人教版九年級物理全一冊 第二十一章 信息的傳遞

第二十一章信息的傳遞第二十一章信息的傳遞考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：電磁波的運(yùn)用電磁波是怎樣產(chǎn)生的（1）迅速變化的電流能在周圍產(chǎn)生電磁波。（2）實(shí)質(zhì)：電磁場能量由近及遠(yuǎn)的傳播。2.電磁波是怎樣傳播的（1）電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播。（2）電磁波的幾個(gè)要素①波長：鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離。單位：米②頻率：在1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少。單位：國際單位：赫茲（Hz）常用單位：千赫（kHz）、兆赫（MHz）單位換算：1MHz＝103kHz＝106Hz③波速：波傳播的快慢。單位：米/秒（3）電磁波的傳播速度真空中：c=2.99792458×108m/s空氣中：接近真空光速水中為真空的3/4，玻璃中為真空的2/3。電磁波（1）光是一種電磁波（2）光速即為電磁波傳播速度真空光速：c=3×108m/s電磁波與我們的生活（1）微波爐表面和內(nèi)部同時(shí)加熱（水分子共振）；將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能。（2）廣播和電視：電磁波能夠傳遞信息。（3）電視信號的傳播依靠電磁波（4）移動電話依靠電磁波傳遞信息典例分析【例1】在疫情防控期間，人們通過手機(jī)傳遞信息實(shí)現(xiàn)在線教育、視頻會議、無線對講等辦公服務(wù)，避免了人與人之間的直接接觸，手機(jī)傳遞信息是利用了（）A.紅外線 B.電磁波 C.超聲波 D.次聲波【答案】B【詳解】手機(jī)屬于移動電話，它既是電磁波發(fā)射臺也是電磁波接收臺，所以手機(jī)是利用電磁波來傳遞信息的。故選B?！纠?】下列關(guān)于電磁波和信息技術(shù)說法正確的是（）A.電磁波既能傳遞信息也能傳遞能量B.電磁波的傳播需要介質(zhì)C.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息D.由我國華為公司主導(dǎo)的5G通訊技術(shù)主要是利用超聲波傳遞信息的【答案】A【詳解】A．電磁波可以傳遞信息，也可以傳遞能量，故A正確；B．電磁波可以在真空中傳播，不需要介質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．電磁波和聲波都可以傳遞信息，故C錯(cuò)誤；D．由我國華為公司主導(dǎo)的5G通訊技術(shù)主要是利用電磁波傳遞信息的，故D錯(cuò)誤。故選A。（1）電磁波的傳播不需要介質(zhì),它在真空中傳播速度最快,c=3×108m/s;在空氣中的速度近似等于真空中的速度.（2）電磁波的波速、頻率、波長三者的關(guān)系式:c=λf.不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同,頻率越高的電磁波,其波長越短.（3）各種電磁波在生活中有很多的應(yīng)用,如:我們聽到的廣播聲、看到精彩的電視節(jié)目,都是通過電磁波傳播過來的.1．如圖是一款“運(yùn)動手環(huán)”，其主要部分是一段內(nèi)置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管，管外纏繞著線圈．戴著這種手環(huán)走路時(shí)塑料管跟著手一起運(yùn)動，磁鐵則在管內(nèi)反復(fù)運(yùn)動，線圈中便會產(chǎn)生電流，液晶上就會顯示出運(yùn)動的步數(shù)．此過程利用了_____原理，將____能轉(zhuǎn)化為電能．計(jì)步的數(shù)據(jù)還可通過__________傳送到手機(jī)上．【答案】(1).電磁感應(yīng)(2).機(jī)械(3).電磁波【詳解】第一空．戴著這種手環(huán)走路時(shí)塑料管跟著手一起運(yùn)動，磁鐵則在管內(nèi)反復(fù)運(yùn)動，線圈中便會產(chǎn)生電流，液晶上就會顯示出運(yùn)動的步數(shù)．此過程利用了電磁感應(yīng)的原理，第二空．此過程消耗機(jī)械能，獲得電能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．第三空．這種手環(huán)可發(fā)射電磁波，計(jì)步的數(shù)據(jù)通過電磁波傳送到手機(jī)上．