北师大版九年级年级全一册第十五章怎样传递信息——通信技术简介 单元检测（有解析）

北师大版九年级年级全一册 第十五章 怎样传递信息——通信技术简介
一、单选题
1．下列物理现象说法中错误的是（　　）
A．拖拉机和联合收割机以同样的速度前进时，以拖拉机为参照物联合收割机是静止的
B．宇航员在飞船舱外工作时，他们之间的对话必须借助电子通信设备才能进行
C．“引吭高歌”“低声细语”中的“高”“低”描述的是声音的音调
D．我们能从不同的方向看清书上的图象，是因为射到书上的光发生了漫反射的缘故。
2．2020年7月23日，“天问一号”成功发射，奔向火星；至2021年5月15日（农历四月初四），携带“祝融号”火星车的着陆巡视器在火星着陆，我国成为首个在一次火星探测任务中完成“绕、落、巡”三项目标的国家。下列描述错误的是（　　）
A．图甲中箭头所指的行星是火星
B．2021年5月15日，地球上看到的月相是下弦月
C．陨石撞击火星可以形成撞击坑
D．“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的
3．2020年5月19日，为抢救濒危病人，常州医生朱鼎暴露在X光（电磁波的一种）下近1小时，之后才穿上铅制防护服继续抢救直至病人转危为安。朱鼎事后流了鼻血，好在身体未受其它严重伤害。铅制防护服能阻碍X光传播，下列现象同样是阻碍电磁波传播的是（　　）
①放在真空罩内的手机仍能接收到呼叫信号
②放在密闭金属盒内的收音机，不能接收到电台信号
③微波炉炉门上的玻璃覆盖有金属网，可以防止微波泄漏
④用导线时断时续地连接旧干电池的两极，附近的收音机发出咔啦咔啦的声音
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
4．信息传递的不断发展使人们冲破了时空的阻隔，下列关于信息传递的说法正确的是（　　）
A．固定电话是通过电流传递信息
B．同步通信卫星相对于太阳保持静止
C．光纤通信是利用光沿直线传播的原理，在光导纤维中将光携带的信息传到远方
D．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物
5．举世瞩目的2022年冬奥会、冬残奥会即将在北京开幕，届时全世界电视观众均可通过卫星传输的信号在家里收看开幕式盛况，这种卫星称为地球同步通信卫星，这里的“同步”是指卫星（　　）
A．相对太阳静止 B．相对月球静止
C．相对地球静止 D．相对火星静止
6．更迅速便捷地传递信息、寻找绿色可再生能源、研制具有各种特殊性能的新材料是当前科技界的三大研究方向以下说法错误的是（　　）
A．5G手机是利用电磁波传递信息的
B．核能是人类大力开发的新能源，它是可再生能源
C．输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗
D．电脑中的集成芯片是由半导体材料制成的
7．今年5月，珠峰高程测量登山队登顶的视频画面首次通过5G网络与全球实时共享。信号传输利用的是（　　）
A．超声波 B．次声波 C．微波 D．红外线
8．受疫情影响，学校推迟开学，各地多措并举保障学生“停课不停学”。2020年3月2日，平邑县教育局“空中课堂”全面上线，学生在家中用一台电脑或一部手机就可以观看全县优秀老师的课堂直播画面。手机（如图）能够接受各种信息利用的是（　　）
A．X射线 B．电磁波 C．超声波 D．紫外线
9．电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．紫外线属于可见光
B．红外线的波长比可见光的短
C．X射线的频率比无线电波的低
D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
10．手机已进入千家万户，手机传递信息是利用（　　）
A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线
二、填空题
11．我们在家收看电视节目，电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以______m/s的速度传递来的。电视机消耗的电能属于______（选填“—次”或“二次”）能源。
12．2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射。卫星使用太阳能电池板供电，太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；北斗卫星导航系统通过发射和接收________（选填“电磁波”或“超声波”），将为全球用户提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务。
13．蓝牙音箱是利用内置蓝牙芯片，以蓝牙连接取代传统导线连接的音响设备。如图所示，蓝牙音箱与手机连接时是通过_____来传递信息的，如果我国的宇航员把这个蓝牙音箱带到月球上，_____（选填“能”或“不能”）像在地球上一样欣赏音乐。
14．2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。
（1）天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息，电磁波______（填“能”或“不能”）在真空中传播；
（2）天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的动能______（填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”）；
（3）若天和核心舱在1min内运行的路程是456km，则它的平均速度是______m/s。
15．小明写作业写累了，开始使用手机游览网页，“上网”是通过_______传递信息的。而制作手机芯片的材料主要是_______（选填“超导体”、“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。玩着玩着小明手捅插座中触电了，_______（漏电保护器/保险丝）迅速主动切断电源，保护了小明同学。
