北师大版九年级年级全一册15.3现代通信技术及发展前景 同步练习（有解析）

15.3 现代通信技术及发展前景
一、单选题
1．下列关于声波和电磁波说法正确的是（　　）
A．手机即能发射电磁波又能接收电磁波
B．吹奏唢呐发声是由木管振动产生的
C．军事装备上安装的“北斗”导航系统和倒车雷达都是通过电磁波工作的
D．电磁波和声波都能在真空中传播
2．2019年3月，我国在西昌发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第54颗北斗导航卫星，该类卫星在星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务上发挥关键作用，以下说法正确的是（　　）
①组网卫星是通过超声波与地面进行通讯
②火箭点火发射时内能转化为机械能
③火箭升空过程中，卫星相对于火箭处于静止状态
④卫星从近地点到远地点运动的过程中，势能减小，动能增大，机械能不变
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
3．用于卫星通信的人造卫星叫做通信卫星，下列关于通信卫星的说法中，正确的是
A．卫星通信的信号是由通信卫星发射的
B．卫星通信的信号是微波信号
C．微波信号在通过大气层时无能量损失
D．通信卫星离地面高度没有特定要求
4．能源、信息和新材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法正确的是（　　）
A．太阳能、电能和天然气都属于可再生能源
B．电话的听筒主要利用了电流的热效应
C．超导材料可用于电饭锅和远距离输电线
D．手机通讯利用电磁波发送和接收信息
5．近年来，随着网络技术的全球性铺开、移动智能终端的广泛普及和应用，手机的“扫一扫”移动支付已成为我们的生活常态。手机移动支付过程中用来传递信息的是（　　）
A．声波 B．空气 C．电磁波 D．光导纤维
6．根据教育部文件精神，在防控新型肺炎期间，教师利用网络平台开展线上教学，同学们利用电脑或手机在家进行网络学习，下列说法正确的是：（　　）
A．手机摄像头是个凹透镜
B．手机听筒主要利用了电流的磁效应
C．手机接收到老师讲课的信息是利用光纤传送的
D．电脑屏幕长时间使用会发热是光能转化为内能
7．下列说法中正确的是（　　）
A．超导材料可用做电热器
B．玻璃可用做避雷针
C．半导体材料可制作集成电路
D．光纤可用来通电
8．下列信息不属于人类特有的信息的是（　　）
A．语言 B．味道
C．符号 D．图像
9．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　）
A．太阳能、风能和核能都是可再生能源
B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C．移动通信是用电磁波传递信号的
D．超导材料可用于电饭锅的发热元件
10．下列电器中，和发电机原理相同的是（　　）
A．电铃 B．电话
C．麦 克 风 D．电 风 扇
11．下列说法正确的是
A．使用电话是因为固体比气体传声快
B．电话的话筒和听筒是串联的
C．电话的话筒和听筒是并联的
D．在电话中不能区分不同人的声音
12．下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（　　）
A．超导材料可用于电饭锅的发热元件
B．光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传递信息的
C．风能和核能都是可再生能源
D．微信视频聊天是利用超声波传递信息的
二、填空题
13．1876年由美国科学家______发明了电话。最简单的电话由______和_______组成。话筒将声信号转变为________信号，听筒将音频电信号转变为________信号。通话双方的话筒和听筒是互相串联的，自己的话筒和听筒是互相独立的。
14．电磁波的用途非常广泛，可以归纳为：医疗，如_____________；通信，如_______________；红外遥控，如_____________________．
15．如图1所示为最新型的智能穿戴设备谷歌眼镜。它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。谷歌眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制。眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙，Wi-Fi，骨传导耳机，照相机，麦克风，触摸盘以及帮助你探测倾斜度的重力感应和陀螺仪。
（1）WiFi无线信号是通过_来传递信息的，其在空气中的传播速度约为__km/s；
（2）电子眼镜中最为先进的就是显示系统，它主要由一个微型投影仪和一个透明的棱镜组成（如图2所示），投影仪成的是______（选填“正立”或“倒立”）的实像：透明的棱镜能将投影发出的光______（选填“反射”或“折射”）到人眼中，同时也能让自然光线进入人眼从而使眼镜显示信息融合于现实（如图3所示）；
（3）谷歌眼镜内置一块3.6V，容量为600mAh的电池，高负荷使用仅可以坚持6个小时。并且在使用中因为______效应会有明显的发热，给使用者带来不适。试计算谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率为______W。
16．我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务。卫星定位系统是利用______传递信息。光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光波在光导纤维中传播的速度______3×108m/s（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、综合题
