内容正文:
21.3 卫星通信和光纤通信(分层作业)
目录
【A 基础达标题】
一、卫星通信
二、光纤通信
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
一、卫星通信
1.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
2.人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。
3.卫星通信方式可实现全球范围内的无线通信,通信卫星的作用是( )
A. 只负责接收地面发出的相关的电磁波
B. 只负责发送有信号的电磁波
C. 先接收有信号的电磁波,再返回发出有信号的电磁波
D. 先发出有信号的电磁波,再接收地面返回的电磁波
4.关于地球同步卫星,下列说法中正确的是( )
A. 地球同步卫星在空中静止不动
B. 地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周
C. 地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同,相对于地面是静止的
D. 地球同步卫星作为传播微波的中继站,地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球
5.关于卫星通信,下列说法正确的是( )
A. 要完成全球卫星通信至少需要4颗地球同步卫星
B. 通信卫星只能用来传递声音信号
C. 卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D. 通信卫星既能传递声音信号,又能传递图像信号
6.古时候,北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天,我国自主研发的北斗系统,已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示,北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的( )
A. 微波通信 B. 卫星通信 C. 光纤通信 D. 网络通信
7.我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射,它通过 实现地球与月球背面的信息传递。如图所示,“鹊桥二号”在 (选填“A”或“B”)点时,可以实现月球背面与地面的通信中转。
8.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)华为推出新款手机mate70,采用双卫星通信,是通过 传递信息,这种波在真空中的传播速度为 km/h。
二、光纤通信
9.(25-26九年级上·河南鄢陵县鄢陵县·月考)光纤通信的载体是( )
A. 电流 B. 电磁波 C. 激光 D. 超声波
10.光纤网络已经进入普通百姓家庭。光纤的主要用途是( )
A. 输电 B. 通信 C. 导热 D. 照明
11.(25-26八年级上·黑龙江香坊区·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
12.光纤通信前景广阔,下列关于光纤通信的说法正确的是( )
A. 光纤通信中所使用的光不是激光
B. 光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
C. 光纤通信不需要任何传导介质
D. 因为玻璃丝很容易折断,不宜用来做光导纤维
13.光纤通信
(1)激光:一种颜色非常 、方向 的光。
(2)光导纤维:为了避免干扰和减少 的损失,通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播。
(3)光缆:把若干条光纤集成束,外面包上保护层,就成为光缆。
(4)光纤通信:利用激光携带 ,通过激光在 内传播而实现的通信。
(5)光纤通信的优点:容量大、损耗小,不受电磁干扰、保密性好,可长距离传输而不失真。
14.光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一。关于光纤,下列说法正确的是( )
A. 光纤是超导体
B. 激光在光纤中不断折射向前传播
C. 激光在光纤中的传播速度为
D. 光纤不导电,不会受外界电磁场的干扰
【B 能力提升题】
15.目前,许多单位安装有锅形微波接收天线。图 是用来接收来自通信卫星的微波的天线,图 是用来接收来自地面微波中继站的微波的天线。
16.关于信息,下列说法正确的是( )
A. 微波是一种无线电波,微波通信时可以沿地球表面绕射
B. 通信卫星相当于一个太空微波中继站,它是用来转发地面站发送来的信号的
C. 光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的
