第21.3节 卫星通信和光纤通信（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第21.3节 卫星通信和光纤通信 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 卫星通信 考点02 光纤通信 03 避坑指南·解题通法 角度01 卫星通信 角度02 微波通信 角度03 光纤通信 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道卫星通信利用微波、通信卫星中转。 2.了解光纤通信依靠光在光纤内反射传输。 3.知道网络通信的常见形式与信息传递。 4.对比几种通信方式，了解各自优缺点。 1.抓住核心：卫星靠微波，光纤靠激光。 2.理解光纤原理：光的全反射传递信号。 3.列表对比卫星、光纤通信的特点。 4.结合上网实例认识网络通信。 知识导图 考点01 卫星通信 1、微波 （1）定义：波长为10m～1mm，频率为30MHz～3×105MHz的电磁波。微波波长比无线电波短，比红外线长。 （2）特点：性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 2、微波通信 （1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。 （2）优点：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。如一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 （3）缺点：微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。要使信号传递越远，需要的中继站就越多。如遇到雪山和大洋等无法建中继站时，微波通信就无法继续 （4）月球不能作为微波通信中继站的原因 a.离我们太远，会造成信号衰减、时间延迟 b.月球在空中的位置不固定，只有当地球上两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。 3、微波的其它应用 （1）雷达：微波遇到障碍物会发生发射，人们根据这一原理制成了雷达。 （2）导航：利用电磁波实现定位的一种方式 （3）加热：某些频率的微波能加剧水和脂肪分子的运动，使物体温度升高，微波炉就是根据这一原理制成的。 4、卫星通信：利用地球同步通信卫星作微波 ，把地面站送来的信号 ，并进行 ，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递。 5、卫星通信系统：由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置 同步卫星，就可以实现全球通信。 【深化点拨】 卫星通信的解题方法点拨 （1）同步卫星相当于一个固定在地球上空的中继站，将接收到的信号放大后再发送到地面站。 （2）卫星通信能远距离传送信息，且通信容量大、干扰小、质量好和效率高。 1．下列对于卫星通信优点的叙述不正确的是（     ） A．容量很大 B．信号所受干扰小 C．通信质量稳定 D．信号无延迟 2．2023年5月17日10时49分，第56颗北斗导航卫星成功地升空进入预定轨道。这是中国自行研制的全球卫星导航系统。卫星的惯性________（选填“会”或“不会”）消失，卫星通过地面通信站发出的________接收指令。 考点02 光纤通信 1、光纤通信：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，这种通信方式叫做光线通信。 2、光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时（如图所示），发生全反射，光就不会跑到外层了。 3、网络通信 （1）网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新型的通信方式，主要是满足数据通信的需要。 （2）目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，每个电子邮箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方，电子信箱地址的格式为：用户名、符号@、域名。 （3）目前网络通信广泛应用于购物、查阅资料、远程教育、远程医疗等方面。 4、信息与信息传递 （1）信息：信息是各种事物发出的有意义的消息．我们生活在一个充满信息的世界里，信息无时不在，无处不有．消息中包含的内容越多，信息量越大。 （2）信息传播：信息和信息传播活动经历了五次巨大变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用； 信息的形式和传播的方式很多．其中，人类特有的信息形式和传播方式概括起来大致分为三类：语言（包括各种声音）、符号（包括各种文字、标记等）、图象（包括各种文本图形、光电影视等）．随着现代通信、电子的发展，多媒体信息传播的功能越来越强大．所谓多媒体，就是语言、文字、影像等多种信息的综合传播．每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程。 （3）信息传播工具：进行传递信息的具体的设备．信息必须通过传播才有实际意义．早期的信息传播工具有：万里长城上的烽火台、古代传递官文的驿马、电报机、电话等。 【深化点拨】 1．光纤通信的解题思路点拨 （1）1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光----激光。 （2）激光属于电磁波，频率较大、传递信息的容量较大。 （3）光在光纤里只发生全反射。 （4）光纤通信抗干扰能力强，信号衰减小，传递的信息量大，保密性好，通信质量高。 2．网络通信的解题思路点拨 （1）电子邮箱地址的理解：以xiaolin@server．com．cn为例。 （2）这表示信箱属于一个自称“xiaolin”的人，他的服务器名叫server．com．cn．其中“cn”表示这个服务器是在中国注册的。 3．信息与信息传递的解题思路点拨：在人类历史上，信息和信息传播的变革都是由当时的生产力发展水平决定的，每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程．理解信息和传播信息工具的含义，才能正确区分信息和信息传播工具。 1．“星闪”是我国自主研发的新一代应用技术，融合蓝牙、WiFi等传统无线技术的优势，且具备更低时延、更高速率、更稳定的连接特点，其信号传输的主要载体是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．电缆 D．光纤 2．下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统是利用电磁波导航的 B．电话的听筒是把声音信息转换成电流信息 C．5G信号的电磁波要比4G信号的电磁波在真空中传播的速度快 D．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的 3．