47信息的传递 知识讲解含练习

信息的传递【学习目标】1.知道无线电波可以在真空中传播，它的速度等于光速。知道无线电波的波长、频率以及它们之间的定性关系。2.知道无线电波的几个主要波段，它们的传播特点和主要用途。3.知道什么是模拟信号、调频、调幅和调谐。【要点梳理】要点一、现代顺风耳——电话1.电话：（1）话筒：把声音信号转换成电信号。（2）听筒：把电信号转换成声音信号。2.电话交换机：一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路断开。如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线，这样，两个不同交换机的用户就能互相通话了。3.模拟通信和数字通信：（1）模拟通信：在话筒将声音转化成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”这声音信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。（2）数字通信：用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫数字通信。要点诠释：（1）模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。（2）数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。现代电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。要点二、电磁波1.电磁波的产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。2.电磁波的传播：（1）波峰、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。（2）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。（3）波速：用来描述波传播速度的物理量。（4）电磁波的传播速度：c=2.99792458×108m/s（5）电磁波频率的单位：赫兹（Hz）要点诠释：（1）电磁波可以在真空中传播。（2）电磁波是一个大家族，光也属于电磁波。通常用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。要点三、广播、电视和移动通信1.无线电广播信号的发射和接受（1）无线广播信号的发射由电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中。（2）信号的接受由收音机完成。收音机的天线接受各种各样的电磁波。转动收音机的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过解调将其滤去，将音频信号留下。2.电视的发射和接受（1）电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音信号的产生、传播和接受跟无线电广播工作过程相似。图像信号的工作过程是：摄像机把图像变成电信号，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。（2）电视机的接受天线把这样的高频信号接受下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。3.移动电话：（1）声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。（2）移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台：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。要点四、越来越宽广的信息之路1.微波通信：微波的波长在10m—1mm之间，频率在30MHz～3×105MHz之间，微波的频率高，其性质更接近光波，大致沿直线传播，所以需要在高处架设微波中继站来接转电磁波信号。2.卫星通信：用通信卫星做微波中继站来进行通信。3.光纤通信：激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。4.网络通信：把计算机联在一起可以进行网络通信。网络通信的形式是电子邮件，如图所示。当甲给乙发送一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到乙的服务器B，存储起来。要点诠释：（1）在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。（2）由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量的信息。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。（3）计算机间的连接，除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。【典型例题】类型一、基础知识1.（•南沙区一模）北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星导航系统，覆盖中国全境及周边国家地区，该系统在传递信息过程中可以接收频率为1626MHz、2010MHz、2483MHz的微波辐射．下列说法正确的是（）A．微波不属于电磁波B．微波是可见光C．这三种微波在真空中传播速度相同D．这三种微波在真空中波长一样【答案】C【解析】A、微波属于电磁波，故A错误；B、微波是看不见，不属于可见光，所以B是错误的；C、各种频率的电磁波的传播速度都是一定的，故C正确；D、真空中电磁波的波速大约30万千米每秒，波速等于波长和频率的乘积，频率越高的电磁波波长越短，故D错误。故选C。【总结升华】此题考查电磁波的种类、波长和频率的关系，以及电磁波的传播速度，是一道综合题。举一反三：【变式】长波在真空中的传播速度是m/s，这个速度与在真空中传播的速度相同。在空气中的传播速度近似等于千米/秒。【答案】3×108；光；3×1052.（•钦州中考）现在家庭中使用的电器较多，例如：①吸尘器；②手机；③空调；④电视遥控器；⑤洗衣机。其中，应用电磁波工作的一组电器是（）A．①②B．③④C．②④D．②⑤【思路点拨】（1）电流流过导体时导体要发热，这是电流的热效应。

（2）电流流过导体时导体具有了磁性，这是电流的磁效应。

（3）电流流过导体时导体发生了化学变化，这是电流的化学效应。【答案】C【解析】①吸尘器靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应；

