15.4探寻移动通信技术的变迁（培优课件）-2026-2027学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦电磁波与通信技术，系统阐述无线电广播、电视、移动电话的信号发射与接收原理，以及1G至5G移动通信技术的发展历程。通过情景导入类比信鸽传递信件，帮助学生理解调制、解调等概念，搭建从基础原理到技术应用的学习支架。 其特色在于融合科学探究与科学思维，利用数字化实验设备直观演示电磁波发射接收过程，视频演示辅助理解移动电话通话原理，对比表格清晰梳理广播、电视、移动电话的异同。结合5G在自动驾驶等领域的应用实例，培养学生物理观念与科学态度，助力学生联系生活实际，教师可通过多样化习题提升教学效率。

北师大版九年级全一册（2024） 第十五章 电磁波与通信技术 15.4探寻移动通信技术的变迁 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026/7/27 北师大版九年级物理15.4《探寻移动通信技术的变迁》同步练习题（全文约1200字） 一、填空题（每空2分，共30分） 1. 移动通信是利用__________传递信号的无线通信方式，无需传输导线，使用灵活便捷。 2. 移动通信的核心工作流程：手机发射和接收__________信号，通过地面__________中转，实现远距离通信。 3. 1G网络为__________通信，仅支持语音通话，无法传输文字和网络数据。 4. 2G网络实现了__________传输，支持短信、简单图文，开启了移动低速数据时代。 5. 3G网络大幅提升传输速率，支持__________浏览、图片传输、简易视频通话功能。 6. 4G网络属于高速移动通信网络，具备传输速率快、延迟低的特点，支持高清视频、直播、移动端高速上网，实现了__________普及。 7. 5G网络是新一代移动通信技术，核心优势是__________、低延迟、__________、高可靠。 8. 移动通信技术迭代的总体趋势：传输速度越来越__________，网络延迟越来越__________，功能越来越全面。 9. 手机既是电磁波的__________设备，也是电磁波的__________设备。 10. 不同代际的移动通信网络，主要区别是电磁波信号的__________和传输带宽不同。 11. 移动通信信号通过__________分区覆盖，实现城市、乡村全域信号覆盖，保障通信稳定。 二、选择题（每题3分，共36分） 1. 移动通信传递信息依靠的载体是（） A. 声波 B. 电磁波 C. 光纤 D. 导线电流 2. 仅支持语音通话，无数据传输功能的网络是（） A. 1G B. 2G C. 4G D. 5G 3. 首次实现短信、图文数据传输的移动通信网络是（） A. 1G B. 2G C. 3G D. 5G 4. 下列不属于5G网络核心特点的是（） A. 高速率 B. 高延迟 C. 大容量 D. 高可靠 5. 手机在移动通信中的作用是（） A. 只发射电磁波 B. 只接收电磁波 C. 发射和接收电磁波 D. 储存电磁波 6. 4G网络主要推动的普及应用是（） A. 单纯语音通话 B. 低速短信 C. 移动高速互联网 D. 有线通信 7. 移动通信信号中转的核心设备是（） A. 光纤 B. 基站 C. 电压表 D. 发电机 8. 关于移动通信技术变迁，说法正确的是（） A. 网速越来越慢 B. 功能越来越单一 C. 延迟越来越低 D. 覆盖范围越来越小 9. 可支持高清直播、远程操控、万物互联的网络是（） A. 1G B. 2G C. 3G D. 5G 10. 不同代际移动通信网络的核心差异是（） A. 传播介质 B. 信号频率与带宽 C. 传播速度（光速） D. 传播原理 11. 下列场景最依赖5G低延迟特性的是（） A. 语音通话 B. 普通发短信 C. 远程自动驾驶 D. 查看短信 12. 移动通信的传播方式属于（） A. 有线通信 B. 无线通信 C. 声波通信 D. 光纤通信 三、判断题（对打√，错打×，每题2分，共12分） 1. 移动通信利用电磁波实现无线信息传输。（） 2. 1G网络可以支持高清视频通话和网络浏览。（） 3. 2G网络首次实现了移动数据和短信传输功能。（） 4. 5G网络相比4G网络速率更高、延迟更低、性能更强。（） 5. 手机只能接收电磁波，不能发射电磁波。（） 6. 移动通信技术迭代，实现了从语音到数据、从低速到高速的升级。（） 四、简答分析题（12分） 1. 简述移动通信的基本工作原理。（6分） 2. 简要概括1G到5G移动通信技术的升级变化规律。（6分） 五、实验填空题（10分） 移动通信依靠__________传输信号，属于无线通信；手机可__________和接收电磁波；1G仅支持__________，2G支持短信数据，5G具备高速率、__________的特点。 六、综合应用题（10分） 结合生活实例，说明5G移动通信技术的优势以及对现代生活、生产的影响。 参考答案 一、填空题 1. 电磁波 2. 电磁波；基站 3. 模拟语音 4. 数字数据 5. 网络 6. 移动互联网 7. 高速率；大容量 8. 快；低 9. 发射；接收 10. 频率 11. 基站 二、选择题 1.B 2.A 3.B 4.B 5.C 6.C 7.B 8.C 9.D 10.B 11.C 12.B 三、判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 四、简答分析题 1. 