双减作业本21.4 越来越宽的信息之路

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21.4 越来越宽的信息之路
知识梳理
1、微波通信
微波的波长在 m到 mm之间，频率在 MHz到 MHz之间，它的性质更接近 波，微波传播时大致是沿 传播，要想传播较远的距离，必须每隔 Km左右就需要建设一个 ，把信号处理后，再发射到下一站去。
2、卫星通信
（1）卫星通信是指利用卫星做 的微波通信方式。
（2）通信卫星大多相对地球“静止”的 卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中 。
3、光纤通信
（1）光纤通信是指利用频率更高的 进行信息传递。
（2）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 、方向 的光——激光，激光用于实际的通信时，一般要在一种特殊的管道—— 里传播。光从它的一端射入，在内壁上经多次 ，从另一端射出，将信息传到远方，由于光的频率 ，所以在一定时间里传输的信息量 。通常数条光纤一起敷上保护层，制成 ，用来传递 、 等多种信息。
4、网络通信
（1）目前使用的最频繁的网络通信形式是____________。
（2）每个电子邮箱都有自己的“地址”，如果电子邮箱的地址是wangsheng@，这表示信箱属于叫________的人，他的服务器名叫__________，“cn”是_______的简写，表示这个服务器是在______注册的。
（3）世界上最大的计算机网络是__________，它的优点是能做到收发 、查找所需的 和网上购物等等。
（4）计算机之间的联结，除了使用金属导线外，还用 、 等各种通信手段。
思考讨论
1、月球是地球忠实的卫星．为什么不选择月球做地球的通信卫星，而要用造价很高的地球同步通信卫星
2、21世纪是一个信息的世纪，人们大量的信息可以通过互联网获得。互联网络是一个全球性的网络，它拥有最丰富的信息资源。你还能举出一些互联网的用途吗？（至少写出两种）
难点剖析：
1、下列说法中不正确的是（　　）
A．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
B．我们可以把月亮作为一个微波中继站
C．卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
D．光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
【解析】
微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站，但是不能把月亮当做中继站，因为月亮绕地球转动；应该用和地球同步的卫星作为微波中继站，在地球周围均匀的分配三颗人造卫星就能实现全球通信；
光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的。故A、C、D正确，不符合题意。
故选：B。
2、光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，关于光纤以下说法正确的是（　　）
A．光纤是超导体
B．光波在光纤中不断折射向前传播
C．光波在光纤中的传播速度为3×108m/s
D．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰
【解析】
AD．光纤是绝缘体，不导电，不会受外界电磁场的干扰。故A不正确，D正确；
B．光波在光纤中不断反射向前传播。故B不正确；
C．光波在光纤中的传播速度小于3×108m/s。故C不正确。
故选：D。
3、下列各种活动中，能通过互联网做到的是（　　）
A．传送网购的运动鞋 B．远程学习物理课程
C．输送发电厂的电能 D．传输纸质信件
【解析】
人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等；
传送网购的运动鞋、传输纸质信件要利用交通工具完成，输送发电厂的电能需要利用电网完成，故B正确，ACD错误。
故选：B。
对应训练：
1、下列说法正确的是（　　）
A．微波可以沿地球表面绕射传播
B．在光纤通信中用普通光线传递信息
C．通信卫星的作用就是做微波通信的中继站
D．无线电波的波长越长，相同时间内传输的信息就越多
2、1．用光传输信息，具有速度快、容量大、保密性好等特点，传输光信号的介质是（　　）
A．铜导线 B．铝导线 C．光导纤维 D．空心钢管
3、互联网有很多用途，下列用途中不属于互联网络的是（　　）
A．可远距离运输货物
B．可实现远程登录
C．可进行电子会议
D．用户间互发电子邮件或简报
练习题：
一、选择题（共6题）
1. 下列关于信息的传递说法错误的是
A．有线电话是靠电流传递信息的
