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（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．虎年春节前夕，天问一号探测器从火星轨道传回一组自拍视频，向全国人民致以新春祝福。地面控制中心与“天问一号”进行通信联系，依靠的是（　　）
A．红外线 B．无线电波 C．超声波 D．次声波
2．图甲为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为5×105Ω，在波长为540nm的光照射时的阻值为5×103Ω，将两个这样的LDR连接成图乙电路，则（　　）
A．R1的功率比R2大
B．通过R1的电流比R2小
C．波长为540nm的光属于黄光
D．波长为540nm的光在真空中的传播速度比红光快
3．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
4．下列关于声波和电磁波说法正确的是（　　）
A．手机即能发射电磁波又能接收电磁波
B．吹奏唢呐发声是由木管振动产生的
C．军事装备上安装的“北斗”导航系统和倒车雷达都是通过电磁波工作的
D．电磁波和声波都能在真空中传播
5．2021 年10月16日凌晨，“神舟十三号”载人飞船搭载3名航天员前往空间站执行任务，空间站与地面控制中心之间的信息传递利用的是（　　）
A．电磁波 B．可见光 C．超声波 D．次声波
6．如图旋翼式无人机被广泛地运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（　　）
A．抗击“新冠病毒”疫情时，有些地方采用无人机为市民送菜，则在空中匀速前进时，蔬菜相对于机身是运动的
B．无人机匀速下降时，机械能保持不变
C．无人机旋翼旋转时，上方空气流速小于下方空气流速
D．遥控器控制无人机的飞行方向，这是利用电磁波传递信息
7．2021年5月15日，祝融号火星车成功降落在火星上，实现了中国航天史无前例的突破。以下分析正确的是（　　）
A．火星车与地球间通过超声波传递信息
B．火星车在降落过程中相对火星是静止的
C．火星车集热器采用纳米气凝胶1nm=108m
D．火星极地附近的干冰是大气中的二氧化碳气体凝华形成的
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．下列有关材料、信息、能源的说法正确的是（　　）
A．铀矿是可再生能源 B．光纤通信是利用光的反射传递信息的
C．LED灯核心元件的主要材料是超导体 D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不同
10．“中国天眼”是一个500米口径球面射电望远镜（FAST），是目前世界上最大，最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到137亿光年以外的信号，2021年3月31日0时起，已向全球天文学家征集观测申请，“中国天眼”成为“世界天眼”，它所接收的信号是（　　）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．以上都不是
二、填空题
11．悦耳动听的笛声是靠笛管里的______振动产生的。在月球上的宇航员即使离得很近也只能以______为载体来传递信息。
12．2021年5月15日，我国“天问一号”火星探测器稳稳降落火星北半球的乌托邦平原。天问一号首先借助火星大气进行气动减速，接着打开降落伞进行伞系减速，最后通过反推发动机进行动力减速。在距离火星表面100m时，天问一号进入悬停阶段，完成精避障和缓速下降后抵达火星表面（如图）。
（1）气动减速阶段，由于和火星大气摩擦，“天问一号”表面温度大幅上升，这是通过___________的方式改变了“天问一号”的内能。
（2）动力减速阶段，反推发动机点火向下喷出高温高压气体使天问一号减速，这说明力的作用是___________的。
（3）悬停阶段，“天问一号”相对火星表面是___________的。
（4）落到火星表面的“天问一号”在火星地面上留下了长长的影子，这是因为光的___________形成的。
（5）“天问一号”与地面之间靠___________传递信息。
（6）随“天问一号”探测器一起登陆的“祝融号”火星车质量___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在地面时的质量。
13．中国航天打响了5G争夺战的第一炮，他们计划在2020年执行一个代号为虹云工程的计划，即通过发射一百多颗卫星组网形成5G卫星通信网，从而覆盖整个地球的5G网络。那么5G会比4G牛多少？为什么能让我们的生活方式升级换代？根据国际通信标准组织3GPP的定义，5G将带来三大应用场景：
