2024人教版九年级物理全一册第21章分层作业：第3节 卫星通信和光纤通信

第3节卫星通信和光纤通信

目录

[A夯基础].............................................................................1

一、卫星通信.......................................................

二、光纤通信.........................................................................2

[B提能力].............................................................................2

[C链中考].............................................................................4

A分基础

一、卫星通信

1.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

2.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS）。许多公交车安装

了BDS系统，通过BDS系统可显示汽车的行驶方向、车速、与后车距离等信息。实现

BDS系统与卫星信号传输的是（）

A.可见光B.微波C,红外线D.紫外线

3.我国的北斗卫星导航系统能为轮船远洋航行提供导航定位服务。卫星与轮船之间传递信

息是利用了（）

A.红外线B,电磁波C.超声波D.次声波

4.手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机与一定是电信运营商的

基地台进行着微波通信（）

手机用数据流量包上网D.用蓝牙传文件

我国能前往月球背面采集样品，是因为有“鹊桥*”中继卫星为探月任务提供了强有力的通

5.

信支持。如下图所示，请你为“鹊桥〃选址，将其位置选定在（选填"夕或"CD

点，可以实现地面指挥中心与月球背面的通信中转。

ABC

•••

6.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，卫星通信是利用了电

磁波可以传递_____（.选填"能量"或"信息电磁波在真空中的传播速度为

m/so

二、光纤通信

7.下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是（）

A.利用声呐系统探测每底深度B.利用光纤系统进行信息传送

C.利用北斗导航系统进行定位D.利用微波雷达跟踪飞行目标

8.携带信息的光从光纤的一端入射后，在光纤的内壁上反复,直至从另一端出射。光

纤具有、等特性，光缆通信能量损耗非'首小。

9.近年来，我国的通信行业蓬勃发展。5G是第五代移动通信技术的简称，5G网络是利用

波传递信息的；专家预计，到2030年5G网络将和光纤一道成为信息社会最重要的基

础设施，其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次（选填"反射"或"折射将

信息传到远方的。

提能力

10.现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的，如图所示。打这种长途电话时，会感

到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回

时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距离是36000km,则延迟的时间约为

)

卫星

主塔地方站1〜"用4

W

I通

A.0.12sB.0.24sC.2.4sD.0.012s

11.阅读短文《光导纤维》，回答问题：

英国物理学家丁达尔研究发现，光从水中射向空气，当入射角增大时，折射角也增大，但折

射角先增大到90。，此时，折射光线消失，只剩卜反射光线，这种现象称为全反射现象。刚

好发生全反射时的入射角叫做临界角，只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现

象。由于光，从水中射向空气中时，*在水流中发牛了多次全反射,表面上看.好像光在水流

中弯曲前进，实际上，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播。后来人们制造出一种透明度很高、

粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝一一玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着

弯弯曲曲的玻璃纤维前进，因这种纤维能够用来传输光，故称它为光导纤维。

光导纤维在现代技术中有着广泛的应用，一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆，

能容纳50万对用户同时通话，或者同时传送5000个频道的电视节目。除通信领域外，光纤

还有许多其他的应用。例如"传能光纤”可以传递高功率的激光能量，广泛应用「激光加工机、

激光手术刀等；"传像光纤以用来传递图像，用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场

等的安全监控等。

⑴一束光从水中斜射入空气，入射角（选填"大于〃、"等于〃或"小于"）折射角；

（2广当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的

角度满足的条件是：;

⑶请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点，设计一个应用丁生活中的工具：。

12.阅读材料，回答下列问题。

光导纤维

光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光

传导工具。前香港中文大学校长高银和GeorgeA.Hockham首先提出光纤可以用于通信传输

的设想，高银因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。

光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的（如图甲所示），粗

细大致与人的头发相当，有的直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当

光从玻璃中射向空气时，折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光线越来越暗,

反射光线能量越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回玻璃

中，这就是光的全反射现象。表面上看，光好像在玻璃中弯曲前进（如图乙）。

光信号1

光信号2—

乙

一根光纤的潜在带宽可达20THZ。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外

全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述："光流动在细小如线的玻璃丝中，它携

带着各种信息数据向每一个方向传递，文木、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。"

（1）计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是

A.输电B.通信C.导热D.照明

（2）光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光波（选填“属

于"或"不属于〃）电磁波，光在真空中的传播速度为m/s；

（3）根据文中全反射的定义，请你判断：当光从空气射入水中，逐渐增大入射角时,（选

填"会"或"不会"）发生全反射;

（4）下列关于光导纤维的说法中正确的是

A.光导纤维的主要成分是氧化物

B.光纤通信不容易受外界干扰，能够传播更远

C.光导纤维是利用光传输信息的

D.石英玻璃能够拉制成细丝说明它的弹性好

集中考

13.（2025・广东•中考真题）如图所示是我国自主研制的隙身战斗机歼-35A,其与地面通信是

利用（）

A.电磁波B.超声波

C.次声波D.光导纤维

14.（2023•湖南益阳•中考真题）2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学〃号历经74

天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通讯实验。这次实验突破了海水深度达到

6000米的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗

卫星与深海之间数据传输的说法正确的是（）

A.通过声波传递数据B.通过电磁波传递数据

C.通过光纤传递数据D.数据传输有较长时间的延迟

15.（2023•四川成都•中考真题）2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员一一

第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是（）

A.超声波B.次声波C.光纤D.电磁波

参考答案与试题解析

第3节卫星通信和光纤通信

目录

[A夯基础]............................................................................

