15.3 现代通信技术与其发展前景 同步练-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

15.3现代通信技术与其发展前景 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．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 2．与卫星通信相比，下列不属于光纤通信优点的是（　　） A．保密性好 B．受地域限制 C．传输信息量大 D．抗干扰能力强 3．关于地球同步卫星，下列说法错误的是（   ） A．同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样，从地球上看它是在赤道上空静止不动的 B．同步卫星可作为传播微波的中继站 C．同步卫星的速度和电磁波的传播速度相同 D．要使世界上任何一个地方的电视节目都可以传递到全世界，只需要三颗同步卫星就可以了 4．关于电磁波和现代通信，下列说法错误的是（　　） A．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强、损耗小等优点 B．微波、超声波、无线电波都属于电磁波 C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的 D．卫星通信、光纤通信都可以用来传递信息 5．关于电磁波和现代通信，下列叙述中错误的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．电磁波的频率越高，在空气中传播的速度越大 C．电磁波是一种资源，人们应该合理使用 D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 6．我国“鹊桥二号”卫星完成在轨对通测试时，与地面通讯借助的是（　　） A．次声波 B．超声波 C．电磁波 D．红外线 7．2025年12月9日，我国在太原卫星发射中心使用“长征六号改”运载火箭，成功将卫星互联网低轨15组卫星送入预定轨道。卫星通信利用的是（　　） A．光导纤维 B．次声波 C．超声波 D．电磁波 8．下列四种通信中属于网络通信的是 A． B． C． D． 9．北京时间年月日时分，天舟八号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟八号将转入组合体飞行段。信息从空间站传回地球，利用的是（　　） A．电磁波 B．光导纤维 C．超声波 D．次声波 10．关于2025年春晚中用到的无线麦克风，下列说法不正确的是（　　） A．将声音信号转换为电信号 B．通过电磁波传输信号 C．传输频率属于可见光波段 D．接收器将电信号还原为声音信号 二、填空题 11．在体育比赛中，要想把比赛实况进行全球转播，至少需要__________颗地球同步卫星。电视直播往往反应“迟钝”，是因为__________。若用月球作中继站，则信号至少延迟__________s。（地球与月球的平均距离是） 12．2025年春晚首次使用由30台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过AI算法将抗干扰能力强的______（选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用LED立方体光源呈现3D效果，LED光源主要是由______材料制成。 13．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。 14．光纤通信主要利用波长很______（选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次______，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更______（选填“高”或“低”）的电流信号上。 15．手机已经成为我们工作、生活中非常重要的一部分，人们使用的手机越来越智能化，越来越精致。某款新型手机的质量大约为0.15_______；手机之间是靠_______（选填“电磁波”或“声波”）来传递信息的，这种波在真空中传播的速度为_______m/s。 三、综合题 16．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”）。 17．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。 18．2024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？ 学科网（北京）股份有限公司 《15.3现代通信技术与其发展前景》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C B B C D D A C 1．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。 2．B 【详解】光导纤维是利用光波（即可见光）传播信号的，是信息社会传送各种信息的主要工具，光纤通信的优点是：频率很高，传送信息容量大；光纤的内外层的折射本领不同，光纤的抗干扰能力强，能有效减少信号的衰减，保密性好，适用于远距离、大容量传输信息，不受地域限制，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同，与地球同步转动，所以从地球上看它是在赤道上空静止不动的，故A正确，不符合题意； BD．同步通信卫星可作为传播微波的中继站，地球上只要有3颗就能覆盖全世界，故B、D正确，均不符合题意； C．同步卫星的速度与地球自转的速度相同，而电磁波速度与光速相同，它们不相等，故C错误，符合题意。 故选C。 4．B 【详解】A．光纤通信的优点是传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等，故A正确，不符合题意； B．微波、无线电波都属于电磁波，超声波不属于电磁波，故B错误，符合题意。 C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的，故C正确，不符合题意。 D．卫星通信、光纤通信都可以用来传递信息，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A、电磁波可以在真空中传播．不合题意． B、电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度．任何一种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同．符合题意． C、家用电器越来越普及，电磁波辐射对人体的伤害越来越严重．我们要合理使用电磁波．不合题意． D、微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息．不合题意． 故选B． 6．C 【详解】卫星在太空中运行，而太空是一个接近真空的环境。次声波和超声波都属于声波，声音的传播需要介质，在真空中，由于没有介质，所以声波不能在真空中传播。电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，电磁波具有传播速度快、能够携带信息等特点，广泛应用于现代通信领域。目前卫星通信、无线电广播等都是利用电磁波来实现的。红外线能在真空中传播，但红外线主要用于热效应、遥控等方面， 不适合卫星与地面长距离通信。 综上，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播且电磁波可以传递信息，所以卫星通信利用的是电磁波，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．D 【分析】要解答本题需掌握：微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通讯组成了现代的通信网络，故据实际情况逐个分析即可判断； 【详解】A、据图可知，这是微波通信，故不符合题意； B、据图可知，这是卫星通信，故不符合题意； C、据图可知，这是一些光导纤维，即光纤通信，故不符合题意； D、据图可知，这是通过计算机进行的网络通信，故符合题意； 故选D． 9．A 【详解】电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息。空间站利用电磁波将信息从空间站传回地球，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．C 【详解】A．无线麦克风工作时，能将声音信号转换为电信号，故A正确，不符合题意。 B．无线麦克风是通过电磁波来传输信号的，这样能实现无线传输，故B正确，不符合题意。 C．无线麦克风传输频率属于无线电波频段，而非可见光波段，可见光人眼可直接看到，与无线麦克风信号传输无关，故C错误，符合题意。 D．接收器接收到电信号后，会将其还原为声音信号，从而实现声音的播放，故D正确，不符合题意。 故选C。 11． 3 电磁波的传播需要时间 2.53 【详解】[1]在地球的周围均匀地配置3颗地球同步卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。现在通过卫星电视，就可以把体育比赛进行全球转播。 [2]电视直播信号通过电磁波传递，电磁波虽然传播速度很快，但从地面发射到卫星，再由卫星转发回地面，需要一定时间，所以会反应 “迟钝”，原因是电磁波的传播需要时间。 [3]由题意可知，卫星信号从地球到月球，再返回地球的总路程为 电磁波的传播速度为 用月球作中继站，信号至少延迟的时间为 12． 数字 半导体 【详解】[1]数字信号与模拟信号相比，具有抗干扰能力强的特点。 [2]LED灯即发光二极管，二极管是由半导体材料制成的，所以LED光源主要是由半导体材料制成。 【点睛】 13． 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 14． 短 反射 高 【详解】[1] 光纤是利用激光传播信息的，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息量越多，激光的频率比较高，波长较短，相同的时间内就可以传递大量的信息。 [2][3] 光纤通信是利用激光传输信息的，从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，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；无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更高的电流信号上。 15． kg 电磁波 3×108 【详解】[1]一部手机的质量约为150g，合0.15kg。 [2]手机既是无线电发射台又是无线电接收台，故手机之间是靠电磁波来传递信息的。 [3]电磁波在真空中传播的速度与光在真空中传播的速度相同，是。 16．(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。 17．(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。 18．(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 学科网（北京）股份有限公司 $