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．关于材料，下列说法正确的是（　　）
A．指南针是磁性材料制成的，指向地理南极附近的那端叫南极
B．避雷针是用绝缘体材料制成的
C．电热丝是用超导体材料制成的
D．家中的宽带光纤线主要是由铜导线制成的
2．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
3．关于声和电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．声和电磁波都会被反射，声呐就是利用超声波反射获得信息的
B．声波不可能对人体产生危害，而电磁波可能对人体产生危害
C．“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大
D．光纤是利用电磁波传递信息的
4．下列现象中，能用光的折射解释的是（　　）
A．电影放映 B．凹面镜取火
C．湖面倒影 D．光纤通信
5．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
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．关于信息和材料，下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生折射来传递信息的
B．电磁波的频率越高，波长越短
C．电磁波的频率越高，传播速度越快
D．超导材料可以应用于电饭锅的电热丝
8．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
9．下列关于信息的传递说法正确的是
A．车载GPS导航系统是利用超声波进行定位和导航的
B．电磁波不能在真空中传播
C．用三颗同步卫星就可实现全球通信
D．光纤通信只能传播图象信息，不能传播声音信息
10．关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（　　）
A．5G 网络所指的就是在移动通信网络发展中的第五代网络， 经测试 5G 下载速度是 4G 的 15 倍，因为 5G 网络比 4G 网络的电磁波在真空中传播的速度小
B．指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近
C．利用半导体材料可以制作二极管
D．光纤通信利用激光传递信息的
二、填空题
11．阅读信息，完成下面练习
激光的应用
1958年，人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光，这就是激光。激光束的平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。激光的这个特点使它可以用来进行精确的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和接收反射脉冲的时间间隔，就可以求出目标的距离，激光测距雷达就是根据这个原理制成的。
由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点上，让这一点照射到光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经处理后还原成声音和图像，由于会聚点很小，光盘记录信息密度很高。
激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤，切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，在军事上有广泛的应用。
（1）激光测距与初中物理学到的______测距原理相同。
（2）用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜，是利用激光的______的特点。
12．太阳、操场上跑步的人和地球同步卫星，如果以地球为参照物，______是静止的。我国建立的______卫星定位系统，就利用多颗地球同步卫星，可提供全天候即时定位服务。
13．WiFi是将电脑、手机与互联网以无线方式连接的技术，可进行信息、文件等材料的无线传输，此过程中各种信息是靠_____来传输的，它在真空中的传播速度是_____．
14．2020年6月，我国自主研发的北斗卫星导航系统的最后一颗组网人造地球卫星 “北斗三号”发射成功。该卫星入轨后，是通过______与地面进行信息传递的， 北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的______卫星。
15．电话分模拟和数字两种．模拟信号是：在话筒将声音转换成_________时，其________ 变化的情况跟声音的________ 变化的情况完全一样．
三、综合题
16．阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
如图1所示，一束激光从某种玻璃中射向空气（如图所示），保持入射点不动，改变入射角（每次增加0.2°），当入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于或等于临界角时，只发生反射，不发生折射。
海面上出现的海市蜃楼奇景如图2所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观．在夏季，白昼海水温度比较低，所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象．由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏．景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，光线又折回到下层密的气层中来，经过这样弯曲的线路，最后投入人的眼中．由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多．
人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面．光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图3所示．
光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用．荣获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）光导纤维是利用 ______________ 传导信息的。
（2）海市蜃楼情景中，人眼看到的空中的“景物”是 ________ 像（选填“实”或“虚”）．
（3）当光从空气射向玻璃， __________ （选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象。
（4）一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图所示），请在图中完成这束入射光穿过三棱镜的光路图。
( )
17．为了减轻环卫工人的劳动强度，科技人员制造出集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业，科技含量高的四轮无人驾驶电动清扫车。
（1）激光是一种电磁波，应用于______通信中。
（2）无人驾驶电动清扫车前进和倒车时是通过改变电动机中的______实现的。
（3）若空车的质量为4g，当空车停在地面上，每个车轮与地面的接触面积为50cm2，则车对地面的压强是多少___？（g=10N/kg）
（4）若空车匀速直线行驶的速度为12m/s，牵引力的功率为810W，车受到的阻力为多少______？
18．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．
19．有2300个移动通信基站在地震中受损，一些受灾严重的地区通信完全中断．在地震中受创的不仅仅是中国移动．据悉，中国联通在陕西靠近四川地区的约500个基站中断；西安至成都的2条长途光缆中1条中断．汶川地震后人们发现卫星通信的重大作用．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．
