人教版九年级全一册21.4越来越宽的信息之路 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 21.4 越来越宽的信息之路
一、单选题
1．光纤通信传输信息的载体是
A．电流 B．超声波 C．无线电波 D．光波
2．关于广播、电视、移动电话的信息发射和接收过程，下列说法错误的是
A．它们都是靠电磁波传递信息的
B．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电磁波上
C．它们都只有接收功能，没有发射功能
D．移动电话既有接收功能，又有发射功能
3．2020年4月24日，国家航天局公布：首次火星探测任务被命名为“天问一号”。火星探测器与地球的通讯是利用（ ）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光纤
4．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（ ）
A．卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的
B．电磁波的频率越高，在空气中传播的速度就越大
C．电磁波可以在真空中传播
D．光纤通信具有传播信息量大、光能损耗小等优点
5．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
6．关于现代通信和电磁波，下列说法中正确的是
A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播
B．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C．电磁波的应用对人类有利无害
D．电磁波不能在真空中传播
7．下列有关声现象和电磁波的说法正确的是
A．光在光导纤维中不断折射，把信息传递出去
B．3G或4G手机主要是使用电磁波传递数字信号的
C．吹笛子时按压不同位置的气孔，主要改变声音的响度
D．超声波比次声波在空气中的传播速度大
8．1870年，英国物理学家丁达尔做了一个有趣的实验：他在一个大桶的侧壁凿了一个小孔，把桶装满水，水即刻从小孔流出，形成一股弯弯的水柱落到地面．用强光照射桶中的水，把室内的灯关掉，他看到射入水中的光随着水从小孔流出，并同弯弯的水流一起落到地面，在地面上产生一个光斑．丁达尔的发现启发了科学家，他们用拉得很细的玻璃丝—光纤作为光的“导线”，那么，下列对于光在水中或在真空中传播情况的猜想比较合理的是
A．沿着光纤的中轴线直线传播
B．沿着光纤的内壁多次反射传播
C．沿着光纤螺旋式的传播
D．以上说法都不对
9．下列说法中不正确的是
A．微波大致沿直线传播，因此微波通信要建很多中继站才能把信息传递到远方
B．卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
C．光纤通信容量大，不受电磁干扰，保密性好，通信质量高，但传输距离短
D．利用因特网可实现资源共享和信息传递，还可进行远程教育、远程医疗等
10．2021年2月24日10时22分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十一号03组卫星发射升空，卫星进入预定轨道。遥感三十一号03组卫星主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验。卫星输送信号是利用（　　）
A．红外线 B．超声波 C．次声波 D．无线电波
二、填空题
11．利用人造地球卫星作为______来转发微波，从而实现两个或多个地面站之间的通信就是卫星通信。
12．阅读短文，回答问题：
地球同步卫星
人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。从地面上看，它相对于地球静止于赤道上空，与地球转动同步，故称地球同步卫星。在赤道上空约为36000km的高度上布设3颗通讯卫星，利用速度为3×108m/s的电磁波传输信号，可实现除两极外的全球通讯。地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹頇警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
(1)地球同步卫星相对于地面是___________的(选填“运动"或“静止”)；
(2)从地而发送的电磁波信号经地球同步卫星返回地面至少需要________________；
(3)写出地球同步卫星的两种用途：_________________、___________________。
13．通信卫星大多是地球“同步”的卫星。“同步”卫星相对于地球是______（填“运动”或“静止”）的。利用卫星来发射和接受_____信号应用非常广泛，例如中国建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的即时定位服务。
14．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”）。
15．Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术。常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现。无线路由器是通过________波向四周有效范围内的终端传递信息，其传播速度________（选填“大于”、“等于”或“小于”）光速。
三、综合题
16．根据题意解答
（1）如图所示，是地球上的人利用卫星进行通信的示意图，结合示意图，简要说明卫星通信的原理．______

（2）现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的．打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟．造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间．假设某人造卫星与地球的距离是36000km，请你估算延迟的时间．______
17．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．
18．阅读下面的材料，回答问题．
微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具．微波是一种很有“个性”的电磁波，它的能量不仅比通常的无线电波大得多，而且还有以下几个重要特性：第一，微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；第二，微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；第三，微波不能透过含有水分的食物，其能量反而会被吸收．微波炉正是利用微波的这些特性制作的．