17．数字通信是一种既现代又古老的通信方式．现代电话已全部采用数字信号进行处理．若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话．例如：
那么，“我和他是同学”的数字信号为“0，01，1，10，00”，请照此代码用另一组信号表达你想说的一句话： ________
18．阅读下面材料，回答问题．
光纤通信
光纤通信是光在用玻璃纤维做的“导线”中传送信号．这种光“导线”是英国物理学家丁达尔首先发现的．
1870年，丁达尔做了一次有趣的表演．他在一个大桶的侧壁上开了一个小孔，然后在大桶内装满水，让水从小孔流出，形成一股弯弯的水柱落到地面，接着，他在水面上用光源照射桶中的水．当盖上桶盖，再把屋子里的灯关掉以后．看到射入水中的光竟随着水从小孔流出．并且同弯弯的水流一起落到地面，在地面上形成一个光斑．
丁达尔的这个发现启发了科学家们，他们利用拉得很细的玻璃丝光纤来作为光的“导线”，实验证明：不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射出，这种纤维就叫做光导纤维．
能传送光的光导纤维可以传送声音信号，也可以用来传送图象信号．光导纤维传送声音和图象的原理与电话相类似，但它要把声音和图象的电信号变成相应强弱变化的光信号．在“光话”或“光视”的一端有一个编码器，它把所有要传送的声音或图象（或其他信息）转换成数字信息，比方说编成一个0和1组成的数码，发光器就根据数码中的数字，有光表示1，无光表示0，通过光导纤维射出一串明暗不同的光信号，传到另一端的接收器后，由那里的译码器复原成声音或图象，这样，对方就像用电话或电视传输一样，直接听到声音或接收电视节目．
光纤通信应用的场合很多，除了“光话”“光视”外，还可用于计算机网络、厂矿内部的通信，光缆传输的电视、铁道系统的通信等．
（1）科学家们由丁达尔的实验发明了光导纤维，这个过程中所采取的思维方法是( )
A．归纳 B．类比 C．发散 D．推理
（2）光导纤维作为光的导线具有什么样的特点_________？
（3）请你完成下列表示光导纤维传送声音和图象的框图（如图所示）______．
19．阅读短文，回答文中提出的问题．
汶川大地震救援中的科技“武器”今年5月12日汶川发生强烈地震，党和政府十分关怀灾区人民的生命安危，使用了很多最新科技设备进行救援．
（1）生命探测仪：光学生命探测仪将一根柔软细长的光纤管伸进瓦砾堆中扭动前行，搜救人员利用观察器可以看清瓦砾深处的情况，光沿弯曲的光纤传播是利用了光的________ 原理；热红外生命探测仪利用感知________ 差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也能确定生命体的位置；声波生命探测仪有3～6个“耳朵”﹣﹣声探头，即使幸存者不能说话，只要轻轻敲击使周围物体________ 发出微小声响，就能够被它“听”到，甚至心脏微弱的颤动，它也能探测到．
（2）小气垫：用新型高强度材料制成，比枕头大不了多少．没充气时，将它塞进倒塌楼板间很小的缝隙中，然后充气使其内部压强达到8个大气压．若它正上方的楼板和气垫的接触面积为0.2m2， 则用它可以顶起重________ N的楼板．
（3）液压钳：可以不费力地咬断倒塌房屋中交错盘绕的粗钢筋．可以断定，利用它工作时，人对液压钳做的功________
A．小于液压钳对钢筋做的功 B．一定等于液压钳对钢筋做的功
C．不小于液压钳对钢筋做的功 D．和液压钳对钢筋做的功无关．
20．如图所示，电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他区域，这样就实现了卫星转播．在调试的过程中，电视台本身也需要接收卫星上传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较．这时发现卫星传来的画面上，人物动作变化总比电缆传来的画面发生慢一些．
（1）解释产生这种时间延误的原因．
（2）已知通信卫星的高度大约是36 000 km,无线电波的传播速度和光速相同．请你根据这些数据，估算一下画面延迟的时间．
21．阅读短文回答问题：
中新网西昌2月25日电 (张利文 孙自法) 北京时间2月25日凌晨0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭将第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道．这是一颗地球静止轨道卫星，也是中国2012年发射的首颗北斗导航系统组网卫星．
中国本次第十一颗北斗导航卫星的成功发射，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出坚实一步．自2011年12月27日北斗卫星导航系统提供试运行服务以来，该系统的发展已转入建设和应用并举的新阶段，系统应用已逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等行业以及大众用户，产生出显著的经济、社会效益．
(1)2012年2月25日，第十一颗北斗导航卫星成功进入太空预定转移轨道，它标志着我国卫星导航工程又取得了重大进展．卫星导航在传递信息过程中主要依靠( )
A．光导纤维 B．超声波 C．次声波 D．电磁波
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．手机既是无线电发射台又是无线电接收台，它是由空间的电磁波来传递信息的，故A正确；
