人教版九年级全一册21.4越来越宽的信息之路 同步练习（有解析）

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．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
2．对于信息传递有关说法不正确的是
A．扬声器是把声信号转换成电信号的装置
B．光导纤维是通过激光来传递信息的
C．预警机通过电磁波传递和收集信息
D．在相同介质中电磁波传播速度等于光速
3．下列有关能量、信息和材料的说法，错误的是（　　）
A．不同形式的能量之间都可以自发的相互转化
B．光纤通信是光在光导纤维中多次发生全反射来传递信息的
C．我国自主建立的北斗卫星定位系统，主要是用电磁波来传递信息的
D．学生公交卡、银行存折都应用了磁性材料
4．2021年5月16日，我国自主研发的“天问一号”火星探测器成功将“祝融号”火星车着落到火星表面，探测器从火星向地球传递信息是通过（　　）
A．红外线 B．超声波 C．电磁波 D．次声波
5．2020年7月31日，习近平总书记宣布了一个振奋人心的消息：“北斗三号全球卫星导航系统正式开通！”北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的卫星导航系统。卫星导航在传递信息过程中主要依靠的是（　　）
A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．光导纤维
6．如图所示，京东智能配送机器人正在使用GPS定位进行全场景配送，GPS定位技术传递信息主要是利用（ ）
A．电磁波 B．超声波
C．次声波 D．红外线
7．下列关于电磁波和信息技术说法正确的是（ ）
A．手机 5G 技术“传输的信息更多”主要是其电磁波频率更低
B．电磁波在光纤中是沿一条直线传播的
C．电磁波既能传递信息，又能传递能量
D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同
8．下列相关物理量的数值最接近实际的是（　　）
A．人体正常体温约36.6℃
B．中国领土面积约960万平方米
C．正常人呼吸一次的时间约1分钟
D．北斗导航系统卫星共有3颗
9．下列有关声和电磁波的说法正确的是（　　）
A．超声波在真空中的传播速度最快
B．摩托车的消音器是在传播过程中减弱噪声
C．电烤箱和微波炉都能利用电磁波给食品加热
D．光纤通信利用的是电磁波在光导纤维中多次折射而传播的
10．光纤网络已经进入普通百姓家庭。光纤的主要用途是（　　）
A．输电 B．通信 C．导热 D．照明
二、填空题
11．蝙蝠靠________发现昆虫，北斗卫星利用________给交通工具导航。
12．如图，被称为“最新版中国高铁”的“复兴号”在京沪高铁亮相。它采用全新流线型头型，这是为了_____；车厢内实现了Wi-Fi网络全覆盖，Wi-Fi采用的是低强度的_____传输信号；车厢内座椅旁都安装了插座方便旅客充电的需求，这些插座之间的连接方式是_____；车身长度约400m的“G1720次”列车，某次全部通过1600m长的隧道只用了20s的时间，该列车的速度约_____km/h。
13．华为P40是华为公司研发的搭载麒麟990 5G处理器智能手机，于2020年3月26日在线上全球发布。手机是用__________来传递信息的，现在通信用的激光一般在特殊的管道里传输信息，这种传播方式叫做____________。
14．我国已经成功发射了多颗同步通信卫星，它是在绕地心转动的圆轨道（同步轨道）上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同。那么，同步通信卫星运行周期为______。如果以太阳为参照物，同步通信卫星是______（选填“运动”或“静止”）的。
15．信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越________，相同时间内传输的信息量就越大．在相同时间内，光纤通信比微波通信传递的信息量 ________得多（填“大”或“小”）．电子邮件是目前人们经常使用的网络通讯方式之一，电子信箱jmjys@163．com所属的服务器名是 ________
三、综合题
16．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．
17．卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成.卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站.地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出人卫星系统形成链路.由于同步卫星在赤道上空36000km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23h56min4s）一致，从地面看上去如同静止不动.3颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周.故卫星通信易于实现越洋和洲际通信.
（1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立____.
（2）关于同步卫星，以下说法正确的是____.
A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同
B．同步卫星和月球一样每天绕地球一周
C．同步卫星固定在空中一直不动
D．作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好
18．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。
19．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______________________．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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．
2．A
【详解】
A. 变化的电流使电磁铁的磁性时强时弱，所以会引起膜片的振动，产生声音．所以扬声器将电信号转化为声信号，故A选项错误；B. 是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；故B选项正确；C. 预警机上的雷达发出电磁波，电磁波遇到目标后会发生反射，雷达再接收反射回来的电磁波；故C选项正确；D. 电磁波在真空中的传播速度与光速相同；故D选项正确．故选A.
