第二节 让信息“飞”起来
知能·提升训练
知能提升
1.下列家用电器中,应用电磁波工作的是( )
A.微波炉 B.电饭锅
C.吸尘器 D.空调
2.电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时,也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信设备,会对人体健康产生影响的是( )
3.某手机网络频率范围是1 920 MHz~1 935 MHz,下列说法正确的是( )
A.1 920 MHz的电磁波波长比1 935 MHz的短
B.1 920 MHz的电磁波不能在没有空气的月球上传播
C.1 920 MHz的电磁波在真空中传播的速度比1 935 MHz的慢
D.1 920 MHz和1 935 MHz的电磁波在真空中传播的速度相同
4.关于电磁波,下列说法错误的是( )
A.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
B.微波和无线电波都属于电磁波
C.电磁波和光波在真空中传播速度相同
D.电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场
5.雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,它可以向一定方向发射电磁波(电磁波在空气中的传播速度是3×108 m/s),当遇到障碍物时要发生反射,雷达在发射和接收反射回来的电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波,如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图所示,已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s,则被监视目标与雷达的距离最接近( )
A.4.5×104 m
B.6×104 m
C.9×104 m
D.1.2×105 m
6.关于声和电磁波的说法正确的是( )
A.人们根据音色辨别蝉鸣虫吟
B.街道上的噪声设备可以减弱噪声
C.水面舰艇是通过电磁波搜寻水下目标的
D.移动电话和电烙铁都是利用电磁波工作的
7.下列对手机上网的说法中,正确的是( )
A.使用电磁波传输数字信号
B.使用超声波传输数字信号
C.使用红外线传输数字信号
D.使用次声波传输数字信号
8.生活中,人们可以利用电视遥控器来实现对电视节目的选择,遥控器使用时发射的是( )
A.红外线 B.紫外线
C.超声波 D.次声波
9.下列技术应用中,不是利用电磁波工作的是( )
A.利用微波雷达跟踪飞行目标
B.利用北斗卫星导航系统进行定位和导航
C.用手机打电话
D.利用声呐系统探测海底深度
10.骑行共享单车前,需先用手机扫码将信息通过 传递到共享平台,共享平台再将解锁信息以 m/s的速度传递到该车,进行解锁。
11.如图所示,超市收银员只要将读码器对准商品上的条形码照射一下,商品有关信息就会通过 波传回读码器,读码器再将光信号转变为 信号,输送到电脑,商品信息即在电脑屏上显示。
12.如图所示,某同学打开收音机的开关,将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导线,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,会听到收音机发出“咔咔”声。这一现象说明 的电流能够产生 。某同学把手机放在真空罩中,给这个手机打电话,发现能收到信号但听不到手机的铃声,前者说明真空 ,后者说明真空 。
探究创新
13.1947年,第一台微波炉(如图)问世,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性”,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;但微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,且不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但能透过,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。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波能穿透食物,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物“煮”熟了。这就是微波炉加热的原理。
(1)通过短文的阅读,在微波炉中应选用下列哪种容器来加热饭菜( )
A.不锈钢盆
B.铁盆
C.玻璃盆
D.铜制盆
(2)微波在真空中的传播速度是 m/s;请你猜想,微波 (选填“具有”或“不具有”)能量。
(3)微波炉的外壳为什么用不锈钢等金属材料制成
第二节 让信息“飞”起来
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1.A A选项中微波炉是利用电流的磁效应,通过电磁波高频率的振动,使物体分子相互摩擦,内能增大,温度升高,从而加热物体,符合题意;B选项中电饭锅是利用电流的热效应,不符合题意;C选项中吸尘器是利用电流的磁效应,它的主要部件是电动机,电动机是利用了通电线圈在磁场中运动,不符合题意;D选项中空调是利用了物态变化的吸放热过程,不符合题意。
