15.3 现代通信技术及其发展前景 巩固练习-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

15.3现代通信技术及其发展前景 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．我国在文昌航天发射场成功将通信技术试验卫星十一号发射升空，该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。卫星与地面间传递信息是利用（    ） A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．空气 2．关于能源、信息与材料，下列说法错误的是（    ） A．电能是二次能源 B．光纤通信只能传播图像信息，不能传播声音信息 C．中央电视台与吉林电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同 D．若用超导材料制造输电线，则可以大大降低由电阻引起的电能损耗 3．下列实例中，利用光的直线传播的是（　　） A．激光准直 B．削冰取火 C．光纤通信 D．对镜整装 4．2024年茂县羌历年无人机表演活动中，空中无人机群组成“天下九寨沟，大美阿坝州”字样，如图所示。表演时，给无人机传递信息利用的是（　　） A．电磁波 B．光纤 C．次声波 D．超声波 5．2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（    ） A．激光雷达发射的是超声波 B．通过激光雷达可以识别红绿灯 C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响 D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s 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．下列哪个是互联网不能实现的（   ） A．查阅资料、看新闻 B．购物、视频点播、聊天 C．远程教育、远程医疗 D．现金交易 8．如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（    ） A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息 B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息 C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质 D．毫米波传播的速度比激光小 9．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 10．现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的，如图所示。打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距离是36000km，则延迟的时间约为（　　） A．0.12s B．0.24s C．2.4s D．0.012s 二、填空题 11．2024年10月30日搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空，飞船入轨后与空间站组合体实现交会对接成功。高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，这是通过 （选填“热传递” 或“做功”）的方式改变内能。在空间站内航天员利用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面交流。 12．我国首个火星探测器“天问一号”于2021年5月15日成功实现软着陆在火星乌托邦平原南部。“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分。环绕器能将图片信息通过 （填“超声波”、“次声波”、“电磁波”）传回到地球上。着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，共有6个轮子与火星地面接触，每个轮子与地面的接触面积约为250cm2，这样设计可以通过 的方式来减小火星车对地面的压强。如果火星对表面物体的吸引力约为地球的0.4倍，静止在火星水平地面的“祝融号”对火星地面产生的压强大约为 Pa。 13．互联网是利用 将分布在世界各地的计算机连接起来的庞大网络．利用互联网，人们可以通过相应的网站，进行工作、学习、娱乐、购物、通信等． 14．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。 15．2009年诺贝尔物理奖授予中国香港科学家高琨和两名美国科学家。高琨因“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖，被称为“光纤之父”。光纤通信实际上是激光信号在光纤里 （选填“直线”、“反射”或“折射”）传播的。GPS无线通信是通过 实现信息传递的（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。 三、综合题 16．传感技术 (1)电磁应用 ①话筒（动圈式麦克风）的工作原理：电磁感应现象，把声音转换为 。 ②扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受力运动，把电流转换为 。 ③电话的工作原理：在话筒中将声音转换为强弱变化的电流，再在扬声器中将强弱变化的电流还原成声音，即振动→变化的 → 。 (2)传感技术 ①在技术上，声、光、热、力等信息都可以转换为 信号。实现这些转换的器件，叫作 。 ②应用：传感器在自动控制领域及日常生活中有广泛的应用。 17．2024年12月27日，中国海军076两栖攻击舰首舰在上海下水，命名为“中国人民解放军海军四川舰”，舷号为“51”，如图所示。其满载排水量约为5万吨，最高航速约为50km/h，最大输出功率约为。它是全球首款配备电磁弹射器的两栖舰艇。（g取10N/kg） (1)空中的舰载机准备着舰时，通过 来传递信息，从而与“四川舰”上的指挥系统取得联系。“四川舰”以最高航速匀速航行时，1h30min航行的路程是多少 ？ (2)“四川舰”满载时，受到的浮力是多少？当它从长江驶入东海时，舰身要上浮一些，所受的浮力怎样变化？并说明理由。（取，） (3)“四川舰”上的某架舰载战斗机质量约为20t，轮胎与甲板的总接触面积约为，当它停在甲板上时，对甲板的压强是多少？ (4)“四川舰”以最高航速匀速航行时，所受水的阻力大约是多少？ 18．