D. 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是靠电磁波传递信息的
17.图甲是光纤原理图,图乙是利用水流模拟演示光纤原理的实验装置图。如图乙所示,在一个透明大塑料瓶的侧壁打一个小孔,插入一小段吸管,接口处用热熔胶密封,然后在瓶内装满水,盖上瓶盖并用手指堵住瓶盖上的透气孔。在瓶的另一侧放一支激光笔。调节光束的方向,让光束正好能射中对侧的小孔。松开堵住透气孔的手指,让水流到盆里,会看到光随弯曲的水流照到盆底,在盆底产生一个光斑。
(1)在这个实验中,激光笔的光束是沿水流的 (填“内”或“外”)壁经过多次 (填“反射”或“折射”),最后射到盆底。
(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光纤,由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管 (填“能”或“不能”)弯曲。
(3)为了使实验现象更明显,本实验应该在较 (填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行。
18.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
【C 拓展培优题】
19.(2026·江苏无锡·中考真题)我国自主建设的“微厘空间”低轨卫星系统,其轨道高度约650 km,相当于把地面基站搬到了卫星上,能够对北斗卫星导航系统进行精密增强,使导航位置的定位精度达到厘米级。关于“微厘空间”卫星,下列说法不正确的是( )
A. 卫星通信采用电磁波传递信息
B. 从地面发射的电磁波到达卫星的时间约220 s
C. 比地面基站通信覆盖面更大
D. 可以更好地服务于汽车自动驾驶
20.光导纤维的主要用途是用来传递信息,进行通讯.把要传输的信息变成光信号在光纤中传播,如图所示,那么光在光纤中的传播方式是:
A. 沿着光纤的中轴线直线传播 B. 沿着光纤的外壁多次折射传播
C. 沿着光纤的内壁多次反射传播 D. 沿着光纤螺旋式的曲线传播
21.请阅读《信息高速路》并回答问题。
《信息高速路》
现代“信息高速公路”是微波通信、卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
卫星通信是通过微波实现的,当前它已成为国际通信的主要手段之一。微波是电磁波家族中的一员,其在真空中传播速度与光速一样,约为每秒30万千米。微波的传播是沿直线传播,遇到障碍物会被反射和阻挡,需每隔50 km 左右就要建设一个微波中继站。由于在雪山上、大洋中无法建设中继站,所以人们利用地球同步通信卫星做微波通信的中继站,也就是卫星通信。卫星通信的优点是通信距离远,覆盖范围大,不受地理条件限制,能进行多址通信。但卫星通信也有一些明显的缺点,首先卫星造价较高,而且由于通信卫星定位在距离地面很远的同步轨道上,所以卫星通信会有零点几秒的时间延迟。此外,使用微波通信容易被窃听,保密性较差。
光纤通信弥补了卫星通信的这些缺点,通过激光在光导纤维中传输信号。由于激光的频率远高于微波,所以它根本不受其他无线电波信号的干扰,从而保证了传输的稳定性。而且,光纤传输可以满足大容量、高速通信的需要。一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容许50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。我国目前国内电信网、因特网和有线电视网的主要干线部分已普遍采用了光缆线路,而且还铺设了数条越洋国际光缆。但与卫星通信相比仍具有架设线路受地理条件限制、光缆易被拉断等缺点。
卫星通信和光纤通信相辅相成,成为现代“信息高速公路”的两大支柱。如图表示同时采用两种通信方式越洋传递电子邮件的过程。当然,越洋光缆能使全部过程实现光纤通信。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)微波在真空中的传播速度为 m/s。
(2)地球同步通信卫星作为微波通信的中继站,以地面为参照物它是 的。(选填“运动”或“静止”)
(3)家庭用的有线电视主要是通过 通信方式传输信号的。
(4)微波通信卫星定位在离地球表面3.6×104千米的地球静止轨道上,试用计算说明卫星通信至少会有多少秒的时间延迟?( )
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21.3 卫星通信和光纤通信(分层作业)
目录
【A 基础达标题】
一、卫星通信
二、光纤通信
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
一、卫星通信
1.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。
