苏科版物理九年级下册第十七章 电磁波和现代通信（复习讲义）（原卷版）

第十七章电磁波和现代通信（复习讲义）【单元目标聚焦·明核心】【知识图谱梳理·固基础】【教材要点精析·夯重点】第1节信息与信息传播第2节电磁波及其传播第3节现代通信【考点题型突破·拓思维】题型一现代通信技术题型二通信技术的发展题型三电磁波的应用【分层阶梯训练·提能力】基础巩固通关测能力提升进阶【基础目标】1.能说出信息的定义及常见的信息传播方式，知道信息传播经历的五次巨大变革。2.能描述电磁波的产生与传播条件，记住电磁波在真空中的传播速度，能举例说明电磁波在生活中的应用。3.了解现代通信的主要方式，如卫星通信、光纤通信、移动通信的基本原理和特点。【进阶目标】1.能结合实例分析不同信息传播方式的优缺点，理解电磁波的波长、频率和波速之间的关系，并能进行简单计算。2.能解释光纤通信中光的反射原理，说明卫星通信中同步卫星的作用，分析移动通信中基站的功能。3.能区分不同现代通信技术的应用场景，评估通信技术发展对社会生活的影响。【拓展目标】1.关注通信技术的最新发展动态，如5G、6G技术、量子通信等，探讨其潜在的应用前景和可能面临的挑战。2.尝试设计简单的实验来验证电磁波的存在或探究影响电磁波传播的因素。3.从能量、信息、物质的角度，理解现代通信技术在构建“信息社会”中的核心作用，培养科学探究精神和创新意识。第1节信息与信息传播一、信息与信息传播1.信息：信息是各种事物发出的有的消息。消息中包含的内容越多，信息量就越大。2.信息传播（1）人类特有的三种信息：语言、、。（2）通信：以特定的手段和方式进行的，叫做通信。（3）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大变革。语言的诞生→文字的诞生→印刷术的诞生→的应用→计算机与应用。3.早期的信息传播工具万里长城上的烽火台；古代传递官文的驿马；莫尔斯发明的；贝尔制作的早期；信鸽、信号树、手旗、灯光等。二、自制简易有线电报机1.设计并制作利用图中所示的器材设计一个电路，使分别处在挡板两侧的同学按下自己所在一侧的开关时，对方一侧的灯泡会发光。挡板挡板2.操作（1）与对方约定自己的电报密码例如，可用课本第62页进行编码作为密码本，用四位数字“6245”代表该字典第62页第4行第5个字——“”（标点符号不算字数），如图所示。（2）采用莫尔斯电码，组合电报密码中的数字采用莫尔斯电码，用点（开关接通时间短）、画（开关接通时间长）的组合表示电报密码中的数字。（3）把“电”发给对方，看他是否能正确地翻译出。3.评价（1）想一想，如果不用莫尔斯电码，而是将开关接通时间短设为“0”，开关接通时间长设为“1”，你能不能能用“0”和“1”的不同组合来表示0~9这10个数字?可以把莫尔斯电码表中的“点”换成“或”，“画”换成“或”即可。（2）分析有线电报的优点和缺点，说出应怎样传播信息才更加合理。①优点：相对于驿送、信鸽、信狗、以及烽烟等来说，是当时比较快的通讯工具，保密性好。②缺点：电报传送操作繁琐，远距离连线不方便，不能及时进行双向交流。③信息传播应操作简便、传播距离远、传播信息量大且能够双向交流才更加合理。第2节电磁波及其传播一、波的基本特征1.波的基本特征机械振动在介质中传播，形成了机械波；机械波能够传播周期性的振动形态。2.描述波基本特征的物理量物理量振幅A周期T频率f波长λ波速v定义波源振动的幅度振动一次所需振源1秒振动的次数波在一个周期内传播的波传播的速度单位米（m）秒（s）赫（Hz）米（m）米/秒（m/s）物理意义反映振动周期与频率反映振动的。关系：f=1/T波速、波长与频率的关系：v=二、电磁波1.电磁波（1）电磁波是在空间传播的周期性变化的。1864年，英国物理学家建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。德国物理学家于1888年首先用实验证实了电磁波的存在。（2）在我们周围的空间充满了。电视机、收音机能接收到许多电视台和广播电台发的电磁波；手机靠电磁波通话。2.电磁波的传播特性（1）电磁波能在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度c=m/s（2）密闭的金属容器对电磁波有作用。