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 单元练习（含解析）

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
1．2020年8月3日，我国独立自主建立的北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会，在国务院新闻办公室召开。北斗卫星定位系统，可向全球免费提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波的说法中，正确的是（　　）
A．电磁波的频率越高速度就越快
B．所有电磁波的波长是相等的
C．5G和4G技术使用的电磁波在真空中传播速度相同
D．声音和电磁波都能传递信息，且都能在真空中传播
2．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
3．下列关于电和磁的说法正确的是（　　）
①微波炉、手机、电视机遥控器都会发出电磁波　②地球上的指南针静止时N极指向地磁的北极　③电磁继电器和电铃都是电流磁效应的实际应用　④家用电风扇是利用电磁感应原理工作的
A．①③正确 B．①②正确
C．②④正确 D．③④正确
4．如图是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递，底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来，下列说法不正确的是（　　）
A．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力，即重力和磁场的作用力
B．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥
D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s
5．今年10月16日，神舟十三号载人飞船升空，与空间站组合体对接完成。翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员先后进入天和核心舱，开启为期半年之久的太空驻留。航天员在空间站内可以直接对话，但是出舱活动必须借助无线电通讯设备才能进行通话，这是因为（ ）
A．太空中噪声太大 B．用通讯设备对话方便
C．声音只能在地面附近传播 D．空间站外是真空，不能传声
6．关于声与电磁波说法正确的是（　　）
A．物体振动时，一定有声产生；导线中有电流时，导线周围一定有电磁波
B．声的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质；二者的传播速度会受介质种类影响
C．科学家利用“回声定位”的原理发明了声呐和军用雷达，它们发出的超声波在遇到障碍物会反射回来，通过对回声的分析可以获得人们需求的信息
D．“摩托车上安装消声器”和“住宅安装双层玻璃”减弱噪声的途径相同
7．2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站成功进行了太空授课，下列相关描述正确的是（　　）
A．王亚平他们仨在飞船内进行太空授课时不具有惯性
B．地球上的学生听到翟志刚的声音是靠声波传回地球的
C．叶光富悬停在太空中时，他的质量不变
D．翟志刚讲话时声音响度很大是因为他的声音频率很高
8．有关不可见光的一些观点，说法错误的是（　　）
A．电视遥控利用红外线传递信息 B．用紫外线照射人体总是有益的
C．蛇和狗辐射的红外线强度不同 D．臭氧层能吸收来自太阳的紫外线
9．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
10．央视春晚已实现全媒体传播，并在4K、5G、VR、AR、AI等多方面进行技术创新。首次进行4K超高清直播时，全程采用5.1环绕声，实现5G内容传输，是一场真正的艺术与科技完美结合的春晚。下面说法正确的是（ ）
A．观众是根据音调分辨出钢琴声和二胡声的
B．5G的传输速度更大，是因为5G是通过超声波传递信息的
C．手机通过Wi-Fi收看春晚直播，是利用电磁波传递信息的
D．收看过程中为不影响他人，把音量调小一些，这是在传播过程中减弱噪声
二、填空题
11．第五代移动通信系统5G已经来到你我身边，使我们的互联生活日新月异，5G信息是依靠______来传递信息的，5G信号在空气中的传播速度是______m/s。
12．2021年6月17日，神州十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。对接后，载人飞船相对于核心舱是______的。航天员进驻空间站后通过______与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生______（选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
13．我国已有几十颗通信卫星镶嵌在浩瀚的太空。联结成一条“太空丝绸之路”，为我国提供全方位通信服务。通信卫星与地面之间进行信息传输的媒介是___________，它在真空中传播的速度是___________m/s。