eMBB大带宽：下载速率理论值将达到每秒10GB，将是当前4G上网速率的10倍。
uRLLC低延时：5G的理论延时是1ms，是4G延时的几十分之-一，基本达到了准实时的水平。
mMTC广联接：5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别，是4G的十倍以上。
我们生活中常听说的AI技术、VR/AR技术与全息通信，虽然现在已经部分应用，但因为传输速率不够，体验并不好，经常出现卡顿。模糊甚至让人晕眩。但如果有了5G，速率提高，360°的画面都能够清晰而稳定的呈现，我们就能真正体会到“远隔万里却身临其境”的神奇了。特别是自动驾驶的汽车与自动驾驶载人飞行器，也都将有望在5G时代真正实现广泛应用。

示例：
物理信息：覆盖整个地球的5G网络；
物理知识：5G卫星通信传递信息是利用电磁波。
作答：
物理信息：____________________；
物理知识：____________________。
14．手机间是利用______波传递信号的，其信号的传播速度与光速 ______（选填“相同”或“不相同”），它的传播 ______（选填“需要”或“不需要” ）介质。
15．在新冠病毒肆意地侵害人类的时候，各单位、住户除了用“84”消毒液喷洒和过氧乙酸熏蒸预防外，还常用______（选填“红外”或“紫外”）线灯来灭菌.另外，个别科研部门在与新冠的斗争中研制出了多种快速（不超0.5s）测量体温的仪器，它们是利用______（选填“红外”或“紫外”）线测温的，红外线和紫外线在真空中传播的速度是______（填“相同”或“不相同”）的，为______km/s。
三、综合题
16．手机己成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、几小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐。
(1)手机是利用_________传输信号实现通讯的，通话时声音信息在空中以_____m/s的速度传递给对方。
(2)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体，因为它具有优良_____（导热/导电）性能，并且石墨烯 ____（有/没有）固定的熔点。
(3)“华为P40”手机的电池标有“标称电压3.8V”、“电池容量5000mA·h”的字样。“标称电压”是指手机工作时的电压，该电压对人体_____（属于/不属于）安全电压，“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量，1mA·h=1mA×1h，则该手机一次充满电可储存的电能约为_____J。
17．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。( )
18．请阅读《中国“天眼”》并回答32题。
中国“天眼”
2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的有中国自主知识产权的世界最大单口径巨型射电望远镜（简称FAST），在贵州平塘落成启动。它的接收面积达到30个标准足球场，跟被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300m望远镜相比，其综合性能提高约10倍。
“中国天眼”投入使用三年来，已实现跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式。是什么支撑“中国天眼”随时随地对几亿光年外的宇宙“扫一扫”？有一样东西很重要！那就是电力！
常见的家用电器耗电较低，如：一台冰箱1秒钟要用0.000012度电，一台空调1秒钟要用0.00086度电，一台洗衣机1秒钟要用0.000018度电，一台电视机1秒钟要用0.0000065度电，一台电脑1秒钟要用0.000009度电。“中国天眼”满负荷运行启动观测1秒钟要用多少电呢？答案是0.83度。
“中国天眼”的工作原理是把外太空的射电信号经过反射面反射聚焦到馈源舱，经过处理后再传回总控室。“中国天眼”探索外太空靠什么核心部件呢？就是“大锅”中间这个重约30吨的馈源舱，它可以说就是“中国天眼”的“瞳孔”。 馈源舱是“中国天眼”发射和收集电磁信号的核心设备，里面不仅有馈源装置，还有配套的其他辅助设备和设施，这些设施关系到“瞳孔”是否看得清、看得准。所以，馈源舱对电压质量要求很高，435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%，电压如果超过允许的波动范围，馈源舱就会启动保护程序。剧烈的电压波动可能使馈源舱存在报废风险。
“中国天眼”对电力的要求这么高，它的专用变电站是高规格的双电源供电。2015年，一条35千伏专用变电站的18.25公里输电线路接入“天眼”，第一电源开通了。2019年，总长16.2公里的“天眼”工程第二电源成功投运，“天眼”供电有了“双保险”。 FAST工程是我国科学工作者奋发图强、励志创新的具体实践。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)“中国天眼”所接收的电磁波信号在宇宙中的传递速度是___________m/s；
(2)“中国天眼”满负荷运行启动观测一小时需要用电__________kW h；
(3)馈源舱对电源的要求很高，“天眼”变电站使用高规格的双电源供电的原因是：______
A．保证不断电 B．“天眼”消耗电能多 C．“天眼”体积庞大
19．2021年5月5日，天问一号火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现中国航天历史性的突破。
（1）火星上昼夜温差大，为保证“祝融号”度过漫漫寒夜，其顶部有一个集热窗装置，里面装有的正十一烷固体，白天会吸热______成液体储存能量，晚上______放热释放能量（填物态变化名称）；
（2）着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右，也被叫做“恐怖9分钟”，这是因为火星距离地球太遥远（5.5×1010m~4×1011m），着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信需要较长时间（电磁波在真空中传播速度与光速相同），试求信号来回至少需要多少秒？( )（结果保留两位小数）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．红外线和无线电波都属于电磁波，都可以在真空中传播，但是无线电波波长较长，不容易被障碍物阻拦，更适合远距离传递信息，故A不符合题意，B符合题意。
CD．声音的传播需要介质，超声波和次声波都属于声音，不能在真空中传播，所以地面控制中心与“天问一号”进行通信联系不能依靠超声波或次声波，故CD不符合题意；
故选B。
2．A
【详解】
AB．由于R1、R2串联，根据串联电路电流的规律可知，通过两电阻的电流相等，因R1>R2，根据公式P=I2R可知，R1的功率大，故A符合题意，B不符合题意；
C．由图甲可知，540nm的光在绿光区域内，因此是绿光，故C不符合题意；
D．无论什么色光，在真空中的光速都是3×108m/s，故D不符合题意。
故选A。
3．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。
4．A
【详解】
A．手机既是无线电发射台又是无线电接收台，它是由空间的电磁波来传递信息的，故A正确；
B．声音是由物体的振动产生的，唢呐发出的声音是由管内空气柱振动产生的，故B错误；
C．军事装备上安装的“北斗”导航系统是通过电磁波工作的，倒车雷达是利用超声波工作的，故C错误；
D．电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．空间站与地面控制中心之间的信息传递利用电磁波，电磁波能够在真空中传播，故A符合题意；
B．可见光的穿透能力比较弱，容易发生反射、折射等，不能够集中携带信息，故B不符合题意；
C．超声波是一种声波，它的传播需要介质，而空间站与地面控制中心之间是真空，超声波无法传播，故C不符合题意；
D．次声波也是一种声波，真空中不能传播，故D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．则在空中匀速前进时，蔬菜相对于机身位置没有发生变化，故相对于无人机而言，蔬菜是静止的，故A错误；
B．无人机匀速下降时，高度降低，动能不变，重力势能减小，故机械能减小，故B错误；
C．无人机旋翼旋转时，上方空气流速大于于下方空气流速，故产生一个向上的升力，故C错误；
D．遥控器控制无人机的飞行方向，这是利用电磁波传递信息，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．火星车与地球间通过电磁波传递信息，故A错误；
B．火星车在降落过程中相对火星的位置发生了变化，所以火星车相对火星是运动的，故B错误；
C．火星车集热器采用纳米气凝胶
故C错误；
D．火星极地附近的干冰是固态的，是由气态的二氧化碳气体放热凝华形成的，故D正确。
故选D。
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．铀矿是短期内不能从自然界得到补充的能源，是不可再生能源，故A错误；
B．光纤通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方，故B正确；
C．LED灯的核心元件是发光二极管，制作二极管的材料是半导体材料，故C错误；
D．不同频率的电磁波在真空中传播速度是相同的，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
