我国古代曾经流传有“顺风耳”的神话传说, 它反映了人们想要冲破空间的阻隔，互通信息的美好向往。 （1）电话的发明：1876年贝尔发明了电话，使人们能够冲破空间的阻隔互通信息，现在我们的生活已经离不开高效、多功能的电话了。 （2）电话的组成：最简单的电话由话筒和听筒组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。 （3）老式电话的话筒：把声信号转换成电信号。 老式电话的话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有一个膜片。 当你对着话筒讲话时，由于声音的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，它们的电阻随之发生改变，流过炭粒的电流就会相应改变，于是形成了随声音变化的电流信号。 （4）老式电话的听筒：把电信号转换成声信号。 听筒内有一个电磁铁，电磁铁前面有一块薄铁皮。 由于线圈中电流不断变化，电磁铁对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。这样就可以听到对方的讲话了。 4.模拟信号： （1）定义：以电话信号为例，在话筒将声音转换成信号电流时，电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样。这种电流传递的信号叫做模拟信号。 （2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时信号中断。 （3）应用：在日常生活中，模拟信号有很多应用。电视机中的检测器和发射器，正是用模拟电压控制这些元件的活动，保证电视机的正常工作。有的监控系统也需要模拟信号。例如，当我们打开门走进商店，传感器可以检测到门被打开，从而将模拟电压输出，引起感应门铃发声，从而提醒店家有人进店。 ■知识点二：数字通信 1.数字信号和通信： 例如，用点“ · ”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子了。像这样用不同符号的不同组合表示的信号，叫做 数字信号 ，这种通信方式叫做数字通信 。 2.电报： 1837年：塞缪尔·莫尔斯（Samuel Morse）与助手阿尔弗雷德·维尔（Alfred Vail）发明实用电报系统 。 实际上，不仅可以用点和画，还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光，甚至可以用电压（或电流）的有无、磁体的南北极、或者“0”“1”两个不同的数字，来组成各种数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息 。 4.数字通信特点： 通常的数字信号只包含 两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。 考点02 电磁波 ■知识点一：电磁波的产生与传播 1.电磁波的产生 与水波、声波的形成类似，上面的实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的电流，电能生磁， 磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。 2.电磁波是怎样传播的 电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。 电磁波的传播速度用字母c来表示。 真空中传播速度为：c =2.99792458 ×108 m/s；空气中传播速度为：接近真空光速。 光也是一种电磁波。 （1）波长、频率、波速： 描述电磁波的特征的物理量有：波长、频率、波速。 A.波长：在波形图中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫波长，用λ表示。 B.频率：波在1秒内传播波长的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。单位：赫兹（Hz），千赫（kHz）、 兆赫（MHz）。 C.波速：波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。单位：米/秒（m/s）。 D.波长、频率、波速的关系：波速=波长×频率 即 v= λf。 ■知识点二：电磁波的应用 1.电磁波大家族 （1）电磁波谱 （2）不同频率范围的电磁波及其应用 电磁波可以用于传递信息和能量。 A.γ射线：医生用γ射线做脑手术； B.X射线：用X光片判断是否骨折； C.红外线：电视机、空调等设备的遥控器都是红外遥控； D.微波：在通信领域、日常生活中（加热食品）大显身手； E.无线电波：主要应用在电视、收听广播、手机通信。 考点03 广播、电视与移动通信 ■知识点一：无线电广播信号的发射与接收 无线电广播信号的发射由广播电台完成，接收由收音机完成。 ■知识点二：电视信号的发射与接收 电视信号的发射由电视台完成，。接收由电视机完成。 ■知识点三：移动通信 移动通信发射和接收——手机： 1. 移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一 ） 它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 2.移动电话的优点与缺点： 优点：移动电话的体积小，使用方便。 缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。 3.基地台： 移动电话的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台，跟电话交换机相连。 考点04 现代通信 ■知识点一：卫星通信 卫星通信 ： （1）卫星通信：利用卫星把地面站送来的信号接收后，进行放大，然后转发给另外的地面站的通信方式。 （2）组成：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。 （3）优点 ：信号覆盖范围广、通信容量大，干扰小，质量好，效率高 ，不受陆地灾害的影响，建设速度快。 ■知识点二：微波通信 微波通信 ： （1）定义：通过建立微波中继站使携帯大量信息的微波进行传播的通信方式。 （2）缺点：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。微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。现在，人类可以用通信卫星做中继站来进进行通信。 （3）优点 ：作为载体的电磁波，频率越高 ，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 ■知识点三：光纤通信 光纤通信 ： （1）光纤：光导纤维简称光纤，是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。 （2）光导纤维传光原理：光的反射。 携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，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。 （3）光纤的特点 光纤的抗干扰能力强，能有效减少信号的衰减，适用于远距离、大容量传输信息。 ( 题型一 模拟通信与数字通信 ) 【例1】下列关于信息传播工具的发明叙述正确的是（　　） A．中国的毕昇发明了活字印刷术 B．美国的莫尔斯发明了电话机 C．美国的贝尔发明了电报机 D．以上叙述都正确 【答案】A 【详解】活字印刷术是中国的毕昇发明的，第一个发明电报机的是美国的发明家莫尔斯，同时也发明了利用“点”、“划”和“空白”的不同组合构成的电码—莫尔斯电码，揭开了人类通信史的新纪元，电话机是美国的贝尔发明的。 故选A。 【变式1-1】关于电话的听筒和话筒的工作原理，以下说法正确的是（       ） A．话筒、听筒都是把电信号变成声音 B．听筒利用的原理是电磁感应现象 C．话筒将声信号变成光信号 D．听筒把电信号变成声音 【答案】D 【详解】A．话筒是把声音信号转化为电信号，听筒是把电信号转化为声音信号，并非话筒、听筒都是把电信号变成声音，故A错误； B．听筒是利用电流的磁效应工作的，而不是电磁感应现象。当变化的电流通过听筒中的线圈时，线圈产生变化的磁场，与永磁体相互作用，带动膜片振动发声，故B错误； C．话筒是将声信号转化为电信号，不是光信号，故C错误； D．听筒接收到对方电话话筒传来的电信号后，通过内部结构将电信号转化为膜片的振动，从而还原成声音，故D正确。 故选D。 【变式1-2】抗日战争期间，我军利用各种方式传递军情，下列列举的传递军情的方式属于传递模拟信号的是（　　） A．消息树 B．发电报 C．鸡毛信 D．发不同颜色的信号弹 【答案】C 【详解】消息树、发电报和不同颜色的信号弹都是利用不同组态传递信息的，属于数字信号；鸡毛信则一般是利用文字的形式直接表述信息，属于模拟信号，综上分析知，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1-3】智能手机与计算机内部处理的都是（    ） A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号 【答案】B 【详解】智能手机与计算机内部处理的都是数字信号，因为数字信号具有输出稳定可靠，易存储等优点。