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，在地球周围均匀地配置______颗同步通信卫星就可以实现全球通信，手机打开地图软件后，能借助卫星导航和拨打微信电话，卫星是通过__________与地面站通信的。进入家庭的光纤，也能给我们提供便捷的上网服务，承载着信息的光在光导纤维内壁上会多次__________来传递信息。 卫星通信和光纤通信的综合应用及解题步骤 1.卫星通信原理与应用：卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。 （1）同步卫星：通信卫星大多是地球同步卫星，它们相对于地面是静止的。 覆盖范围：一颗同步卫星可以覆盖地球表面约三分之一的区域。 全球通信：理论上，在地球周围均匀配置 3颗 同步卫星，就可以实现除两极部分地区外的全球通信。 （2）信号传输：利用微波进行传输。微波性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要卫星作为“空中接力站”。 2.光纤通信原理与结构：光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （1）传输介质：光导纤维（简称光纤），通常由内芯和包层组成。 （2）传输原理：全反射。激光在内芯与包层的界面上发生多次全反射，呈锯齿状向前传播，从而将信息传向远方。 （3）光源：使用的是激光，而不是普通光。因为激光的频率单一、方向高度集中，携带信息的能力极强。 3.两种通信方式的优缺点对比 （1）光纤通信（有线）： 优点：通信容量大（频带宽）、抗干扰能力强（不受电磁干扰）、传输损耗小、保密性好、资源丰富（石英）。 缺点：铺设线路受地理环境限制（如跨海、高山），维护相对困难。 （2）卫星通信（无线）： 优点：覆盖面积大、通信距离远、不受地理条件限制（沙漠、海洋均可）、组网灵活。 缺点：存在信号延迟（约0.24秒）、易受天气（如暴雨）影响、建设成本高。 角度01 卫星通信 1．我国大力研发的6G网络依赖电磁波传递信息，下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（     ） A．光纤通信是利用激光在光纤内部反射式地向前传播 B．航天员在太空不能用电磁波通信 C．信号的电磁波比信号的电磁波传播速度更快 D．微波炉加热食物是利用电磁波传递信息 2．2025年中国成功发射了多颗卫星，如海哨二号卫星、遥感四十六号卫星等，体现了中国航天事业的持续发展。关于电磁波和信息技术，下列说法正确的是（     ） A．电磁波像声波一样，传播时需要介质 B．光导纤维内窥镜主要利用了电磁波的能量特性 C．移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波 D．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 3．光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度是________。中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时，导航仪与北斗卫星之间通过________（选填“声波”或“电磁波”）传递信息。 4．我国的通信技术越来越发达，通信类别也是多种多样，我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是______（选填“光的反射”或“光的色散”）。我国建立的北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位的。人们把通信卫星作为中继站，在地球的周围均匀地配置______颗地球同步卫星就可以实现全球卫星通信。 角度02 微波通信 5．下列不属于微波通信的是（　　） A．微波中继通信 B．卫星通信 C．移动通信 D．光纤通信 6．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 7．现在的移动电话（俗称手机）使用的是微波，由于微波基本沿________传播，所以，要实现远距离通信，必须有________和地面中继站的配合． 角度03 光纤通信 8．2026年粤港澳大湾区科技博览会上，多款智能无人机进行编队表演，无人机与地面控制中心通信依靠的是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 9．下列关于材料、信息的说法中正确的是（　　） A．如果使用超导材料制作白炽灯的灯丝，它的发光效率会高很多 B．电饭锅的发热电阻如果使用半导体材料制作，就能够实现温度自动控制的功能 C．光纤是内部中空的极细的管道，供激光在里面传播 D．拍摄电视剧中主角被石头砸住的情节时，“石头”可选用密度小的泡沫塑料 10．如图所示，取一个透明塑料瓶，在靠近瓶底的侧壁上钻一个直径约5 mm的小孔，实验时，先用手堵住小孔，向瓶中注水近满，盖紧瓶盖，松开堵住小孔的手，再打开激光笔，调整方向使光束能穿过塑料瓶从小孔射出，此时小孔前方的光屏上______看到光斑，然后拧松瓶盖，瓶中的水从小孔流出，会看到光随弯曲的水流传播，光在水流中经过多次______后传播，类似光波在光纤中传播。 11．中国导航使用的是北斗卫星导航系统，它使用_______（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站进行通信；火箭送北斗卫星升空的过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过_______的方式改变外壳内能；光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁发生多次_______（选填“折射”或“反射”）后从另一端射出，这样就把信息传到了远方。 【例1】（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 【深化点拨】 （1）考查电磁波的应用，卫星通信依靠电磁波传递信息，电磁波能在真空中传播。 （2）考查卫星通信的特点，卫星位置更高，相比地面基站拥有更大的通信覆盖范围。 （3）考查物理估算与数量级辨析，要对电磁波传播的时间形成感知，辨别明显不符合常识的数值。 （4）考查物理和科技的联系，高精度定位技术可以应用在自动驾驶等实际场景中。 【变式1-1】（2026·江苏宿迁·中考真题）2026年5月11日，搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭发射成功，为在轨的神舟二十一号乘组运送物资补给。飞船与地面通信是利用（　　） A．光导纤维 B．电磁波 C．超声波 D．次声波 【变式1-2】（2026·山东东营·中考真题）2025年11月至12月的晨昏之际，东营滨海大道上车流如龙，与空中的“鸟浪”奇观相映成趣，如图所示，“鸟浪”奇观成为观景新潮。科研人员可根据卫星追踪器通过________（选填“电磁波”或“超声波”）回传的数据实时掌握鸟的健康状况与活动轨迹。当鸟从游客身边飞过时，它相对于地面是________（选填“静止”或“运动”）的。 【变式1-3】（2025·江苏南京·中考真题）2025年5月29日，长征三号乙运载火箭托举天问二号探测器直冲霄汉，地面控制中心通过_______波与探测器传递信息，这种波在真空中的传播速度是_______m/s，探测器在随火箭加速升空过程中，机械能_______，以地面为参照物，探测器是_______的。 ⚡基础速刷 1．下列物体空间尺度最大的是（     ） A．电子 B．原子 C．地球 D．太阳系 2．下列各种活动中，能通过互联网做到的是（　　） A．运输网购的运动鞋 B．远程学习物理课程 C．输送发电厂的电能 D．传输纸质信件 3．信息传递是人类社会发展的基石。关于信息，下列说法正确的是（　　） A．电视机利用电磁波只能传递图像信号 B．手机通话利用的是超声波传递信息 C．光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的 D．北斗导航系统能提供高精度定位、导航服务，利用的是电磁波传递信息 4．物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现，常见的物质由________或原子构成；地球、月球、空间站这三者中空间尺度最大的是_________。 5．如图，无人驾驶播种机在北斗卫星导航系统的指引下，正以厘米级精度进行播种作业。北斗卫星导航系统是利用______传递信息的。该播种机以水作为冷却介质给发动机降温，这利用了水______较大的特点。 🚀能力跃升 6．下列说法正确的是（　　） A．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——潭水看起来变浅了，是光的反射现象 B．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量 C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生反射来传递信息的 D．首次用实验测出大气压强值的科学家是帕斯卡 7．2019年3月10日，长征三号乙运载火箭成功将中星6C通信卫星送入太空，中星6C卫星是一颗用于广播和通信的地球同步卫星，图是火箭发射时的场景。下列说法不正确的是（　　） A．火箭升空利用了力的作用是相互的 B．火箭加速升空过程中，推力和阻力大小不相等 C．进入预定轨道后，中星6C通信卫星相对地球是静止的 D．中星6C卫星在太空中是利用超声波向地球传递高质量话音、数据、广播电视等信息 8．我国大力研发的6G网络依赖电磁波传递信息，下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（　　） A．电磁波只能在空气中传播 B．频率越低的电磁波波长越短 C．光纤通信是利用激光在光纤内部反射式地向前传播 D．6G信号的电磁波比5G信号的电磁波在空气中传播速度更快 9．如图所示为我国某品牌电动汽车。该车的外形是上凸下平，高速行驶时，车对路面的压力______车的重力；车辆充电时，汽车电池相当于电路中的______；若使用充电功率为7kW的充电桩，可在12h内充满电，则改用充电功率为40kW的充电桩，可以在______h内充满；车载导航设备能够精准规划路线，是因为它可以接收卫星发射的______信号。 10．3月28日，缅甸发生7.9级地震，为帮助缅甸政府尽快掌握灾后情况，中国航天科技集团所属中国资源卫星，为救援提供卫星图像，图像传输是依靠__________（选填“电磁波”或“超声波”或“次声波”）；将卫星送往既定轨道的运载火箭采用液氢作为燃料，主要利用液氢__________（选填“比热容”或“热值”）大的特点；卫星通常采用太阳能电池板（主要由硅材料制作）为卫星的工作提供能源，太阳能电池板由_________（选填“超导体”或“导体”或“半导体”）材料制作而成。 🌟思维挑战 11．现代通信技术就像一把神奇的钥匙，打开了信息交流的新大门。下列关于现代通信的说法，不正确的是（   ） A．手机既能发射电磁波，也能接收电磁波 B．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 C．6G是物联网构建的基础，在真空中的传播速度比5G大 D．光纤通信是光在光导纤维中多次发生全反射来传递信息的 12．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 13．我国已经成功发射了多颗同步通信卫星，它们是在地球同步轨道上运行的卫星。以地球为参照物，同步卫星是__________的。现在许多长途电话是以同步卫星为中继站，打这种长途电话会感到对方的反应有点延迟。假设通话的两地到某同步卫星的距离都为，则以该同步卫星为中继站，信号从一方经该同步卫星传到另一方会延迟__________s。 14．请阅读《北斗导航系统》并回答题。 北斗导航系统 2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号卫星导航系统当中第二颗地球同步轨道卫星。按照计划，我国将再发射一颗北斗三号地球同步轨道卫星，届时由30颗北斗三号卫星组成的导航星座将全部部署完成。覆盖“一带一路”沿线国家。 北斗卫星导航系统建设先后经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段，目前北斗一号4颗试验卫星已全部退役，从北斗二号首颗星起算，距离北斗三号系统建成，仅一步之遥。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，并具短报文通信能力。 北斗三号系统搭载了国内最先进的新一代铷原子钟，星间链路最新的技术，新一代铷原子钟天稳定度达到10-14量级，“这相当于300万年只有1秒误差”。星间链路是指用于卫星之间通信的链路。通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。通过光通信可实现大容量数据传输。北斗三号系统中的地球同步轨道卫星，运行方向与地球自转方向相同，运行一周的时间与地球自转一周的时间相等，自主建设、独立运行的卫星导航系统，广泛应用于交通运输，成为世界首次应用北斗导航系统，实现有人值守、自动驾驶的高铁。北斗卫星导航系统还应用于海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。北斗导航系统秉持和践行“中国的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务全球、造福人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）___________是用于卫星之间通信的链路； （2）运载火箭点火起飞升空的过程中，火箭中搭载的卫星的机械能_______（选填“增大”“减小”“不变”）； （3）北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面是_______的（选填“运动”、“静止”）； （4）下列关于北斗卫星导航系统的说法中错误的是_______。（多选） A．北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同 B．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成 C．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车行驶导航 D．