2.C 无论是摇柄电话、拨号电话还是按键电话,在工作时都是通过话筒把声音信号变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方。接听时,电流使听筒的膜片振动后,携带声音信息的电流变成了声音,在它们的工作过程中,没有利用电磁波来传递信息。而手机(移动电话)是由空间的电磁波来传递信号的,它的天线把电磁波发射到空中,同时又从空中捕获电磁波得到对方讲话的信息。长期使用移动电话,电磁波会对大脑及心脏等人体器官产生不良影响。
3.D 本题考查波速、波长和频率的关系。电磁波公式c=λf。电磁波在真空中传播的速度相同,都是c=3×108 m/s,在空气中略慢,近似等于在真空中的速度,由c=λf知,波长λ=,所以频率越大,波长越短,所以A、C项错误;电磁波的传播不需要介质,所以可以在真空中传播,故B错误。
4.A 麦克斯韦建立了电磁场理论,预言了电磁波的存在。赫兹用实验证实电磁波存在。依照波长的长短的不同,电磁波谱可大致分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线(伽马射线)。光波是一种电磁波,电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s。电磁波产生的条件:迅速变化的电流的周围会产生电磁波。
5.B 解答本题,要找准以下三个信息:(1)雷达是利用电磁波来工作的,电磁波在空气中的传播速度是v=3×108 m/s;(2)从题图中可以看出,雷达从发射到接收反射回来的电磁波所用时间为4个格,即为4×10-4 s,电磁波从雷达到监视目标的时间为t=2×10-4 s;(3)利用s=vt可求出距离。
6.A 本题考查声音特性、噪声、电磁波。人们辨别蝉鸣虫吟是根据声音的音色,A正确;噪声检测设备不能减弱噪声,只能显示噪声的大小,B错;水面舰艇搜寻水下目标是用声呐,声呐利用的是超声波,C错;移动电话利用电磁波,电烙铁利用电流的热效应,D错。
7.A
8.A 遥控器发射的是看不见的光,红光和紫光都是可见光。紫外线常用杀毒、验钞等等。红外线常用电视机遥控、夜视仪、热谱仪等等。
9.D 利用微波雷达可以跟踪飞行目标,微波属于电磁波,故A不符合题意;利用北斗卫星导航系统进行定位和导航是利用电磁波,故B不符合题意;手机可以发出电磁波,也可以接收电磁波,故C不符合题意;利用声呐系统探测海底深度,声呐发出的是超声波,故D符合题意。
10.解析 手机依靠电磁波来传递信息;电磁波的传播速度为3.0×108 m/s。故共享平台再将解锁信息以3×108 m/s的速度传递到该车。
答案 电磁波 3×108
11.解析 光是电磁波的一种,超市收银员只要将读码器对准商品上的条形码照射一下,利用白色条纹与黑色条纹对光反射或者吸收的不同,把产生的光信号转化成电信号传输到电脑中,从而识别商品的种类和价格。
答案 电磁 电
12.解析 收音机发出“咔咔”声,说明收音机收到了电磁波,这一电磁波是断续的电流产生的,声音的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质。
答案 断续 电磁波 能传播电磁波 不能传播声波
探究创新
13.解析 微波是电磁波,其传播速度为3×108 m/s;从文中可以知道,装食物的容器需用绝缘材料制成;微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。
答案 (1)C (2)3×108 具有 (3)微波炉的外壳用金属材料制造,金属材料可以把微波炉内辐射出来的微波反射回炉内,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。第三节 踏上信息高速公路
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1.下列关于光纤通信的说法正确的是( )
A.光纤通信的容量大是因为激光的频率单一
B.光纤通信的容量很大,是因为激光的速度快
C.光纤通信的容量很大,是因为激光的频率高
D.以上说法都不对
2.国际赛事都是通过地球同步通信卫星向全世界转播,这里的“同步”是指卫星( )
A.与赛程同步
B.与电视实况转播车同步
C.与地球自转同步
D.与运动员同步
3.下列关于网络通信的说法错误的是( )
A.计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件
B.网络通信是数字通信
C.计算机间的连接需要金属导线,不可以用光缆、通信卫星等手段
D.宽带网是指频率范围更宽,能传输更多信息的网络
4.下列关于信息的传递说法正确的是( )
A.车载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像信息,不能传播声音信息
5.下列说法错误的是( )
A.微波的波长一般在1 mm~1 m之间,频率在300 MHz~3×105 MHz之间,一条微波线路可以同时开通几万路电话
B.太阳光可以直接用于光纤通信
C.目前光纤通信已经成为我国长途通信的主要力量