阅读短文，回答问题： 智能图书管理员 在某学校图书馆里，智能机器人“小爱”（如图甲）已经辅助图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时，智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数： 参数名称 自身质量m/kg 最大负重G/N 提升重物最大高度h/m 脚与地面的总接触面积S/cm2 电源电压U/V 电池容量Q/Ah 数据 50 300 0.6 400 30 20 (1)小明同学向“小爱”咨询图书所在的位置，小明发出声音是由声带 而产生的，小明让“小爱”提供无线上网服务，它与互联网之间通过 来传递信息。 (2)关于智能机器人“小爱”，下列说法错误的是（　　） A．脚的下表面有粗糙的花纹，主要是为了增加摩擦 B．托着图书水平匀速直线运动时，机器人对书本没有做功 C．在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波感知障碍物 D．为减轻自重、提升耐用性，最好选择密度和硬度都较大的材料制作 (3)“小爱”把图书匀速托到书架上，一次最多能对图书做功 J，此时机器人对水平地面的压强为 Pa。 (4)为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电，离充电器最远路程不能超过180m，若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功，则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 N。 (5)如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中电源电压为4.5V，RF为压敏电阻，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，放弃执行搬书指令，以免“小爱”受损伤。 ①要求：当“小爱”的负重达到或超过最大值时，系统报警，按照下列步骤调试电路： a.电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到 Ω； b.将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警； c.保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。 ②用已调好的报警电路进行测试，若负重为200N，此时该电路中的电流是 mA。 ③为减轻其最大负重，应将滑动变阻器的阻值适当移向 端（选填“a”或“b”）。 学科网（北京）股份有限公司 《15.3现代通信技术及其发展前景》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A A C D D B A B 1．C 【详解】A．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，它需要介质来传播，而且在真空中无法传播。而卫星是在太空中运行的，太空是接近真空的环境，所以超声波不能用于卫星与地面间的信息传递，故A不符合题意； B．次声波是频率低于20Hz的声波，同样需要介质传播，在真空中也不能传播，因此也不适合卫星与地面之间的信息传递，故B不符合题意； C．电磁波可以在真空中传播，而且传播速度快，能够携带大量的信息。卫星与地面之间的通信往往要跨越很长的距离，包括在太空中的真空区域，电磁波正好满足了在这种环境下传递信息的要求，所以卫星与地面间传递信息是利用电磁波，故C符合题意； D．空气只是一种物质，它本身不能直接传递信息。并且卫星在太空中，很多区域没有空气，所以空气不能作为卫星与地面间传递信息的载体，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．电能通常是由其他形式的能转化而来的，如火力发电是将煤炭等化石能源的化学能转化为电能，水力发电是将水的机械能转化为电能，所以电能是二次能源，故A正确，不符合题意； B．光纤通信是利用激光在光导纤维中传播来传递信息的，它可以传播声音、图像、数据等各种信息，故B错误，符合题意； C．电磁波在空气中的传播速度近似等于在真空中的传播速度。中央电视台与吉林电视台发射的电磁波在同一区域内传播，它们的传播速度相同，故C正确，不符合题意； D．超导材料的电阻为零，不会由于电流热效应而发热，若用超导材料制造输电线可大大降低输电线上的热损失，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．A 【详解】A．挖隧道时用激光准直，利用的是光沿直线传播，故A符合题意； B．削冰取火利用的是凸透镜对光线的会聚作用，本质是光的折射，故B不符合题意； C．光纤通信利用的是激光在光导纤维中不断反射前进，故C不符合题意； D．对镜整装利用的是平面镜成像，属于光的反射，故D不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】电磁波传播范围广，传播速度快，无人机在空中接收和传递信息是利用电磁波；光纤需要有线连接不适用；次声波、超声波难以在空气中远距离有效传递无人机表演所需的复杂信息，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．激光雷达发射的是激光，故A错误； B．摄像头可以识别红绿灯，故B错误； C．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，不易受光线影响；摄像头工作根据凸透镜成像原理，更容易受光线影响，故C正确； D．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号。通过激光雷达发现前面300m处的物体时通过排路程为 通过激光雷达发现前面300m处的物体所用时间 故D错误。 故选C。 6．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．D 【详解】网络通信是以计算机为主体的现代通信模式，它可以实现很多功能，但网上购物等消费活动或经济往来，只能以信用卡银行划拨的方式进行，不能进行现金交易，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．B 【详解】A．超声波是频率高于20000Hz的声波，属于声波的一种。而毫米波是电磁波的一种，毫米波雷达感知技术是利用毫米波来传递信息的，并非超声波，故A错误；   B．激光属于电磁波的一种。 激光雷达感知技术是通过发射激光信号，然后接收反射回来的激光信号来获得周边环境的信息，故B正确； C．