（3）描述电磁波的物理量是：频率f、波长λ和波速c。它们之间的关系是：c=。3.电视广播的工作过程（1）电视信号的发射电视信号的发射由电视台完成。利用摄像机获取图像信号，利用话筒获取声音信号，再经电磁波发射机通过天线发射出去，发射出的电磁波加载着声音和图像信号在空中传播。（2）电视信号的接收电视信号的接收由电视机完成。电视机是电磁波接收机，接收到空中传播的信号后，通过显像管将图像信号还原成图像，通过音频放大器和扬声器将声音信号还原成声音。三、电磁波谱1.电磁波谱：电磁波谱是按（或频率）连续排列的电磁波序列。2.电磁波谱的各频段及其对应的应用电磁波谱的频段常分为：、微波、红外线、、紫外线、x射线及γ射线。3.电磁污染电磁波在为人们生活带来日新月异变化的同时，也给人类生存的环境带来了危害。频率在0.1MHz以上的电磁波，在强度足够大时会扰乱人体的自然生理节律，使人出现头痛、失眠、健忘等“亚健康”状态。电磁波穿透力强，往往损伤人体的深层组织或器官。电磁波辐射造成的危害虽然不可小视，但也不必过度恐慌，只要我们合理地利用电磁波，趋利避害，就能将其危害降到最低。第3节现代通信一、卫星通信1.微波与微波中继站（1）微波电视广播、移动通信等主要是利用传递信号的。微波一般是指频率在3×10²~3×105MHz的电磁波，微波的性质与光波相近，大致沿传播，不能沿地球表面绕射。因此，远距离进行微波通信需要通过地面上的微波中继站或来实现。（2）微波中继站微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方，每隔50km左右就要建设一个中继站。2.卫星通信系统的构成（1）卫星通信系统是由（空间部分）和（地面部分）两大部分组成的。（2）地球同步卫星如图所示，在地球赤道平面内距地球表面约35800km的轨道上运动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期，即24h。从地面上看去，它似乎总是静止在赤道上空。一般来说，三颗在赤道上空均匀分布的地球同步卫星组成的通信系统发出的电磁波就几乎可以覆盖整个地球。3.卫星通信的工作方式图表示采用卫星通信越洋传递微波信号的过程。从地面站1发出载有信号的电磁波，这个电磁波被通信卫星接收并处理后再发送到地面站2，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信。4.卫星通信的优缺点优点：覆盖面大；通信距离长；不受地理环境限制。缺点：造价较高；有零点几秒的时间延迟；保密性不好。5.卫星通信的应用卫星通信不仅在全球性的电话、电报、电视广播中成为重要的信息传输方式，而且在全球定位、导航等方面发挥着重要作用。二、光纤通信1.光纤通信光纤通信是利用光波在中传输信息的一种通信方式。能够传输光信号的极其纤细的材料称为光导纤维；由多根光纤制成的光信号传输线称为。2.光纤传输光信号的原理如图所示，光沿直线进入光纤的一端，经多次（光的全反射）后从光纤的另一端端射出。3.光纤通信的工作方式在光纤通信中，首先利用电光转换技术把电信号转变为信号，通过光纤传递到接收端，然后把光信号转变成电信号，从而实现信息传递。4.光纤通信的优、缺点优点：通信容量极大；不受外界地磁场的干扰；不怕潮湿、不怕腐蚀、线路能量损耗较小。缺点：架设线路受地理条件限制；光缆易被拉断。三、互联网与信息高速公路1.互联网互联网是一个由、及其附属设备连接起来的全球通信网络。2.互联网的用途（1）收发邮件：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等。（2）浏览新闻：可用网页浏览器快速、准确地获取新闻或你想阅读的新闻.（3）搜索引擎：可以自动地在互联网上搜集信息，经过整理以后，提供给你查询。（4）获取信息：可以查取产品服务、工业信息、医疗服务、政务信息。3.信息高速公路世界各国都十分重视国家信息基础设施的建设。这种设施集通信、通信、通信、______通信等技术于一身，利用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——信息高速公路。题型一题型一现代通信技术1．在北京三里桥附近建有中国电信的基地台天线，它所进行的电话服务是下列选项中的（