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-4】信息传播方式的进步标志着社会和科技的进步。从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到莫尔斯发明的 、贝尔发明的 ，再到现在人们更频繁地通过 来传递信息。 【答案】 电报 电话 移动通信 【详解】[1][2][3]从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到成功用电流的“通断”和“长短”编码文字，发明莫尔斯电码、贝尔发明的有线电话，再到现在人们更频繁地通过电磁波也就是移动通信来传递信息。 【变式1-5】当前最为普遍的手机通信系统主要由 、基站和 组成。 就是手机或车载电话，它既能 无线电波，也能 无线电波。 【答案】 移动台 移动交换中心 移动台 发射 接收 【解析】【小题1】[1][2][3]移动通信系统的基本组成：手机（移动台）、基站、移动交换中心。 [4][5]手机既能发射无线电波，也能接收无线电波。 ( 题型二 电磁波 ) 【例2】（25-26九年级上·北京通州·期末）如图所示，阳光下的男孩通过蓝牙信号（一种短距离的无线电波）将耳机与手机连接，开始听音乐。关于其中的电磁波，下列说法正确的是（   ） A．阳光不属于电磁波 B．人耳听到的声音是一种电磁波 C．手机蓝牙信号属于电磁波 D．电磁波在空气中的传播速度是340m/s 【答案】C 【详解】A．阳光属于可见光，可见光属于电磁波的范畴，故A错误； B．人耳听到的声音是声波，属于机械波，不是电磁波，故B错误； C．手机蓝牙信号是短距离无线电波，无线电波属于电磁波，故C正确； D．电磁波在空气中的传播速度约为，而340m/s是声音在空气中的传播速度，故D错误。 故选C。 【变式2-1】如图所示的是电磁波家族，某智能手机的近场通信和蓝牙分别使用和这两个频率的电磁波进行通信。下列说法正确的是（　　） A．近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长短 B．这两个频率的电磁波在真空中的传播速度不相同 C．近场通信使用的是无线电波，蓝牙使用的是红外线 D．近场通信和蓝牙使用的电磁波都是无线电波 【答案】D 【详解】AB．近场通信和蓝牙使用的都是电磁波，它们在真空中的传播速度都约为；由于近场通信使用的电磁波的频率小于蓝牙使用的电磁波的频率，根据可知，近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长长，故A、B错误； CD．近场通信使用的电磁波的频率为，蓝牙使用的电磁波的频率为，都在无线电波的频率范围内，它们都属于无线电波，故C错误，D正确。 故选D。 【变式2-2】（2025·四川攀枝花·中考真题）电磁波具有信息和能量特性。在手机和微波炉这两种电子产品中，主要利用电磁波的能量特性工作的是 ，主要利用电磁波的信息特性工作的是 。 【答案】 微波炉 手机 【详解】[1]微波炉会产生微波，微波是一种电磁波，这些电磁波能够被食物中的水分子吸收，从而使食物加热。所以微波炉是利用电磁波的能量来加热食物的。 [2] 手机是通过发射及接收电磁波来传递信息的。 【变式2-3】（2025·重庆·模拟预测）“天琴计划”是我国探测引力波的重大工程，目前人类探测到的“引力波”来源于两个黑洞的合并，这种波以相当于3个太阳质量的巨大能量释放出来，向广袤的宇宙传播。据此，引力波与声波相比，其相同点是：都具有 ；不同点是： 不能在真空中传播。 【答案】 能量 声波 【详解】[1]由题可知，引力波以相当于3个太阳质量的巨大能量释放出来，这说明引力波具有能量，而声波也具有能量；所以，引力波与声波相比，其相同点是都具有能量。 [2]广袤的宇宙中绝大部分为真空，由“引力波传播向广袤的宇宙”可知，引力波可以在真空中传播，而声波的传播需要介质，真空不能传声；所以，它们的不同点是声波不能在真空中传播而引力波能。 【变式2-4】小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可知， 的电流在空间激起电磁波。 【答案】 无台 时断时续 变化 【详解】[1][2][3]打开收音机的开关，将旋钮调到无台的位置，并将音量开大，把找到的干电池和导线靠近收音机，并将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触，电流时有时无不断变化，此时可以听到收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，说明收音机接收到了电磁波，所以可得到结论：迅速变化的电流在周围空间能够激起电磁波。 【变式2-5】如图所示是某电磁波的波形图，其波长为 cm，频率为 Hz。探月卫星到地球指挥中心的距离约为，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经 s到达探月卫星。 【答案】 50 1.3 【详解】[1]图中 150cm 对应 3 个波长，因此单个波长为 [2]电磁波在真空中的速度，波长 ，根据公式，频率 [3]指令通过电磁波传递，速度为，距离，根据，时间 。 ( 题型三 广播、电视与移动通信 ) 【例3】下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 【答案】B 【详解】A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波，这是其实现通信的基础，故A正确，不符合题意； B．移动电话的发射功率较小，天线灵敏度也不高，需要通过基站转接来扩大通信范围，故B错误，符合题意； C．移动电话与其他用户通话需基站转接，这是移动电话通信的工作方式，故C正确，不符合题意； D．移动电话通过电磁波与电话网络联系，实现信息传输，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式3-1】电视信号的发射和接收 电视用电磁波传递图像信号和声音信号。发射和接收图像信号的工作过程是： 把图像变成电信号， 把电信号加载到频率很高的电流上，通过 发射到空中。电视机的 把这样的高频信号接收下来，通过 把图像信号取出并放大，由 把它还原成图像。 【答案】 摄像机 调制器 发射天线 接收天线 解调器 显像管/显示屏 【详解】[1]摄像机把图像变成电信号。摄像机通过内部的感光元件，捕捉场景的光信号，将光信号转换为对应的电信号，这是图像信号处理的初始步骤。 [2]调制器把电信号加载到频率很高的电流上。图像原始电信号频率较低，无法直接远距离传输。调制器的作用是将该低频电信号 “搭载” 到高频电流（高频载波）上，借助高频信号适合远距离传播的特性实现信号传输。 [3]加载了图像电信号的高频电流通入发射天线后，会转化为电磁波，向周围空间辐射传播。 [4]电视机的接收天线可捕捉空中传播的高频电磁波，并将其转化为对应的高频电流信号。 [5]通过解调器把图像信号取出并放大。解调器的作用与调制器相反，它能从高频载波信号中分离出之前加载的低频图像电信号，同时通过电路对该信号进行放大，保证信号强度满足后续还原需求。 [6]传统电视机中，放大后的图像电信号输入显像管，显像管通过电信号控制电子束轰击荧光屏，使荧光屏发光形成图像；现代液晶电视则通过对应的显示屏，将电信号转化为可见的图像画面。 【变式3-2】25-26九年级下·吉林·单元测试）如图是无线电广播工作过程的简易图。 (1)话筒把播音员的 转换成电信号，调制器把音频电信号加载到 电流上发射到空中。 (2)收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号。通过解调将 电信号留下，通过 把播音员的声音从收音机播放出来。 【答案】(1) 声信号 高频 (2) 音频 扬声器 【详解】（1）[1][2]话筒的作用是将声信号转化为音频电信号。调制器的作用是将电信号加载在高频电流上，然后由天线以电磁波的形式发射到空中。 （2）[1][2]收音机天线接收到空中的各种电磁波，并通过调谐器从中选出特定频率的信号，然后通过解调器将高频电流成分滤去，将音频信号留下，送到扬声器将音频电信号转换成声音。 【变式3-3】无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由 完成。人们先用话筒把播音员的声音信号转换成 信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波并发射到空中。信号的接收由 完成。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。 【答案】 广播电台 音频电 收音机 【详解】[1][2][3]无线电广播信号的发射由广播电台完成。人们先用话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上产生电磁波，再通过天线发射到空中。信号的接收由收音机完成，收音机内的天线能接收到各种各样的电磁波，转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过解调将其滤去，将音频电信号留下，音频电信号经放大后被送到扬声器里，扬声器把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。 【变式3-4】电视用电磁波传递 信号和 信号。