10.3改变世界的信息技术
基础知识
1.下列说法中正确的是( )
A.汤姆生发现电子证明了原子核是可分的
B.麦克斯韦证明了电磁波的存在
C.密闭的金属盒可以屏蔽电磁波
D.光纤通信是利用光的折射传递信息
2.“能量”和“信息”是人类赖以生存的基本需求,每个房子都通过各种管线与外界进行“能量”和“信息”的交换。以下房子的管线主要用于传送信息的是( )
A.输电线 B.天然气管道 C.光纤 D.暖气管道
3.生活中我们看的光纤电视,信号强,画面清晰,音质好。那么光纤的主要作用是( )
A.输电 B.通讯 C.导热 D.照明
4.5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用 传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 将信息传到远方。
5.光纤通信中是利用光波在光导纤维中不断地被 (反射/折射)的形式向前传播来传递信息。
重难点突破
6.北斗导航卫星与地球之间的通信是利用( )
A.空气 B.电磁波 C.次声波 D.超声波
7.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统.系统由空间端、地面端和用户端(导航仪)组成,建成后可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航等服务.北斗卫星导航系统传递信息利用了( )
A.电磁波 B.激光 C.超声波 D.次声波
8.2020年10月11日,第三届数字中国建设峰会在福州海峡会展中心举行,数字经济(6号馆)展示云计算、卫星通信、区块链、网络安全等领域的技术创新,以及农业、工业和服务业数字化转型成果。卫星通信输送信号是利用( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
9.科技的发展给我们的生活带来了便利。我们观看网络电视,信号是通过光纤传输的,中央电视台的《新闻联播》节目信号从北京传输到我们的电视机,距离约900 km,所需时间 3×10-3 s(选填“大于”、“等于”或“小于”);我们能分辨出是河南姑娘海霞在播音,是根据 (选填“音调”、“响度”或“音色”)判断的。
10.光纤熔接机(如图)主要用于光通信项目中光缆的对接和维护,主要是靠高压电弧放电将需要对接的两光纤断面 (填写物态变化名称),同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根,再让光纤 (选填吸热”或“放热”)凝固,即完成对接。
能力提升
11.1876年发明电话的科学家是( )
A.爱迪生 B.伏特 C.赫兹 D.贝尔
12.华为手机行销世界各国,关于手机的说法中正确的是( )
A.手机发声时,话筒的膜片振动产生声音
B.会议中,将手机铃声调为振动是在传播过程中减弱噪声
C.我们可以看到手机屏幕上的来电显示的号码,因为光是沿直线传播的
D.在太空中的宇航员可以使用无线电设备交流,说明超声波可以在真空中传播
13.中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果,下列说法正确的是( )
A.智能机器人只能通过声音信号控制
B.北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C.无人机的垂直运动利用了力的作用是相互的
D.用5G手机上网是通过超声波传递信息
14.光纤通信巧妙地应用了光的反射原理,其传输信号的载体是 。
15.信鸽能从2000 km以外的地方准确地飞回“家中”,研究表明,原来信鸽是利用 (选填“地磁场”或“电磁波”)来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内壁多次 (选填“反射”或“折射”)而实现的。光纤利用激光传递信息,大幅提高了信息传输量,是因为激光具有较高的 (选填“速度”或“频率”)。
参考答案与解析
基础知识
1.【解答】解:A.汤姆生发现了电子,从而说明了原子是可以再分的,故A错误;
B.赫兹首次通过实验证明的了电磁波的存在,故B错误;
C.由于金属能屏蔽电磁波,所以密闭的金属盒可以屏蔽电磁波,故C正确;
D.光纤通信是利用光的反射传递信息的,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:A.输电线主要用于输送电能,故A错误;
B.天然气管道主要用于输送天然气,属于输送能量,故B错误;
C.光导纤维简称光纤,主要用来传送信息,故C正确;
D.暖气管道主要用于输送内能,故D错误。
故选:C。
3.【解答】解:光导纤维:是很细的玻璃丝。光在光纤里只发生全反射,光纤通信抗干扰能力强,信号衰减小,传递的信息量大,保密性好,通信质量高,故光纤的主要作用是通讯。
故选:B。
4.【解答】解:(1)移动通信主要是依靠无线网络通信技术,就是利用电磁波进行信息传输;
(2)光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射,将携带的信息传到远方。
故答案为:电磁波;反射。
5.【解答】解: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。
故答案为:反射。
重难点突破
6.【解答】解:(1)空气只能作为传播声音的介质,而不能作为北斗导航卫星与地球之间的通讯,故A错误;
(2)电磁波可以在真空中传播,因此北斗导航卫星与地球之间的通讯是利用电磁波传播的,故B正确;
(3)超声波和次声波属于声波,而声音不能在真空中传播,故CD错误。
故选:B。
7.【解答】解:导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的,电磁波能在真空中传播,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选:A。
8.【解答】卫星系统是利用卫星传递信号,而卫星在高空中是不能够传递声音的,故A.C均错误。根据红外线热效应比较强的特点制成热谱仪,红外线体温计、红外线夜视仪等,红外线还可以进行遥控,故D错误。导航卫星系统传递信息利用的是微波,即电磁波,故B是正确的。
故选:B。
9.【解答】解:光在光纤中的传播速度为3×108 m/s。根据t=可计算出,光传播900 km的距离所需要的时间为3×10﹣3 s,但因为光纤通信实际上是光在光导纤维内壁上多次反射形成的,而不是直线传播,因此实际传播的距离会大于900 km,所以所需的时间会大于3×10﹣3 s;
每个人发音的音色不同,我们可以根据音色分辨播音员的声音;
故答案为:大于;音色。
10.【解答】解:
光纤熔接机在对接光缆时,靠高压电弧放电,使光纤温度升高,将需要对接的两光纤断面熔化,同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根,然后再让光纤放热凝固,即完成对接。
故答案为:熔化;放热。
能力提升
11.【解答】解:
1876年,贝尔发明了电话,贝尔的电话由话筒和听筒两部分组成,爱迪生发明了电灯,伏特发明的伏特电池,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故D符合题意。
故选:D。
12.【解答】解:
A.手机声音是由听筒膜片的振动发出的,故A错误;
B.将手机调到振动,是在声源处减弱噪声的,故B错误;
C.光在同种均匀介质中沿直线传播,我们看到手机屏幕上的来电显示号码是光是沿直线传播的结果,故C正确;
D.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,在太空中的宇航员使用无线电设备交流,利用的是电磁波,故D错误。
故选:C。
13.【解答】解:
A.智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉,除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段,故A错误;
B.我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它传递信息是利用电磁波传递信息的,故B错误;
C.无人机的垂直运动时,无人机的扇叶对空气产生向下的推力作用,由于力的作用是相互的,空气对无人机产生反作用力,推动无人机向上运动,故C正确;
D.5G手机上网属于移动电话,所以它传递信息是通过电磁波来实现的,故D错误。
故选:C。
14.【解答】解:普通的光源包含了许多不同波长的(频率)的光,难以用它携带信息,所以光纤通信选择的是频率单一、方向高度集中的激光作为载体。而且现在的许多通信距离都长达数百或数千公里以上,因此在传导的过程中难免会因为光纤的纯度问题导致光信号的衰减,因此在发信端要求使用很大的功率,所以只能采用激光。
故答案为:激光。
15.【解答】解:(1)鸽子在飞行时是靠地磁场来导航的;
(2)光纤通信利用的就是全反射的道理,光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外;
(3)由于激光的频率很高,在光导纤维中利用激光传递信息,从而大幅提高了信息传输量。
故答案为:地磁场;反射;频率。
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