用普通炉灶煮食物时，热量是从食物外部逐渐进入食物内部的．而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109 Hz的微波，直达食物内部5 cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了．用微波炉烹饪的速度比其他炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上．微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味．比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C不损失．另外，微波还可以消毒杀菌、解冻、干燥，当然过量的微波辐射对人体有害．
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)微波炉工作时，食物中的________吸收了微波的能量，从而达到加热食品的目的．
(2)依据微波的第________(填写文中序号)特性，在微波炉中应使用玻璃、陶瓷、塑料的容器来加热饭菜．
(3)微波炉与其他灶具相比的优点是____________________．(写出一种即可)
(4)请为使用微波炉烹饪的人提一条建议______________________．
19．阅读以下材料，回答问题：
搭载首颗新一代北斗导航卫星的长征三号丙运载火箭（如图）在西昌卫星发射中心点火发射，成功地将北斗卫星导航系统第17颗卫星送入工作轨道，标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施．预计到2020年我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，其定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度10ns．
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成．5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°，离地面的高度约为3.60×104km；30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道离地面高度约为2.15×104km．
（1）北斗卫星导航系统由空间段、________ 段和用户段三部分组成．
（2）北斗卫星导航系统的空间段由　________ 卫星和30颗非静止轨道卫星组成．
（3）卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段．第17颗北斗导航卫星点火发射时，相对长征三号丙运载火箭是________ 的（选填“运动”或“静止”）；
（4）第17颗北斗导航卫星加速升空过程中，卫星的动能将________ （选填“增大”或“减小”）；卫星的重力势能将________ （选填“增大”或“减小”）；卫星的机械能将________ （选填“增大”、“不变”或“减小”）．
（5）若从地面向静止轨道卫星发送电磁波信号，至少需要________ 　s可返回地面．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
利用光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式，由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，所以光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纤通信．
【详解】
光纤通信主要是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式，激光是一种光波．
故选D.
2．C
【详解】
A．由于电磁波可以在真空中传播，所以生活中的广播、电视、移动电话都是靠电磁波传递信息的，故A正确，不符合题意；
B．在发射时，音频信号和视频信号都是不能直接发射的，故都需要将这些信号通过调制器加载在高频电磁波上才能发射，故B正确，不符合题意；
C．无线广播、电视、移动电话既有接收功能，又有发射功能，信息的发射和接收过程是相类似的，故C错误，符合题意；
D．对于移动电话，既可以发射信号，又可以接收信号，故既是电磁波的发射台，又是电磁波的接收台，故D正确，不符合题意．
3．C
【详解】
AB．声按照人的听觉频率分为超声波，声音和次声波，声音的传播需要介质，真空不能传声，太空中是真空，所以火星探测器与地球的通讯不能依靠声传播，故AB不符合题意；
C．电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，速度是3×108m/s，故C符合题意；
D．光纤通讯需要传导工具玻璃纤维，光在玻璃纤维中发生全反射传输信息，光纤通讯有很多优点，但是受传导工具限制，不能在太空中通讯，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
A．卫星通信是利用人造卫星接收和发送电磁波来进行通信的，A正确，不符合题意；
B．电磁波在空气中的传播速度与频率无关，是一个定值，B错误，符合题意；
C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，C正确，不符合题意；
D．光纤通信传播信息量大，光能损耗小，D正确，不符合题意．
5．D
【详解】
AD．光纤的材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，不导电，不会受外界磁场的干扰，故A错误，D正确；
B．光纤通信是利用光波在光纤中不断反射向前传播，故B错误；
C．光波属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在玻璃中的传播速度小于传播速度，故C错误。
故选D。
6．B
【详解】
A. 光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，不符合题意；B. 由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此人类用通信卫星作中继站，符合题意．C. 电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，不符合题意；D. 电磁波可以在真空中传播，不符合题意；故选B.