三、综合题
16．随着人民生活水平的提高，无人机等人工智能已走进了寻常百姓家。无人机技术也已广泛应用在我们的生活和军事中，小源同学学习了物理知识后，对无人机的一些功能进行了科学探究。
（一）快递运输
【提出问题】无人机运输货物到达目的地抛出时，其水平抛出物体的水平射程与什么因素有关呢？
【猜想与假设】
猜想一：水平抛出物体的水平射程与物体抛出的初速度有关；
猜想二：水平抛出物体的水平射程与物体抛出的高度有关；
猜想三：水平抛出物体的水平射程与______有关；
【设计实验】为了验证猜想一、二，小源从实验室借来能控制发射速度的弹射器、小钢球、刻度尺等实验器材，依照物理学习中的科学方法，在老师的帮助下按照如图所示的方法进行了实验探究。
【进行实验与收集数据】小源通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号 抛出点的高度h（m） 水平初速度v（m/s） 水平射程x（m）
1 0.20 2 0.40
2 0.20 3 0.60
3 0.45 2 0.60
4 0.45 4 1.20
5 0.80 2 0.80
6 0.80 6 2.40
【分析与论证】
（1）若要探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为______的实验数据；
（2）通过实验数据可以得出，当抛出物体的初速度相同时，水平抛出物体的高度越高，水平射程______；当抛出物体高度相同时，水平抛出物体的初速度越大，水平射程______；（均选填“越远”或“越近”）
（二）影视拍摄
无人机也应用在影视剧拍摄中，其工作原理是：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄，此时来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；当无人机上升时，需______（选填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面；
（三）电力巡检
装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控，遥控无人机、卫星定位都是通过______来传递信息的。
17．假期小明随家人一起自驾游，上高速时看到了如图所示高速公路ETC电子收费通道。ETC系统采用的是一种短程无线通信方式。它通过接收车载IC卡中的感应天线发射的________（选填“电磁波”或“超声波”）来收录信息。汽车通过高速收费站时，小明看到收费站向后退去，是以________为参照物。在高速行驶中，会听到车窗的缝隙处风的呼啸声，这是空气快速通过车窗缝隙时发生 _________引起的。到达目的地后大家一起“烧烤”，空气中弥漫着“肉香”味，这是_______现象；食物烤熟是通过________的方式改变其内能的。
18．北斗在天心有乾坤
“初夜电光摇北斗”、“北斗阑干南斗斜”优美诗句体现华夏先人对北斗七星的钟爱，我国自主研发卫星导航系统取名北斗卫星导航系统更是具有深远的意义。2020年6月23号9点43分，长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。
北斗卫星导航系统是中国版GPS，路痴者的福音，捉迷藏的终结者，徒步者的救命符，对失联者的定位精确度可以大幅提高。北斗卫星导航系统如何做到精确定位的呢？首先，失联者身上需要携带有可以接收卫星讯号的电子设备，如手机、手表等。一颗卫星收到手机信号后，以失联者到卫星的距离确定一个球面，而另一颗卫星亦可以用同样的方式确定另一个球面，失联者必然在两个球面相交的弧线上，当再有第3颗卫星以同样的方式确定一个球面时，即可通过三个球而的交点确定失联者电子设备的准确位置。
那么卫星如何知道电子设备与它的距离呢？卫星信号实际上就是电磁波，它在真空中的传播速度是m/s，卫星发出的信号被地面电子设备接收再返回，利用来回的时间差和波速即可确定电子设备与卫星的距离。然而由于现实情况中电磁波的传播速度会受到大气密度等因素的影响，这个距离会存在不小的误差，因此，除了上文提到的3颗卫星外，还至少需要第4颗卫星提供的数据来修正距离计算中存在的误差，且电子设备可以接收到信号的卫星数量越多，就可以越精确地确定这个电子设备在地面的位置。
图所示，北斗三号系统由24颗中远地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道，共30颗卫星组成。这套卫星系统可以保证我们在中国境内，甚至在中亚、西亚地区都能实现平均可见北斗卫星颗数在8颗以上，在全球范围内95%的地区其定位精度可达10米，在亚太地区可以缩小到5米。
北斗系统不仅具有高精度定位的能力，它还创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。随着5G商用时代的到来，北斗正在工业互联网、物联网、车联冈等新兴应用领域，自动驾驶、自动泊车、自动物流等创新应用层出不穷。北斗与交通运输、农林牧渔、电力能源等传统应用领域业务融合，为我国的经济和社会发展提供更大便利，带来更多可能。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）某一卫星从发出信号到接收到地面某一电子设备返回的信号共经过0.14s，则理论上这颗卫星到这个电子设备的距离是______m，考虑到地球大气层的存在，实际的距离比这个理论值偏________（选填“大”或“小”）。
（2）我自行研制北斗卫星定位系统除了具有定位功能，还具有___________功能（请至少填写一项）。
（3）电磁波被广泛应用于现代生活的各个方面，除本文中提及的电磁波的应用以外，请再举一例电磁波的应用。( )
19．请阅读《北斗卫星导航系统》并回答。
北斗卫星导航系统