B．模拟信号比数字信号更先进
C．无线广播、无线电视、手机都是靠电磁波传递信息的
D．电磁波传递信息不需要介质，能在真空中传播
2. 在邮电通信楼的顶部常可见到一些锅形天线，关于这种天线的作用，下列说法正确的是
A．天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
B．天线凹面朝向水平方向是用来接收卫星信号的
C．天线凸面斜向上方是用来接收卫星信号的
D．无论天线朝向什么方向均能接收卫星信号
3. 关于电磁波和现代通信，下列叙述中不正确的是
A．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信
B．光纤通信具有传输量大，高抗干扰及光能损耗少等优点
C．电磁波的频率越高，在空气中的传播速度越大
D．电磁波可以在真空中传播
4. 我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用
A．微波 B．次声波 C．超声波 D．红外线
5. 下列哪个是互联网不能实现的？
A．查阅资料、看新闻 B．购物、视频点播、聊天
C．远程教育、远程医疗 D．现金交易
6. 光缆通信是以光纤为载体（介质），把要传输的信号变成光信号在光纤中传播，那么光在光纤中的传播方式是
A．沿着光纤的中轴线直线传播 B．沿着光纤的外壁多次折射传播
C．沿着光纤的内壁多次反射传播 D．沿着光纤螺旋式的传播
二、填空题（共6题）
7. 世纪，一个制玻璃的工人偶然发现：光能沿着长长的玻璃棒传输。于是，科学家们试验成功了用拉得很细的玻璃丝来做激光的传输线。人们把那些能够传输光信号的极其纤细的物质称为 ；激光传输速度为 。如果它的频率变大，则它的波长 。
8. 如图所示，是一种抛物面形状的微波接收天线，其中图 是用来接收来自地面的微波天线，图 是用来接收同步通信卫星的微波天线。
9. 利用互联网我们可以进行的活动有 。
10. “融合发展协同共治——新时代新征程新动能”是 年中国互联网大会的主题，计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是 （填“输电”“通信”或“导热”），光波 （填“属于”或“不属于”）电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为 。
11. 卫星通信就是利用 作微波通信的中继站进行通信，通信卫星大多是地球同步卫星，如果在地球周围均匀配置至少 颗，即可覆盖全地球表面，实现全球通信。卫星通信具有的特点是 。
12. 光纤通信是利用 通过光纤传递信号的，在传输过程中是利用光的 反射将光信号从光纤的一端传送到另一端的，它的特点是 。
选做题：
一、阅读题（共2题）
13. 阅读短文，回答问题。
量子通信
基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。其主要通信流程是：量子信号从地面上发射并穿透大气层—中转卫星接收到量子信号并按需要将其转发到另一个中转卫星—量子信号从该中转卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。量子通信是一种传输高效的通信方式，是一种保密性非常高的通信技术。不久前，中国的多支研究团队与奥地利科学院塞林格研究组合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星，在中国和奥地利之间首次实现距离达 公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。
在实验中，“墨子号”分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发，通过指令控制卫星作为中继，建立了兴隆地面站与格拉茨地面站之间的共享密钥，获取共享密钥量约 ，每秒更新一次加密密钥。基于共享密钥，中奥联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输，并建立了一套加密视频通信系统，利用该系统成功举行了 分钟的洲际量子保密视频会议。
“墨子号”卫星与不同国家和地区的地面站之间实现成功对接，表明通过“墨子号”卫星与全球范围任意地点进行量子通信的可行性与普适性，并为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。
(1) 接收量子信号的中转卫星在工作过程中运动状态 。（选填“改变”或“不改变”）
(2) 文中“量子信号”其本质就是光的另一种形态表象。请说出将“量子信号”从中国传到奥地利要借助一颗或多颗中转卫星的理由。
(3) 依据文中的介绍，请猜想量子通信将来广泛应用的领域，并说明猜想的理由。
14. 阅读下列短文，然后回答问题：
光纤通信