2．（2022·湖南邵陽市·中考真題）“中國天眼”是一個(gè)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），是目前世界上最大，最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，能夠接收到137億光年以外的信號，2022年3月31日0時(shí)起，已向全球天文學(xué)家征集觀測申請，“中國天眼”成為“世界天眼”，它所接收的信號是（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．以上都不是【答案】C【詳解】真空不能傳聲，射電望遠(yuǎn)鏡能夠接收到137億光年以外的信號，所以它所接收的信號是電磁波，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。3．（2022·四川成都市·中考真題）2022年5月15日，我國天問一號任務(wù)著陸巡視器成功著陸火星。如圖是“祝融號”火星車拍攝傳回地球的首批圖片之一。這些圖片信息傳回地球主要依靠（）A．電磁波 B．激光 C．聲波 D．電流【答案】A【詳解】火星車和地面的聯(lián)系靠電磁波，將圖片等信號調(diào)制到電磁波上，把電磁波當(dāng)成載體發(fā)射回地面，所以它傳遞信息利用的是電磁波。故選A?？键c(diǎn)2：現(xiàn)代通信技術(shù)無線電廣播信號的發(fā)射和接收（1）無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成（2）收音機(jī)負(fù)責(zé)信號的接收與還原天線——接收各種各樣的電磁波調(diào)諧器——選擇需要電臺的載波信號（解調(diào)）解調(diào)——從載波信號中復(fù)原音頻信號揚(yáng)聲器——將音頻電信號轉(zhuǎn)換成聲音電視的發(fā)射和接收電視用電磁波傳遞圖像和聲音信號。（1）圖像信號工作過程攝像機(jī)——將圖像轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)射機(jī)——將電信號加載到頻率很高的電流上天線——將高頻信號發(fā)射到空中（2）電視接收機(jī)工作過程天線——接收包含聲、像信息的高頻信號接收機(jī)——取出并放大圖像和音頻電信號顯示器——復(fù)原圖像信號音頻放大——將微弱音頻電信號放大并輸出移動電話（1）移動電話：（發(fā)射接收二合一)手機(jī)既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺。手機(jī)和座機(jī)借助基地臺進(jìn)行交流手機(jī)和手機(jī)通過基地臺進(jìn)行溝通（2）無繩電話座機(jī)接在市話網(wǎng)上，相當(dāng)于小型基地臺。工作區(qū)域在幾十米至幾百米的范圍。越來越寬的信息之路（1）微波通信①微波信號的波長在10m～1mm之間;②微波信號的頻率在30MHz～3×105MHz之間。③微波幾乎沿直線傳播（2）衛(wèi)星通信①通信衛(wèi)星大多相對地球“靜止”——同步衛(wèi)星②三顆同步衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球通信③用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號④中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)5.光纖通信（1）光是比微波頻率高得多的電磁波。（2）光通信的“高速公路”更寬廣。（3）利用頻率單一、方向高度集中的激光進(jìn)行通信，效果很好。（4）光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：①傳輸頻帶極寬，通信容量很大；②光纖衰減小，無中繼設(shè)備，傳輸距離遠(yuǎn)；③頻率穩(wěn)定，信號傳輸質(zhì)量高；④光纖抗電磁干擾，保密性好。6.網(wǎng)絡(luò)通信（1）計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。（2）通過因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。（3）隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)傳送越來越大的信息量，信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動畫面的需要，我們已經(jīng)可以輕松地在網(wǎng)上看電視了。