移动通信以电磁波为载体，手机将声音、图像等信息转化为电磁波信号发射出去，经地面通信基站中转、放大后，传递到接收方手机，接收设备再将电磁波信号还原为声音、图像信息，实现无线通信。 2. 技术迭代整体呈现：从单一语音功能向多媒体多功能升级，从低速数据向超高速率升级，从高延迟向低延迟优化，网络容量、稳定性、智能化程度持续提升，实现了移动通信的全面普及。 五、实验填空题 电磁波；发射；语音通话；低延迟（大容量） 六、综合应用题 5G技术具备高速率、低延迟、大容量、高可靠的显著优势。生活中可实现高清视频通话、超清直播、极速网络浏览，提升日常娱乐与沟通体验；生产中可支撑远程设备操控、工业智能化、自动驾驶、物联网设备联动等场景，推动工业智能化、数字化发展，极大提升生产效率，是现代智能生活、智慧工业的核心支撑技术。 2026年7月27日星期一9时26分58秒 广播电台 主要由三部分组成：话筒、调制器、天线。 1. 信号的发射——广播电台完成 一、无线电广播信号的发射和接收 话筒 天线 情景导入 2 一、无线电广播信号的发射和接收 （1）话筒、调制器与天线的主要作用 高频振荡器 产生高频电流 调制器把音频电流 加载到高频电流上 且进行放大 话筒把声音信号转换成电信号（音频电流） 天线把载有音 频电流的电磁 波发射出去 探究新知 （2）归纳：无线电广播信号的发射过程 类似于信鸽 的放飞 一、无线电广播信号的发射和接收 探究新知 2. 信号的接收——收音机完成 （1）选台 为接收在空间传播的无线电波，收音机使用天线进行接收。但由于天线没有选择性，能接收传播过来的所有电磁波，如把天线接收的电磁波全部变成声音，那只是一片嘈杂声，什么也听不清。 利用收音机的“调谐器”，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。 （2）解调 由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下。 一、无线电广播信号的发射和接收 探究新知 （3）放大 把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　 （4）扬声器把音频信号转换为声音信号。　　　 天线 扬声器 选台和解调器 一、无线电广播信号的发射和接收 探究新知 归纳：无线电波接收与还原过程 一、无线电广播信号的发射和接收 天线接收 电磁波 探究新知 3. 扩展性实验 ——电磁波的发射与接收 电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。 一、无线电广播信号的发射和接收 如图所示，电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，通过传感器、采集器将电磁波信号输入到计算机，我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波信号。 连接好装置，把发射器置于载波挡，转动发射器上的旋钮，改变发射器发出的电磁波的频率，观察信号的变化；再把发射器置于调制挡，观察调制后的波形。 探究新知 视频演示—《实验—电磁波的发射与接收 》 探究新知 1. 我国移动电话的出货量名列世界前茅，以下关于移动电话 的说法错误的是( ) D A. 第一代移动电话主要采用模拟技术来实现无线通话功能 B. 第二代移动电话初步实现了手机终端与互联网的连接 C. 使用移动电话连续长时间上网对眼睛有伤害 D. 给移动电话充电将化学能转化为电能 返回 考试考法 10 2. 网络安全，人人有责。作为未成年人，我们要加 强自我行为管理和风险防范意识，合力守护智能化时代的个人 权益与公共安全。小王最近手头有点紧，在刷朋友圈时发现微 信好友转发了一则出租微信号、 号赚外快的信息，此时他应 该( ) D A. 立即联系好友出租自己的微信号 B. 告诉自己的亲朋好友出租微信号可以赚钱，拉上大家一起 C. 多申请两个微信号进行出租，多赚点 D. 坚决不出租，并到附近派出所反映情况 返回 考试考法 11 3. ［2024·绵阳模拟］第六代移动通信技术也被称为 ，主 要促进的就是物联网的发展，目前仍在开发阶段。 的传 输能力可能比 提升100倍，1秒下载10部高清电影将成为可 能。下列说法正确的是( ) B A. 手机间是利用超声波传输信号 B. 手机间发短信是利用电磁波传输信号 C. 手机内的芯片材料都是超导体 D. 手机通话是用电磁波传递的模拟信号 返回 考试考法 12 电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似。 二、电视的发射和接收 学校的电视演播室 中央电视台演播室 探究新知 电话刚问世的时候，一部话机要与多少部话机通话，就要有多少对电话线与外部相连。图中的每部电话间都能通话，至少需要连接多少根线？12345678910,10根，如果很多部电话呢，要的电话线更多，这样是不是太浪费材料了，而且话机太多时很难做到与每部电话都单独连线。那么你能否想出一个办法，尽量减少线路的数量，但仍能保证 5 部电话中的任意两部可以相互通话 。暂停视频思考一下，中间于是交换机就出来了 13 摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 由电视台完成 二、电视的发射和接收 1. 