一、卫星通信

二、光纤通信.........................................................................3

[B提能力].............................................................................4

[C链中考].............................................................................6

A分基础

一、卫星通信

1.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Do

2.B

【详解】在卫星通信中，人类利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信。可知，BDS接

收器通过接收卫星发射的微波信号，实现对车辆的精确定位并导航。故B符合题意，ACD

不符合题意。

故选B。

3.B

【详解】北斗卫星导航系统能为轮船远洋航行提供导航定位服务。卫星与轮船之间传递信息

是利用了电磁波传递信息，故ACD错误，B正确。

故选Bo

4.C

【详解】A.手机用GPS导航时，手机可以直接与卫星通信，故A错误；

B.手机用WIFI上网，可以是手机与地面的路由器进行通信，故B错误；

C.手机用数据流量包上网，手机必须与电信运营商的基地台进行着微波通信，故C正确；

D.用蓝牙传文件，可以是手机与其他终端设备进行文件传输，例如他人的手机、蓝牙音响

等,故D错误。

故选Co

5.C

【详解】为了实现地面指挥中心与月球背面的通信中转，则信号能从卫星反射到月球的背面,

由光的反射定律，根据图示可知，位置应该在C点。

6.3信息3x108

【解析】【小题1]⑴要想实现全球通信，可以用通信卫星做微波通信的中继站，并在地球

周围均匀地配置3颗地球同步通信卫星。

⑵电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而且电磁波可以传递信息和能量。卫星

通信是利用了电磁波可以传递信息。

⑶因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即电磁波在真空中的传播速

度为

3xl08m/s=3xl05/7n/s

二、光纤通信

7.A

【详解】A.利用声呐系统探测海底深度，声呐发出的是超声波，故A符合题意；

B.光纤系统利用的是光，而光也是电磁波，故B不符合题意；

C.北斗导航系统利用电磁波传递信息进行定位，故C不符合题意；

D.利用微波雷达跟踪飞行目标，微波属于电磁波，故D不符合题意。

故选Ao

8.反射传输距离长高抗干扰

【详解】⑴携带信息的光从光纤的一端入射后，在光纤的内壁上反复反射，直至从另一端

出射。这是因为光纤的内壁具有特殊的光学特性，能让光发生全反射，从而使光可以沿着光

纤传输。

⑵⑶光纤通信具有诸多优良特性，其中传输距离长是因为光纤对光信号的损耗小，能让光

信号在长距离传输后仍保持较强的信号强度；高抗干扰是由于光信号在光纤内部传输，不易

受到外界电磁干扰等因素的影响，所以光缆通信能量损耗非常小，适用于长距离、高质量的

信息传输场景。

9.电磁反射

【详解】⑴电磁波可传递信息，且传递信息的质量高、传输距离远，5G是利用电磁波传递

信息的。

⑵光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到了远方,

即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。

B提能力

10.B

【详解】无线电波传播的速度与光速相同，v=3xl0sm/s,无线电波从地球到卫星用的时间

36U00x]U'm

=0.123延迟时间

3x108m/s

f=2Z=2X0.12S=0.24S

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选Bo

11.⑴小于

⑵入射角大于临界角

⑶可以制成“传像光纤〃，，用于医学上的肠镜、胃镜检查

【解析】【小题1】一束光从水中斜射入空气，发生光的折射现象，由于光从水中斜射入空

气，折射角大于入射角，所以入射角小于折射角。

【小题2】由题意可知，发生全反射时的入射角叫做临界角，只有入射角大于或等于临界角

时，才会发生全反射现象，所以“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲

的玻璃纤维前进〃，这个合适的角度满足的条件是入射角大于临界角。

【小题3】利用光导纤维可以制成“传像光纤〃，用于医学上的肠镜、胃镜检查。

12.B属于3x108不会ABC

【详解】（1）[1]计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是通信，故选B。

（2）⑵⑶光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理

而制成的光传导工具。光波属于电磁波，光在真空中的传播速度为3xl08m/s。

（3）⑷当光从玻璃中射向空气时.折射角会大于入射角，并且随着入射角的增大，折射光

线越来越暗，反射光线能量:越来越强，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线

都反射回玻璃中，这就是光的全反射现象。当光从空气射入水中，折射角会小于入射角，逐

渐增大入射角时，所以不会发生全反射。

（4）[5]A.光导纤维是由纯度极高的石英