当甲、乙两人通过北斗地球同步卫星通电话时，甲发出“呼叫”后，至少经过5s才能听到乙的“回应” 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第21.3节 卫星通信和光纤通信 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 卫星通信 考点02 光纤通信 03 避坑指南·解题通法 角度01 卫星通信 角度02 微波通信 角度03 光纤通信 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道卫星通信利用微波、通信卫星中转。 2.了解光纤通信依靠光在光纤内反射传输。 3.知道网络通信的常见形式与信息传递。 4.对比几种通信方式，了解各自优缺点。 1.抓住核心：卫星靠微波，光纤靠激光。 2.理解光纤原理：光的全反射传递信号。 3.列表对比卫星、光纤通信的特点。 4.结合上网实例认识网络通信。 知识导图 考点01 卫星通信 1、微波 （1）定义：波长为10m～1mm，频率为30MHz～3×105MHz的电磁波。微波波长比无线电波短，比红外线长。 （2）特点：性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 2、微波通信 （1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。 （2）优点：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。如一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 （3）缺点：微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。要使信号传递越远，需要的中继站就越多。如遇到雪山和大洋等无法建中继站时，微波通信就无法继续 （4）月球不能作为微波通信中继站的原因 a.离我们太远，会造成信号衰减、时间延迟 b.月球在空中的位置不固定，只有当地球上两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。 3、微波的其它应用 （1）雷达：微波遇到障碍物会发生发射，人们根据这一原理制成了雷达。 （2）导航：利用电磁波实现定位的一种方式 （3）加热：某些频率的微波能加剧水和脂肪分子的运动，使物体温度升高，微波炉就是根据这一原理制成的。 4、卫星通信：利用地球同步通信卫星作微波中继站，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。 5、卫星通信系统：由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信。 【深化点拨】 卫星通信的解题方法点拨 （1）同步卫星相当于一个固定在地球上空的中继站，将接收到的信号放大后再发送到地面站。 （2）卫星通信能远距离传送信息，且通信容量大、干扰小、质量好和效率高。 1．下列对于卫星通信优点的叙述不正确的是（     ） A．容量很大 B．信号所受干扰小 C．通信质量稳定 D．信号无延迟 【答案】D 【详解】卫星通信的特点中，由于信号需要在地面站和高空卫星之间进行远距离传输，电磁波的长距离传播必然会带来一定的传输时延，并不存在信号无延迟的特性。 其余三项都是卫星通信的典型优点：卫星通信可承载的通信容量大，信号受地面环境的干扰相对更小，整体通信质量也较为稳定，故选D。 2．2023年5月17日10时49分，第56颗北斗导航卫星成功地升空进入预定轨道。这是中国自行研制的全球卫星导航系统。卫星的惯性________（选填“会”或“不会”）消失，卫星通过地面通信站发出的________接收指令。 【答案】 不会 电磁波 【详解】惯性是物体的固有属性，其大小仅与物体的质量有关，卫星始终具有质量，因此它的惯性不会消失；电磁波能够在真空中传播，卫星处于太空的真空环境中，无法借助需要介质的声波传递信息，所以通过电磁波接收地面通信站的指令。 考点02 光纤通信 1、光纤通信：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，这种通信方式叫做光线通信。 2、光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时（如图所示），发生全反射，光就不会跑到外层了。 3、网络通信 （1）网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新型的通信方式，主要是满足数据通信的需要。 （2）目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，每个电子邮箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方，电子信箱地址的格式为：用户名、符号@、域名。 （3）目前网络通信广泛应用于购物、查阅资料、远程教育、远程医疗等方面。 4、信息与信息传递 （1）信息：信息是各种事物发出的有意义的消息．我们生活在一个充满信息的世界里，信息无时不在，无处不有．消息中包含的内容越多，信息量越大。 （2）信息传播：信息和信息传播活动经历了五次巨大变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用； 信息的形式和传播的方式很多．其中，人类特有的信息形式和传播方式概括起来大致分为三类：语言（包括各种声音）、符号（包括各种文字、标记等）、图象（包括各种文本图形、光电影视等）．随着现代通信、电子的发展，多媒体信息传播的功能越来越强大．所谓多媒体，就是语言、文字、影像等多种信息的综合传播．每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程。 （3）信息传播工具：进行传递信息的具体的设备．信息必须通过传播才有实际意义．早期的信息传播工具有：万里长城上的烽火台、古代传递官文的驿马、电报机、电话等。 【深化点拨】 1．光纤通信的解题思路点拨 （1）1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光----激光。 （2）激光属于电磁波，频率较大、传递信息的容量较大。 （3）光在光纤里只发生全反射。 （4）光纤通信抗干扰能力强，信号衰减小，传递的信息量大，保密性好，通信质量高。 2．网络通信的解题思路点拨 （1）电子邮箱地址的理解：以xiaolin@server．com．cn为例。 （2）这表示信箱属于一个自称“xiaolin”的人，他的服务器名叫server．com．cn．其中“cn”表示这个服务器是在中国注册的。 3．信息与信息传递的解题思路点拨：在人类历史上，信息和信息传播的变革都是由当时的生产力发展水平决定的，每一次变革都推动了生产力的巨大发展，促进了人类文明的进程．理解信息和传播信息工具的含义，才能正确区分信息和信息传播工具。 1．“星闪”是我国自主研发的新一代应用技术，融合蓝牙、WiFi等传统无线技术的优势，且具备更低时延、更高速率、更稳定的连接特点，其信号传输的主要载体是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．电缆 D．