把如图所示的电视广播工作过程的方框图补充完整。 【答案】 声音 图像 见解析 【详解】[1][2][3]广播的工作原理，首先是利用摄像机获取图像信号，利用话筒获取声音信号，再经电磁波发射机发射，发射的电磁波上加载着声音和图像信号，电视机是用电磁波接收机，将信号接收到，然后通过显像管将图像信号还原成图像，声音信号由音频放大器和扬声器还原成声音。如图所示： 【变式3-5】（手机是现代人离不开的通信工具。手机信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；手机的发射频率低，需要有设备转接，在同一区域手机间的通信方式是手机甲→ →手机乙。 【答案】 能 基站 【详解】[1]手机本身既是无线发射台也是无线接收台， 手机信号是电磁波，能在真空中传播； [2]手机发射频率较低，信号覆盖范围有限，无法直接实现远距离或同一区域内的直接通信。需通过 “基站”（又称信号塔）作为中间转接设备，先接收手机甲的信号，再放大并转发给手机乙。 。 ( 题型 四 现代通信 ) 【例4】关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（　　） A．我国建立的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的 B．光不能在弯曲的光纤中传播 C．核磁共振主要利用电磁波的能量特性工作 D．移动电话是利用电磁波传递信息的 【答案】D 【详解】A．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故A错误； B．光纤通信是以光在光纤中传播来通信的，光能在弯曲的光纤中靠反射而传播，故B错误； C．电磁波可以传递信息和能量，核磁共振主要利用电磁波的信息特性工作，故C错误； D．电磁波可以在真空中传播，移动电话是靠电磁波来传递信息的，故D正确。故选D。 【变式4-1】（24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末）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。 【变式4-2】（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期末）如图，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递（　　），光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的（　　）现象。 A．信息  折射 B．信息  反射 C．能量  色散 D．能量  直线传播 【答案】B 【详解】利用网络可以传输信息，如题图所示，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递信息，光在光导纤维中经光纤壁不断地反射光从内芯的一端传输到另一端，即光的传输利用了光的反射，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式4-3】我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。 (1)卫星从远地点向近地点运行时 能会增大。 (2)用 颗同步卫星就可以实现全球通信，卫星通信利用电磁波可以传递 （选填“能量”或“信息”）。 (3)地球静止轨道距地面高度约为36000 km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 【答案】(1)动 (2) 3 信息 (3)0.12 【详解】（1）卫星造轨道上运行时，机械能守恒，从远地点向近地点运行时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，故动能增大。 （2）[1]用3颗同步卫星就可以实现全球通信（因为同步卫星在赤道上空等间隔分布，三颗可覆盖全球）。卫星通信利用电磁波可以传递信息。 [2]电磁波既可以传递信息，也可以传递能量，卫星通信是利用电磁波可以传递信息，实现信息传输的。 （3）电磁波的速度为 轨道距地面的高度为 则卫星将电磁波信号发送到地面接收站的时间为 【变式4-4】据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。 (1)当前，手机已经进入了5G时代，它指的是第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的 （选填“超声波”或“电磁波”）作为传递信息的载体，而芯片部分则主要是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的。 (2)光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次 （选填“反射”“折射”或“色散”）后，从另一端射出，这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方。光在光导纤维里传播的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）光在真空中传播的速度。 【答案】(1) 电磁波 半导体 (2) 反射 小于 【详解】（1）[1]手机是通过接收和发射电磁波来传递信息的，所以第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的电磁波作为传递信息的载体。 [2]该芯片的主要材料是硅，硅是导电性能介于导体和绝缘体之间，属于半导体。 （2）[1]光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到了远方，即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。 [2]光在真空中的传播速度最大，光在光导纤维里传播的速度小于光在真空中传播的速度。 【变式4-5】我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。 （1）卫星从远地点向近地点运行时 能会增大； （2）用 颗同步卫星就可以实现全球通信； （3）地球静止轨道距地面高度约为42000km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 s。 【答案】 动 3 0.14 【详解】（1）[1]卫星从远地点向近地点运行时，重力势能转化为动能，动能增大。 （2）[2]地球同步卫星定点在赤道上空，一颗同步卫星可以覆盖地球三分之一的面积，所以只要等距离安放3颗同步卫星就可以实现全球通信。 （3）[3]电磁波传播速度约为3×108m/s，运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 ( 基础巩固通关测 ) 1．我国建立了“北斗卫星导航系统”，该系统中有3颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，这3颗卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的；在使用手机导航时，手机与北斗卫星之间通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。 【答案】 静止 电磁波 【详解】这3颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，即卫星相对于地面的位置没有发生变化，所以这3颗卫星相对于地面是静止的。 超声波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，卫星在太空中，所以手机与北斗卫星之间是通过电磁波传递信息的。 2. 电磁波能量特性的应用：一切电磁波都具有 ，电磁波能量特性的应用在生产、医疗、军事、交通等领域都很广泛。高频电磁波、 射线和 射线和 ，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。 【答案】能量 X γ 激光 【详解】一切电磁波都具有能量，这是电磁波的基本特性之一，基于此特性，其在生产、医疗等诸多领域有广泛应用。高频电磁波、X射线、γ射线和激光，都具有巨大的能量。X射线常用于医疗成像（如拍胸片）等，能穿透人体组织成像；γ射线能量更高，可用于肿瘤放疗等，破坏癌细胞；激光能量集中，可用于工业切割、医疗手术等，它们都能对照射的物体产生很强的作用。 3. 如图是电磁波及其应用实例，可见光 （选填“属于”或“不属于”）电磁波的一种，电视遥控器使用的是 进行遥控，电磁波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】 属于 红外线 能 【详解】电磁波是一个大家族，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以可见光属于电磁波的一种。 电视遥控器是利用红外线来进行遥控的。 电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播。 4. 接打手机时，手机与北斗卫星之间信息通讯是通过 波实现的。