苏科版物理九年级下册17.3 现代通信-走进信息时代（知识解读）（教师版）

17.3\o"17.3现代通信——走进信息时代"现代通信——走进信息时代（知识解读）（解析版）•知识点1卫星通信•知识点2光纤通信•知识点3互联网与信息高速公路•作业巩固训练知识点1卫星通信知识点1卫星通信1、概念：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。

2、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。3、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。

4、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。【典例1-1】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（）A．0.12s B．0.24s C．2.4s D．0.012s【答案】B【详解】无线电波传播的速度与光速相同，v=3×108m/s，无线电波从地球到卫星用的时间延迟时间故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【典例1-2】卫星通信是利用作为中继站，转发波，进行通信的。【答案】人造地球卫星电磁【详解】[1][2]卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，转发电磁波进行通信传递信息的。【变式1-1】“北斗”导航系统主要是利用如下那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】微波通信是靠微波中继站转接信号；卫星通信是用通信卫星做微波中继站的通信方式；光纤通信是用激光在光导纤维中传播来传递信息的方式；网络通信是利用因特网实现资源共享和信息传递，因此“北斗”导航系统主要是利用卫星通信方式定位和导航的。故选B。【变式1-2】通信卫星也叫同步卫星，它与地球保持。用通信卫星作微波通信的中继站，要实现全球通信，至少需颗同步卫星。【答案】相对静止3【详解】[1][2]通信卫星也叫同步卫星，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，它与地球保持相对静止。用通信卫星作微波通信的中继站，要实现全球通信，至少需3颗同步卫星。知识点2光纤通信知识点2光纤通信 1、概念：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，发生全反射，光就不会跑到外层了。3、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。4、激光属于电磁波，频率较大、传递信息的容量较大。5、光在光纤里只发生全反射。6、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。【典例2-1】物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响，为人类文明和社会的进步做出了巨大贡献。下列应用实例与物理知识不对应的是（）A．如图甲所示，公元843年，一些中国人驾驶帆船利用罗盘即指南针成功开辟了新航线——在地磁场的作用下，指南针有指南指北性B．如图乙所示，1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，如今光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量——加载有通信信号的激光在光导纤维里发生了光的折射C．如图丙所示，绿色节能的太阳能建筑实现了太阳能与建筑的完美结合——太阳能电池能将光能转化为电能D．如图丁所示，中国天眼“FAST”是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，收集遥远星系的信号，让我们看到了“古老的光”——凹面镜对光起会聚作用【答案】B【详解】A．地磁场对于放入其中的磁铁产生力的作用，指南针本身有磁性，放入地磁场中，受到地磁场的作用，总是指南北，故A正确，不符合题意；B．光纤中，依靠光的反射传播激光，故B错误，符合题意；C．太阳能电池，消耗光能，将光能转化为电能，故C正确，不符合题意；D．凹面镜的对光线有会聚作用，所以中国天眼“FAST”能让我们看到了“古老的光”，故D正确，不符合题意。故选B。【典例2-2】如图所示，智能手表可随时记录佩戴人的运动数据，且能将数据无线传输到手机上，数据从智能手表到手机是利用完成传输的。光纤通讯则是利用激光来传递信息的，激光在光导纤维中前进时发生的是光的。