光纤 【答案】A 【详解】电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播或空气中传播，且传播速度快、距离远，是无线通信的主要载体，所以星闪信号传输的主要载体是电磁波，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．下列说法正确的是（　　） A．北斗卫星导航系统是利用电磁波导航的 B．电话的听筒是把声音信息转换成电流信息 C．5G信号的电磁波要比4G信号的电磁波在真空中传播的速度快 D．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的 【答案】A 【详解】A．因为电磁波可以在真空中传播，所以北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递导航信号的，故A正确； B．电话的听筒是把电流信息转换成声音信息，而话筒才是把声音信息转换成电流信息，故B错误； C．所有电磁波在真空中的传播速度都是，5G和4G信号的电磁波传播速度相同，故C错误； D．光纤通信是光在光导纤维中多次发生反射来传递信息，故D错误。 故选A。 3．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，在地球周围均匀地配置______颗同步通信卫星就可以实现全球通信，手机打开地图软件后，能借助卫星导航和拨打微信电话，卫星是通过__________与地面站通信的。进入家庭的光纤，也能给我们提供便捷的上网服务，承载着信息的光在光导纤维内壁上会多次__________来传递信息。 【答案】 3 电磁波 反射 【详解】在地球周围均匀配置3颗同步通信卫星，信号就可以覆盖全球，实现全球通信。 卫星和地面站之间是通过电磁波通信的，电磁波可以在太空的真空环境中传播，能把信号从卫星传到地面，也能从地面传到卫星。 光纤里的光会在光导纤维的内壁上多次反射，就像光在镜子之间来回反射一样，这样就能把信息沿着光纤传递下去。 卫星通信和光纤通信的综合应用及解题步骤 1.卫星通信原理与应用：卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。 （1）同步卫星：通信卫星大多是地球同步卫星，它们相对于地面是静止的。 覆盖范围：一颗同步卫星可以覆盖地球表面约三分之一的区域。 全球通信：理论上，在地球周围均匀配置 3颗 同步卫星，就可以实现除两极部分地区外的全球通信。 （2）信号传输：利用微波进行传输。微波性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要卫星作为“空中接力站”。 2.光纤通信原理与结构：光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （1）传输介质：光导纤维（简称光纤），通常由内芯和包层组成。 （2）传输原理：全反射。激光在内芯与包层的界面上发生多次全反射，呈锯齿状向前传播，从而将信息传向远方。 （3）光源：使用的是激光，而不是普通光。因为激光的频率单一、方向高度集中，携带信息的能力极强。 3.两种通信方式的优缺点对比 （1）光纤通信（有线）： 优点：通信容量大（频带宽）、抗干扰能力强（不受电磁干扰）、传输损耗小、保密性好、资源丰富（石英）。 缺点：铺设线路受地理环境限制（如跨海、高山），维护相对困难。 （2）卫星通信（无线）： 优点：覆盖面积大、通信距离远、不受地理条件限制（沙漠、海洋均可）、组网灵活。 缺点：存在信号延迟（约0.24秒）、易受天气（如暴雨）影响、建设成本高。 角度01 卫星通信 1．我国大力研发的6G网络依赖电磁波传递信息，下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（     ） A．光纤通信是利用激光在光纤内部反射式地向前传播 B．航天员在太空不能用电磁波通信 C．信号的电磁波比信号的电磁波传播速度更快 D．微波炉加热食物是利用电磁波传递信息 【答案】A 【详解】A．光纤通信是利用激光在光纤内部通过多次反射的方式向前传播，从而实现信息的高效传输。光纤由透明玻璃丝构成，具有导波结构，能将光封闭在内部沿轴向传播，故A正确； B．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，因此航天员在太空中可以使用电磁波进行通信，故B错误； C．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速（约），与频率无关，故C错误； D．微波炉加热食物是利用电磁波（微波）的能量使食物分子振动产生热量，属于能量传递，而非“传递信息”，故D错误。 故选 A。 2．2025年中国成功发射了多颗卫星，如海哨二号卫星、遥感四十六号卫星等，体现了中国航天事业的持续发展。关于电磁波和信息技术，下列说法正确的是（     ） A．电磁波像声波一样，传播时需要介质 B．光导纤维内窥镜主要利用了电磁波的能量特性 C．移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波 D．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 【答案】D 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，而声波传播必须依赖介质，故A错误； B．光导纤维内窥镜主要利用电磁波传递信息的特性，故B错误； C．移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，以此实现双向通信，故C错误； D．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务，因为电磁波可以在真空中传播，能完成卫星与地面间的信息交互，故D正确。 故选 D。 3．光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度是________。中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时，导航仪与北斗卫星之间通过________（选填“声波”或“电磁波”）传递信息。 【答案】 电磁波 【详解】所有电磁波在真空中的传播速度等于光速，数值为。 利用北斗导航系统进行定位和导航时，导航仪与卫星之间是通过电磁波来传递信息的。 4．我国的通信技术越来越发达，通信类别也是多种多样，我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是______（选填“光的反射”或“光的色散”）。我国建立的北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位的。人们把通信卫星作为中继站，在地球的周围均匀地配置______颗地球同步卫星就可以实现全球卫星通信。 【答案】 光的反射 3 【详解】[1]光纤技术中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]在地球的周围均匀地配置3颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球卫星通信。 角度02 微波通信 5．