点睛：（1）要知道通电线圈在磁场中，受磁力作用，力的大小与电流的大小有关．（2）知道光纤很细，有内外两层，由于内外层的折射本领不同，所以光在光纤中通过时，就不会跑到外层了．（3）在预警机上装的是雷达、雷达是靠电磁波来传递信息的．（4）根据电磁波传播的特点进行解答．
3．A
【详解】
A．不同形式的能量之间可以相互转化，总量保持不变，故A错误，符合题意；
B．光纤通信是光在光导纤维中多次发生全反射来传递信息的，故B正确，不符合题意；
C．我国自主建立的北斗卫星定位系统，需要在太空中传递信息，因此主要是用电磁波来传递信息的，故C正确，不符合题意；
D．磁性材料有着广泛的生活应用，例如学生公交卡、银行存折等，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】
因为电磁波的传播不需要介质，且传播速度快，传递距离远，所以在太空中进行远距离信息传递使用的是电磁波，火星探测器向地球传递信息也是通过电磁波传播的。
故选C。
5．B
【详解】
A．超声波不能在真空中传播，故不能用于导航系统，故A不符合题意；
B．电磁波能在真空中传播，故不能用于导航系统，故B符合题意；
C．次声波不能在真空中传播，故不能用于导航系统，故C不符合题意；
D．光导纤维需要依靠光缆，而卫星导航系统没有安装，故D不符合题意。
故选B。
6．A
【详解】
北斗导航卫星的信息传递要在真空中进行，电磁波可成真空中传播，超声波和次声波不能在真空是传播，而红外线频率偏低，不适合卫星通信，所以卫星和地面的联系靠的是电磁波。
股癣A。
7．C
【详解】
A．根据无线电通信理论，手机 5G 技术“传输的信息更多”主要是其电磁波频率更高，故A错误；
B．电磁波（激光）在光纤中是经过多次反射传播的，故B错误；
C．电磁波既能传递信息，如无线电广播，又能传递能量，如微波炉加热食物，故C正确；
D．不同频率的电磁波在真空中传播速度相同，约为3.0×108m/s，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．人体正常体温约在36℃~37℃之间，故A符合题意；
B．中国领土面积约960万平方千米，故B不符合题意；
C．正常人呼吸一次的时间约1秒，故C不符合题意；
D．北斗卫星导航系系统由5颗静止轨道卫星、27颗地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星组网而成，故D不符合题意。
故选A。
9．C
【详解】
A．真空不能传声，故超声波在真空不传播，故A错误；
B．摩托车的消音器是在声源处减弱噪声，故B错误；
C．电烤箱利用的是电流的热效应，会放出红外线通过热辐射加热，属于电磁波，微波炉利用电磁波加热，故C正确；
D．光纤通信利用的是电磁波在光导纤维中多次反射而传播的，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】
光导纤维是很细的玻璃丝，通常数条光纤并成束在敷上保护层，制成光缆，用来传达电视、电话和网络信号，其主要用途是通信，故ACD错误，B正确。
故选B。
11． 超声波 电磁波
【详解】
[1]蝙蝠是利用超声波确定目标的位置和距离的，即蝙蝠靠超声波发现昆虫。
[2]北斗卫星利用电磁波给交通工具导航。
12． 减小阻力 电磁波 并联 360
本题考查了减小阻力的措施、电磁波的利用、家庭电路的连接方式，以及速度公式的应用是一道综合题。根据相关知识分析求解即可。
【详解】
[1]动车的车头采用流线型设计可以减少行驶过程中空气的阻力。
[2]Wi-Fi利用电磁波传递信息。
[3]插座联用电器后，不同的插座之间能独立工作，相互不受影响，所以插座之间是并联的。
[4]列车全部通过该隧道的总路程
车全部通过该隧道的速度：
13． 电磁波 光纤通信
【详解】
[1]手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的。
[2]现在通信用的激光一般在特殊的管道里传输信息，这种传播方式叫做光纤通信。光纤通信是在发送端首先要把传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
14． 24h 运动
【详解】
[1]地球的自传周期为24h，同步通信卫星绕地球运行周期也是24h。
[2]地球不停的绕太阳运动，卫星也不停的绕太阳运动，以太阳为参照物，卫星和太阳之间发生了位置的改变，卫星是运动的。
15． 高 大 163．com
【详解】
信息理论角度分析可知：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多；在相同时间内，光纤通信比微波通信传递的信息量大得多；电子邮件是目前使用最频繁的网络通信形式，对于一个邮箱来说，要有以下几部分组成：①邮箱是谁的，也就是该邮箱属于谁；②@表示在什么上；③邮箱的服务器的名字．则该邮箱的jmjys是①部分，该邮箱的163．com是③部分．
点睛：①电磁波的信息传递量跟频率的关系：电磁波的频率越高，同时间内传输的信息就越多；②在相同时间内，光纤通信比微波通信传递的信息量大得多；③电子邮件是目前人们经常使用的网络通信形式，电子邮箱的地址包括：用户名和服务器名两部分；服务器名的最后一部分表示的是服务器注册的国家名称．
16． 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．
17． 地面站 A
【详解】
(1)[1]阅读材料可知，卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立地面站．
(2)[2] A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同，与地球同步转动，故A正确；
B．月球不是每天绕地球一周，是30天，故B错误；
C．站在地球上观看(以地球本身为参照物)，同步卫星在空中的位置是固定不动，如果选择参照物不是地球，那么此结论就是错误的，故C错误；
D．同步通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有3颗就能覆盖全世界，故D错误．
18． 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。
19． 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．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页