②手机是利用电磁波来完成信号的接收和发射；

③空调是利用了物态变化的吸放热过程；

④电视遥控器利用红外线进行遥控，红外线是一种电磁波，与电磁波的应用有关；

⑤洗衣机靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应。故选C。【总结升华】本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。3.中央电视台第四套节目的图象频率为77.25MHz，波长为λ1，伴音的频率为83.75MHz，波长为λ2，那么λ1（填“>”“<”或“=”）λ2。【答案】>【解析】不同的频率对应不同的波长，频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。因为77.25MHz<83.75MHz,所以λ1>λ2。【总结升华】本题考察了频率和波长之间定性的关系。举一反三：【变式】无线电广播是通过传播信息的．收音机上标有中波和短波波段，中波与短波相比的频率较高。【答案】无线电波；短波【解析】无线电广播是通过无线电波传播信息的；中波与短波相比，短波的波长更短，短波的频率较高。类型二、综合应用4.贾波特同学对如图所示的三水荷花世界电视录制和播放过程解释正确的是（）A.摄像机是把电信号转化为光信号B.话筒是把电能转化为声能C.扬声器是把声信号转化为电信号D.发射机发射电磁波把信号传给接收机【思路点拨】电视信号的发射过程中，话筒把声信号转化成电信号，摄像机把图象变成电信号。这种电信号由于频率低，不会在空中激起强烈的电磁波，所以要通过调制器的调制，把这种记载着声音和图象信息的电流加载到高频电流上。【答案】D【解析】摄像机把光信号转化为电信号；话筒把声信号转化为电信号；扬声器是把电信号转化为声音号；发射机发射电磁波把信号传给接收机。故选D。【总结升华】本题考查了电视信号的发射与接收过程，属于基础知识，是一道基础题举一反三：【变式】电视的工作过程和广播相似，声音或图象信号首先通过话筒或摄像机转换成，再通过加载到高频电流上，通过发射天线发射到空中。【答案】电信号；调制【巩固练习】一、选择1.激光作为通信的载体主要是因为（）A．它的频率大加载的信息量多B．它的传播速度大，通信快C．它的频率不止一种加载的信息量多D．它的方向性差传播的范围广2.利用“小灵通”发射和接收的信号是（）A．超声波B．光波C．微波D．次声波3.微波炉门的玻璃内嵌有金属网，这样做的目的为()A.为了美观B.为了使玻璃门的强度更高，不易破碎C.为了防止微波泄漏D.通电加热，使微波炉内温度更高，食物熟的更快4.（•益阳中考）如图所示是某学校为学生配备的智能学生证。智能学生证除了记录学生个人信息资料外，还具有定位（判断学生“在校”或“离校”）及紧急呼救等功能。智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用（）A．超声波B．次声波C．无线电波D．红外线5.下列关于信息传递的说法，正确的是（）A.声、光和电磁波都能传递信息B.无论何种信息的传递都需要介质C.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电波传递信息二、填空6.数字通信是一种即现代又古老的通信方式，现代电话已经全部采用数字信号进行处理，若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一个数字信号，可以表达一句话。例如：“我相信你能行”的数字信号为“0.01、1、10.00”。开关动作开关开．关开．开关．开表示数字010、10、01、0中文意义我你相信行能请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话：。其数字信号为。7.电磁波在真空中的传播速度为m/s。现代通信方式有微波通信、通信、网络通信和光纤通信四种方式。8.无线电广播和电视的通信中，发射器是，接收器分别是机和机。9.无线电波的接收是由接收天线将模拟信号通过挑选出来的，再通过把模拟信号分离出来，信号经放大后，由和还原成声信号和图像信号。10.光导纤维简称光纤，如图所示。从图中可看出，光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内不断而实现的，利用光纤来传递电磁波信号，使人类迈上信息高速公路，是华裔科学家高锟的重大贡献。人们能将光和电磁波联系起来，是因为光也是。11.（•安阳二模）Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术。常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现，无线路由器是通过波向四周发送信息的，其传播速度（选填“大于”“等于”或“小于”）光速。12.举世瞩目的上海世博会开模式在2010年4月30日20点在世博文化中心举行，作为全世界人民的世博会，灿烂的烟花与绚丽的水景在黄浦江上交相辉映，盛况空前。这壮观的场面由同步通讯卫星通过（选填“超声波”“次声波”或“无线电波”）传递到全国各地。13.要实现全球通信，只要颗卫星就可以实现。三、解答14.下雨天在家收看电视节目时，我们发现在打雷闪电时，电视面画面往往会闪烁跳动，然后才听到雷声，请问：（1）打雷闪电时电视面画为什么会闪烁跳动？（2）为什么我们会先看到电视面画面闪烁跳动，然后才听到雷声？15.从地面向月球发射了无线电波，电波到达月球并返回地面共需2.56s，则月球与地球之间的距离是多少？【答案与解析】一、选择1.【答案】A【解析】激光的频率高，它所能加载的信息量大，在理论上，激光通信可同时传送1000万路电视节目和100亿路电话。故选A。2.【答案】C【解析】小灵通是一种无线移动电话，它把声音信息搭载到无线电波上进行传播。无线电波虽然可以在空气中传播，但是无线电波中的微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射，小灵通传递信号正是利是用微波。3.【答案】C【解析】过量的微波辐射对人体有害，所以微波炉门的玻璃内嵌有金属网，这样能有效地防止微波泄漏。4.【答案】C【解析】无线电波属于电磁波，智能学生证实现定位或呼救功能时，主要是利用无线电波传播。故选C。5.【答案】A【解析】A、声、光和电磁波中，声能传递信息，光和电磁波也能传递信息．符合题意。B、利用电磁波传递的信息是不需要介质的。不合题意。C、固定电话利用电流传递信息的，移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的．不合题意。D、微波通信、卫星通信是利用无线电波传递信息，光纤通信是利用激光传递信息不是无线电波；网络通信是利用导线、光纤和微波，不都是利用无线电波．不合题意。二、填空6.【答案】你相信我能行；“1、01、0、10、00”【解析】根据各数字的含义可知，另一组信号表达的一句话：“你相信我能行”的数字信号为“1、01、0、10、00”。7.【答案】3×108；卫星【解析】电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，为3×108m/s。现代通信方式除了微波通信、网络通