中国的气象气球最高可达5万米空气极稀薄高空，假如其携带这款手机在5万米高空处时， （选填“能”或“不能”）正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。 【答案】 电磁 能 【详解】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，手机与北斗卫星之间利用电磁波传递信息，电磁波在真空和空气中都能传播，在空气极稀薄高空能正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。 5．2024年10月1日上午，中央广播电视总台《新闻直播间》对驻留中国空间站“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏进行了实时视频连线采访，航天员们回答了关于中国载人航天的一些问题，并向全国人民表达了国庆祝福。 （1）图中航天员 （填“能”或“不能”）通过超声波与地面指挥中心联系； （2）航天员回答问题时是通过声带 发声的，三位航天员发出声音的 （填“音调”、“响度”或“音色”）一定不同； （3）在空间站内部，航天员之间 （填“能”或“不能”）不借助通信设备直接交流。 【答案】（1）不能；（2）振动，音色；（3）能 【详解】（1）声音传播需要介质，太空是真空，超声波无法在真空中传播。因此，航天员不能通过超声波与地面联系。 （2）声音由物体振动产生，航天员发声是声带振动产生的。 不同人的声带结构、发声方式不同，导致音色不同，音色是区分不同发声体的依据。因此，三位航天员声音的音色一定不同 。 （3）空间站内部有空气，声音可通过空气传播。因此，航天员之间能不借助设备直接交流。 6 科学探究小组用真空罩进行了以下探究。如图-1当真空罩中的空气被逐渐抽出时，闹铃的声音会 ，推理得出声音的传播需要介质；如图-2拨打真空罩中的手机，手机有“来电显示”，说明电磁波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；如图-3真空罩中的吸盘在抽气过程中会掉落，从而验证吸盘吸在一起是 的作用。 【答案】 逐渐减小 能 大气压 【详解】分析图-1的实验现象：当真空罩中的空气被逐渐抽出时，罩内空气减少，声音传播的介质逐渐减少，闹钟的声音会逐渐减弱，直至几乎听不见。由此可推理得出：声音的传播需要介质。 分析图-2的实验现象：拨打真空罩中的手机时，手机显示“来电显示”，说明手机接收到了电磁波信号。由此可得出结论：电磁波能在真空中传播。 分析图-3的实验现象：吸盘吸在一起的原理是利用外部大气压将吸盘压紧。当真空罩内空气被抽出时，内部气压降低，吸盘外部气压与内部气压的差值减小，导致吸盘无法维持吸附状态而掉落。这验证了吸盘吸附是由于大气压的作用。 7．判断下列选项中不属于电磁波的是（　　） A．光波 B．X射线 C．无线电波 D．敲击铜钟形成的波 【答案】D 【详解】常见的电磁波有：微波、光波、无线电波、X射线、γ射线等。敲击铜钟形成的波是声波，不属于电磁波。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 8. 电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的信息特征工作的是（　） A．微波炉 B．卫星电话 C．激光刀 D．紫外理疗 【答案】B 【详解】A．微波炉是利用电磁波的能量来加热食物的，故A不符合题意； B．卫星电话是通过发射及接收电磁波来传递信息的，不是利用电磁波的能量进行工作的，故B符合题意； C．利用高能激光束（电磁波的一种）聚焦于组织，通过光能转化为热能切割或烧灼组织，故C不符合题意； D．利用紫外线（电磁波的一种）照射皮肤，通过光能引发生物化学反应（如杀菌、促进维生素D合成），故D不符合题意。 故选B。 9. 如图是我国自主研发的一些科技成果，其中由科学家南仁东先生作出巨大贡献的项目是（    ） A．核潜艇 B.“天眼”射电望远镜 C.“天宫”空间站 D.“奋斗者号”潜水器 【答案】B 【详解】射电望远镜的基本原理是和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。南仁东是我国著名天文学家，是国家重大科技基础设施建设项目——“中国天眼”500米口径球面射电望远镜工程(简称FAST)的发起者和奠基人，因此科学家南仁东先生作出巨大贡献的项目是“天眼”射电望远镜，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10. 关于电磁波的认识，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度为340m/s B．操作人员通过电磁波遥控无人机 C．雷达主要利用电磁波的能量特性工作 D．骨骼检查使用的X光不是电磁波 【答案】B 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，而340m/s是声音在空气中的传播速度，故A错误； B．无人机遥控需要远距离传输信号，电磁波（如无线电波）能在真空中传播且速度快、传播范围广，故操作人员通过电磁波遥控无人机，B正确； C．雷达通过发射电磁波并接收反射波来探测目标，利用的是电磁波的反射特性，而非能量特性，故C错误； D．X光是电磁波的一种，属于高频电磁波，故D错误。 故选B。 11. 如图是一种门禁卡的内部结构，门禁卡内有感应线圈，连接着芯片。当这个组合体靠近门禁读卡器时，会在门禁读卡器的电磁场中产生感应电流，从而驱动芯片读取卡内信息，再通过自身的感应线圈将信息以电磁波的形式发送出来，信息正确则开门。下列有关说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．芯片的主要制作材料是超导体 C．门禁卡在读卡器的电磁场中产生感应电流和电动机的原理相同 D．读卡器通电后产生磁场，电流越大，磁场越强 【答案】D 【详解】组合体靠近门禁读卡器时，会在门禁机的电磁场中产生感应电流，这是电磁感应现象。 A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，故A不符合题意； B．芯片主要由半导体材料制成的，不是由超导体制成的，故B不符合题意； C．电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是根据电磁感应的原理，门禁卡在读卡器的电磁场中产生感应电流和发电机的原理相同，故C不符合题意； D．通电导线周围会产生磁场，电流越大，磁场越强，所以读卡器通电后产生磁场，电流越大，磁场越强，故D符合题意。 故选D。 12．如图所示，AI（人工智能）时代，智能家居系统可以通过人机交互实现远程操控。下列说法正确的是（　　） A．语音助手发声时没有振动 B．调大音响音量，主要是为了改善声音的音色 C．智能窗帘的电动机工作时，主要将电能转化为内能 D．智能家居系统的无线遥控功能主要依靠电磁波传递指令 【答案】D 【详解】A．声音是由物体的振动产生的。语音助手发出的声音是振动产生的，故A错误； B．响度指声音的强弱或大小，与振幅和距发声体的远近有关。调大音响音量，主要是为了提高声音的响度，故B错误； C．智能窗帘的电动机工作时，主要将电能转化为机械能，故C错误； D．电磁波可以传递信息，智能家居系统的无线遥控功能主要依靠电磁波传递指令，故D正确。 故选D。 13．如图是一款学生普遍使用的电话手表，让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况，为学生的安全保驾护航。下表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） 产品类型 GPS手表 功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池 产品质量 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电约消耗电能4100J D．手表通话时将电信号转化为声信号 【答案】C 【详解】A．电磁波可以传递信息，且不需要介质，手表应用电磁波准确定位，故A错误； B．手表充电时将电能转化为化学能，故B错误； C．手表一次充满电约消耗电能为W=UIt=3.8V×0.3A×3600s=4104J 与4100J接近，故C正确； D．手表通话时将声信号转化为电信号，故D错误。 故选C。 14．阅读短文，回答下列问题，手机是集成度很高的精密收发机，大致分成五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源、采用双向异频双工制，即收与发用不同频率的调频波，某机发射电磁波频率为890.0125MHz，接收电磁波频率为935.0125MHz，双频间隔为45MHz，用户在某个交换局业务服务区购机并配定使用频率和编码后，就成为该机的原登记用户，如加入其他移动交换局的业务区电话，就成为漫游； （1）对着话筒讲话时，手机天线作为 天线使用；当用听筒听电话时，手机天线作为 （选填“发射”或“接收”）天线使用； （2）在同一交换局的服务区的另一手机 （选填“能”或“不能”）用890.125MHz的发射频率； （3）给已关机的手机打电话，听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“你拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“你拨打的用户暂时无法接通”，这说明 ； A．