激光具有很高的亮度，一台大功率激光器发出的激光，亮度可达太阳亮度的 倍。激光通信与无线电通信类似，即先将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象信号的激光束发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来。科学家们研究利用激光进行光纤通信，并取得了很大的成功，光纤是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米，光纤由内芯和包层两部分组成，光在内芯中传播时，不断被包层反射，曲折前进，如图所示，这样，带有信号的激光就沿着光纤向前传播。容量大，不受外界条件的干扰，使光纤通信能传播很远，并且能提高通信质量。
完成以下填空：
(1) 激光通信的原理是，先将声音和图象信号调制到 上，然后把载有声音和图象信号的 发送出去，最后用 把声音和图象信号检出来。
(2) 光纤是一种非常细的玻璃丝，它由 和 两部分组成，光在 中传播时，不断被 反射，曲折前进。
(3) 光纤通信具有 大，通信 高，不受外界 等优点。
答案部分
知识梳理
1、10；1；30；3×105；光；直线；50；中继站。
2、（1）中继站；（2）同步。
3、（1）激光；（2）单一；高度集中；光导纤维；反射；更高；更大；光导纤维；声音；图像。
4、（1）电子邮件；（2）wangsheng；；China；中国；（3）英特网；电子邮件；各种资料；（4）光缆；通信卫星。
思考讨论
1、月球与地球之间的距离太远，信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。
2、网络通信是利用电磁波和通信线路，将分布世界各地的计算机连接起来，它的用途很多，网上购物，网上看病，网上视频，网上发布新闻，等等。
对应训练：
1、C；2、C；3、A
练习题
一、选择题（共6题）
1. 【答案】B
【解析】有线电话利用变化的电流传递信息。此选项正确；
数字信号比模拟信号先进。此选项错误；
移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的。此选项正确；
电磁波可以在真空中传播，传递信息不需要介质。此选项正确。
2. 【答案】A
3. 【答案】C
4. 【答案】A
【解析】电磁波被广泛应用于信息的传递，特别是真空中的信息传播，都要用到电磁波。所以北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用微波，即电磁波的一种。故A正确；次声波和超声波，不能在真空中传播，故BC错误；红外线一般用于取暖、遥控器等，不用于远距离的通信，故D错误。
5. 【答案】D
6. 【答案】C
二、填空题（共6题）
7. 【答案】光导纤维；；变小
8. 【答案】甲；乙
9. 【答案】学习、娱乐和购物等
10. 【答案】通信；属于；
11. 【答案】通信卫星；；覆盖面大、通信距离长、不受环境限制等
12. 【答案】激光；全；容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量好，保密性强
选做题：
一、阅读题（共2题）
13. 【答案】
(1) 改变
(2) 量子信号大致是沿直线传播的
(3) 猜想量子通信将来广泛应用的领域是：军事领域。理由：保密性强。
【解析】
(1) 接收量子信号的中转卫星相对于地球是静止的，即与地球自转同步，做曲线运动，所以，接收量子信号的中转卫星在工作过程中运动状态改变。
(2) 因为“量子信号”其本质就是光的另一种形态表象，光在同种均匀介质中是沿直线传播的，所以量子信号大致是沿直线传播的。由于地球是椭圆的，所以量子信号从地面上沿直线发射并穿透大气层，中转卫星接收到量子信号并按需要沿直线将其转发到另一个中转卫星，量子信号从该中转卫星上再次沿直线穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。
14. 【答案】
(1) 激光束；激光束；接收装置
(2) 内芯；包层；内芯；包层
(3) 容量；质量；干扰
【解析】
(1) 激光通信先将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象信号的激光束发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来。
(2) 光纤是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米，光纤由内芯和包层两部分组成，光在内芯中传播时，不断被包层反射，曲折前进。
(3) 光纤通信具有容量大，不受外界条件的干扰、传播很远，通信质量很高、保密性高等优点。
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