B．声音是由物体的振动产生的，唢呐发出的声音是由管内空气柱振动产生的，故B错误；
C．军事装备上安装的“北斗”导航系统是通过电磁波工作的，倒车雷达是利用超声波工作的，故C错误；
D．电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
①组网卫星是通过电磁波与地面进行通讯，故①错误；
②火箭点火发射时内能转化为机械能，故②正确；
③火箭升空过程中，卫星相对于火箭的位置没有发生变化，故处于静止状态，故③正确；
④卫星从近地点到远地点运动的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，机械能不变，故④错误。
故选B。
3．B
【解析】
【分析】
本题是有关卫星通信的题目，解题关键是掌握卫星通信的特点．
【详解】
A.卫星通信的信号是由地面站发射的，故A错误；
B.卫星通信的信号是微波信号，故B正确；
C.微波通信在传播过程中有能量损失，所以修建了微波中继站，故C错误；
D.同步卫星的高度约为35800千米，故D错误．
故选B．
【点睛】
卫星通信的信号穿越大气层时有一部分电磁波被大气吸收或反射，卫星通信是地面发射的携带信号的微波穿过大气层，经卫星接收后经过放大处理，在发回地球；
卫星通信的特点是：距离远、容量大、干扰小、质量高．
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．太阳能是可再生能源，天然气属于不可再生能源。故A错误；
B．电话的听筒里有电磁铁，其工作原理：电流通过电磁铁时，电磁铁具有磁性，吸引膜片，电磁铁中通过变化的电流，产生变化的磁场，对膜片的吸引也是变化的，从而使膜片产生振动，将电信号转变为声音信号将声音还原出来。故B错误；
C．超导体的电阻为0，电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，电阻为零时，则无法将电能转化为内能。故C错误；
D．无线通讯如手机，是利用了电磁波来发送和接收信息，故D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
手机既可以接收电磁波，也可以发射电磁波，是利用电磁波来传递信息的，因此手机的“扫一扫”移动支付过程中用来传递信息的是电磁波，故C正确。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．手机摄像头是个凸透镜，故A错误；
B．手机听筒里有电磁铁和膜片，当强弱不同的电流传到听筒后，电磁铁便将电流变成膜片的强弱振动，把传输的声音还原出来，利用了电流的磁效应，故B正确；
C．手机接收到老师讲课的信息是利用电磁波传送的，故C错误；
D．使用电脑屏幕是在消耗电能，消耗的电能转化为光能和内能，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．导体中有电流时，导体都要发热，这种现象叫做电流的热效应；超导体的电阻为零，电流通过超导体时不发热，故A错误；
B．通常情况下玻璃和陶瓷都是绝缘体，不能制作避雷针，故B错误；
C．半导体是微电子产业的基础，现代电子产品的芯片多是用半导体材料制作的，故C正确；
D．光纤不导电，光纤是利用激光在光纤中反射传播来传递信息，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
语言、符号、图像是人类特有的信息，而其他生物也通过味道来传递信息，因此，味道不属于人类的特有信息，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
（1）像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源叫可再生能源；像煤、石油、天然气，一旦消耗就很难再生的能源叫不可再生能源；
（2）光导纤维是利用频率比较高的激光来传递信息的；
（3）移动通信都是利用电磁波中的微波来传递信息的，因为微波传递信息量大；
（4）超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的。
【详解】
A．太阳能、风能可以长期提供是可再生能源，核能一旦消耗就很难再生不是可再生能源，故A错误；
B．光导纤维是利用激光来传递信息的，故B错误；
C．移动通信都是用电磁波中的微波来传递信号的，因为微波传递信息量大，故C正确；
D．超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，而电饭锅是利用电流的热效应工作的，所以超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查了的知识点较多，是一道学科综合题，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题。
10．C
【解析】
【详解】
发电机是根据电磁感应的原理制成的。
A．电铃是利用了电流的磁效应，故A不符合题意；
B．最简单的电话装置是由话筒和听筒组成的。话筒将声信号转化为电信号，利用电磁感应原理；听筒将电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力的作用，故B不符合题意。
C．麦克风是利用电磁感应的原理来工作的，故C符合题意；
D．电风扇的主要部件是电动机，利用通电导体在磁场受力的作用，故D不符合题意。
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．电话是将声信号转化成电信号传递出去，然后将电信号还原成声信号，与固体传声快没有关系，故A错误；
BC．通话双方的话筒和听筒是互相串联的，自己的话筒和听筒是互相独立的（专指最初的电话机，现在的电话机结构已经完全不同了），故B正确， C错误；
D．由于不同的人说话的音色不同，所以通过电话可以区分不同人的声音，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．超导材料不可用于电饭锅的发热元件，因其电阻为0，故A错误；
B．激光在光导纤维中多次反射传递信息从而实现光纤通信，故B正确；
C．风能是可再生能源，而核能是不可再生能源，故C错误；
D．视频聊天是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选B。
13． 贝尔 话筒 听筒 电信号 声
【解析】
略
14． 医生可以用γ射线作脑手术；利用X射线对人体透视 利用微波进行卫星通信 电视机、空调等用红外线进行遥控
【解析】
【详解】
电磁波的按照波长分：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．每一个波段在生活中都有重要的应用．可以归纳为：医疗上：用γ射线作脑手术；利用X射线对人体透视；通信，如利用微波进行卫星通信 ；红外遥控，如电视机、空调等用红外线进行遥控．
15． 电磁波 3× 倒立 反射 电流的热 0.36W
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]电磁波能在真空中传播，WiFi无线信号是通过电磁波来传递信息的，电磁波在空气中的传播速度约为3×105km/s。
（2）[3][4]根据图2可知，投影仪成的是倒立的实像，光通过透明棱镜的反射改变了光路，因此透明的棱镜能将投影发出的光反射到人眼中，同时也能让自然光线进入人眼从而使眼镜显示信息融合于现实。
（3）[5]谷歌眼镜在使用中，由于电流的热效应会有明显的发热现象。
[6]已知电池的容量为
Q=600mAh=0.6Ah
则谷歌眼镜在高负荷使用6个小时，其平均功率为
16． 电磁波 小于
【解析】
【详解】
电磁波传播不需要介质，卫星定位系统是利用电磁波传递信息；
光导纤维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达成的光传导工具，因此这种信号在光导纤维里传播速度小于光在真空中的速度，即小于3×108m/s。
17．1，01，0，10，00（他和我是同学）
【解析】
【详解】
想说的一句话是：他是我同学．数字信号为：1，10，0，00
18． B 由材料可知，光导纤维作为光的导线，不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射出
【解析】
【详解】
(1)根据1870年，丁达尔做了一次有趣的表演，可知科学家们由丁达尔的实验发明了光导纤维，这个过程中所采取的思维方法是类比；(2)由材料可知，光导纤维作为光的导线，不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射出；(3)在“光话”或“光视”的一端有一个编码器，它把所有要传送的声音或图象(或其他信息)转换成数字信息，发光器就根据数码中的数字，有光表示1，无光表示0，通过光导纤维射出一串明暗不同的光信号，传到另一端的接收器后，由那里的译码器复原成声音或图象，故图框中分别填：编码器；译码器，如图：．
点睛：类比手法主要是应用在物理和化学探究实验上．所谓的类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式．
19． 反射 温度 振动 1.4×105. C
【解析】
【分析】
（1）光沿弯曲的光纤传播是利用了光的反射原理；红外生命探测仪的原理--利用感知温度的差异来判断不同的目标；声音是由物体振动产生的；（2）对楼板受力分析，由平衡条件可求出楼板的重力；（3）一切机械的效率都不大于1，利用液压钳工作时，省力不省功．
【详解】
(1)物体温度越高，发出的红外线越强．热红外生命探测仪利用感知温度差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也能确定生命体的位置；声波生命探测仪有3 6个“耳朵” 声探头，即使幸存者不能说活，只要轻轻敲击使周围物体，物体振动能发出微小声响，就能够被它“听”到；(2)已知标准大气压P0＝1×105Pa;楼板受竖直向下的重力G,竖直向下的大气压力F＝P0S,竖直向上的支持力FN＝8P0S而处于平衡状态，由平衡条件得：G+F＝FN,G＝FN F＝8×1×105Pa×0.2m2 1×105Pa×0.2m2＝1.4×105N， (3)使用任何机械都不省功，因此使用液压钳省了力，但人对液压钳做的功不小于液压钳对钢筋做的功，故C正确．
20． 电磁波虽然传播速度快，但由于传输距离远，它的传播也需要一定的时间. 0.24s
【解析】
【详解】
（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些．
（2）无线电信号的路程，则画面延迟的时间．
答：（1）因电磁波从电视台到卫星间的往返传播要用一定时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些．
（2）卫星传来的画面延迟的时间是0.24s．
【点睛】本题考查速度公式及其变形公式的应用，解题的关键是知道无线电信号的路程是卫星高度的两倍；计算时要注意单位换算．
21．D
【解析】
【详解】
电磁波被广泛应用于信息的传递，且可以在真空中传播．
要卫星导航的传递信息，必须穿过茫茫太空，所以用电磁波传递信息，故D正确；
而超声波和次声波不能在真空中传播；光导纤维是有线传输，也不可能用于卫星通讯，故ABC错误；
故选D．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页