下列不属于微波通信的是（　　） A．微波中继通信 B．卫星通信 C．移动通信 D．光纤通信 【答案】D 【详解】ABC．微波中继通信、卫星通信、移动通信都是无线通信方式，都利用了无线电波，即微波进行通信，故ABC不符合题意； D．光纤通信利用了激光传递信息，故D符合题意． 6．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。 7．现在的移动电话（俗称手机）使用的是微波，由于微波基本沿________传播，所以，要实现远距离通信，必须有________和地面中继站的配合． 【答案】 直线 通信卫星 【详解】微波沿直线传播，要实现远距离传输，必须发射通信卫星和微波中继站相互配合． 【点睛】由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此，人们用地球同步通信卫星作中继站．目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球． 角度03 光纤通信 8．2026年粤港澳大湾区科技博览会上，多款智能无人机进行编队表演，无人机与地面控制中心通信依靠的是（     ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．光导纤维 【答案】A 【详解】A．电磁波可在真空中传播，传输距离远，无线通信依靠电磁波传递信息，故A正确； BC．超声波、次声波属于声波，传播需要介质，传输距离近，无法实现无人机与地面的远距离无线通信，故BC错误； D．光导纤维为有线传输介质，无人机为可移动的无线设备，无法使用光导纤维通信，故D错误。 故选A。 9．下列关于材料、信息的说法中正确的是（　　） A．如果使用超导材料制作白炽灯的灯丝，它的发光效率会高很多 B．电饭锅的发热电阻如果使用半导体材料制作，就能够实现温度自动控制的功能 C．光纤是内部中空的极细的管道，供激光在里面传播 D．拍摄电视剧中主角被石头砸住的情节时，“石头”可选用密度小的泡沫塑料 【答案】D 【详解】A．白炽灯灯丝靠电流热效应发光，超导材料电阻为0，由焦耳定律可知，电流通过时产生热量为0，无法发光，故A错误； B．电饭锅发热电阻利用电流热效应工作，需选用电阻率大、熔点高的导体材料，半导体材料不适合作发热电阻，温度自动控制功能是通过额外加装的半导体热敏元件实现，并非发热电阻用半导体，故B错误； C．光纤是实心的玻璃纤维，激光在光纤内部通过多次全反射传播，并非内部中空的管道，故C错误； D．道具石头体积与真实石头相近，由可知，密度越小，质量越小，重力越小，砸到演员不会造成伤害，可选用密度小的泡沫塑料制作，故D正确。 故选D。 10．如图所示，取一个透明塑料瓶，在靠近瓶底的侧壁上钻一个直径约5 mm的小孔，实验时，先用手堵住小孔，向瓶中注水近满，盖紧瓶盖，松开堵住小孔的手，再打开激光笔，调整方向使光束能穿过塑料瓶从小孔射出，此时小孔前方的光屏上______看到光斑，然后拧松瓶盖，瓶中的水从小孔流出，会看到光随弯曲的水流传播，光在水流中经过多次______后传播，类似光波在光纤中传播。 【答案】 能 反射 【详解】第一步盖紧瓶盖时，瓶内气压小于外界大气压，水不会从小孔流出，光沿直线传播，可以直接穿过小孔射到前方光屏上，因此能看到光斑；拧松瓶盖后水流出形成弯曲水流，光在水流中传播，该现象和光纤原理相同，光经过多次反射后沿弯曲的水流传播。 11．中国导航使用的是北斗卫星导航系统，它使用_______（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站进行通信；火箭送北斗卫星升空的过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过_______的方式改变外壳内能；光纤通信是利用光从光导纤维的一端射入，在内壁发生多次_______（选填“折射”或“反射”）后从另一端射出，这样就把信息传到了远方。 【答案】 电磁波 做功 反射 【详解】[1]卫星与地面站之间存在真空环境，而超声波的传播需要介质，无法在真空中传播；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此北斗卫星导航系统使用电磁波与地面站通信。 [2]改变物体内能的方式有做功和热传递。火箭外壳与空气摩擦时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使外壳温度升高，这是通过做功的方式改变外壳内能。 [3]光纤通信利用光导纤维传递信息，光从光导纤维的一端射入后，在其内壁上会发生多次反射，从而将信息从一端传到另一端，而非折射。 【例1】（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。 【深化点拨】 （1）考查电磁波的应用，卫星通信依靠电磁波传递信息，电磁波能在真空中传播。 （2）考查卫星通信的特点，卫星位置更高，相比地面基站拥有更大的通信覆盖范围。 （3）考查物理估算与数量级辨析，要对电磁波传播的时间形成感知，辨别明显不符合常识的数值。 （4）考查物理和科技的联系，高精度定位技术可以应用在自动驾驶等实际场景中。 【变式1-1】（2026·江苏宿迁·中考真题）2026年5月11日，搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭发射成功，为在轨的神舟二十一号乘组运送物资补给。飞船与地面通信是利用（　　） A．光导纤维 B．电磁波 C．超声波 D．次声波 【答案】B 【详解】A．光导纤维为有线光信号传输的载体，无法在飞船与地面之间部署，故A不符合题意； B．电磁波可在真空中传播，可实现天地通信，故B符合题意； CD．超声波、次声波都属于声波，声波传播需要介质，太空为真空环境，无法传播超声、次声，故CD不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（2026·山东东营·中考真题）2025年11月至12月的晨昏之际，东营滨海大道上车流如龙，与空中的“鸟浪”奇观相映成趣，如图所示，“鸟浪”奇观成为观景新潮。科研人员可根据卫星追踪器通过________（选填“电磁波”或“超声波”）回传的数据实时掌握鸟的健康状况与活动轨迹。当鸟从游客身边飞过时，它相对于地面是________（选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 电磁波 运动 【详解】因卫星与地面间的信号传输需经过真空区域，超声波无法在真空中传播，电磁波可在真空中传播，故卫星追踪器通过电磁波回传数据。 以地面为参照物，鸟的位置发生改变，故鸟相对于地面是运动的。 【变式1-3】（2025·江苏南京·中考真题）2025年5月29日，长征三号乙运载火箭托举天问二号探测器直冲霄汉，地面控制中心通过_______波与探测器传递信息，这种波在真空中的传播速度是__________m/s，探测器在随火箭加速升空过程中，机械能_______，以地面为参照物，探测器是_______的。 【答案】 电磁 3×108 增大 运动 【详解】[1]地面控制中心通过电磁波与探测器传递信息。因为电磁波可以在真空中传播，且能携带信息，适合用于深空探测器与地面的通信。 [2]电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。 [3]探测器在随火箭加速升空过程中，机械能增大。因为探测器速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大。 [4]以地面为参照物，探测器是运动的。因为探测器相对于地面的位置在不断升高，有位置的变化，所以是运动的。 ⚡基础速刷 1．下列物体空间尺度最大的是（     ） A．电子 B．原子 C．地球 D．太阳系 【答案】D 【详解】电子是原子的组成部分，属于微观粒子，尺度小于原子；地球是太阳系中的一颗行星，太阳系包含地球，因此空间尺度最大的是太阳系。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．下列各种活动中，能通过互联网做到的是（　　） A．运输网购的运动鞋 B．远程学习物理课程 C．输送发电厂的电能 D．传输纸质信件 【答案】B 【详解】A．运输网购的运动鞋，这属于物流运输范畴，互联网可以完成下单、支付等购物环节，但实际的运输过程（如快递配送）是依靠物流系统（车辆、人员等）来完成的，互联网不能直接“运输”实物商品，故A不符合题意； B．远程学习物理课程，借助互联网的视频直播、在线课程平台等技术手段，是可以实现远程学习的，比如通过网络观看教学视频、参与线上课堂互动等，故B符合题意； C．输送发电厂的电能，电能的输送是通过电网（输电线路、变电站等电力设施）来实现的，互联网不具备传输电能的功能，故C不符合题意； D．传输纸质信件，纸质信件的传输需要依靠邮政系统等实体物流渠道来进行传递，互联网无法直接传输实体的纸质信件，不过可以通过电子邮件等方式传输电子版的信件内容，但题目说的是“传输纸质信件”，故D不符合题意。 故选B。 3．信息传递是人类社会发展的基石。关于信息，下列说法正确的是（　　） A．电视机利用电磁波只能传递图像信号 B．手机通话利用的是超声波传递信息 C．光纤通信是激光利用光的折射来传递信息的 D．北斗导航系统能提供高精度定位、导航服务，利用的是电磁波传递信息 【答案】D 【详解】A．电视机利用电磁波传递图像信号的同时也传递声音信号，故A错误； B．手机通话利用的是电磁波传递信息，而不是超声波，故B错误； C．光纤通信靠光的反射传递信息，故C错误； D．北斗导航利用电磁波定位导航，故D正确。 故选D。 4．物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现，常见的物质由________或原子构成；地球、月球、空间站这三者中空间尺度最大的是_________。 【答案】 分子 地球 【详解】常见的物质是由分子或原子构成的；宏观世界的空间尺度地球>月球>空间站。故地球在三个物体中最大。 5．如图，无人驾驶播种机在北斗卫星导航系统的指引下，正以厘米级精度进行播种作业。北斗卫星导航系统是利用______传递信息的。该播种机以水作为冷却介质给发动机降温，这利用了水______较大的特点。 【答案】 电磁波 比热容 【详解】[1]卫星在太空中，太空是真空环境，而电磁波可以在真空中传播，因此卫星通信是利用电磁波来传递信息的。 [2]水的比热容较大，在质量相同、升高温度相同的情况下，水能吸收更多的热量，从而能有效地为发动机降温。 🚀能力跃升 6．下列说法正确的是（　　） A．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——潭水看起来变浅了，是光的反射现象 B．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量 C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生反射来传递信息的 D．首次用实验测出大气压强值的科学家是帕斯卡 【答案】C 【详解】A．潭底反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得潭底变浅了，故A错误； B．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故B错误； C．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端发射出来，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。因此光纤通信是利用光在光导纤维中多次发生反射来传递信息的，故C正确； D．首次用实验测出大气压强值的科学家是托里拆利，故D错误。 故选C。 7．2019年3月10日，长征三号乙运载火箭成功将中星6C通信卫星送入太空，中星6C卫星是一颗用于广播和通信的地球同步卫星，图是火箭发射时的场景。下列说法不正确的是（　　） A．火箭升空利用了力的作用是相互的 B．火箭加速升空过程中，推力和阻力大小不相等 C．进入预定轨道后，中星6C通信卫星相对地球是静止的 D．中星6C卫星在太空中是利用超声波向地球传递高质量话音、数据、广播电视等信息 【答案】D 【详解】A．火箭升空时，向后喷出高温高压的燃气，利用了反冲力，说明物体间力的作用是相互的，故A正确； B．火箭升空时做的是加速运动，受到的推力大于阻力，故B正确； C．中星6C通信卫星进入预定轨道后，与地球的相对位置不再发生改变，因此相对于地球是静止不动的，故C正确； D．卫星在太空飞行过程中，利用电磁波实现与控制中心的联系，而不是超声波，故D错误。 故选D。 8．我国大力研发的6G网络依赖电磁波传递信息，下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（　　） A．电磁波只能在空气中传播 B．频率越低的电磁波波长越短 C．光纤通信是利用激光在光纤内部反射式地向前传播 D．6G信号的电磁波比5G信号的电磁波在空气中传播速度更快 【答案】C 【详解】A．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，也能在水、玻璃等多种介质中传播，故A错误； B．对电磁波，波速，同种介质中电磁波波速是定值，频率越低，波长越长，故B错误； C．光纤通信的原理就是利用激光在光纤内部不断反射，以反射的方式向前传播传递信息，故C正确； D．6G信号和5G信号都属于电磁波，同种介质中所有电磁波传播速度相同，故D错误。 故选C。 9．如图所示为我国某品牌电动汽车。该车的外形是上凸下平，高速行驶时，车对路面的压力______车的重力；车辆充电时，汽车电池相当于电路中的______；若使用充电功率为7kW的充电桩，可在12h内充满电，则改用充电功率为40kW的充电桩，可以在______h内充满；车载导航设备能够精准规划路线，是因为它可以接收卫星发射的______信号。 【答案】 小于 用电器 2.1 电磁波 【详解】车的外形上凸下平，高速行驶时，上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，会产生向上的升力，所以车对路面的压力小于车的重力。 车辆充电时，汽车电池在消耗电能，所以相当于电路中的用电器。 电池储存的电能为 则改用充电功率为40kW的充电桩，需要的充电时间为 车载导航设备接收卫星发射的电磁波信号来规划路线，因为卫星与地面设备之间无法通过声波传递信息，而电磁波可以在真空中传播，适合远距离无线通信。 10．