2.人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。
【答案】通信卫星
【详解】微波的传播路径是近似直线的,需要中继站来“接力”。通信卫星可以转发微波信号,从而实现远距离的微波通信。
3.卫星通信方式可实现全球范围内的无线通信,通信卫星的作用是( )
A. 只负责接收地面发出的相关的电磁波
B. 只负责发送有信号的电磁波
C. 先接收有信号的电磁波,再返回发出有信号的电磁波
D. 先发出有信号的电磁波,再接收地面返回的电磁波
【答案】C
【详解】卫星通信中通信卫星的作用是:把地面站送来的信号接收,并进行放大,然后转发给另外的地面站,实现信息的传递,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.关于地球同步卫星,下列说法中正确的是( )
A. 地球同步卫星在空中静止不动
B. 地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周
C. 地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同,相对于地面是静止的
D. 地球同步卫星作为传播微波的中继站,地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球
【答案】C
【详解】ABC.地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,运行周期与地球自转一周的时间相等,相对于地球是静止的,故C正确,AB错误;
D.用同步卫星作为微波的中继站,只需要三颗通信卫星就可以实现全球通信,故D错误。
故选C。
5.关于卫星通信,下列说法正确的是( )
A. 要完成全球卫星通信至少需要4颗地球同步卫星
B. 通信卫星只能用来传递声音信号
C. 卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
D. 通信卫星既能传递声音信号,又能传递图像信号
【答案】D
【详解】A.在地球周围均匀放置3颗地球同步卫星,就可实现全球通信,并非至少需要4颗,故A错误;
B.通信卫星能传递的信号类型丰富,不只是声音信号,像图像信号等也能传递,故B错误;
C.卫星通信的原理是地面站发射电磁波,通信卫星作为中继站进行转发,而不是卫星向地面发射电磁波,故C错误;
D.通信卫星可以传递声音信号,也能够传递图像信号等多种信号,故D正确。
故选D。
6.古时候,北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天,我国自主研发的北斗系统,已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示,北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的( )
A. 微波通信 B. 卫星通信 C. 光纤通信 D. 网络通信
【答案】B
【详解】北斗导航系统是利用卫星进行定位和导航的,故B符合题意,ACD不符合题意。
7.我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射,它通过 实现地球与月球背面的信息传递。如图所示,“鹊桥二号”在 (选填“A”或“B”)点时,可以实现月球背面与地面的通信中转。
【答案】① 电磁波 ② B
【详解】[1]太空是真空环境,太空中信息的传递主要依靠电磁波。
[2]由于月球的自转周期与公转周期相同,月球始终有一面背对地球(月球背面)。由图可知,当“鹊桥二号”位于B点时,可以同时“看到”地球和月球背面,从而转发信息,实现通信中转。
8.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)华为推出新款手机mate70,采用双卫星通信,是通过 传递信息,这种波在真空中的传播速度为 km/h。
【答案】① 电磁波 ②
【详解】卫星通信依靠电磁波传递信息,电磁波可在真空中传播,能实现卫星与地面的远距离通信;
这种波在真空中的传播速度为
二、光纤通信
9.(25-26九年级上·河南鄢陵县鄢陵县·月考)光纤通信的载体是( )
A. 电流 B. 电磁波 C. 激光 D. 超声波
【答案】C
【详解】光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式,因此光纤通信的载体是激光,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.光纤网络已经进入普通百姓家庭。光纤的主要用途是( )
A. 输电 B. 通信 C. 导热 D. 照明
【答案】B
【详解】【分析】
光导纤维是很细的玻璃丝,通常数条光纤并成束在敷上保护层,制成光缆,用来传达电视、电话和网络信号,其主要用途是通信,故ACD错误,B正确。