典例分析【例1】今天，科技正在改變?nèi)藗兊纳?，下列有關(guān)新科技應(yīng)用說法正確的是（）A.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航是通過光纖傳遞信息 B.智能機(jī)器人只能通過聲音信號控制C.用5G手機(jī)上網(wǎng)通過電磁波傳遞信息 D.無人自動駕駛汽車行駛不需要消耗能量【答案】C【詳解】A．我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航和通信等功能，它傳遞信息是利用電磁波傳遞信息的，故A錯(cuò)誤；B．智能機(jī)器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外，它還有效應(yīng)器，作為作用于周圍環(huán)境的手段，故B錯(cuò)誤；C．5G手機(jī)上網(wǎng)屬于移動電話，所以它傳遞信息是通過電磁波來實(shí)現(xiàn)的，故C正確；D．無人自動駕駛汽車行駛也需要消耗能量，故D錯(cuò)誤。故選C【例2】今年5月，珠峰高程測量登山隊(duì)登頂?shù)囊曨l畫面首次通過5G網(wǎng)絡(luò)與全球?qū)崟r(shí)共享。信號傳輸利用的是（）A.超聲波 B.次聲波 C.微波 D.紅外線【答案】C【詳解】5G網(wǎng)絡(luò)信號傳輸，是利用微波進(jìn)行傳遞信息，微波屬于電磁波。故選C。①光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽?主要應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、視頻電話等數(shù)字傳輸系統(tǒng);②無線電廣播利用的是無線電波;③移動電話發(fā)射與接收信息是靠電磁波;④衛(wèi)星通信中的微波就是頻率較高的電磁波.1.（2022·湖北省隨州市)在2022年特殊的經(jīng)濟(jì)形勢下，“新基建”的七大產(chǎn)業(yè)擔(dān)負(fù)起了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大使命，“5G”產(chǎn)業(yè)是其中一項(xiàng)?！?G”手機(jī)通過電磁波與基站之間進(jìn)行信息傳遞，以下有關(guān)說法中不正確的是（）A.電磁波可以在真空中傳播B.電磁波既能傳遞信息也能傳遞能量C.“5G”比“4G”傳遞信息更快，是因?yàn)樗褂玫碾姶挪ǖ牟ㄋ俑霥.即使先進(jìn)的“5G”手機(jī)，使用過程中也會發(fā)熱，是因?yàn)楣ぷ鬟^程中部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【詳解】AB．電磁波傳播不需要介質(zhì)，能在空氣中傳播，也能在真空中傳播，既能傳遞信息，也能傳遞能量，AB均正確，但不符合題意；C．“5G”比“4G”傳遞信息更快，是因?yàn)樗念l譜帶寬增加了，電磁波的波速是相等的，C錯(cuò)誤，符合題意；D．手機(jī)在使用的過程中出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，是由于電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D正確，但不符合題意。故選C。2.（2022·甘肅省金昌市)下列關(guān)于電磁波和信息技術(shù)說法正確是（）A.電磁波既能傳遞信息也能傳遞能量B.電磁波的傳播需要介質(zhì)C.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息D.由我國華為公司主導(dǎo)的5G通訊技術(shù)主要是利用超聲波傳遞信息的【答案】A【詳解】A．電磁波可以傳遞信息，也可以傳遞能量，故A正確；B．電磁波可以在真空中傳播，不需要介質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．電磁波和聲波都可以傳遞信息，故C錯(cuò)誤；D．由我國華為公司主導(dǎo)的5G通訊技術(shù)主要是利用電磁波傳遞信息的，故D錯(cuò)誤。故選A。3.（2022·云南?。?022年6月23日，我國完成了北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)收官衛(wèi)星的發(fā)射，全面建成了北斗系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過“星間鏈路”——也就是衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的連接“對話”，為全球用戶提供定位導(dǎo)航授時(shí)、全球短報(bào)文通信和國際搜救等服務(wù)。