）A．普通固定电话 B．光纤电话C．移动电话 D．以上三种都不是2．“雪龙”号极地考察破冰船停靠山东青岛，中国第40次南极考察圆满结束，关于该新闻电视信号的发射和接收，说法正确的是（

）A．摄像机把图像和声音信号转换为电信号B．话筒将声信号转换成电信号C．显示器将声信号还原成声音D．扬声器将电信号还原成图像3．关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（

）A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去C．无线电广播是利用超声波传输信息的D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出4．关于电视的工作过程，下列说法正确的是（）A．摄像机把图像和声音信号变成电信号 B．话筒将声信号变成电信号C．显示屏的作用是将声信号还原成声音 D．扬声器的作用是将图像信号还原成图像5．（25-26九年级下·全国·课后作业）用收音机接收无线电广播时，收音机中承担选台工作的是（）A．接收天线 B．调谐器C．调制器 D．扬声器6．关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（）A．它们都是靠电磁波传递信息的B．它们的发射、接收过程类似C．在发射时，都要把信号加载到频率很高的电磁波上D．移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能题型题型二通信技术的发展7．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8．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9．测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（

）A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗10．下图是通信示意图，光从光导纤维的一端射入，在其内壁上经多次，把信息传到远方。由于光的很高，在一定时间内可以传输大量的信息。11．光纤通信光从的一端射入，在内壁上多次后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信传递的不是普通的光，而是一种频率、高度集中的激光，光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。题型题型三电磁波的应用12．卫星通信现在，人类可以用作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。13．关于电磁波，下列说法不正确的是（）A．光是电磁波 B．5G通信是利用电磁波来通信的C．微波炉是利用电磁波来加热食品的 D．电磁波传播速度是14．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（）A．迅速变化的电流能够产生电磁波 B．收音机可以接收到电磁波信号C．电路中存在电流，故产生了电磁波 D．这个实验电池易发生短路15．电磁波的家庭成员很多，有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波与人们的生活密不可分，已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用，下列说法正确的是（）A．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 B．手机利用超声波传递信号C．验钞机利用红外线来辨别钞票真假 D．遥控器利用紫外线对电视机进行遥控16．下图是某电磁波的振动图像。观察此图可以知道该电磁波的周期是s，所以波源振动的频率是Hz，在真空中此波传播的波长是m。17．“歼-20”是我国新研制的隐形战机，它的“隐身”原理主要是机身对雷达发射的（选填“超声波”或“电磁波”）具有良好的吸收作用。18．（2025·陕西西安·模拟预测）2024年11月4日北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出具有返回指令的（选填“电磁波”或“声波”），控制神舟十八号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱开始向地球返回，进入黑障区时其外表面与大气层会发生剧烈的摩擦，温度可达上千摄氏度，此过程返回舱所具有的机械能不断（选填“增大”或“减小”）；为确保舱内温度舒适，舱体表面的特殊涂层应具有极好的（选填“隔热”或“导热”）性。基础巩固通关测基础巩固通关测1．北京时间2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是（）A．火箭上升过程中，02星的质量变小B．火箭加速升空过程中机械能不变C．卫星进入轨道后是利用电磁波向地面传输信息D．火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同2．华裔科学家高锟由于在光纤领域的杰出贡献，于2009年被授予诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法错误的是（

）A．光纤通信使用的光是频率单一、方向集中的激光B．光纤使用的“导线”是光导纤维，由绝缘体制成C．由于激光频率很高，光纤通信可以在短时间内传输大量信息D．同步卫星和地面站之间可以使用光纤传输信息3．从古代至今天，信息的传递方式千变万化。下列不属于信息传递方式的是（）A．烽火告急 B．信鸽传书C．特快专递 D．空气开关4．6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（

）A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波5．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（

）A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息B．技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的D．北斗导航技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波6．历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是（

）A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波7．我国自主研发的北斗卫星导航系统投入商用后，在各个领域都发挥着重要的作用，北斗卫星导航系统与用户的通讯使用的信号都是（）A．电磁波传输的数字信号B．次声波传输的数字信号C．红外线传输的模拟信号D．超声波传输的模拟信号8．电磁波在人们生产、生活中有许多应用。下列事例不属于电磁波应用的是（）A．电视机遥控器利用红外线进行遥控B．收音机利用无线电波传递声音信号C．汽车利用倒车雷达探测障碍物D．医生用X光片判断是否骨折9．下列应用中，不是利用电磁波工作的是（）A．射线探伤机 B．紫外线消毒床 C．红外热感照相机 D．倒车雷达10．我们生活在一个充满信息的世界里，信息必须通过传递才有意义。下列选项不属于信息传递工具的是（）A．烽火台 B．微波炉 C．手机 D．电报机能力提升进阶练能力提升进阶练11．2019年6月工信部正式发放5G牌照，手机厂商研发5G手机相继发布，5G手机是利用电磁波来传输信息的，如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的频率为Hz。12．新一代无人驾驶电动汽车可以通过“5G+北斗”技术实现L4级别的自动驾驶。(1)“5G+北斗”实现自动驾驶是通过波传递信息的。(2)该汽车中的发电机的工作原理是。(3)汽车的挡风玻璃上有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置接在12V的汽车电池上，加热除雾时电路中的总电流是A，加热功率是W。13．小亮发现家中不同位置WiFi信号强弱不同，查询资料发现WiFi信号在穿过墙体、玻璃、木门等不同类别阻碍物后均会衰减。为探究玻璃厚度是否会影响WiFi信号的强弱，他准备了形状、容积相同，厚度不同的玻璃罩子各一个，设计如下实验进行探究：步骤一：将WiFi信号发生器放在桌上，用薄玻璃罩罩在WiFi信号发生器上，将手机置于桌上另一位置，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度。步骤二：，用app检测信号强度，记录下此时WiFi信号强度，若，则说明玻璃厚度对WiFi信号的强弱有影响。14．爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想：猜想一：与信号增强器的材料有关；猜想二：与信