手机关机时向基地台发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基地台失去联系 B．手机不在服务区时向基地台发射了一个不在服务区信号，手机关机时与基地台失去联系 C．手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号 D．手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号 （4）你知道在哪些地方或情况下不能使用手机吗？试举两至三个例子 。 【答案】 发射 接收 不能 A ①飞机上；②加油站；③医院仪器检测室 【详解】（1）[1][2]手机采用双向异频率双工制，即接收和发射用不同频率的调频电磁波，讲话时，声音信号通过控制模组中的振荡器转化为电磁波信号，通过天线发射出去，接听时，天线通过控制模组中的检波器接收到电磁波信号再转化为声音信号。 （2）[3]手机的配定使用频率确定后，其他手机就不能使用该频率，所以同一交换局业务服务区的另一部手机，不能用890.0125MHz的发射频率。 （3）[4]“你拨打的用户已关机”说明手机关机时向基地台发送了一个关机信号。“你拨打的用户暂时无法接通”，说明手机不在服务区，基地台积极搜索手机信号，但是没有搜索到手机信号，故BCD不符合题意,A不符合题意。 故选A。 （4）[5]若手机搜索不到信号，或者手机没有接收到信号，或手机信号会干扰其他器件工作时，手机就不能使用，故飞机上、加油站、医院仪器检测室都不能使用。 ( 能力提升进阶练 ) 1．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信设备，会对人体健康产生影响的是（　　） A．摇柄电话 B．拨号电话 C．移动电话 D．按键电话 【答案】C 【详解】ABD．摇柄电话、拨号电话以及按键电话都是固定电话，固定电话是利用电现象和声现象之间的联系来工作的，不会对人体健康产生影响，故ABD不符合题意； C．是移动电话，移动电话是利用电磁波来工作的，过量的电磁波会造成电磁辐射，会对人体造成伤害，故C符合题意。 故选C。 2．智能手机与计算机内部处理的都是（    ） A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号 【答案】B 【详解】智能手机与计算机内部处理的都是数字信号，因为数字信号具有输出稳定可靠，易存储等优点。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．月球上没有空气，电磁波不能传播 B．手机不是用电磁波来传递信息的 C．微波炉是用电磁波来传递能量的 D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 【答案】C 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在月球上传播，故A错误； B．有线电话是靠电流来传递信息的，无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，故B错误； C．微波炉通过内部的磁控管产生频率约为2.45GHz的微波，这种电磁波能穿透食物，使食物中的水分子等极性分子高速振动摩擦，从而产生热量来加热食物，因此微波炉是用电磁波来传递能量的，故C正确； D．电磁波既可以传递声音信号，也可以传递图像信号。声音信号的传递‌：例如无线电广播，声音被转换为电信号后，通过调制加载到高频电磁波上发射出去，接收设备再将其还原为声音。‌‌图像信号的传递‌：例如电视传输，图像的光信号也被转换为电信号，与声音信号一同通过电磁波传播，接收端再还原为画面和声音。故D错误。 故选C。 4．下列技术应用中，不属于利用电磁波工作的是（　　） A．用微波炉加热食品 B．用B超检查身体 C．飞机上的飞行员和指挥部对话 D．蓝牙技术（短距离无线通信技术） 【答案】B 【详解】A．微波炉使用的是微波，微波是电磁波的一种，故A不符合题意； B．B超使用的是超声，不属于电磁波，故B符合题意； C．飞机上通话需要无线电波，无线电波是电磁波的一种，故C不符合题意； D．蓝牙技术使用的是电磁波，故D不符合题意。 故选B。 5．对如图所示的电视录制和播放过程的解释，正确的是（　　） A．摄像机把电信号转换成图像信号 B．话筒把电能转换成声能 C．扬声器把声信号转换成电信号 D．发射机发射电磁波，把信号传给接收机 【答案】D 【详解】A．摄像机是把图像信号转换成电信号，而非电信号转换成图像信号，故A错误。 B．话筒是把声能转换成电能，而非电能转换成声能，故B错误。 C．扬声器是把电信号转换成声信号，而非声信号转换成电信号，故C错误。 D．发射机发射电磁波，将信号传给接收机，这是电视信号传输的正确过程，故D正确。 故选D。 6．下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 【答案】B 【详解】A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波，这是其实现通信的基础，故A正确，不符合题意； B．移动电话的发射功率较小，天线灵敏度也不高，需要通过基站转接来扩大通信范围，故B错误，符合题意； C．移动电话与其他用户通话需基站转接，这是移动电话通信的工作方式，故C正确，不符合题意； D．移动电话通过电磁波与电话网络联系，实现信息传输，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．关于微波，下列说法错误的是（　　） A．微波属于电磁波 B．微波的性质接近光波，大致沿直线传播 C．利用微波进行长距离通信时，应采用月球作为中继站 D．微波通信时，需要每隔左右建设一个微波中继站 【答案】C 【详解】A．微波是电磁波的一种，指波长为到波段的无线电波，故A正确，不符合题意； B．微波的性质接近光波，沿直线传播，故B正确，不符合题意； C． 月球上不适宜建设中继站，一是距离太远，信号衰减严重，延迟高，二是月球在绕地球转动，不能实现稳定、持续的信号传输，故C不正确，符合题意； D．微波是一种无线电波，沿直线传播，不能沿地球表面绕射，利用微波通信时，需要每隔左右建设一个微波中继站，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．2024年11 月华为发布了一款新手机（如图），它所搭载的麒麟9010芯片，拥有150亿个晶体管，具备超强的性能和AI（人工智能）处理能力，标志着我国的芯片技术完全自主化。下列说法错误的是（    ） A．手机既是无线电发射台，又是无线电接收台 B．麒麟9010芯片的主要材料是半导体 C．该手机电池上标有“3.8V 4750 mAh”，表示它充满电后具有4.75 kW∙h的电能 D．该手机具有无线反向充电功能，当它对另一部手机充电时，另一部手机的电池相当于电路中的用电器 【答案】C 【详解】A．手机与外界联系时，即需要接收信号，又要发射信号，所以既是无线电发射台，又是无线电接收台，故A正确，不符合题意； B．芯片主要是由半导体的材料制成的，具有单向导电性，故B正确，不符合题意； C．手机电池充满电后具有的电能 故C错误，符合题意； D．一部手机对另一部手机充电时，另一部手机在消耗电能，相当于用电器，故D正确，不符合题意。 故选C。 9. 华为折叠屏手机以其独特的设计和先进的技术在市场上占据了重要地位，如图是一款华为折叠屏5G手机，下列说法正确的是（　　） A．5G网络信息载体是超声波 B．5G网络下载速度和传播速度都比4G网络快 C．5G网络的频率比4G网络更高 D．折叠屏的柔性发光二极管主要由超导体材料制成的 【答案】C 【详解】ABC．5G网络信息载体是电磁波，5G网络下载速度比4G网络快，传播速度和4G网络一样，大小等于光速，波速一定时，波长与频率成反比，5G电磁波的波长比4G更短，5G网络的频率比4G网络更高，故AB错误，C正确； D．半导体具有单向导电性，常用于制作二极管，因此折叠屏的柔性发光二极管主要由半导体材料制成的，故D错误。 故选C。 10．信息传播方式的进步标志着社会和科技的进步。从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到莫尔斯发明的 、贝尔发明的 ，再到现在人们更频繁地通过 来传递信息。 【答案】 电报 电话 移动通信 【详解】[1][2][3]从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到成功用电流的“通断”和“长短”编码文字，发明莫尔斯电码、贝尔发明的有线电话，再到现在人们更频繁地通过电磁波也就是移动通信来传递信息。 11．5G网络是第五代移动通信网络，5G通信与4G通信相比，其载波的频率较高，因而波长较 （选填“长”或“短”）。据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。如图，光纤通信是利用光在光导纤维中发生多次 实现信息传输的。 【答案】 短 反射 【详解】[1]由可知电磁波的波长与频率成反比（c为光速，恒定），5G载波频率高，因此波长较短。 [2]由图可知，光纤通信中，光在光导纤维的内芯与外套的界面上发生多次反射，从而实现信息的长距离传输。 12．随着科技的发展，更快的网络已应用在人们的生产生活中，其中最典型的就是手机。