2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心发射升空。北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，如图所示。卫星定位系统的原理并不复杂。卫星在向接收端发送自己位置信息时，会附上信息发出的时间，终端接收到信息后，用当前时间减去发送时间，得到信息传播的时间。用信息传播时间乘信息传播的速度（光速），我们就能得出终端与卫星的距离。北斗导航系统采用三种轨道搭配，这样带来一定好处：接收机收到至少4颗卫星信号，就可以准确定位。
在卫星定位系统中最核心的部分就是要准确测量卫星信号的传播时间。任何一点细微的时间误差乘上光速，得到的距离误差都会被放大很多倍。为了减小时间误差，原子钟是目前最精确的时间测量工具。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准，由于电磁波的振荡周期很稳定，使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。因此我国自主研制的北斗导航系统中，原子钟堪称“导航卫星的心脏”，使我国在导航精准度方面达到厘米级，处于全球领先水准。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于各个领域，逐步渗透到人类社会生产、生活的方方面面。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）如果卫星信号传播的时间误差是1.0×10-6s，（电磁波的传播速度取3.0×108m/s）那么将导致的距离误差是______m；
（2）北斗卫星导航系统确定一个位置，至少需要接收______颗卫星的信号；
（3）原子钟的原理是______；
（4）谈谈北斗卫星导航系统在生活中的实际应用______。
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．拖拉机和联合收割机以同样的速度前进时，以拖拉机为参照物，联合收割机相对于拖拉机的位置没有改变，联合收割机是静止的，故A正确，不符合题意；
B．因为电磁波可以在真空中进行传播，而声音不能在真空中进行传播，所以宇航员在飞船舱外工作时，他们之间的对话必须借助电子通讯设备才能进行，故B正确，不符合题意；
C．“引吭高歌”和“低声细语”中的“高”“低”描述的是声音的大小，即响度，故C错误，符合题意；
D．我们能从不同的方向看清书上的图象，是因为光在书的表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．离太阳最近的行星是水星，向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故图甲中箭头所指的行星是火星，A正确，故A不符合题意；
B． 2021年5月15日是农历四月初四，而农历每月二十二、二十三日，因为只能看到月亮东边的半圆，即地球上看到的月相是下弦月，B错误，故B符合题意 ；
C．力可改变物体的形状，陨石撞击火星可以形成撞击坑，C正确，故C不符合题意；
D．电磁波不仅能传递声音信息，还能传递图像信息，“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的，D正确，故D不符合题意。
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
①放在真空罩内的手机仍能接收到呼叫信号，推理可得电磁波可以在真空中传播，故①不符合题意；
②放在密闭金属盒内的收音机，不能接收到电台信号，说明密闭金属盒可以屏蔽电磁波，故②符合题意；
③微波炉炉门上的玻璃覆盖有金属网，可以防止微波泄漏，说明密闭金属盒可以屏蔽电磁波，故③符合题意；
④用导线时断时续地连接旧干电池的两极，附近的收音机发出咔啦咔啦的声音，说明变化的电流可以产生电磁波，故④不符合题意。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
A．固定电话传递信息的载体是电流，利用导线中的电流传递信息的，故A正确；
B．同步通信卫星相对于太阳的位置发生改变，是运动的，同步通信卫星与地球处于相对静止状态，故B错误；
C．光纤通信是激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，故C错误；
D．微波属于电磁波的一种，不仅用于微波炉中加热食物，还可以传递信息，实现无线通信，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
卫星运动的周期和地球自转的周期相同叫做地球同步通信卫星，地球同步通信卫星相对于地球是静止的，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．手机是利用电磁波进行通讯的，故A正确，不符合题意；
B．核能被利用后短时间内不能恢复，是不可再生能源，故B错误，符合题意；
C．输电线若采用超导材料可以减小电阻，减小导线上产生的热量，从而减小了电能的损耗，故C正确，不符合题意；
D．电脑中的芯片是由半导体材料制成的，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
5G网络信号传输，是利用微波进行传递信息，微波属于电磁波。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，所以手机能够接受各种信息利用的是电磁波，故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，紫外线在可见光之外，属于不可见光，故A错误；
B．由图可知，红外线的波长比可见光长，故B错误；
C．由图可知，X射线的频率比无线电波的大，故C错误；
D．可见光与γ射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为，故D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