电视信号的发射 探究新知 发射机 高频信号 电信号 声音 图像 高频振荡器 放大器 电视信号的发射过程 二、电视的发射和接收 探究新知 电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。 由电视机完成 二、电视的发射和接收 2. 电视信号的接收 探究新知 扬声器— 输出音频信号 天线—接收包含声、 像信息的高频信号 接收机—取出并放大 图像和音频电信号 显示器— 复原图像信号 电视信号的接收过程 二、电视的发射和接收 探究新知 A 三、移动电话 移动电话是靠空间的电磁波来传递信息的。 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。 1. 移动电话的工作原理 探究新知 18 A 三、移动电话 （1）优点 移动电话的体积很小，使用方便，使用半径大，不需要电话线。 （2）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。 2. 移动电话的优点与缺点 探究新知 19 A 三、移动电话 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。城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基地台的天线。 3. 基地台 基地台的天线 探究新知 20 4. 移动电话通话过程 固定电话 中心站 　　手机和手机通过基地台进行通话 手机和座机借助基地台进行通话 手机乙 手机甲 基地台 基地台 三、移动电话 探究新知 视频欣赏——《移动电话通话原理》 探究新知 有一种可移动的电话叫无绳电话，座机和手机之间没有电话线，但各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。无绳电话的主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。手机不能离主机太远，工作区域大约在几十米到几百米的范围内。 5. 无绳电话 三、移动电话 探究新知 6. 广播、电视、移动电话信号传递的异同 项目 广播 电视 移动电话 不同点 信号形式 声音信号 声音信号和 图像信号 各种形式的信号 载波特点 频率最小 频率最小 频率最大 发射和 接收设备 广播电台发射、 收音机接收 电视台发射、 电视机接收 移动电话发射、接收，基地台转接 相同点 载体 电磁波 发射过程 信号转换→调制→天线发射 接收过程 天线接收→调谐→解调 三、移动电话 探究新知 （1）音频信号 由声音转换成的电信号，它的频率跟声音的 频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。 （2）视频信号 由图像转换成的电信号，它的频率 在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。 （3）射频电流 音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把它们加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空中，这种电流叫做射频电流。 7. 音频、视频、射频和频道 音频、视频和射频 的比较（示意图） 三、移动电话 探究新知 观看数字光碟DCD时不需要把信号发射到天空，可以直接把音频信号和视频信输给电视机，这时就要分别把DCD机送来的音频、视频信号接到电视机上标着A、V字母的插口上。 （4）频道 不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。 三、移动电话 探究新知 4. ［2024·广州二模］电磁波的频率与波长的大致分布如图 所示，智能手机一般使用第四代移动通信技术（简称 ）和 第五代移动通信技术（简称 ），分别使用下表波段的电磁 波进行通讯，则以下判断正确的是( ) 考试考法 27 序号 使用波 段 1 2 3 考试考法 A. 在真空中，与波段电磁波相比， 波段电磁波的传播 速度更快 B. 电磁波传播过程中遇到墙壁能够直接穿透而不发生反射 C. 序号1中波段波长比 波段波长更长 D. 在相同时间内， 波段电磁波传输的信息量更多 √ 返回 考试考法 29 5. 一般而言，手机天线的尺寸大约为通信电磁 波波长的。若第三代手机的天线大致长 ，则第三代移 动通信网络使用的电磁波频率大约为______ 。 （结果保留整数） 返回 考试考法 30 6. 的应用并不仅仅局限于移动电话，更广阔的市场在于工 业互联网领域的应用，如 智慧工厂、自动驾驶等。 （1）车辆利用 通信网络可在 一、两公里之外提前感知到交通 信号灯，为无人驾驶提供支持。 D A. 串联，超声波 B. 串联，电磁波 C. 并联，超声波 D. 并联，电磁波 如图所示，是用于路口的 指示灯，则红黄绿指示灯的连接 方式以及 通信传递信息的形式分别为___。 考试考法 31 （2）电磁波在真空中的传播速度约为________ 。若使用 频率为的电磁波进行商用的频段试验，则 商用电 磁波的波长为______ 。 0.012 返回 考试考法 32 必做作业：从教材习题中选取； 选做作业：完成练习册本课时的习题. 作业 Lavf59.27.100 $