【答案】电磁波反射【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，且电磁波能够传递信息，所以数据从智能手表到手机是利用电磁波完成传输的。[2]光纤通讯是利用激光在光导纤维中不断发生全反射来传递信息的，即激光在光导纤维中前进时发生的是光的反射。【变式2-1】关于信息传递，下列说法正确的是（）A．光在光导纤维内壁上多次折射传递信息 B．手机通话是利用超声波传递信息C．北斗卫星是通过电磁波传递信息 D．电磁波在空气中的传播速度是【答案】C【详解】A．光导纤维是利用光的全反射传递信息的，光在光导纤维内壁上多次反射传递信息，故A错误；B．手机通话是利用电磁波传递信息，故B错误；C．电磁波可以传递信息，并且电磁波可以在真空中传播，北斗卫星是通过电磁波传递信息，故C正确；D．电磁波在真空中的传播速度是，在空气中的速度略小，故D错误。故选C。【变式2-2】光纤通信具有等优点。【答案】传输距离长，高抗干扰【详解】光纤通信是利用激光在光导纤维中传递信息的，可以将信息传播得很远，它具有传输距离长，高抗干扰等优点。知识点3互联网与信息高速公路知识点3互联网与信息高速公路 1、互联网是一个由计算机、通信网络及其附属设备连接起来的全球通信网络。2、利用互联网可以向全球的互联网用户发送电子邮件，召开分散于世界各地的有关人员的视频会议。3、“信息高速公路”：集卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有的通信系统连接在一起，组成了一个高速传递信息的网络。人们通俗地把这种国家信息基础设施称为“信息高速公路”。【典例3-1】第六代移动通信技术也被称为6G，主要促进的就是物联网的发展，6G仍在开发阶段。6G的传输能力可比5G提升100倍，1秒下载10部高清视频成为可能。下列说法正确的是（）A．6G手机间是利用超声波传输信号B．6G手机间发短信是利用电磁波传输信号C．6G手机内的芯片材料都是超导体D．6G手机通话是用电磁波传递的模拟信号【答案】B【详解】AB．超声波不能在真空中传播，6G手机间是利用电磁波传输信号，故A错误，B正确；C．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，6G手机内的芯片材料都是半导体，故C错误；D．6G手机通话是用电磁波传递的数字信号，故D错误。故选B。【典例3-2】2018年12月4日，华为与中国银联合作推出的手机POS只需一部手机就能直接收单，其中的“碰一碰”功能，则是将华为手机亮屏解锁后靠近嵌入微型芯片的银联“碰一碰”手机闪付标签，验证指纹即可完成付款，华为手机POS能为商户提供场景化收单功能，包括购票、点餐等．手机POS“碰一碰”功能的原理是，与它原理相同的还有.【答案】电磁感应刷地铁卡【详解】根据题意知道，使用“碰一碰”手机闪付功能，即是通过机械运动产生为电信号，所以此功能的原理是电磁感应，它原理相同的还有刷地铁卡等．【变式3-1】关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（）A．5G网络所指的就是在移动通信网络发展中的第五代网络，经测试5G下载速度是4G的15倍，因为5G网络比4G网络的电磁波在真空中传播的速度小B．指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近C．利用半导体材料可以制作二极管D．光纤通信利用激光传递信息的【答案】A【详解】A．5G网络和4G网络的电磁波在真空中传播的速度一样快，故A错误，符合题意；B．地磁场的南北极与地理南北极相反，指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近，故B正确，不符合题意；C．二极管具有单向导电性，利用半导体材料可以制作二极管，故C正确，不符合题意；D．激光属于电磁波，光纤通信利用激光传递信息的，故D正确，不符合题意。故选A。【变式3-2】中国高速铁路以快捷、平稳和高速发展享誉世界，已成为现代中国的一张名片．2018年5月1日，昆明至大理首列动车进行联调联试，预计2018年6月底通车．如图所示，动车出站时，以站台为参照物，车是的：该条铁路实现4G网络全覆盖，4G网络是利用来传输信息的．【答案】运动电磁波【分析】运动和静止是相对的，都是相对于参照物来说的，物体位置发生变化则是运动的，否则是静止的；现代的移动电话是利用电磁波来传递信息的．电磁波的传播不需要介质．【详解】动车出站时，若以站台为参照物，车相对于站台来说位置发生变化，所以说车是运动的；4G手机属于移动电话，所以4G网络传输信息是利用电磁波来实现的．一、单选题1．物理来源于生活，生活中蕴含着物理。关于如图所示生活中物理现象的解释，下列说法正确的是（）