14．2019年6月通信行业国内5G牌照的发放，这标志了国内正式商用5G。而芯片制造技术是5G技术的核心之一。芯片的主要部件是由______（选填“导体”“半导体”或“超导”）材料组成，而5G网络是第五代移动通信网络，它是依靠______来传输信息
15．如图甲，用手拨动伸出桌面不同长度的格尺，用来探究声音___________与物体振动频率的关系；如图乙是光纤通信原理：光携带___________后在光纤内发生反复的___________现象，完成从一端向另一端的传递。
三、综合题
16．阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温、移动、避障等功能。
机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音播报，并在显示屏上用红色框标注入的脸部。
机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图1所示为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R1为定值电阻，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
机器人为有效避障，在移动过程中会通过传感器发射、接收超声波或激光来侦测障碍物信息。当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。超声波传感器一般作用距离较短，它的成本低、实现方法简单、技术成熟。激光雷达的测量距离可以达到几十米甚至上百米，角度分辨率高，通常可以达到零点几度，测距的精度也高。但测量距离的置信度会反比于接收信号幅度的平方，因此，黑体或者远距离的物体距离测量不会像光亮的、近距离的物体那么好的估计。并且，对于透明材料，比如玻璃，激光雷达就无能为力了。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 10kg 减速器的减速比 30:1
电池比能量 驱动电机的输入总功率 400W
移动速度 0.1～1m/s 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
　　
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 _____（选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物。
（2）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 _____N，消耗的电能约占电池所能输出总电能的 _____%。
（3）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图2所示，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 _____（选填“ab”或“bc”）段，已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 _____V。
（4）如图3所示是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图4所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 _____个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 _____r/min。
17．2021年5月15日，我国首个火星探测器——“天问一号”在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分。为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道，首先需要环绕器在携带着陆巡视器的情况下进入着陆轨道。实施两器分离后，着陆巡视器则进入火星大气层，完成系列着陆动作；环绕器则需要迅速抬升轨道，再次进入环火轨道，成为着陆巡视器与地球的通信中继站，进行火星环绕探测，并及时将火星上的图片信息传回地球。
（1）环绕器能将图片信息传回到地球上，主要是因为电磁波能在 ______中传播的特点。
（2）着陆巡视器从距火星表面约100m处开始的运动可以看作是匀速直线运动，则此过程中着陆巡视器受到的阻力 ______火星对它的重力，它的机械能 ______（选填“增大”、“减少”或“不变”）。
（3）着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，共有6个轮子与火星表面接触，每个轮子与地面的接触面积约为250cm2，如果火星对表面物体的吸引力约为地球的0.4倍。求“祝融号”对火星表面产生的压强______。
（4）若“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍。求“祝融号”行驶15min做了多少功______？
18．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。
19．2017年4月20日，我国首艘货运飞船天舟一号在文昌航天发射场发射成功，标志着我国即将开启空间站时代。