请回答：
（1）关于光纤通信，小明同学曾思考这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎能从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中____________
A．就像水流沿弯曲水管流动那样 B．就像电流沿弯曲导线传播那样
C．不断地经光纤壁反射而向前传播 D．不断地在光纤中折射而向前传播
（2）除了卫星通信外，你还知道哪些现代通信方式？（说一个即可）____
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．指南针是磁性材料制成的，因为地磁北极在地理南极附近，磁感线由地磁北极指向地磁南极，指向地理南极附近的那端是南极，故A正确；
B．避雷针是将电荷导入大地，用导体材料，故B错误；
C．超导体材料电阻为0，根据焦耳定律，超导体材料不会发热，不能用来制作电热丝，故C错误；
D．光纤线是纯度非常高的玻璃丝，信号在光纤内反射传播，故D错误。
故选A。
2．B
【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。
3．B
【详解】
A．声波和电磁波传播过程中会被反射，声呐利用超声波反射获得信息的，故A正确，不符合题意；
B．声波和电磁波都可以对人体产生危害，及产生环境污染，故B错误，符合题意；
C．响度是指声音的大小，“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大，故C正确，不符合题意；
D．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，光就是一种电磁波，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．A
【详解】
A．电影放映，属于凸透镜成像，由光的折射形成的，故A符合题意；
B．凹面镜取火，属于光的反射现象，故B不符合题意；
C．湖面倒影属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，故C不符合题意；
D．光纤通信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D不符合题意。
故选A。
5．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。
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．B
【详解】
A．光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生反射来传递信息的，故A错误；
B．据c=f 得，电磁波的频率越高，波长越短，故B正确；
C．电磁波在空气中和真空中传播的速度约为3×108m/s，所以电磁波的传播速度不随其频率的变化而变化，故C错误；
D．超导材料的电阻为零，那么电流通过超导体不会发热，所以超导材料不能应用于电饭锅的电热丝，故D错误。
故选B。
8．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．
9．C
【详解】
A、车载GPS导航系统需要将信号发射到太空中的卫星上进行中专，真空不能传到声波，故而不能使用超声波，而是利用电磁波进行定位和导航的，故A错误；
B、电磁波可以在真空中传播，速度是3×108m/s，故B错误；
C、要想实现全球通信，可以用通信卫星做微波通信的中继站，如图所示要覆盖整个地球至少需要均匀地配置3颗卫星，故C正确．
D、光纤通信是将所要传输的信息转化成光信号进行传输的，既能传播图象信息，也能传播声音信息，故D错误．
故选C．
10．A
【详解】
A．5G网络和4G网络的电磁波在真空中传播的速度一样快，故A错误，符合题意；
B．地磁场的南北极与地理南北极相反，指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近，故B正确，不符合题意；
C．二极管具有单向导电性，利用半导体材料可以制作二极管，故C正确，不符合题意；
D．激光属于电磁波，光纤通信利用激光传递信息的，故D正确，不符合题意。
故选A。
11． 声呐 能量大
【详解】
[1]利用声呐发出超声波可探测海底的深度，故激光测距与初中物理学到的声呐测距原理相同。
[2]激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化。用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜，是利用激光的能量大的特点。
12． 地球同步卫星 北斗
【详解】
[1]以地球为参照物，太阳、操场上跑步的人的位置发生改变是运动的，地球同步卫星位置没有发生改变是静止的。
[2]为了提供定位服务，我国利用多颗地球同步卫星建立了北斗卫星定位系统。
13． 电磁波 3×108m/s
电磁波可以传递信息，其传播速度等于光速，即为3×108 m/s．
【详解】
利用WiFi无线上网时，路由器利用电磁波向四周有效范围内的终端传递信息；电磁波的传播速度等于光速，为3×108m/s．
故答案为电磁波；3×108m/s．
14． 电磁波 地球同步卫星
【详解】
[1]卫星与地面应用电磁波进行通信。
[2]北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的地球同步卫星。
15． 信号电流 频率 振幅
【详解】
电话的话筒把声音的信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，再通过听筒把强弱变化的电流信号变成声音的信号，把传输的声音还原出来．
点睛：电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音的信号的．
16． 光的全反射 虚 不会
【详解】
(1)[1]由材料可知，光导纤维是利用光的全反射传递信息的；
(2)[2]海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象，看到比物体实际位置高些的虚像；
(3)[3]光从玻璃射向空气时，才会发生全反射，所以光从空气射向玻璃，入射角增大，折射光不可能完全消失；
(4)[4]光线从空气进入玻璃时，因是垂直照射，所以方向不变；当从玻璃中斜射入空气时，其入射角为45°大于临界角，故其发生全反射，反射后的光线垂直玻璃砖的下表面，所以光的传播方向不变，其光路图如图所示：
17． 光纤 电流方向 2Pa 67.5N
【详解】
（1）[1]激光是一种电磁波，应用于光纤通信中。
（2）[2]无人驾驶电动车清扫车前进和倒车时，是通过改变电动机中电流方向从而改变电动机的转向来实现的。
（3）[3]每个车轮与地面接触面积为50cm2，则总接触面积为
S=50cm2×4=200cm2=2×10-2m2
空车时对地面的压力为
F压=G=mg=×10N/kg=
由压强公式可得，车对地面的压强为
（4）[4]根据
P=Fv
可得，牵引力为
因为清扫车匀速行驶，所以清扫车受力平衡，即阻力
f=F牵引=67.5N
18． 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．
19． C 现代的通信方式有：光纤通信、卫星通信、微波通信、网络通信等．
【详解】
解：（1）光纤很细，有内外两层，内壁具有使光发生反射的特性（类似于平面镜），所以光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端，而不是经过折射，也不会像电流和水流一样，因为激光方向性好，不会弯曲．故A、B、D错误．（2）现代的通信方式有：光纤通信、卫星通信、微波通信、网络通信等．
点睛：（1）光纤通信是现代通信的主要传输工具，利用激光在其内壁经多次反射能从光纤的一端传播到另一端．（2）现在的通信方式很多，主要有微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通讯等，这些通信方式组成了现代的通信网络．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页