【点睛】
解决本题需掌握电磁波的特点及光纤通讯、卫星通讯方面的知识．
7．B
【详解】
A．光在光导纤维中发生的是全反射而没有折射，故A错误；
B．手机发送与接收信号，是通过电磁波传递的，故B正确；
C．吹笛子时按压不同位置的气孔，主要改变空气柱的长短，进而改变音调，故C错误；
D．速度只与传播介质有关，与频率无关，故D错误．
8．B
【详解】
光纤是可以弯曲的，光不可能总沿着光纤的中轴线直线传播，A选项不合理．
光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，不可能螺旋式传播，光是经过光纤的内壁多次反射传播，CD选项不合理，故B选项合理．故选B．
9．C
【详解】
A、地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去，故A说法正确．
B、通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信，故B说法正确．
C、光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少使，激光通信能传播很远，并且能提高通信质量．等优点，故C说法不正确；
D、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，故D说法正确．故选C
10．D
【详解】
A．红外线具有直线传播的特点，但传播的距离有限，较短，故A不符合题意；
BC．超声波和次声波均不能在太空中传播，故BC不符合题意；
D．卫星输送信号利用的是微波，即无线电波，故D符合题意。
故选D。
11．中继站
【详解】
利用人造地球卫星作为中继站来转发微波，从而实现两个或多个地面站之间的通信就是卫星通信。
12． 静止 0.24 通讯 广播电台（合理即可得分）
【详解】
(1)[1]地球同步卫星的运动和地球的自转同步，相对于地面的位置不变，所以它相对于地面是静止的。
(2)[2]从地而发送的电磁波信号经地球同步卫星返回地面需要的时间
(3)[3][4]地球同步卫星的用途很广泛，其中广播电台、手机通讯、卫星电视等和我们关系最为密切。
13． 静止 电磁波
【详解】
[1]因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，它相对地球的位置没有发生变化，所以地球同步通讯卫星相对于地球是静止的。
[2]电磁波传播不需要介质，利用卫星来发射和接受电磁波信号应用非常广泛，比如：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，该系统利用电磁波传递信息。
14． 电磁波 小于
【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。
15． 电磁 等于
【详解】
[1][2]WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，电磁波的传播速度等于光速。
16． 从地面站1(或2)发出载有信号的电磁波,这个电磁波被通信天线接收并处理后,再由卫星将它发送到地面站2(或1)，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信． 0.24s
要解答本题需掌握：卫星通信是把地面站送来的信号接收、放大，然后转发向另外的地面站，以及时间的计算．
【详解】
(1)从地面站1(或2)发出载有信号的电磁波,这个电磁波被通信天线接收并处理后,再由卫星将它发送到地面站2(或1)，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信．
(2)根据 ：得：
答：(1)见详解；（2）0.24s.
17． 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
【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．
18． 水分子 二 微波炉烹饪的速度比其他炉灶快、热效率高 不要将食物放在金属餐具中后放到微波炉里加热
【详解】
（1）根据短文知道，微波是一种电磁波，它不能透过含有水分的食物，因此微波炉工作时，食物中的水分子会吸收微波的能量运动加剧，从而达到加热食品的目的；
（2）依据微波的第二特性知道，微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量，因此在微波炉中应使用玻璃、陶瓷、塑料的容器来加热饭菜；
（3）微波炉烹饪的速度比其它炉灶快，热效率高；微波炉能很好地保持食物中的维生素和天然风味，并且能消毒杀菌、解冻、干燥；
（4）过量的微波辐射对人体有害，因此尽量少使用微波炉或者使用时有防护措施，防止受到辐射；因为微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它，所以不要将食物盛放在金属餐具中后放到微波炉里加热．
点睛：本题考查的是电磁波的传播，涉及到微波炉的原理、特点、使用方法，知识点多、综合性较强，要求学生获取信息的能力和综合能力较高．
19． 地面 5颗静止轨道 静止 增大 增大 增大 0.24
【详解】
（1）由短文知道，北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成；
（2）根据短文知道，空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星；
（3）第17颗北斗导航卫星点火发射时，相对长征三号丙运载火箭没有位置的改变，所以第17颗北斗导航卫星相对运载火箭是静止的；
（4）第17颗北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，速度变大，所以动能变大；同时其质量不变，高度增加，故重力势能增大；由于机械能等于动能加势能，所以机械能也增大；
（5）由v=s/t知道，电磁波传播的距离是：s=3.6×104 km×2=7.2×104 km；所以从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要的时间是：t=s/c=7.2×104km/3×105km/s=0.24s．
点睛：本题是一道综合性题目，通过卫星的发射过程考查的是卫星导航系统的组成、运动与静止的相对性、速度公式及其变形的应用、能量的相互转化等．
答案第1页，共2页
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