(1)天舟一号货运飞船通过长征七号火箭发射，这种运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的______；在火箭加速上升阶段，燃料的______能转化为火箭的机械能；
(2)在轨运行时与地面控制中心在传递信息过程中主要依靠________（超声波、电磁波、次声波）进行通信；
(3)天舟一号货运飞船和天宫二号成功对接后，若以______为参照物，天舟一号货运飞船是静止的；此次成功对接被媒体称为393千米的“太空之吻”，合______微米；
(4)天舟一号和天宫二号一起绕地球运动，如图所示，当它们从近地点A向远地点B运行的过程中，动能 ______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
ABC．所有电磁波的波速是一定的，在真空中，它们的传播速度相等，波长与频率成反比，因此各种电磁波的波长是不相等的，故AB错误，C正确；
D．声音在真空中不能传播，故D错误。
故选C。
2．B
【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。
3．A
【详解】
①微波炉、手机、是利用电磁波来工作的，电视机遥控器利用红外线工作，也是电磁波中的一种，①正确；
②地球上的指南针静止时N极指向地理的北极，地磁的南极，②错误；
③电磁继电器和电铃都应用了通电导体周围存在磁场，是电流磁效应的实际应用，③正确；
④家用电风扇是电动机带动风扇转动，电动机是利用通电导体在场中受到力的作用来工作的，④错误；由以上分析可知，①③正确，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．音箱悬浮时受竖直向下的重力和竖直向上的磁力的作用，故A正确，不符合题意；
B．底座通电后能产生磁场，是电流的磁效应；电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，故B错误，符合题意；
C．音箱悬浮是受到磁体间排斥力的作用，同名磁极相互排斥，故C正确，不符合题意；
D．无线信息传递利用的电磁波在空气中的传播速度约等于光速，为3×108m/s，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】
宇航员在空间站内可直接对话，但在空间站外工作时，必须借助电子通讯设备才能进行通话，是因为太空中没有空气，电磁波能在真空中传播，而声音不能在真空中传播，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】
A．振动一定能发出声音，但人不一定能听得到，导线中有变化的电流时，导线周围才有电磁波，故A错误；
B．真空不能传声，声音传播需要介质，电磁波传播不需要介质，二者的传播速度会受介质种类影响，故B正确；
C．雷达使用的是电磁波，故C错误；
D．摩托车上安装消声器是为了在声源处减弱噪音，住宅安装双层玻璃窗是在传播过程中控制噪音，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
AC．在太空中的航天员，其质量不随空间位置的变化而变化，所以三个人在太空中的质量与在地球上的质量是一样的，那么他们仍然具有惯性。故A错误，C正确；
B．地球与太空间有真空，而声音不能真空中传播，所以地球上听到宇航员的声音是靠电磁波传播的，故B错误；
D．翟志刚讲话声音的响度大，是因为他声音的振幅大，而不是频率高，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．电视遥控利用红外线传递信息，故A正确，A不符合题意；
B．适量的紫外线照射对人体总是有益的，但是过量照射对人体就是有害的，故B错误，B符合题意；
C．不同温度的物体辐射的红外线的强度不同，温度越高，辐射的红外线越强，所以，由于蛇和狗的体温不同，辐射的红外线强度不相同，故C正确，C不符合题意；
D．臭氧层能很好地吸收来自太阳的紫外线，阻挡过量的紫外线进入地球，故D正确，D不符合题意。
故选B。
9．B
【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。
10．C
【详解】
A．通过音色可以辨别出钢琴和二胡声，故A错误；
B．5G是通过电磁波传递信息的，故B错误；
C．Wi-Fi就是利用了电磁波中的微波技术进行信息传递的，故C正确；
D．收看过程中为不影响他人，把音量调小一些，这是在发声处减弱噪声，故D错误。
故选C。
11． 电磁波 3×108
【详解】
[1][2]5G网络是通过电磁波来传输信息的，在真空或空气中的传播速度是3×108m/s。
12． 静止 电磁波 聚变
【详解】
[1]如果一个物体的位置相对于参照物发生了变化，这个物体就是运动的，如果没有变化，它是静止的。神州十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。对接后，因载人飞船相对于核心舱的位置没有发生变化，载人飞船相对于核心舱是静止的。
[2]地球和太空之间有真空，声音不能在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，故航天员进驻空间站后通过电磁波与地面指挥中心传递信息。
[3]原子核聚变和核裂变都能释放能量。太阳能是太阳内部的氢原子核发生聚变释放出的核能。
13． 电磁波 3×108
【详解】