毫米波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播；激光同样属于电磁波，其传播也不需要介质，在真空中也能以光速传播。故C错误； D．在真空中，所有电磁波的传播速度都相同，都等于光速c=3×108m/s。 毫米波和激光都属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等；在其他介质中，虽然传播速度会小于真空中的速度，但二者在相同介质中的传播速度仍然是相等的，故D错误。 故选B。 9．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。 10．B 【详解】无线电波传播的速度与光速相同，v=3×108m/s，无线电波从地球到卫星用的时间 延迟时间 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11． 做功 电磁波 【详解】[1]高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使火箭整流罩外壳内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变内能。 [2]电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，在空间站内航天员利用电磁波与地面交流。 12． 电磁波 增大受力面积 6.4×103 【详解】[1]电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，环绕器能将图片信息通过电磁波传回到地球上。 [2]火星探测车共有6个轮子与火星地面接触，且每个轮子与地面的接触面积都较大，这样设计可以在压力一定时，通过增大受力面积的方式来减小火星车对地面的压强。 [3]“祝融号”在地球上受到的重力为G=mg=240kg×10N/kg=2400N 祝融号”在火星上受到的重力为G′=0.4G=0.4×2400N=960N 静止在火星水平地面的“祝融号”对火星地面产生的压强大约为 13．电磁波和通信网络 【详解】互联网是利用电磁波和通信网将分布在世界各地的计算机连接起来的庞大网络，人们通过互联网可以进行网上购物，网上看病，发电子邮件等. 14． 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。 15． 反射 电磁波 【详解】[1]光纤通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。 [2]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，GPS无线通信是通过电磁波实现信息传递的。 16．(1) 电流 声音 电流 振动 (2) 电 传感器 【详解】（1）[1]动圈式麦克风的工作原理是电磁感应现象，当声音引起膜片振动时，与膜片相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，把声音转换为电流。 [2]扬声器中有通电线圈，当电流通过线圈时，线圈在磁场中会受到力的作用而运动，进而带动纸盆振动发出声音，所以把电流转换为声音。 [3][4]电话的工作过程是：在话筒里，声音引起的振动使线圈运动产生强弱变化的电流；在扬声器里，强弱变化的电流使线圈受力运动，还原成振动，所以是振动→变化的电流→振动。 （2）[1][2]在技术领域，声、光、热、力等信息形式多样，不便于统一处理和传输。而电信号具有容易传输、便于放大、调制等优点。传感器就是一种能够将非电信号（如声、光、热、力等信号）转换为电信号的器件。例如，光敏传感器可以将光信号转换为电信号，当有光照射时，传感器内部的元件特性改变，从而产生相应的电信号，所以声、光、热、力等信息都可以转换为电信号，实现这些转换的器件叫作传感器。 17．(1) 电磁波 (2)，不变，理由见解析 (3) (4) 【详解】（1）[1]舰载机与母舰为了快速的及时的沟通信息，且舰载机速度比较快，所以通过电磁波（或无线电波、微波等）传递信息。 [2]由题可知，“四川舰”以最高航速50km/h匀速航行1h30min时，航行路程为 （2）根据阿基米德原理可得，满载时浮力 从长江驶入东海时，不变，因漂浮时，不变，故不变。 （3）由题可知，在水平台面上时，压力等于物体的总重，所以战斗机对甲板压强 （4）最高航速时，根据可得，牵引力 匀速航行时，牵引力与阻力是一对平衡力，即 18．(1) 振动 电磁波 (2)D (3) 180 2×104 (4)360 (5) 100 9 a 【详解】（1）[1]人的发声本质上是“声带振动”产生声音。 [2]无线网络通信要靠“电磁波”传递信息。 （2）A．脚的下表面有粗糙的花纹，是增大接触面的粗糙程度来增加摩擦的，故A正确，不符合题意； B．托着图书水平匀速直线运动时，机器人对书本在竖直向上没有移动距离，所以没有做功，故B正确，不符合题意； C．超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射回来从而被机器人接收，光速度太快，传播或反射回来的时间过短，不便于测量，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物，故C正确，不符合题意； D．为了减轻机器人的自重应选择密度小的材料制作，相同体积下，密度小的材料质量小，故D错误，符合题意。 故选D。 （3）[1]由表格可知一次最多能对图书做功 [2]自身重力 水平地面的物体压力等于重力，所以 （4）电池充满电后储存的电能 由题意可得，智能机器人返回过程中克服摩擦力做的功 由得，智能机器人返回过程中受到的水平阻力 （5）[1]由图丙可知RF与F为一次函数，设关系式为RF=kF+b 将（400N，50Ω）和（100N，200Ω）代入上式得， 解得k=-0.5Ω/N，b=250Ω 所以关系式为 由题可知，最大负重300N，代入上式可得压敏电阻的阻值 为调试报警电路，应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的阻值100Ω，再将开关向c端闭合（电阻箱与滑动变阻器串联），调节滑动变阻器的滑片，直至报警器刚好报警； [2]将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用，此时压敏电阻和变阻器Rp串联，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电源电压为U=4.5V，此时电路的总电阻 则变阻器接入电路的阻值 则当F′=200N时，压敏电阻的阻值 此时该电路中的电流 [3]报警器（电阻不计）通过的10mA电流不变时，此时电路总电阻 既压力减小，RF增大，Rp减小，则应将滑动变阻器的阻值适当移向a端滑动。 学科网（北京）股份有限公司 $