真空不能传声，射电望远镜能够接收到137亿光年以外的信号，所以它所接收的信号是电磁波，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
11． 空气 电磁波
【详解】
[1]声音是由物体振动产生的，笛声是靠管子里的空气柱的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质，月球上是真空，没有空气，电磁波的传播不需要介质，宇航员即使离得很近也只能靠无线电话以电磁波为载体来进行交谈。
12． 作用 相互 静止 直线传播 电磁波 等于
【详解】
（1）[1]气动减速阶段，由于和火星大气摩擦，“天问一号”的机械能转化为其内能，所以这是通过做功改变了“天问一号”的内能。
（2）[2]反推发动机点火后会产生高温高压的燃气，这些燃气会膨胀，对其周围的物体都会有压力作用，则周围物体也会限制它的这种膨胀。但因只有向下的喷口是开放的，所以高温高压的气体会在燃烧室内壁的作用下向下喷出，由于力的作用是相互的，所以这些气体也会对“天问一号”产生向上的力而使其减速。这就说明力的作用是相互的。
（3）[3]悬停阶段，以火星表面为参照物，“天问一号”的位置并没有发生改变，所以其相对于火星表面是静止的。
（4）[4]光在同种均匀介质中是沿直线传播的，所以会在不透明物质的后面光照不到的地方形成阴影区，这就是影子。
（5）[5]电磁波具有传播速度快、传递信息量大、可在真空传播的特点，所以“天问一号”与地面之间靠电磁波来传递信息的。
（6）[6]物体的质量不随其位置、状态、形状、温度等的改变而改变，只与其所含物质的多少有关。火星车登陆火星后，其所含物质的多少没有改变，所以其质量等于在地球上时的质量。
13． 5G下载速度是当前4G上网速率的10倍 5G卫星通信传递信息是利用电磁波。
【详解】
物理信息：5G下载速度是当前4G上网速率的10倍
物理知识：5G卫星通信传递信息是利用电磁波，随着1G、2G、3G、4G的发展，使用的电波频率是越来越高的，这主要是因为，频率越高，能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富，能实现的传输速率就越高，下载速度也就越快。
14． 电磁 相同 不需要
【详解】
[1][2][3]手机间是利用电磁波传递信号的，电磁波的传播速度与光速相同，它的传播不需要介质。
15． 紫外 红外 相同
【详解】
[1]紫外线能杀死微生物，因此人们制成紫外线灯来消毒。
[2]人体能辐射红外线，温度越高辐射的红外线越强，红外线体温计可以接收红外线，测量体温。
[3][4]红外线和紫外线都属于电磁波，其在真空中的传播速度相同，都是。
16． 电磁波 3×108 导热 有 属于 6.48×104
【详解】
(1)[1]手机信号是通过电磁波传输的。
[2]电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s。
(2)[3][4]石墨烯是晶体，晶体有固定的熔点，同时石墨烯是用作散热材料，故具有优良的导热性能。
(3)[5]人体安全电压为36V，标称电压为3.6V，低于人体的安全电压，属于安全电压范畴。
[6]电池容量
5000mA·h=5×3600A·s=1.8×104A·s
该手机一次充满电可储存的电能
W=UIt=3.6V×1.8×104A·s=6.48×104J
17． 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
【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。
18． 3×108m/s 2988 A
【详解】
(1)[1]电磁波信号在宇宙中的传递速度大约是光的速度，即3×108m/s；
(2)[2] “中国天眼”满负荷运行启动观测1秒钟要用0.83度电，那么观测一小时需要用电大小是
(3)[3]馈源舱对电压质量要求很高，435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%，电压如果超过允许的波动范围，馈源舱就会启动保护程序。剧烈的电压波动可能使馈源舱存在报废风险，所以说电压不能变为零，要保证不断电，所以“天眼”变电站使用高规格的双电源供电；故选A。
19． 熔化 凝固 366.67s
【详解】
（1）[1][2]正十一烷固体，白天会吸热熔化成液体储存能量，晚上凝固放热释放能量。
（2）[3]火星、地球运动过程中的最短距离为5.5×1010m，信号来回传播的路程
s=5.5×1010m×2=1.1×1011m
电磁波的传播速度
v=3×108m/s
由可得信号来回至少需要的时间
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页