D.目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件,世界上最大的计算机网络叫因特网
6.北斗卫星导航系统既可以发射也可以接收 (选填“超声波”或“电磁波”)。晚自习时,教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了,原因可能是该灯 (选填“短路”或“断路”)。
7.同步通信卫星是在离地面高度为3.6×107 m,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。
(1)同步通信卫星绕地球运行时 (选填“受”或“不受”)地球的引力,周期是 h。同步通信卫星相对于地面的建筑物是 的, 颗同步通信卫星基本可以实现全球通信。
(2)理论和实践表明,质量不同的同步通信卫星都以相同的速度在同步轨道上运行,若同步通信卫星上的天线脱落,天线 (选填“仍然”或“不会”)在同步轨道上运行。
(3)地面上的甲、乙两人用卫星电话通过同步通信卫星联系,从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要 s。
探究创新
8.小明的奶奶家在一个风景秀丽的小山村,暑假期间小明到奶奶家避暑,小明发现奶奶家的电视机跟自己家的一样,也能接收许多卫星频道节目,在山区是怎么收看到电视节目的呢 小明决心弄个明白。于是,小明在叔叔的带领下参观了当地的卫星电视接收及传输设施,初步弄清楚了其中的道理,图甲是小明绘制的一张卫星电视节目的接收传输流程图。
(1)卫星电视接收天线的“锅口”大致是朝上放置的,这样做的目的是接收来自 的电视信号。
(2)请你猜想:从机房到用户家里加装放大器有何作用
(3)小明发现:天线接收的信号都是通过图乙所示的电缆线传输到各家各户的,而不是用类似于家庭电路中的芯线平行的导线传输,请你大胆猜想使用图中的电缆线传输会有什么好处。
第三节 踏上信息高速公路
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1.C 光纤通信以电磁波为载体,频率越高,相同时间内传递的信息越多。
2.C 本题考查关于同步卫星的理解,在卫星通信系统中的同步卫星在赤道的上空,绕地球转动的周期和地球自转的周期一样,在地球上看总是在赤道上空某处静止不动,有利于控制微波传送方向,所以这里的“同步”是指与地球同步,故选C。
3.C 数字通信可以使传输的信号更准确、更逼真,传输的信息量也更大,所以网络通信采用数字通信。计算机间的连接需要金属导线、光缆、通信卫星、微波等多种手段,以便在很短的时间内传输更大的信息量。宽带网是指网络的频率范围更宽,因而传输量更大,传输的信息更多。
4.C 车载导航系统是利用电磁波进行定位和导航的,故A错误;电磁波可以在真空中传播,故B错误;要想实现全球通信,可以用通信卫星作微波通信的中继站,并在地球周围均匀地配置3颗地球同步通信卫星,故C正确;光纤通信既能传播图像信息,也能传播声音信息,故D错误。
5.B 太阳光中有多种不同波长(频率)的光,难以用它搭载许多信息,而光纤通信中用频率单一的激光搭载信息,所以太阳光不能用于光纤通信。
6.解析 卫星接收和发送信息要靠电磁波传递,北斗卫星导航系统也是利用电磁波来传递信息的;教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了,其他灯不受影响,由于是并联电路,故灯泡的故障是断路。
答案 电磁波 断路
7.解析 (1)由万有引力可知同步通信卫星绕地球运行时受地球的引力,地球的自转周期为24 h,同步通信卫星绕地球运行周期也是24 h,同步通信卫星相对于地面的建筑物的位置没有发生变化,故是静止的,在地球的周围均匀配置3颗同步通信卫星,就可以实现全球通信;
(2)同步通信卫星上的天线脱落,由于惯性天线仍然在同步轨道上运行;
(3)离地面高度为3.6×107 m,甲发出信号到他收到乙自动回复的信号,信号传播的距离是4×3.6×107 m=1.44×108 m,由v=可得v==0.48 s。
答案 (1)受 24 静止 3
(2)仍然
(3)0.48
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8.解析 不同电视台利用不同频率的电磁波传递信号,而由于电磁波几乎是沿直线传播的,所以接收从通信卫星反射来的电磁波时,接收器应当朝着通信卫星。通信卫星在赤道的上空,所以接收天线的“锅口”要朝上。
答案 (1)通信卫星
(2)将信号放大,使电视收看效果更好,图像更清晰。
(3)使电缆传输的信号保持得更稳定,信号衰减更小,抗干扰能力更强。第一节 感受信息
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1.以下几种做法,哪个不是向人们传递信息( )
A.体育比赛时发令员的枪声
B.利用信鸽送信
C.交警利用手势指挥交通
D.利用照相机拍照
2.“沃森先生,过来——我等你。”这是用电话传送的第一句话。说这句话的人是( )
A.莫尔斯
B.爱迪生
C.贝尔
D.马可尼
3.电话交换机的主要作用是( )
A.提高线路的利用率
B.提高通信的质量
C.加快通信的速度
D.减少线路的热损失
4.在某次地震救援过程中,救援人员使用的红外生命探测仪和音频生命探测仪( )
A.向幸存者发出多种信息