手机是利用 （选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是 。 【答案】 电磁波 【详解】[1]手机是依靠电磁波来传递信息的，5G手机也不例外，所以5G手机是利用电磁波来传输信息的。 [2]电磁波在真空中的传播速度是。 13．我们平时观看足球比赛的电视转播，其实是通讯卫星通过 来传递信息的。我们利用遥控器来调换不同的电视频道，其实是改变了电视机接收信号的 。 【答案】 电磁波 频率 【详解】[1]电磁波的传播速度很快，而且电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，观看足球比赛的电视转播，其实是通讯卫星通过电磁波来传递信息的。 [2]不同的电视频道对应不同的电磁波频率，利用遥控器来调换频道本质就是改变电视机接收信号的频率。 14．现在许多长途电话以地球同步卫星为中继站，打这种长途电话时，会感到对方的反应时间有些延迟 （1）假设某人造卫星与地球的距离是36000km，请你估算延迟的时间； （2）为什么打市内电话（有线电话）没有这种延迟现象？ 【答案】（1）0.24s；（2）在市内打电话距离很短，延迟时间短，人感觉不到 【详解】解：（1）无线电波传播的距离 电磁波传播速度与光速相同，为，则延迟时间为 （2）打市内电话没有这种延迟的原因是：在市内打电话距离很短，延迟时间短，所以人感觉不到。 答：（1）延迟的时间是0.24s。 （2）在市内打电话距离很短，延迟时间短。 第 6 页 共 35 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十九章 电磁波与通信（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题考点 模拟通信与数字通信 了解电话是怎样把信息传到远方的；了解模拟信号和数字信号的基本区别。 其中电话属于常考点。 电磁波 知道迅速变化的电流能产生电磁波；了解电磁波可在真空中传播及速度；知道电磁波的波长、频率概念及关系；了解电磁波的应用。 其中电磁波的传播及应用属于常考点。 广播、电视与移动通信 知道无线电广播、电视、移动通信信号的发射和接收过程；了解调制、解调、调谐、基站等概念。 其中移动通信属于常考点。 现代通信 了解卫星通信原理，知道同步卫星覆盖地球的条件；知道激光的特点及光纤通信原理。 其中卫星通信和光纤通信属于常考点。 考点01 模拟通信与数字通信 ■知识点一：模拟通信 1.古代人们都是靠什么来传递信息的： ①飞鸽传信、驿马传信、代捎书信等； ②以特殊声音，如钟声、鼓声、鞭炮声等传递信息； ③以灯光或火光，如孔明灯、烽火等传递信息。 早期的信息传播速度慢、距离近、信息量少。 2.现代社会人们又是靠什么来传递信息的： ①有线通信，如电话、电报、电视等； ②无线通信，如收音机、对讲机等； ③数字化通信，如互联网、数字电视等； ④纸张通信，如书信、报纸等。 3.电话： 在我国古代曾经流传有“顺风耳”的神话传说, 它反映了人们想要冲破空间的阻隔，互通信息的美好向往。 （1）电话的发明：1876年贝尔发明了电话，使人们能够冲破空间的阻隔互通信息，现在我们的生活已经离不开高效、多功能的电话了。 （2）电话的组成：最简单的电话由话筒和听筒组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。 （3）老式电话的话筒：把声信号转换成电信号。 老式电话的话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有一个膜片。 当你对着话筒讲话时，由于声音的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，它们的电阻随之发生改变，流过炭粒的电流就会相应改变，于是形成了随声音变化的电流信号。 （4）老式电话的听筒：把电信号转换成声信号。 听筒内有一个电磁铁，电磁铁前面有一块薄铁皮。 由于线圈中电流不断变化，电磁铁对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。这样就可以听到对方的讲话了。 4.模拟信号： （1）定义：以电话信号为例，在话筒将声音转换成信号电流时，电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样。这种电流传递的信号叫做模拟信号。 （2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时信号中断。 （3）应用：在日常生活中，模拟信号有很多应用。电视机中的检测器和发射器，正是用模拟电压控制这些元件的活动，保证电视机的正常工作。有的监控系统也需要模拟信号。例如，当我们打开门走进商店，传感器可以检测到门被打开，从而将模拟电压输出，引起感应门铃发声，从而提醒店家有人进店。 ■知识点二：数字通信 1.数字信号和通信： 例如，用点“ · ”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子了。像这样用不同符号的不同组合表示的信号，叫做 数字信号 ，这种通信方式叫做数字通信 。 2.电报： 1837年：塞缪尔·莫尔斯（Samuel Morse）与助手阿尔弗雷德·维尔（Alfred Vail）发明实用电报系统 。 实际上，不仅可以用点和画，还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光，甚至可以用电压（或电流）的有无、磁体的南北极、或者“0”“1”两个不同的数字，来组成各种数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息 。 4.数字通信特点： 通常的数字信号只包含 两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。 考点02 电磁波 ■知识点一：电磁波的产生与传播 1.电磁波的产生 与水波、声波的形成类似，上面的实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的电流，电能生磁， 磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。 2.电磁波是怎样传播的 电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。 电磁波的传播速度用字母c来表示。 真空中传播速度为：c =2.99792458 ×108 m/s；空气中传播速度为：接近真空光速。 光也是一种电磁波。 （1）波长、频率、波速： 描述电磁波的特征的物理量有：波长、频率、波速。 A.波长：在波形图中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫波长，用λ表示。 B.频率：波在1秒内传播波长的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。单位：赫兹（Hz），千赫（kHz）、 兆赫（MHz）。 C.波速：波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。单位：米/秒（m/s）。 D.波长、频率、波速的关系：波速=波长×频率 即 v= λf。 ■知识点二：电磁波的应用 1.电磁波大家族 （1）电磁波谱 （2）不同频率范围的电磁波及其应用 电磁波可以用于传递信息和能量。 A.γ射线：医生用γ射线做脑手术； B.X射线：用X光片判断是否骨折； C.红外线：电视机、空调等设备的遥控器都是红外遥控； D.微波：在通信领域、日常生活中（加热食品）大显身手； E.无线电波：主要应用在电视、收听广播、手机通信。 考点03 广播、电视与移动通信 ■知识点一：无线电广播信号的发射与接收 无线电广播信号的发射由广播电台完成，接收由收音机完成。 ■知识点二：电视信号的发射与接收 电视信号的发射由电视台完成，。接收由电视机完成。 ■知识点三：移动通信 移动通信发射和接收——手机： 1. 移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一 ） 它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 2.移动电话的优点与缺点： 优点：移动电话的体积小，使用方便。 缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。 3.基地台： 移动电话的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台，跟电话交换机相连。 考点04 现代通信 ■知识点一：卫星通信 卫星通信 ： （1）卫星通信：利用卫星把地面站送来的信号接收后，进行放大，然后转发给另外的地面站的通信方式。 （2）组成：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。 （3）优点 ：信号覆盖范围广、通信容量大，干扰小，质量好，效率高 ，不受陆地灾害的影响，建设速度快。 ■知识点二：微波通信 微波通信 ： （1）定义：通过建立微波中继站使携帯大量信息的微波进行传播的通信方式。 （2）缺点：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。微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。