故选B。
11.(25-26八年级上·黑龙江香坊区·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。
12.光纤通信前景广阔,下列关于光纤通信的说法正确的是( )
A. 光纤通信中所使用的光不是激光
B. 光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
C. 光纤通信不需要任何传导介质
D. 因为玻璃丝很容易折断,不宜用来做光导纤维
【答案】B
【详解】光纤通信利用的是激光,通信时需要光导纤维作为传导介质,光导纤维是很细很细的玻璃丝;光纤通信传递信息的容量比短波、微波高出百万倍、千万倍。故ACD错误,B正确。
故选B。
13.光纤通信
(1)激光:一种颜色非常 、方向 的光。
(2)光导纤维:为了避免干扰和减少 的损失,通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播。
(3)光缆:把若干条光纤集成束,外面包上保护层,就成为光缆。
(4)光纤通信:利用激光携带 ,通过激光在 内传播而实现的通信。
(5)光纤通信的优点:容量大、损耗小,不受电磁干扰、保密性好,可长距离传输而不失真。
【答案】① 纯 ② 高度集中 ③ 能量 ④ 信息 ⑤ 光纤
【详解】(1)[1]从光纤通信的知识可知,激光具有高度的单色性,也就是颜色非常纯。
[2]在传播方向上,激光的平行度极好,其方向是高度集中的。
(2)[3]通信用激光在光导纤维中传播,目的是减少能量在传输过程中的损失、避免干扰。
(4)[4][5]光从光导纤维的一端输入,在内壁上多次反射后从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。
14.光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一。关于光纤,下列说法正确的是( )
A. 光纤是超导体
B. 激光在光纤中不断折射向前传播
C. 激光在光纤中的传播速度为
D. 光纤不导电,不会受外界电磁场的干扰
【答案】D
【详解】AD.光纤的材料是二氧化硅,即玻璃丝,属于绝缘体,不导电,不会受外界磁场的干扰,故A错误,D正确;
B.光纤通信是利用激光在光纤中不断反射向前传播,故B错误;
C.激光属于电磁波,电磁波在真空中的传播速度是,在玻璃中的传播速度小于真空中的传播速度,故C错误。
故选D。
【B 能力提升题】
15.目前,许多单位安装有锅形微波接收天线。图 是用来接收来自通信卫星的微波的天线,图 是用来接收来自地面微波中继站的微波的天线。
【答案】① 乙 ② 甲
【详解】[1][2]乙图中,天线的凹面朝向天空,因此接收的是来自卫星的电磁波;甲图中,天线的凹面朝向地面附近,因此接收的是来自地面附近的电磁波。
16.关于信息,下列说法正确的是( )
A. 微波是一种无线电波,微波通信时可以沿地球表面绕射
B. 通信卫星相当于一个太空微波中继站,它是用来转发地面站发送来的信号的
C. 光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的
D. 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是靠电磁波传递信息的
【答案】B
【详解】A.微波的传播与光的传播相同,沿直线传播,则微波通信时不可以沿地球表面绕射,故A错误;
B.卫星通信就是利用卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信,故B正确;
C.光纤通信是利用激光在光导纤维中通过光的反射原理来传递信息,而不是通过折射原理,故C错误;
D.微波通信、卫星通信、光纤通信都是靠电磁波传递信息,但网络通信还可以通过导线传输电信号来传递信息,故不都是靠电磁波传递信息的,故D错误。
故选B。
17.图甲是光纤原理图,图乙是利用水流模拟演示光纤原理的实验装置图。如图乙所示,在一个透明大塑料瓶的侧壁打一个小孔,插入一小段吸管,接口处用热熔胶密封,然后在瓶内装满水,盖上瓶盖并用手指堵住瓶盖上的透气孔。在瓶的另一侧放一支激光笔。调节光束的方向,让光束正好能射中对侧的小孔。松开堵住透气孔的手指,让水流到盆里,会看到光随弯曲的水流照到盆底,在盆底产生一个光斑。
(1)在这个实验中,激光笔的光束是沿水流的 (填“内”或“外”)壁经过多次 (填“反射”或“折射”),最后射到盆底。
(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光纤,由此说明激光通信中内部包裹光纤的导管 (填“能”或“不能”)弯曲。
(3)为了使实验现象更明显,本实验应该在较 (填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行。
【答案】(1)① 内 ② 反射 (2)能 (3)黑暗