關(guān)于圖所示的情景，說法正確的是（）A.北斗衛(wèi)星繞軌道從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，動能增大，勢能減小B.星箭分離前，衛(wèi)星相對于運(yùn)載火箭是靜止的C.北斗衛(wèi)星繞軌道運(yùn)行時(shí)受到平衡力的作用D.衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的連接“對話”利用了光纖通信【答案】B【詳解】A．當(dāng)北斗衛(wèi)星繞軌道從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度減小，所以，動能減小，相對于地球的高度增加，所以，重力勢能增大，故A錯(cuò)誤；B．由于星箭分離前，二者的位置是固定的，衛(wèi)星相對于運(yùn)載火箭并沒有位置的變化，所以衛(wèi)星相對于運(yùn)載火箭是靜止的，故B正確；C．北斗衛(wèi)星繞軌道運(yùn)行時(shí)做圓周運(yùn)動，由于運(yùn)動狀態(tài)不斷改變，所以，受的力不是平衡力，故C錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的連接“對話”利用了衛(wèi)星通信，而不是光纖通信，故D錯(cuò)誤。故選B。4.（2022·新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)）在相同時(shí)間內(nèi)，5G通訊傳輸?shù)男畔⒘考s為4G的10倍。與4G相比，5G電磁波（）A.頻率更高 B.頻率更低 C.傳播速度更小 D.傳播速度更大【答案】A【詳解】ABCD．電磁波在真空中傳播速度是c=3×108m/s是不變的，由于c=fλ，因此頻率高的波長短、頻率低的波長長，因?yàn)?G電磁波的波長比4G更短，所以5G電磁波的頻率比4G更高，故A符合題意；BCD不符合題意。故選A。5.（2022·山東省棗莊市)“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)在傳遞信息過程中主要依靠A.電磁波 B.超聲波 C.次聲波 D.激光【答案】A【詳解】真空不能傳聲，排除超次聲波，激光可用于隧道挖掘時(shí)做激光準(zhǔn)直，遠(yuǎn)距離傳輸主要依靠電磁波．6.（2022·湖北省天門、仙桃、潛江、江漢油田）5G網(wǎng)絡(luò)采用的電磁波頻率比4G網(wǎng)絡(luò)更高，下載速度比4G網(wǎng)絡(luò)快數(shù)百倍，與4G相比5G電磁波的波長更____（選填“長”或“短”；如圖是一款華為折疊屏5G手機(jī)其折疊屏主要是由____材料制成的柔性發(fā)光二極管（選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”）?【答案】(1).短(2).半導(dǎo)體【詳解】[1]因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)采用的電磁波頻率比4G網(wǎng)絡(luò)更高，所以與4G相比5G電磁波的波長更短。[2]因?yàn)槎O管具有發(fā)光特性，所以折疊屏主要是由半導(dǎo)體材料制成的柔性發(fā)光二極管制作。7.（2022·廣東省廣州市)圖甲為紫外線的三個(gè)波段示意圖，其中UVC對人體傷害最大，UVC能通過石英玻璃，普通玻璃可有效阻礙UVC的傳播。圖乙中家用消毒柜的紫外線燈可發(fā)出波長為254nm的紫外線。(1)波長為254nm的紫外線屬于______波段（選填“UVC”“UVB”“UVA”）；(2)波長為254nm的紫外線從紫外線燈的密封透明燈管內(nèi)透出，對柜內(nèi)的物品進(jìn)行殺菌消毒，柜門透明部分的材料應(yīng)選______，透明燈管的材料應(yīng)選______（選填“石英玻璃”“普通玻璃”）。【答案】(1).UVC(2).普通玻璃(3).石英玻璃【詳解】[1]由圖甲可知，紫外線波長在200nm~280nm屬于UVC波段，280nm~315nm屬于UVB波段，315nm~400nm屬于UVA波段，故波長為254nm的紫外線屬于UVC波段。[2][3]由題意知，UVC能通過石英玻璃，普通玻璃可有效阻礙UVC的傳播。波長為254nm的紫外線從紫外線燈的密封透明燈管內(nèi)透出，對柜內(nèi)的物品進(jìn)行殺菌消毒，則透明燈管的材料應(yīng)選