现在，人类可以用通信卫星做中继站来进进行通信。 （3）优点 ：作为载体的电磁波，频率越高 ，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 ■知识点三：光纤通信 光纤通信 ： （1）光纤：光导纤维简称光纤，是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。 （2）光导纤维传光原理：光的反射。 携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，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。 （3）光纤的特点 光纤的抗干扰能力强，能有效减少信号的衰减，适用于远距离、大容量传输信息。 ( 题型一 模拟通信与数字通信 ) 【例1】下列关于信息传播工具的发明叙述正确的是（　　） A．中国的毕昇发明了活字印刷术 B．美国的莫尔斯发明了电话机 C．美国的贝尔发明了电报机 D．以上叙述都正确 【变式1-1】关于电话的听筒和话筒的工作原理，以下说法正确的是（       ） A．话筒、听筒都是把电信号变成声音 B．听筒利用的原理是电磁感应现象 C．话筒将声信号变成光信号 D．听筒把电信号变成声音 【变式1-2】抗日战争期间，我军利用各种方式传递军情，下列列举的传递军情的方式属于传递模拟信号的是（　　） A．消息树 B．发电报 C．鸡毛信 D．发不同颜色的信号弹 【变式1-3】智能手机与计算机内部处理的都是（    ） A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号 【变式1-4】信息传播方式的进步标志着社会和科技的进步。从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到莫尔斯发明的 、贝尔发明的 ，再到现在人们更频繁地通过 来传递信息。 【变式1-5】当前最为普遍的手机通信系统主要由 、基站和 组成。 就是手机或车载电话，它既能 无线电波，也能 无线电波。 ( 题型二 电磁波 ) 【例2】（25-26九年级上·北京通州·期末）如图所示，阳光下的男孩通过蓝牙信号（一种短距离的无线电波）将耳机与手机连接，开始听音乐。关于其中的电磁波，下列说法正确的是（   ） A．阳光不属于电磁波 B．人耳听到的声音是一种电磁波 C．手机蓝牙信号属于电磁波 D．电磁波在空气中的传播速度是340m/s 【变式2-1】如图所示的是电磁波家族，某智能手机的近场通信和蓝牙分别使用和这两个频率的电磁波进行通信。下列说法正确的是（　　） A．近场通信使用的电磁波的波长比蓝牙使用的电磁波的波长短 B．这两个频率的电磁波在真空中的传播速度不相同 C．近场通信使用的是无线电波，蓝牙使用的是红外线 D．近场通信和蓝牙使用的电磁波都是无线电波 【变式2-2】（2025·四川攀枝花·中考真题）电磁波具有信息和能量特性。在手机和微波炉这两种电子产品中，主要利用电磁波的能量特性工作的是 ，主要利用电磁波的信息特性工作的是 。 【变式2-3】（2025·重庆·模拟预测）“天琴计划”是我国探测引力波的重大工程，目前人类探测到的“引力波”来源于两个黑洞的合并，这种波以相当于3个太阳质量的巨大能量释放出来，向广袤的宇宙传播。据此，引力波与声波相比，其相同点是：都具有 ；不同点是： 不能在真空中传播。 【变式2-4】小明从爷爷那儿借到了一台小收音机，又找了一节旧干电池和一根导线。小明打开收音机的开关，将旋钮调到 的位置，并将音量开大；小明将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极 地接触。听到了收音机里传来“咔嚓、咔嚓”的声音，由此可知， 的电流在空间激起电磁波。 【变式2-5】如图所示是某电磁波的波形图，其波长为 cm，频率为 Hz。探月卫星到地球指挥中心的距离约为，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经 s到达探月卫星。 。 ( 题型三 广播、电视与移动通信 ) 【例3】下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 【变式3-1】电视信号的发射和接收 电视用电磁波传递图像信号和声音信号。发射和接收图像信号的工作过程是： 把图像变成电信号， 把电信号加载到频率很高的电流上，通过 发射到空中。电视机的 把这样的高频信号接收下来，通过 把图像信号取出并放大，由 把它还原成图像。 【变式3-2】25-26九年级下·吉林·单元测试）如图是无线电广播工作过程的简易图。 【变式3-3】无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由 完成。人们先用话筒把播音员的声音信号转换成 信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波并发射到空中。信号的接收由 完成。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。 【变式3-4】电视用电磁波传递 信号和 信号。把如图所示的电视广播工作过程的方框图补充完整。 【变式3-5】（手机是现代人离不开的通信工具。手机信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；手机的发射频率低，需要有设备转接，在同一区域手机间的通信方式是手机甲→ →手机乙。 。 ( 题型 四 现代通信 ) 【例4】关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（　　） A．我国建立的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的 B．光不能在弯曲的光纤中传播 C．核磁共振主要利用电磁波的能量特性工作 D．移动电话是利用电磁波传递信息的 【变式4-1】（24-25九年级上·新疆克孜勒苏·期末）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 【变式4-2】（25-26八年级上·黑龙江哈尔滨·期末）如图，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递（　　），光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的（　　）现象。 A．信息  折射 B．信息  反射 C．能量  色散 D．能量  直线传播 【变式4-3】我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。 (1)卫星从远地点向近地点运行时 能会增大。 (2)用 颗同步卫星就可以实现全球通信，卫星通信利用电磁波可以传递 （选填“能量”或“信息”）。 (3)地球静止轨道距地面高度约为36000 km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 【变式4-4】据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。 (1)当前，手机已经进入了5G时代，它指的是第五代移动通信技术，主要是通过频率更高的 （选填“超声波”或“电磁波”）作为传递信息的载体，而芯片部分则主要是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的。 (2)光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次 （选填“反射”“折射”或“色散”）后，从另一端射出，这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方。光在光导纤维里传播的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）光在真空中传播的速度。 【变式4-5】我国的北斗卫星导航系统可以为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。 （1）卫星从远地点向近地点运行时 能会增大； （2）用 颗同步卫星就可以实现全球通信； （3）地球静止轨道距地面高度约为42000km，若运行于该轨道的卫星将电磁波信号发送到地面接收站，大约需要 s。 ( 基础巩固通关测 ) 1．我国建立了“北斗卫星导航系统”，该系统中有3颗卫星运行的轨道平面与地球的赤道平面重合，且与地球自转同步，这3颗卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的；在使用手机导航时，手机与北斗卫星之间通过 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。 2. 电磁波能量特性的应用：一切电磁波都具有 ，电磁波能量特性的应用在生产、医疗、军事、交通等领域都很广泛。高频电磁波、 射线和 射线和 ，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。 3. 如图是电磁波及其应用实例，可见光 （选填“属于”或“不属于”）电磁波的一种，电视遥控器使用的是 进行遥控，电磁波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。 