内容正文:
第二十章电磁波与信息时代
第一节初识电磁波
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)电磁波的频率越高,在空气中传播的速度就越大。
(2)电磁波可以在真空中传播。
(3)在真空中,无线电波的传播速度小于光的传播速度。
(4)无线电波的频率越高,在相同的时间内传播的信息就越多。
公基础练习
1.下列家用电器中利用电磁波工作的是
A.电熨斗
B.电扇
C.微波炉
D.洗衣机
2.根据图中信息判断,下面说法正确的是
10
10
10210410
10
频率/Hz
VMMNMMM
可可见光
无线电波
红外线紫外线X射线Y射线
A.红外线比可见光频率高
B.红外线比可见光的波长长
C.紫外线比可见光在真空中传播速度大
D.紫外线比可见光在真空中传播速度小
3.某无线电波在空气中传播。如果它的频率越高,则它的波长越
;如果它的波长越
长,则它的波速
,表示它们三者之间关系的公式是
4.某电磁波波形如图所示,该电磁波的波长是
m,频率是
Hz。(c=3×108m/s)
0.5
x/m
·10·
第二节电磁波的应用
1.很多地区都推出了本地公交APP,乘客可以通过APP获得公交车的到站信息。公交车
与手机APP间的通讯依靠的是
A.超声波
B.次声波
C.电磁波
D.激光
2.下面所描述的应用中,不属于电磁波能量特性应用的是
A.用高频电磁波快速加热机械零件
B.医生用Y射线切割肿瘤
C.利用手机可以实现全球通话
D.利用激光可以治疗近视眼
3.电磁波家庭成员有无线电波、微波、红外线、紫外线等,关于电磁波的应用,下列说法不
正确的是
A.病房消毒常用X射线
B.微波用于卫星通信
C.电视机通过无线电波传递信息
D.遥控器利用红外线实现对空调的遥控
4.如图所示的微波炉就是用微波来加热食物的,微波
(选填“是”或“不是”)电磁波,
通过以上信息可知,微波可以传递
第三节跨学科:电磁波与信息技术
1.珠峰高程测量登山队登顶的视频画面通过5G网络与全球实时共享。信号传输利用的
是
A.超声波
B.光纤
C.微波
D.红外线
2.北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统,目前已经具备全球导
航、定位和授时功能。关于北斗卫星导航系统,下列说法正确的是
A.北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同
B.北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息
C.北斗卫星导航系统在传输大量信息时,其传输频率较低
D.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
3.光纤是信息传送的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在
其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内不断
而实现的。光也是一种电磁波,
在真空中的传播速度约为
m/s。
·11
【科学小链接】
从光纤通信到量子通信一信息传输的新革命
在现代社会,光纤通信已成为互联网、电话、电视等信息传输的主要方式。光
纤通信利用光信号在细长的玻璃纤维或塑料光纤中传播,以实现远距离的信息传
输。然而,光信号在光纤中传播时,会受到信号衰减的影响,使得信息的传输距离
受到约束。
在短距离光纤通信中,光信号的最大传播距离R和发射功率P之间存在一
定的关系,经验上可以用以下近似公式描述:R=kX√P,k是一个经验常数(在短
距离光纤通信条件下可取6300m·W-)。在长距离光纤通信(几十公里以上)
中,工程师们通常不会单纯依赖提高功率,而是使用掺铒光纤放大器(EDFA)等
◆
设备接力来补偿信号损失,使得信息能够传输到上千公里远。
量子通信的传播机制不同于传统光纤通信。2016年,中国成功发射了“墨子
号”量子科学实验卫星,实现了1200公里量子纠缠分发,远远超出了传统光纤通
信在单次传输中的理论极限。传统光纤通信依靠光信号的强度来传输信息,而量
◆
子通信则利用光子的量子特性。
在量子通信中,量子纠缠允许两个光子处于“纠缠态”,无论它们相距多远,一
个光子的状态变化,另一个光子的状态也会同步变化。此外,量子密钥分发
(QKD)通过光子的量子态来加密信息,而不是依赖功率来传输信号,因此即使光
子的功率极低,信息仍能安全地传输。
量子通信具有更高的安全性、长距离信息共享能力、抗千扰能力和不可克隆
性。一旦有人试图窃听,光子的量子态会发生不可逆的变化,从而被通信双方察
◆
觉,使信息传输更为安全。量子纠缠技术使得远距离的两个站点可以共享信息,
而不会像传统通信那样因信号衰减而影响信息完整性。此外,量子通信对外界干
扰不敏感,能够在复杂环境下稳定运行。最后,量子信息无法被复制或篡改,杜绝
了数据伪造的可能性,进一步提升了通信的可靠性。尽管量子通信仍然面临技术
挑战,但其独特的物理特性使其在未来的高安全性信息传输中展现出广阔的
前景。
◆◆◆◆◆
·12·基础练习
1.C2.两排斥吸引3.磁化用细线拴住缝衣针并悬挂起来,使缝衣针静止后处于水平状态地磁场
针尖指向南方4.SN5.N地磁场
第二节探究:通电螺线管外部磁场的方向
第1课时通电螺线管的磁场
易错判断
(1)×(2)/(3)×(4)X
基础练习
1.B2.小磁针静止时N极的指向对调电源的正、负极3.N增强4.解:如图所示:
第2课时电磁铁电磁继电器
易错判断
(1)√(2)×(3)×(4)×(5)/
基础练习
1.B2.B3.(1)磁性有无(2)电流大小或线圈匝数的多少4.吸引弹簧5.增强b
6.解:如图所示:
绿
温控开关
温控开关
红
第三节磁场对通电导线的作用
易错判断
(1)×(2)√(3)/(4)/
基础练习
1.B2.C3.电能电动机改变磁场方向(或改变电流方向)4.会电子的定向移动形成电流,磁场对电流
有力的作用
第十九章电能从哪里来
第一节探究:产生感应电流的条件
易错判断
(1)√(2)×(3)×(4)/(5)×
基础练习
1.法拉第发电机2.AB不能3.(1)不能能能切割磁感线(2)动圈式话筒
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第二节发电机是怎样工作的
易错判断
(1)/(2)×(3)×
基础练习
1.C2.B3.D4.电磁感应机械电源
第三节电能的储存与输送
易错判断
(1)/(2)×(3)×(4)×
基础练习
1.B2.A3.A4.高压电弧触电跨步电压触电低压高压5.大是
减小输电电流
第二十章电磁波与信息时代
第一节初识电磁波
易错判断
(1)×(2)/(3)×(4)/
基础练习
1.C2.B3.短不变c=λv4.13×108
第二节电磁波的应用
1.C2.C3.A4.是能量
第三节跨学科:电磁波与信息技术
1.C2.A3.反射3×108
第二十一章能源、材料与社会
第一节能量的转化与守恒
易错判断
(1)×(2)/(3)×(4)×(5)/
基础练习
1.B2.A3.=4.电内
第二节跨学科:能源的开发与利用
1.B2.B3.高于高于机械4.不可再生5.电磁感应风能为清洁能源,无污染
第三节跨学科:材料的利用与开发
1.B2.超导材料109硅光电池3.半导体压敏电阻(或光敏电阻或热敏电阻或声敏电阻等)
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