手机属于移动电话，它既是电磁波发射台也是电磁波接收台，所以手机是利用电磁波来传递信息的。
故选B。
11． 二次
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以m/s的速度传递来的，电磁波可以做真空中传播。
[2]电视机消耗的电能是消耗一次能源得到的，属于二次能源。
12． 可再生 电磁波
【解析】
【详解】
[1]太阳于可以源源不断的获取，取之不尽用之不竭，属于可再生能源。
[2]电磁波可以在真空真空中传播，并且能传递信息，我国研发的北斗卫星导航系统是利用电磁波提供导航服务的。
13． 电磁波 不能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术，故蓝牙音箱与手机联接时是通过电磁波来传递信息的。
[2]在月球上没有空气，如果蓝牙音箱带到月球上，因为没有传播声音的介质，我们不能像在地球上一样欣赏音乐。
14． 能 先减小后增大 7600
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
（2）[2]天和核心舱沿椭圆轨道从近地点远地点的过程中，动能转化为重力势能变大，动能减小；从远地点到近地点的过程中，重力势能变为动能，动能增大。
（3）[3]天和核心舱的平均速度
15． 电磁波 半导体 漏电保护器
【解析】
【详解】
[1]移动通信是利用电磁波传输信号的，手机上网是通过电磁波传送信息的。
[2]半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，手机芯片的主要材料是半导体。
[3]漏电保护器是当人体触电或电器漏电时自动切断电源保护生命的设备，保险丝是由于电路中电流过大时切断电路，小明手捅插座中触电了，漏电保护器迅速主动切断电源，保护了小明同学。
16． 质量 1、3、5 越远 越远 缩小 减小 电磁波
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据题意知道，实验应用了控制变量法，探究的应是水平抛出物体的水平射程与初速度、高度和质量的关系，所以，猜想三是：水平抛出物体的水平射程与物体的质量有关。
（1）[2]若要探究水平射程与高度的关系，要控制水平射出的速度相同，故可用表中序号为1、3、5的实验数据。
（2）[3]分析通过实验数据知道，当抛出物体的初速度相同时，水平抛出的物体高度越高，水平射程越远。
[4]当抛出物体高度相同时，比较1、2或3、4或5、6，水平抛出物体的初速度越大，水平射程越远。
[5]无人机也应用在影视剧拍摄中，其工作原理是：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄，此时来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，物距大于2倍焦距，形成倒立、缩小的实像
[6]当无人机上升时，物距变大，根据物远像近像变小，故需减小镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。
[7]装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控，遥控无人机、卫星定位都是通过来电磁波传递信息的。
17． 电磁波 汽车（小明或乘客） 振动 扩散 热传递
【解析】
【分析】
【详解】
[1]ETC无线通信是通过电磁波实现信息传递的。
[2]汽车通过高速收费站时，司机看到收费站向后退去，研究对象是收费站，并且收费站是运动的，向后退去，所以他选取的参照物一定和收费站之间的位置发生了变化，说明他是以汽车（或小明或乘客）为参照物。
[3]声音是由于物体的振动产生的，在高速行驶中，会听到车窗的缝隙处风的呼啸声，这是空气快速通过车窗缝隙时发生振动产生的。
[4]到达目的地后大家一起“烧烤”，空气中弥漫着“肉香”味，这表明分子都在不停地做无规则运动，这是扩散现象。
[5]食物烤熟的过程中，食物会吸收热量，是通过热传递的方式改变其内能的。
18． 2.1×107 小 实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]卫星信号实际上就是电磁波，它在真空中的传播速度是m/s，由知道，理论上这颗卫星到这个电子设备的距离是
[2]考虑到地球大气层的存在，电磁波传播速度会小于 m/s，所以，实际的距离比这个理论值偏小。
(2)[3]根据短文知道，北斗系统不仅具有高精度定位的能力，它还创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。
(3)[4]电磁波被广泛的应用于实际生活之中，广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
19． 300 4 以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准 电子商务、智能手机、出行定位等（定位导航、灾害监测、工程建设、海洋开发等）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]卫星信号传播的时间误差是1.0×10-6s，将导致的距离误差是
s=vt=3.0×108m/s×1.0×10-6s=300m
（2）[2]北斗导航系统采用三种轨道搭配，这样带来一定好处：接收机收到至少4颗卫星信号，就可以准确定位。
（3）[3]原子钟是目前最精确的时间测量工具，它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准，由于电磁波的振荡周期很稳定，使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。
（4）[4]随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于各个领域，逐步渗透到人类社会生产、生活的方方面面。如：电子商务、智能手机、出行定位等（定位导航、灾害监测、工程建设、海洋开发等）。