4. 接打手机时，手机与北斗卫星之间信息通讯是通过 波实现的。中国的气象气球最高可达5万米空气极稀薄高空，假如其携带这款手机在5万米高空处时， （选填“能”或“不能”）正常使用这款手机的北斗卫星通讯功能。 5．2024年10月1日上午，中央广播电视总台《新闻直播间》对驻留中国空间站“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏进行了实时视频连线采访，航天员们回答了关于中国载人航天的一些问题，并向全国人民表达了国庆祝福。 （1）图中航天员 （填“能”或“不能”）通过超声波与地面指挥中心联系； （2）航天员回答问题时是通过声带 发声的，三位航天员发出声音的 （填“音调”、“响度”或“音色”）一定不同； （3）在空间站内部，航天员之间 （填“能”或“不能”）不借助通信设备直接交流。 6 科学探究小组用真空罩进行了以下探究。如图-1当真空罩中的空气被逐渐抽出时，闹铃的声音会 ，推理得出声音的传播需要介质；如图-2拨打真空罩中的手机，手机有“来电显示”，说明电磁波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播；如图-3真空罩中的吸盘在抽气过程中会掉落，从而验证吸盘吸在一起是 的作用。 7．判断下列选项中不属于电磁波的是（　　） A．光波 B．X射线 C．无线电波 D．敲击铜钟形成的波 8. 电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的信息特征工作的是（　） A．微波炉 B．卫星电话 C．激光刀 D．紫外理疗 9. 如图是我国自主研发的一些科技成果，其中由科学家南仁东先生作出巨大贡献的项目是（    ） A．核潜艇 B.“天眼”射电望远镜 C.“天宫”空间站 D.“奋斗者号”潜水器 10. 关于电磁波的认识，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度为340m/s B．操作人员通过电磁波遥控无人机 C．雷达主要利用电磁波的能量特性工作 D．骨骼检查使用的X光不是电磁波 11. 如图是一种门禁卡的内部结构，门禁卡内有感应线圈，连接着芯片。当这个组合体靠近门禁读卡器时，会在门禁读卡器的电磁场中产生感应电流，从而驱动芯片读取卡内信息，再通过自身的感应线圈将信息以电磁波的形式发送出来，信息正确则开门。下列有关说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．芯片的主要制作材料是超导体 C．门禁卡在读卡器的电磁场中产生感应电流和电动机的原理相同 D．读卡器通电后产生磁场，电流越大，磁场越强 12．如图所示，AI（人工智能）时代，智能家居系统可以通过人机交互实现远程操控。下列说法正确的是（　　） A．语音助手发声时没有振动 B．调大音响音量，主要是为了改善声音的音色 C．智能窗帘的电动机工作时，主要将电能转化为内能 D．智能家居系统的无线遥控功能主要依靠电磁波传递指令 13．如图是一款学生普遍使用的电话手表，让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况，为学生的安全保驾护航。下表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） 产品类型 GPS手表 功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池 产品质量 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电约消耗电能4100J D．手表通话时将电信号转化为声信号 14．阅读短文，回答下列问题，手机是集成度很高的精密收发机，大致分成五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源、采用双向异频双工制，即收与发用不同频率的调频波，某机发射电磁波频率为890.0125MHz，接收电磁波频率为935.0125MHz，双频间隔为45MHz，用户在某个交换局业务服务区购机并配定使用频率和编码后，就成为该机的原登记用户，如加入其他移动交换局的业务区电话，就成为漫游； （1）对着话筒讲话时，手机天线作为 天线使用；当用听筒听电话时，手机天线作为 （选填“发射”或“接收”）天线使用； （2）在同一交换局的服务区的另一手机 （选填“能”或“不能”）用890.125MHz的发射频率； （3）给已关机的手机打电话，听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“你拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“你拨打的用户暂时无法接通”，这说明 ； A．手机关机时向基地台发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基地台失去联系 B．手机不在服务区时向基地台发射了一个不在服务区信号，手机关机时与基地台失去联系 C．手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号 D．手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号 （4）你知道在哪些地方或情况下不能使用手机吗？试举两至三个例子 。 ( 能力提升进阶练 ) 1．电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信设备，会对人体健康产生影响的是（　　） A．摇柄电话 B．拨号电话 C．移动电话 D．按键电话 2．智能手机与计算机内部处理的都是（    ） A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号 3．我们生活在电磁波的海洋中。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．月球上没有空气，电磁波不能传播 B．手机不是用电磁波来传递信息的 C．微波炉是用电磁波来传递能量的 D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图像信号 4．下列技术应用中，不属于利用电磁波工作的是（　　） A．用微波炉加热食品 B．用B超检查身体 C．飞机上的飞行员和指挥部对话 D．蓝牙技术（短距离无线通信技术） 5．对如图所示的电视录制和播放过程的解释，正确的是（　　） A．摄像机把电信号转换成图像信号 B．话筒把电能转换成声能 C．扬声器把声信号转换成电信号 D．发射机发射电磁波，把信号传给接收机 6．下列关于移动电话的说法，错误的是（　　） A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 C．移动电话与其他用户通话需基站转接 D．移动电话通过电磁波与电话网络联系 7．关于微波，下列说法错误的是（　　） A．微波属于电磁波 B．微波的性质接近光波，大致沿直线传播 C．利用微波进行长距离通信时，应采用月球作为中继站 D．微波通信时，需要每隔左右建设一个微波中继站 8．2024年11 月华为发布了一款新手机（如图），它所搭载的麒麟9010芯片，拥有150亿个晶体管，具备超强的性能和AI（人工智能）处理能力，标志着我国的芯片技术完全自主化。下列说法错误的是（    ） A．手机既是无线电发射台，又是无线电接收台 B．麒麟9010芯片的主要材料是半导体 C．该手机电池上标有“3.8V 4750 mAh”，表示它充满电后具有4.75 kW∙h的电能 D．该手机具有无线反向充电功能，当它对另一部手机充电时，另一部手机的电池相当于电路中的用电器 9. 华为折叠屏手机以其独特的设计和先进的技术在市场上占据了重要地位，如图是一款华为折叠屏5G手机，下列说法正确的是（　　） A．5G网络信息载体是超声波 B．5G网络下载速度和传播速度都比4G网络快 C．5G网络的频率比4G网络更高 D．折叠屏的柔性发光二极管主要由超导体材料制成的 10．信息传播方式的进步标志着社会和科技的进步。从历史上用烽火台上的狼烟传递战争信息、用驿马传递官文，发展到莫尔斯发明的 、贝尔发明的 ，再到现在人们更频繁地通过 来传递信息。 11．5G网络是第五代移动通信网络，5G通信与4G通信相比，其载波的频率较高，因而波长较 （选填“长”或“短”）。据专家预计，到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施。如图，光纤通信是利用光在光导纤维中发生多次 实现信息传输的。 12．随着科技的发展，更快的网络已应用在人们的生产生活中，其中最典型的就是手机。手机是利用 （选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是 。 13．我们平时观看足球比赛的电视转播，其实是通讯卫星通过 来传递信息的。我们利用遥控器来调换不同的电视频道，其实是改变了电视机接收信号的 。 14．现在许多长途电话以地球同步卫星为中继站，打这种长途电话时，会感到对方的反应时间有些延迟 （1）假设某人造卫星与地球的距离是36000km，请你估算延迟的时间； （2）为什么打市内电话（有线电话）没有这种延迟现象？ 第 6 页 共 35 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $