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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十一章 信息的传递 专题21.4 越来越宽的信息之路
1.了解微波通讯、卫星通讯、光纤通讯、网络通讯。
2.通过了解现代通讯知识，了解科技给人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 微波通信
微波的波长 之间，频率在 之间。
微波的性质更接近光波，大致沿直线传播， 能沿地球绕射，因此，必须每隔 左右就建设一个微波 。中继站作用是把上一站传来的信号处理后，在发射到下一站去。
知识点2. 卫星通信
通信卫星相当于微波通信的 。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 通信。
知识点3. 光纤通信
光纤通信是光从 的一端射入，在内壁上 反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
光导纤维是很细很细的 ，由内芯和外套两部分组成。
光纤通信传送的不是普通的光，而是一种 单一、 高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家 发现的。
光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。
知识点4. 网络通信
目前使用最频繁的网络通信形式是 。例如：
电子邮件地址xiaolin @ .cn ( mailto:电子邮件地址xiaolin@.cn )
世界上最大的计算机网络，叫做因特网。
计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。
宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。
【例题】WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是（ ）
A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波
【演练】我们的生活已经离不开信息的传递。我们不知不觉地把各种通信方式融入自己的生活和工作之中。请想一想：自己哪些地方用到了微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信？各举一个例子。
本节记忆以下基本知识
1．微波通信需要建立微波中继站 ，现代通信都是用通信卫星作微波通信的中继站．
2．光导纤维是很细很细的玻璃丝，利用激光在内壁上多次反射, 从另一端射出来传递信息．
3．目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，世界上最大的计算机网络为因特网.
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
1.（20分）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36 000 km，请你估算延迟的时间。为什么打市内电话时没有这种延迟？
2.（20分）微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，这些通信方式是从不同的视角进行分类的：微波通信按加载信号的电磁波的波长来分类；卫星通信、光纤通信按传播介质或设备来分类，网络通信按通信者之间的联络关系来分类。网络通信也可以采用光纤通信方式，微波通信也可以通过卫星传播，这些分类是可以重叠的。请你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，设计一个通信方式分类图，并在图中侧重说明以上四种方式的优点。
3.（30分）阅读短文回答问题：
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象，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）激光在真空中的传播速度为 km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的 测距原理相同。
（3）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。
4.（30分）阅读材料，回答问题
微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，这是因为______（选填序号）。
①多修建中继站，有利于微波产生更多的信息
②微波的传播距离比中波近，只能传播50km
③微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
(2)如图丙所示，a、b分别是Ⅰ、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，要使地球上b处地面站接收到a处发送的信号，请仿照光路图，在图中画出平面镜及微波传播的路径和方向（ ）。
(3)已知三颗通信卫星距地面的高度都是3.58×104km，任意两颗卫星之间的距离都是7.30×104km。则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是______s。
机器人是谁发明的
机器人是美国人约瑟夫·恩格尔伯格发明的。
1925年7月26日，约瑟夫·恩格尔伯格出生，他于1959年研制出了世界上第一台工业机器人，所以被称为“机器人之父”。1983年，恩格尔伯格和他的同事们将Unimation公司卖给了西屋公司，并创建了TRC公司，开始研制服务机器人。1988年，恩格尔伯格的新公司开始销售护士助手（Helpmate）医疗机器人。依靠大量的传感器，护士助手能够在医院自由行动，协助护士提供送饭、送药和送信等服务。
现代机器人的应用：
1.客户聊天机器人。极大地减轻了客户服务团队的压力，并在需要时增加了可用性，从而在很大程度上节省了组织的资源。
2.医疗机器人。这些机器人具有内置的人工智能医疗功能，包括功能齐全的症状检查器、可信任来源的医疗内容，以及为理解医疗和临床术语而开发的语言理解模型。
3.教育机器人。主要用于回答学生的重复性问题，包括与课程材料有关的问题，以及与校园有关的其他问题。
学习目标
自学知识点梳理
服务器名，其中“cn”是China的缩写，表示这个服务器是在中国注册的。
用户名
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十一章 信息的传递 专题21.4 越来越宽的信息之路
1.了解微波通讯、卫星通讯、光纤通讯、网络通讯。
2.通过了解现代通讯知识，了解科技给人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 微波通信
微波的波长10m—1mm之间，频率在30MHz—3×105MHz之间。
微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。中继站作用是把上一站传来的信号处理后，在发射到下一站去。
知识点2. 卫星通信
通信卫星相当于微波通信的中继站。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。
知识点3. 光纤通信
光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。
光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。
光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。
知识点4. 网络通信
目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。例如：
电子邮件地址xiaolin @ .cn ( mailto:电子邮件地址xiaolin@.cn )
世界上最大的计算机网络，叫做因特网。
计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。
宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。
【例题】WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是（ ）
A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波
【答案】C
【解析】WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，故应选C。
【演练】我们的生活已经离不开信息的传递。我们不知不觉地把各种通信方式融入自己的生活和工作之中。请想一想：自己哪些地方用到了微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信？各举一个例子。
【答案】见解析。
【解析】微波通信：可以用于各种电信业务的传送，如电话、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。
卫星通信：卫星电视、卫星导航等。
光纤通信：宽带网络。
网络通信：电子邮件。
本节记忆以下基本知识
1．微波通信需要建立微波中继站 ，现代通信都是用通信卫星作微波通信的中继站．
2．光导纤维是很细很细的玻璃丝，利用激光在内壁上多次反射, 从另一端射出来传递信息．
3．目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，世界上最大的计算机网络为因特网.