A．甲图：小孔成的像是虚像，若将蜡烛和光屏位置对调，所成的像大小不变B．乙图：医生用电子胃镜通过光导纤维观察人体胃肠道内部是利用光的多次反射传输图像信息C．丙图：岸上景物在湖水中形成清晰的倒影，“水中倒影”是光的折射D．丁图：购物支付已进入“刷脸”时代，消费者“刷脸”结账时，面部经摄像头成正立缩小的实像【答案】B【详解】A．小孔成像成倒立的实像，甲图中，将蜡烛和光屏位置对调后，烛焰距离小孔比原来远了，光屏到小孔的距离变小了，所以成的像也就变小了，故A错误；B．光导纤维是利用光的多次反射进行传播的，故B正确；C．倒影属平面镜成像现象，其原理是光的反射，故C错误；D．当时，凸透镜成成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，故D错误。故选B。2．关于电磁波和现代通信，下列叙述中错误的是（

）A．电磁波可以在真空中传播B．电磁波的频率越高，在空气中传播的速度越大C．电磁波已成为一种污染，人们应该合理使用D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息【答案】B【详解】A．电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，故A正确，不符合题意；B．电磁波在空气中的传播速度与频率无关，故B错误，符合题意；C．电磁波是一种资源，也是一把双刃剑，电磁波已成为一种污染，人们应该合理使用，故C正确，不符合题意；D.．信息高速路的载体为：微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息，故D正确，不符合题意。故选B。3．我们的身边有许多种“波”，下列有关“波”的说法中正确的是（）A．微波、红光、紫外线都是电磁波B．声波、超声波、电磁波的传播速度都相同C．水波、声波、电磁波都是由物体振动产生的D．微波通信、卫星通信和光纤通信都是通过光缆来传输信号的【答案】A【详解】A．电磁波包括两种射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等，故A正确；B．笼统而言，声波的传播速度较慢，电磁波的传播速度较快，它们的传播速度不相同，故B错误；C．水波、声波是由物体的振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的，故C错误；D．微波通信与卫星通信的信号在空间传播，光纤通信通过光缆传输信号，故D错误。故选A。4．2023年9月杭州亚运会开幕式上，一幕幕超燃画面，通过185米宽、20米高的超大LED（发光二极管）立体透视网幕和地面屏幕投放，犹如一张巨型幕布，让人身临其境，给人悬空之感，科技感十足，并依托5G技术向全世界同步展播这场视觉盛宴。下列相关知识正确的是（

）A．发光二极管的核心部件是超导体材料B．屏幕上丰富的色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成C．现场视频信号可以通过海底光纤的不断“折射”传到世界各地，实现同步直播D．5G通信比4G通信快是因为电磁波的波速变大了【答案】B【详解】A．发光二极管的核心部件是半导体材料，不是超导体材料，故A错误；B．色光的三原色是红、绿、蓝，屏幕上丰富的色彩由这三种色光混合而成，故B正确；C．光纤通讯是利用海底光纤的不断“反射”传到世界各地，实现同步直播，故C错误；D．电磁波的速度是固定的，5G网络比4G快，是指5G传播信息量的速度比4G的快，故D错误。故选B。5．关于信息的传递，下列说法不正确的是（）A．若用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗B．宇航员在太空中交流时利用超声波传递信息C．同步通信卫星作为传播微波的中继站，理论上用三颗同步卫星就可以实现全球通信D．光纤通信是依靠激光在光导纤维内多次反射来传递信息的【答案】B【详解】A．若用超导材料制造输电线，由于超导体电阻为0，可以大大降低电能损耗，故A正确，不符合题意；B．电磁波可以在真空中传播，超声波不能在真空中传播，宇航员在太空中交流时是利用电磁波传递信息的，故B错误，符合题意；C．同步通信卫星利用微波传递信息，一颗卫星大概覆盖地球三分之一面积，理论上用三颗同步卫星就可以实现全球通信，故C正确，不符合题意；D．光纤通信是以光纤为传输介质、以激光为载体的通信方式，依靠激光在光导纤维内多次发生全反射来传递信息的，故D正确，不符合题意。故选B。6．下列有关声和电磁波的说法正确的是（）A．WiFi无线上网是利用声波来传递信息的B．我们能分辨笛声和立胡声是因为它们的音色不同C．弹吉他时琴弦振动越快，发出声音的响度越高D．超声波探伤仪能够检测钢轨的各种“病变”，说明超声波可以传递能量【答案】B【详解】A．WiFi无线上网是利用电磁波来传递信息的，故A错误；B．不同的乐器由于材料、结构、发声原理不同，发出声音的音色不同，可以通过音色来辨别，故B正确；C．弹吉他时琴弦振动越快，发出声音的频率越高，音调就越高，故C错误；D．超声波探伤仪能够检测钢轨的各种“病变”，说明超声波可以传递信息，故D错误。故选B。7．如图是我国自主研发的新型深远海综合科考船“东方红3号”。该船长103m，宽18m，设计排水量5000t，是全球最大静音科考船，在行驶时，水下20米外的鱼群都感觉不到，下列关于该科考船的说法正确的是（）A．航行过程中所受浮力大于重力B．该科考船声呐系统是利用电磁波工作的C．该船“静音”是因为发出声音的音调低D．该科考船静音是因为从声源处减弱了噪音【答案】D【详解】A．航行过程中处于漂浮状态，所受浮力等于重力，故A错误；B．因为超声波的方向性好，遇到障碍物易反射的特点，声呐采用的是超声波，故B错误；CD．科考船“东方红3号”静音，是发出的声音的响度小，是在声源处减弱噪声，故D正确，C错误。故选D。8．下列属于光的反射现象的是（）A．透过放大镜观察邮票B．树荫下的圆形光斑C．光纤传输光信号D．水中“弯折”的铅笔【答案】C【详解】A．放大镜是凸透镜，物体通过凸透镜成像，是光的折射现象，故A不符合题意；B．树荫下的圆形光斑是小孔成像，光的直线传播形成的，故B不符合题意；C．光纤传输光信号是光在玻璃纤维中多次反射来传播的，故C符合题意；D．水中的铅笔弯折了，是光由水中斜面向空气时发生了偏转，光的折射现象，故D不符合题意。故选C。二、填空题9．音频、视频、射频和频道：由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做；由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做；音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流叫做电流；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。【答案】音频信号视频信号射频频道【详解】[1]通过传感器，把声信号转变成电信号，频率保持不变，在几十赫到几千赫之间，叫音频。[2]把图像信息转变成电信息，转变的电信号的频率在几赫到几兆赫之间，这种电信号叫视频信号。[3]射频电流是一种高频交流变化电磁波的简称，每秒变化小于1000次的交流称为低频电流，大于1000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流，具有更好的发射能力。[4]频道又叫信道，是信号在通信系统中传输的通道，具有不同的射频范围。不同的电视台为避免信号干扰，使用不同的频道。10．我国太阳能光伏发电已经成为实现“低碳减排”的重要措施。太阳能来自太阳内部的核（选填“裂变”或“聚变”）；神舟十三号顺利对接空间站，一声“北京明白”。让国人振奋、空间站和指挥中心联系用的是波。

【答案】聚变电磁【详解】（1）[1]太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变而释放出的能量.（2）[2]由于太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息。11．光纤通信光纤通信是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到了远方。光导纤维是很细很细的，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性，不受外界条件的，传播距离，容量。【答案】玻璃丝激光强干扰远大【详解】[1]1966年英籍华人高锟发表论文提出用石英制作玻璃丝，即光导纤维，可实现大容量的光纤通信。[2]光纤通信传送的是一种高方向性、高相干性、高单色性的激光，所以光纤通信又叫激光—光纤通信。[3][4]由于激光的高方向性、高相干性、高单色性等优点，使得光纤通信的保密性强，不受外界环境的干扰，[5]光纤通信传播损耗低，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里，因此，光纤通信传播距离远。[6]一根光纤的潜在带宽可达20THz，因此，光纤通信的容量大。12．科技引领生活，第五代通信技术（简称5G技术）时代已经来临。比如无人驾驶车辆可以应用5G技术在一、两公里之外提前感知交通信号灯，如图所示。其中5G技术传递信息的载体是，红黄绿三种颜色指示灯的连接方式分别是（选填“并联”或“串