[1][2]通信卫星与地面之间进行信息传输是电磁波来完成的，电磁波在真空中传播的速度与光速相等，是3×108m/s。
14． 半导体 电磁波
【详解】
[1]手机5G芯片的核心部分是由半导体制成的。
[2]无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，5G网络用电磁波来传递信息。
15． 音调高低 信息 反射
【详解】
[1]物体振动的频率与物体长短有关。用手拨动伸出桌面不同长度的格尺，格尺的振动频率不同，音调高低与频率有关，故这里是为了探究声音的音调与频率的关系。
[2][3]我们平时通过光纤通信上网获得信息，其光纤是很细的玻璃管，光在玻璃管内壁向前连续的反射，将信息传到千家万户。故光纤通信中光可以携带信息。
16． 超声波 240 3.33 bc 8 100； 10
【详解】
（1）[1]激光雷达的测量距离的置信度会反比于接收信号幅度的平方，因此，黑体或者远距离的物体距离测量不会像光亮的、近距离的物体那么好的估计，对于透明材料，比如玻璃，激光雷达就无能为力了；而超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物。
（2）[2]驱动电机的输入总功率为400W，驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，机械功率为
P机＝400W×60%＝240W
由得，机器人所受牵引力
因做匀速直线运动，由二力平衡，机器人受到的阻力为
f＝F＝240N
[3]若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，机器人消耗电能
W＝Pt＝400W×7×60s＝1.68×105J
由表中数据，电池比能量为，电池所能输出总电能
W电＝×10kg＝1400W×3600s＝5.04×106J
消耗的电能占电池所能输出总电能的：
（3）[4]因为R1与RB串联，输入电压U发生改变，为维持U1电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，由串联分压原理可知，则RB阻值的变化量较大，所以由图2可知磁敏电阻的正常工作区应选择bc段。
[5]根据串联电路的规律及欧姆定律和P＝I2R有
解得
RB1＝200Ω，RB2＝800Ω
由于磁敏电阻工作时电阻变化大，故
RB＝RB2＝800Ω
R1与RB串联，由串联电路电压的规律和分压原理有
解得
U1＝8V
（4）[6]由图4可知，10ms内对准传感器的齿间隙为1个，则1s内对准传感器的齿间隙共有
[7]由图3知驱动电机的齿轮间隙共有20个，也就是说驱动电机的转速为5r/s，以分钟为单位，其转速为
5r/s＝300r/min
因减速器的减速比为30：1，故经减速器减速后的齿轮转速为10r/min。
17． 真空 等于 减小 9.6×103Pa 4.8×103J
【详解】
（1）[1]真空不能传声，但电磁波可以在真空中传播，故环绕器能将图片信息传回到地球上，主要是因为电磁波能在真空中传播的特点。
（2）[2]因为着陆巡视器从距火星表面约100m处开始的运动可以看作是匀速直线运动，则此时着陆巡视器受到的重力和阻力是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上。故此过程中着陆巡视器受到的阻力等于火星对它的重力。
[3]此过程中，陆巡视器的速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能是动能和势能之和，故它的机械能减少。
（3）[4]由题意知，着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，共有6个轮子与火星表面接触，每个轮子与地面的接触面积约为250cm2，如果火星对表面物体的吸引力约为地球的0.4倍。 则“祝融号”对火星表面产生的压强为
（4）[5]由题意知，“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍。
因为“祝融号”在火星表面匀速直线行驶，所以阻力等于牵引力为
F=f=0.1G=0.1×0.4×240kg×10N/kg=96N
则“祝融号”行驶15min做了的功为
18． 质量 1、3、5 越远 越远 缩小 减小 电磁波
【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。
19． 热值 化学 电磁波 天宫二号 3.93×1011 减小
【详解】
(1)[1]因为液态氢的热值比较高，相同质量的液态氢放出的热量比较多，所以常作为火箭的燃料。
[2]在火箭加速上升阶段，燃料燃烧，将储存的化学能释放出来，转化为火箭的机械能。
(2)[3]太空环境是应该真空环境，不能传播声音，故在轨运行时与地面控制中心在传递信息过程中主要依靠电磁波。
(3)[4]天舟一号货运飞船是静止的，即相对于选取的参照物位置没有发生变化，天舟一号相对于天宫二号的位置没有发生变化，故天舟一号是以天宫二号为参照物的。
[5]1km等于1000m，而1m等于106μm，则
1km=109μm
故
(4)[6]天舟一号和天宫二号一起从近地点A向远地点B运行的过程中，质量不变，高度升高，速度减小，则动能减小。
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