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
1.（20分）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36 000 km，请你估算延迟的时间。为什么打市内电话时没有这种延迟？
【答案】延迟0.24s；
【解析】打市内电话没有这种延迟的原因是：由于电磁波传播的速度非常快，市内电话相互之间的距离近，电磁波传播造成的延迟时间非常短，人们根本感觉不到。
2.（20分）微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，这些通信方式是从不同的视角进行分类的：微波通信按加载信号的电磁波的波长来分类；卫星通信、光纤通信按传播介质或设备来分类，网络通信按通信者之间的联络关系来分类。网络通信也可以采用光纤通信方式，微波通信也可以通过卫星传播，这些分类是可以重叠的。请你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，设计一个通信方式分类图，并在图中侧重说明以上四种方式的优点。
【答案】见解析。
【解析】通信方式的分类方法有多种形式，分类图就有更多形式。
（1）按通信信号的传输特点分为：有线传输和无线传输两大类。
（2）按通信手段分：
有线通信手段方面有：有线电话、有线电视、计算机网络通信和光纤通信等；
无线通信手段有：卫星通信、移动通信、微波中继通信、短波通信、地波通信，等等。
（3）按信号本身的特点分为：模拟通信、数字通信。
四种通信方式的优点是：
（1）微波通信优点：具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。
（2）卫星通信优点：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）。
（3）光纤通信优点：传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。
（4）网络通信优点：数字化、宽带化、高速化、智能化、综合化、网络化.
3.（30分）阅读短文回答问题：
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象，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）激光在真空中的传播速度为 km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的 测距原理相同。
（3）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。
【答案】（1）3×105（2）回声（3）亮度高
【解析】（1）激光在真空中的传播速度与光速相等为3×105km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的回声测距原理相同。
（3）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。
4.（30分）阅读材料，回答问题
微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，这是因为______（选填序号）。
①多修建中继站，有利于微波产生更多的信息
②微波的传播距离比中波近，只能传播50km
③微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
(2)如图丙所示，a、b分别是Ⅰ、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，要使地球上b处地面站接收到a处发送的信号，请仿照光路图，在图中画出平面镜及微波传播的路径和方向（ ）。
(3)已知三颗通信卫星距地面的高度都是3.58×104km，任意两颗卫星之间的距离都是7.30×104km。则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是______s。
【答案】 (1) ③ (2) (3)0.482s
【解析】(1)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，人们在用微波传输信息时，需每隔一定距离建一个微波中继站，来放大上一站传来的信号并发射，转向另一条微波中继站。
(2)要使地球上b处地面站接收到a处发送的信号，则光从a出发经过Ⅰ、Ⅱ再反射到b处，根据光的反射定律，作图如下图所示
。
(3)a处发送的微波信号传送到b处所用时间为
机器人是谁发明的
机器人是美国人约瑟夫·恩格尔伯格发明的。
1925年7月26日，约瑟夫·恩格尔伯格出生，他于1959年研制出了世界上第一台工业机器人，所以被称为“机器人之父”。1983年，恩格尔伯格和他的同事们将Unimation公司卖给了西屋公司，并创建了TRC公司，开始研制服务机器人。1988年，恩格尔伯格的新公司开始销售护士助手（Helpmate）医疗机器人。依靠大量的传感器，护士助手能够在医院自由行动，协助护士提供送饭、送药和送信等服务。
现代机器人的应用：
1.客户聊天机器人。极大地减轻了客户服务团队的压力，并在需要时增加了可用性，从而在很大程度上节省了组织的资源。
2.医疗机器人。这些机器人具有内置的人工智能医疗功能，包括功能齐全的症状检查器、可信任来源的医疗内容，以及为理解医疗和临床术语而开发的语言理解模型。
3.教育机器人。主要用于回答学生的重复性问题，包括与课程材料有关的问题，以及与校园有关的其他问题。
学习目标
自学知识点梳理
服务器名，其中“cn”是China的缩写，表示这个服务器是在中国注册的。
用户名
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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