B.向幸存者发出不同信息
C.分别收集幸存者发出的多种生命信息
D.分别收集幸存者发出的某一种生命信息
5.关于电话,下列说法正确的是( )
A.话筒的作用是把声音直接传递给受话人的听筒
B.话筒的作用是把忽强忽弱的电流转化为声音
C.电话的听筒和话筒是并联的
D.听筒能够把电能转化为机械能
6.下列信息的记录方式中,所记录的信息量最大的是( )
A.绳结
B.书籍
C.计算机硬盘
D.光盘
7.电话中的话筒和听筒的作用是( )
A.话筒、听筒都是把声音变成电信号
B.话筒、听筒都是把电信号变成声音
C.话筒把声音变成电信号,听筒把电信号变成声音
D.话筒把电信号变成声音,听筒把声音变成电信号
8.如图甲、乙,分别演示的是电话的话筒和听筒的工作过程,下面有关这两幅图的说明中正确的是( )
A.甲图表现的是电话的听筒,它是利用电磁感应原理来工作的
B.甲图表现的是电话的话筒,它工作时将电能转化为机械能
C.乙图表现的是电话的听筒,它是利用磁场对电流的作用来工作的
D.乙图表现的是电话的话筒,它工作时将机械能转化为电能
9.“嫦娥三号”发出信号的时刻用莫尔斯电码表示,其代码为“· — — — —;— — — ··;— — — — —;— — — — —;·— — — —;— — — — ·”。莫尔斯电码与数字的关系如表所示,“嫦娥三号”发出信号的时刻为 ,此时它距控制中心 km。(电磁波的传播速度为3×108 m/s)
数字 莫尔斯电码 数字 莫尔斯电码
0 — — — — — 5 ·····
1 ·— — — — 6 —····
2 ··— — — 7 — — ···
3 ···— — 8 — — — ··
4 ···· — 9 — — — — ·
10.你能根据下述信息,说出信息所提供的意义吗
(1)汽车行驶时后左灯闪烁,其信息是 ;
(2)电话铃突然响起,其信息是 ;
(3)交通信号灯红灯亮,其信息是 。
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11.数字通信是一种既现代又古老的通信方式。现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可以表达一句话。例如:
开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开
表示数字 0 1 0、1 0、0 1、0
中文意义 我 他 和 同学 是
那么,“我和他是同学”的数字信号为“0,01,1,10,00”,请照此代码用另一组信号表达你想说的一句话: 。
12.小红在学习本节内容时,从电话的构造图中看到听筒中有一块永久磁体,她想知道家中的电话机听筒中是否真有一块永久磁体,小红怕弄坏电话机而不想打开电话机听筒的外壳,请你帮她想个办法,在不打开听筒外壳的前提下,判断听筒中是否真有一块永磁体。
第一节 感受信息
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1.D 发令员的枪声是向运动员传递起跑的信息;信鸽送信也是传递信息;交警利用手势指挥交通是向司机传递交通信息;利用照相机拍照是记录信息。
2.C
3.A 电话交换机就是为了减少电话线数量而发明的,它提高了线路的利用率。
4.C 红外生命探测仪可以收集到人体发出的红外线,从而探测出生命的存在;音频生命探测仪可以探测到由于心跳、呼吸等引起的振动,从而探测到生命是否存在。
5.D 话筒的作用是把声音引起的振动转化为电路中按声音强弱而变化的电流;听筒能够把从对方话筒里传递过来的变化的电流转化为振动,使电能转化为机械能。
6.C 绳结是原始人类记录信息的一种方式;书籍的出现使信息的记录和传播发展很快,传播信息量也很大,但比起计算机硬盘要小很多,而光盘记录的信息也比硬盘小很多。
7.C 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,再通过听筒中的电磁铁,把强弱变化的电流信号变成声音信号,即将电流还原成声音。
8.D 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。甲图通电后有磁性,吸引膜片振动产生声音,这是听筒的工作原理,A、B错误;乙图振动后产生变化的电流,这是电磁感应现象,是话筒的工作原理,C错误,D正确。
9.解析 (1)根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出“嫦娥三号”发出信号的时刻是18时00分19秒;(2)信号从发出到接收到用的时间是18时00分20秒-18时00分19秒=1秒。
由v=可得,“嫦娥三号”距离控制中心的距离s=vt=3×108 m/s×1 s=3×108 m=3×105 km。
答案 18时00分19秒 3×105
10.答案 (1)汽车要向左转弯,请注意
(2)有电话打进来了
(3)危险,禁止通行
探究创新
11.答案 举例:1,01,0,10,00 即:他和我是同学
12.解析 这是一道解决问题的题目,根据永久磁体具有磁性这一特点,找一根小钢棒或小铁棒去靠近听筒,根据产生的现象,即可确定有无永磁体。注意:实验时,电话不能处于使用状态,因为电话中还有线圈,有电流时产生的磁场也会影响实验效果。
答案 用一根小钢钉或一根小铁针去靠近听筒,如果发现吸引现象,说明听筒里有永磁体,否则就没有。