【详解】(1)小问详解: 该实验模拟光纤传光原理,激光进入水流后,在水流的内壁发生多次反射,最终传到盆底,符合光纤靠反射传输光的原理。
(2)小问详解: 实验中弯曲的水流仍然可以传导激光,水流对应光纤通信中的光纤,因此说明光纤的导管能弯曲,弯曲后依然可以正常传输光信号。
(3)小问详解: 在较黑暗的环境中,激光的光斑与周围环境对比度更高,更容易观察,实验现象更明显。
18.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
【答案】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。
【C 拓展培优题】
19.(2026·江苏无锡·中考真题)我国自主建设的“微厘空间”低轨卫星系统,其轨道高度约650 km,相当于把地面基站搬到了卫星上,能够对北斗卫星导航系统进行精密增强,使导航位置的定位精度达到厘米级。关于“微厘空间”卫星,下列说法不正确的是( )
A. 卫星通信采用电磁波传递信息
B. 从地面发射的电磁波到达卫星的时间约220 s
C. 比地面基站通信覆盖面更大
D. 可以更好地服务于汽车自动驾驶
【答案】B
【详解】A.卫星通信利用电磁波可在真空中传播的特性传递信息,故A正确;
B.电磁波传播速度,传播距离,由得,从地面发射的电磁波到达卫星的时间,故B不正确;
C.卫星轨道高度远高于地面基站,通信覆盖面更大,故C正确;
D.厘米级定位精度可满足自动驾驶的高精度定位需求,能更好服务汽车自动驾驶,故D正确。
本题要求选择说法不正确的,故选B。
20.光导纤维的主要用途是用来传递信息,进行通讯.把要传输的信息变成光信号在光纤中传播,如图所示,那么光在光纤中的传播方式是:
A. 沿着光纤的中轴线直线传播 B. 沿着光纤的外壁多次折射传播
C. 沿着光纤的内壁多次反射传播 D. 沿着光纤螺旋式的曲线传播
【答案】C
【详解】光导纤维由内外两层组成,且内外两层的折射本领不同,激光不会透过去,激光是不断的经光纤壁反射向前传播.所以选C.
21.请阅读《信息高速路》并回答问题。
《信息高速路》
现代“信息高速公路”是微波通信、卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
卫星通信是通过微波实现的,当前它已成为国际通信的主要手段之一。微波是电磁波家族中的一员,其在真空中传播速度与光速一样,约为每秒30万千米。微波的传播是沿直线传播,遇到障碍物会被反射和阻挡,需每隔50 km 左右就要建设一个微波中继站。由于在雪山上、大洋中无法建设中继站,所以人们利用地球同步通信卫星做微波通信的中继站,也就是卫星通信。卫星通信的优点是通信距离远,覆盖范围大,不受地理条件限制,能进行多址通信。但卫星通信也有一些明显的缺点,首先卫星造价较高,而且由于通信卫星定位在距离地面很远的同步轨道上,所以卫星通信会有零点几秒的时间延迟。此外,使用微波通信容易被窃听,保密性较差。
光纤通信弥补了卫星通信的这些缺点,通过激光在光导纤维中传输信号。由于激光的频率远高于微波,所以它根本不受其他无线电波信号的干扰,从而保证了传输的稳定性。而且,光纤传输可以满足大容量、高速通信的需要。一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容许50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。我国目前国内电信网、因特网和有线电视网的主要干线部分已普遍采用了光缆线路,而且还铺设了数条越洋国际光缆。但与卫星通信相比仍具有架设线路受地理条件限制、光缆易被拉断等缺点。
卫星通信和光纤通信相辅相成,成为现代“信息高速公路”的两大支柱。如图表示同时采用两种通信方式越洋传递电子邮件的过程。当然,越洋光缆能使全部过程实现光纤通信。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)微波在真空中的传播速度为 m/s。
(2)地球同步通信卫星作为微波通信的中继站,以地面为参照物它是 的。(选填“运动”或“静止”)
(3)家庭用的有线电视主要是通过 通信方式传输信号的。
(4)微波通信卫星定位在离地球表面3.6×104千米的地球静止轨道上,试用计算说明卫星通信至少会有多少秒的时间延迟?( )
【答案】① 3×108 ② 静止 ③ 光纤 ④ 0.24s
【详解】(1)[1]微波是一种电磁波,其在真空中的传播速度与光速相同,为3×108m/s。
(2)[2]地球同步通信卫星作为微波通信的中继站,以地面为参照物它是的位置没有发生变化,故通信卫星静止的。
(3)[3]我国目前国内电信网、因特网和有线电视网的主要干线部分已普遍采用了光缆线路,利用光纤通信。
(4)[4]卫星通信至少会延迟
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