3月28日，缅甸发生7.9级地震，为帮助缅甸政府尽快掌握灾后情况，中国航天科技集团所属中国资源卫星，为救援提供卫星图像，图像传输是依靠__________（选填“电磁波”或“超声波”或“次声波”）；将卫星送往既定轨道的运载火箭采用液氢作为燃料，主要利用液氢__________（选填“比热容”或“热值”）大的特点；卫星通常采用太阳能电池板（主要由硅材料制作）为卫星的工作提供能源，太阳能电池板由_________（选填“超导体”或“导体”或“半导体”）材料制作而成。 【答案】 电磁波 热值 半导体 【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，卫星是靠电磁波传递信息的。 [2]火箭使用的燃料是液态氢，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，可以释放出更多的热量。 [3]半导体材料是介于导体和绝缘体之间的一类材料，具有电导率和导电性变化范围较大的特点。太阳能电池板由半导体材料制作而成。 🌟思维挑战 11．现代通信技术就像一把神奇的钥匙，打开了信息交流的新大门。下列关于现代通信的说法，不正确的是（   ） A．手机既能发射电磁波，也能接收电磁波 B．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 C．6G是物联网构建的基础，在真空中的传播速度比5G大 D．光纤通信是光在光导纤维中多次发生全反射来传递信息的 【答案】C 【详解】A．手机利用电磁波进行通信，因此既能发射电磁波，也能接收电磁波，故A正确，不符合题意； B．卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站，所以说卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的，故B正确，不符合题意； C．无论是5G还是6G都是利用电磁波传递信息的，在真空中传播的速度相同，故C错误，符合题意； D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上发生多次全反射后在另一端射出，故D正确，不符合题意。 故选C。 12．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 【答案】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。 13．我国已经成功发射了多颗同步通信卫星，它们是在地球同步轨道上运行的卫星。以地球为参照物，同步卫星是__________的。现在许多长途电话是以同步卫星为中继站，打这种长途电话会感到对方的反应有点延迟。假设通话的两地到某同步卫星的距离都为，则以该同步卫星为中继站，信号从一方经该同步卫星传到另一方会延迟__________s。 【答案】 静止 0.24 【详解】[1][2]同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，它们相对于地球的位置不会发生改变，所以以地球为参照物，同步卫星是静止的；打电话时电磁波信号传播的距离，则电磁波信号传播的时间，即打电话会延迟0.24s。 14．请阅读《北斗导航系统》并回答题。 北斗导航系统 2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号卫星导航系统当中第二颗地球同步轨道卫星。按照计划，我国将再发射一颗北斗三号地球同步轨道卫星，届时由30颗北斗三号卫星组成的导航星座将全部部署完成。覆盖“一带一路”沿线国家。 北斗卫星导航系统建设先后经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段，目前北斗一号4颗试验卫星已全部退役，从北斗二号首颗星起算，距离北斗三号系统建成，仅一步之遥。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，并具短报文通信能力。 北斗三号系统搭载了国内最先进的新一代铷原子钟，星间链路最新的技术，新一代铷原子钟天稳定度达到10-14量级，“这相当于300万年只有1秒误差”。星间链路是指用于卫星之间通信的链路。通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。通过光通信可实现大容量数据传输。北斗三号系统中的地球同步轨道卫星，运行方向与地球自转方向相同，运行一周的时间与地球自转一周的时间相等，自主建设、独立运行的卫星导航系统，广泛应用于交通运输，成为世界首次应用北斗导航系统，实现有人值守、自动驾驶的高铁。北斗卫星导航系统还应用于海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。北斗导航系统秉持和践行“中国的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务全球、造福人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）___________是用于卫星之间通信的链路； （2）运载火箭点火起飞升空的过程中，火箭中搭载的卫星的机械能_______（选填“增大”“减小”“不变”）； （3）北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面是_______的（选填“运动”、“静止”）； （4）下列关于北斗卫星导航系统的说法中错误的是_______。（多选） A．北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同 B．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成 C．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车行驶导航 D．当甲、乙两人通过北斗地球同步卫星通电话时，甲发出“呼叫”后，至少经过5s才能听到乙的“回应” 【答案】 星间链路卫星 增大 静止 CD 【详解】（1）[1]星间链路卫星是用于卫星之间通信的链路，通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换。通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。 （2）[2]火箭加速起飞时，卫星的运动状态与火箭相同，速度增大；高度增大，动能增大，重力势能也增大，机械能增大。 （3）[3]北斗地球同步轨道卫星正常运行时，相对地面的位置没有变化，故相对地面静止。 （4）[4]A．北斗卫星导航系统传送信息用的是电磁波，电磁波的速度与光速相同，故A正确，不符合题意； B．北斗卫星导航系统是由空间段、地面段和用户段三部分组成，并具短报文通信能力，故B正确，不符合题意； C．北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车行驶导航，故C错误，符合题意； D．地球同步卫星的高度大约是36000km。“呼叫”与听到“回应”电磁波传播的距离为 通话时所需时间 故D错误，符合题意； 故选CD。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $