13.4《现代通信技术及发展前景》
一、单选题
1．下面是敏敏同学“物理学习笔记”中的摘录，下列说法中正确的是（ ）
A．手机之间通话是利用光纤传送的
B．地磁场的北极在地理南极附近
C．核电站是利用核聚变原理来发电的
D．能量是守恒的，不存在能源危机
2．下列关于电磁波和信息技术说法不正确的是（ ）
A．5G 手机主要利用电磁波进行通信
B．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息
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
3．关于信息的传递，下列说法错误的是（ ）
A．数字信号比模拟信号抗干扰能力强
B．5G 网络通信主要是利用电磁波传递信息的
C．北斗卫星定位系统不能提供全天候即时定位服务
D．电磁波不仅能传递声音信号，且可以传递图像信号
4．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．超导材料可以用来制作家庭电路中的保险丝
B．光纤通信利用光的折射原理对激光进行传输
C．北斗卫星导航系统用电磁波来传递信息
D．核能和太阳能均是可再生能源
5．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．光在光导纤维中靠多次折射传递信息
B．绿色植物是利用光能转化为热能来提供养分的
C．LED 灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
D．电视遥控器是用红外线来遥控电视机的，红外线属于电磁波
6．如图所示为我国自行研制的“北斗一号系统”示意图，该系统已具有国内全天候导航、定位及通讯服务等
功能．该系统在传递信息过程中主要依靠
A．次声波
B．超声波
C．电磁波
D．光导纤维
7．下列说法正确的是（ ）
A．不同形式的能量可以相互转化，能量的转化不具有方向性
B．当前核电站是利用核聚变发电
C．太阳能电池是把太阳能转化为机械能
D．卫星通信利用电磁波传递信息
8．从古至今，人类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的是（ ）
A．手机既能发射电磁波，又能接收电磁波
B．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
C．电磁波在真空中的传播速度是 340m/s
D．光纤通信是利用光在光与纤维中进行多次反射来传递信息的
9．下列关于能源与可持续发展及信息传递的叙述中正确的是
A．石油是可再生能源
B．娄底广播电台发射的电磁波是靠电流的迅速变化产生的
C．北斗 3 号卫星定位系统传递信息利用的是超声波
D．太阳内部每时每刻都在发生着核裂变释放巨大的核能
10．下列关于材料、信息和能源的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核裂变释放能量发电 B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C．太阳能和核能都是可再生能源 D．制作手机芯片的主要材料是超导体
二、多选题
11．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的风能、水能、生物质能实际上都来自太阳能，但核能不是来自太阳能
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波在同一区域内传播速度不相同
D．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
12．如图所示，中国智能化汽车展现了“中国智造”的科技风采。关于这辆智能汽车，下列说法正确的是
（ ）
A．汽车左右转向灯是串联连接的
B．车载“北斗”导航系统利用的是电磁波
C．汽车轮胎表面刻有花纹是为了减小摩擦
D．汽车发动机的做功冲程为汽车提供动力
13．关于材料、能源及通信技术的应用，下列说法中正确的是（ ）
A．核能和太阳能都属于可再生能源
B．倒车雷达是利用超声波来判断障碍物的距离的
C．光纤是通过光的折射原理进行信息传递的
D．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
14．2018 年 3 月 2 日，据全国政协委员、中国航天科技集团科技委主任包为民介绍，中国将部署全球卫星
互联网系统，逾 300 颗卫星组成，下列说法正确的是
A．地面和卫星之间用超声波联系
B．Wi-Fi 无线上网是利用电磁波传输信号
C．卫星的太阳能电池板工作时，把光能转化为电能
D．未来可能制造出不消耗能量却能不断为人类提供信息服务的卫星
15．我国航天技术已达到世界领先水平。如图甲所示，是 2021 年 3 月 31 日我国长征四号丙运载火箭携带
卫星发射升空的场景；如图乙所示，中国航天员在太空舱内为地球上的同学们演示旋转的陀螺。下列分析
正确的是（ ）
A．为了使火箭本身更轻便，火箭外壳要采用密度小的材料
B．火箭加速升空过程中，所携带的卫星的动能转化为重力势能
C．这个陀螺从地球到太空质量不变
D．航天员在太空舱内依靠超声波与地面交流
第 II 卷（非选择题）
请点击修改第 II卷的文字说明
三、填空题
16．人们在日常生活中常用手机玩微信时拍摄的图片可以通过 来传递给好友．光纤通信时利用了激光
在纤维中经过多次 从一端传到另一端的．
17．济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场
景，水中的倒影成像原理是 ，诗人李白曾写过“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”的美妙诗句，其
中闻到酒的“香”味这是酒分子的 现象。通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，
其中光纤通讯具有传输容量大、抗干扰能力强等优点被广泛应用，它是利用激光运载着信号在光纤中不断
发生 来实现信息传输的。
18．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．光波 (选填“属于”或“不属于”)电磁
波，光波在光导纤维中传输时遵循光的 定律．
19．如图所示是无人驾驶四轮汽车在一段平直的高速公路上测试汽车性能。1.5h 行驶 108km，在匀速行驶
过程中受到的阻力等于车重的 0.02 倍，每个轮胎与地面的接触面积为 0.05m2，汽车质量为 2t。（g 取
10N/kg）
（1）无人驾驶汽车在路上行驶是利用 与中国北斗卫星导航系统传递信息的。汽车在高速公路上行驶
时，对地面的压力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）汽车的重力；
（2）该过程中，无人驾驶汽车行驶的速度是多少 ？
（3）无人驾驶汽车静止时对地面的压强是多少 ？
四、计算题
20．卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成．同步卫
星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一，因此，在赤道上空同平面轨道上等间隔放置
三颗同步卫星，就能实现全球范围的通信．目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的，
三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空．
（1）已知地球半径为 6.4×103km，要实现全球卫星通信，卫星在轨理论高度（距地面高度）至少多远？
（2）卫星传输的主要缺点是传输时延大．甲乙两人打接越洋电话，已知他们两地基站共用的是一颗在轨
高度约 3.6×104km 的通信卫星，且两地距卫星均为 4.5×104km，求打接一次电话时延多少 s？
五、科普阅读题
21．阅读短文，回答问题。
神奇的激光激光是 20 世纪的重大发明，被称为“最快的刀”和“最奇异的光”。
激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。工地上，激光刀可切割坚
硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手，用它做手
术没有丝毫机械撞击，而且又快又精准，大大减轻了病人的痛苦，如血管瘤、脑部手术等。
激光单色性好、方向性强、测距精度高，使得测量人造卫星、月球等远目标的距离变成现实。宇航员在月
球上安放激光反射器。激光器从地球向月球发射一个激光脉冲信号，月球上的反射器能够将激光脉冲原路
返回，激光脉冲从发出到接收时间间隔为 2.56s。
激光也被作为电影素材，在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能释放出一道长约 1m 的纯能量
束，战斗时悄无声息。
（1）激光刀在切割坚硬或柔软的材料时，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好，是因为激光具有
超强的 ；
（2）光在真空中的传播速度是3 108 m / s ，则月球与地球之间的距离为 km；
（3）如果《星球大战》中的激光剑刺向你，你可以利用 把激光挡回去，那么拿剑者将会搬起石
头砸自己的脚。13.4《现代通信技术及发展前景》
一、单选题
1．下面是敏敏同学“物理学习笔记”中的摘录，下列说法中正确的是（ ）
A．手机之间通话是利用光纤传送的
B．地磁场的北极在地理南极附近
C．核电站是利用核聚变原理来发电的
D．能量是守恒的，不存在能源危机
【答案】B
【详解】A．手机之间通话是利用电磁波传送的，故 A 错误；
B．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，故 B 正确；
C．核电站是利用核裂变原理来发电的，故 C 错误；
D．能量是守恒的，但目前人类用的最多的能源主要是是化石能源，是不可再生的，所以存在能源危机，
故 D 错误。
故选 B。
2．下列关于电磁波和信息技术说法不正确的是（ ）
A．5G 手机主要利用电磁波进行通信
B．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息
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
【答案】D
【详解】A．5G 手机主要利用发射及接收电磁波来传递信息的，故 A 正确，不符合题意；
B．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这
样就把它携带的信息传到远方，故 B 正确，不符合题意；
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，不符合题意；
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，符合题意。
故选 D。
3．关于信息的传递，下列说法错误的是（ ）
A．数字信号比模拟信号抗干扰能力强
B．5G 网络通信主要是利用电磁波传递信息的
C．北斗卫星定位系统不能提供全天候即时定位服务
D．电磁波不仅能传递声音信号，且可以传递图像信号
【答案】C
【详解】A．通信的信号有两种，即数字信号和数字信号，数字信号比模拟信号抗干扰能力强，故 A 正
确，不符合题意；
B．电磁波可以传递信息，5G 网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故 B 正确，不符合题意；
C．我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务，该系统利用电磁波传递信
息，故 C 错误，符合题意；
D．电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以能传递图象信号，故 D 正确，不符合题意。
故选 C。
4．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．超导材料可以用来制作家庭电路中的保险丝
B．光纤通信利用光的折射原理对激光进行传输
C．北斗卫星导航系统用电磁波来传递信息
D．核能和太阳能均是可再生能源
【答案】C
【详解】A．保险丝要用电阻较大、熔点较低的材料制成，超导材料没有电阻，不可用来制作保险丝，故
A 错误；
B．光纤通信利用光的反射原理对激光进行传输，不是折射，故 B 错误；
C．各类卫星都是通过电磁波来传递信息的，北斗也不例外，故 C 正确；
D．核燃料用一些少一些，不会在短时间内得到补充，核能不是不可再生能源，故 D 错误。
故选 C。
5．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．光在光导纤维中靠多次折射传递信息
B．绿色植物是利用光能转化为热能来提供养分的
C．LED 灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
D．电视遥控器是用红外线来遥控电视机的，红外线属于电磁波
【答案】D
【详解】A．光纤通信是利用激光在光导纤维中反射来传递信息的，故 A 错误；
B．绿色植物是利用太阳能将二氧化碳与水转化为氧气来为自身的生长提供养分的，故 B 错误；
C．发光二极管由半导体材料制成，并不是由超导体材料制备而成的，故 C 错误；
D．红外线可以做遥控器，遥控器发出红外线，电视机接收红外线，实现无线控制，红外线是光波，属于
电磁波，故 D 正确；
故选 D。
6．如图所示为我国自行研制的“北斗一号系统”示意图，该系统已具有国内全天候导航、定位及通讯服务等
功能．该系统在传递信息过程中主要依靠
A．次声波
B．超声波
C．电磁波
D．光导纤维
【答案】C
【详解】试题分析：用卫星进行导航、定位，传递信息的波需要通过真空，声波不能在真空中传播，只有
电磁波可以，所以选择 C．
考点：声波 电磁波
7．下列说法正确的是（ ）
A．不同形式的能量可以相互转化，能量的转化不具有方向性
B．当前核电站是利用核聚变发电
C．太阳能电池是把太阳能转化为机械能
D．卫星通信利用电磁波传递信息
【答案】D
【详解】A．不同形式的能量在一定条件下可以相互转化，能量的转化和转移是有方向性的，故 A 错误；
B．当前核电站是利用可控的链式反应来发电的，是利用核裂变产生的核能，故 B 错误；
C．太阳能电池是把太阳能转化为电能，故 C 错误；
D．太空是一个真空环境，卫星通信利用电磁波传递信息，故 D 正确。
故选 D。
8．从古至今，人类活动离不开对信息的收集、传递和使用。下列说法错误的是（ ）
A．手机既能发射电磁波，又能接收电磁波
B．“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的
C．电磁波在真空中的传播速度是 340m/s
D．光纤通信是利用光在光与纤维中进行多次反射来传递信息的
【答案】C
【详解】A．手机既能发射电磁波，把信息传递出去；又能接收电磁波，把信息传回来，故 A 正确，不符
合题意；
B．电磁波能在真空中传播，“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的，故 B 正确，不符合题意；
C．电磁波在真空中的传播速度是3 108 m/s，故 C 错误，符合题意；
D．光纤通信是利用光在光与纤维中进行多次全反射来传递信息的，光在光纤维中传播时只发生反射，不
发生折射，避免能量衰减，故 D 正确，不符合题意。
故选 C。
9．下列关于能源与可持续发展及信息传递的叙述中正确的是
A．石油是可再生能源
B．娄底广播电台发射的电磁波是靠电流的迅速变化产生的
C．北斗 3 号卫星定位系统传递信息利用的是超声波
D．太阳内部每时每刻都在发生着核裂变释放巨大的核能
【答案】B
【详解】A、石油是化石能源，短时间没法从自然界得到补充，是不可再生能源，故 A 错误；
B、迅速变化的电流可以产生电磁波，故 B 正确；
C、卫星通信是用微波进行通信的，微波是电磁波，故 C 错误；
D、太阳的内部不断有氢核聚变成氦核，发生的是核聚变反应；故 D 错误．
10．下列关于材料、信息和能源的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核裂变释放能量发电 B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C．太阳能和核能都是可再生能源 D．制作手机芯片的主要材料是超导体
【答案】A
【详解】A．利用核能的方式有两种：核裂变、核聚变。目前核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发
电的，故 A 正确；
B．光纤通信利用光在光导纤维中反射传递信息，故 B 错误；
C．太阳能、风能等是可再生资源，但核能是不可再生能源，故 C 错误；
D．制作手机芯片主要是利用半导体，故 D 错误。
故选 A。
二、多选题
11．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的风能、水能、生物质能实际上都来自太阳能，但核能不是来自太阳能
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波在同一区域内传播速度不相同
D．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
【答案】AD
【详解】A．风产生的原因是不同地区的大气受到太阳照射后温度不同，由于压力和密度的差别造成的空
气流动；水能是因为太阳光照射海洋，蒸发海水，然后以降水的形式降落到地势较高的地方，再会聚成为
河流，由高向低流向大海形成的水能；生物能则是由于植物吸收阳光的能量，将二氧化碳和水转化成有机
物质，变成化学能储存下来；核能不是来自太阳能，利用原子核的裂变的链式反应产生的能量，故 A 正
确；
B．光纤通信是利用光的全反射原理来传递信息的，故 B 错误；
C．电磁波在空中传播的速度是相同的，因此中央电视台与武汉电视台发射的电磁波在同一区域内传播速
度相同，故 C 错误；
D．卫星通信就是利用与地球相对静止的地球同步通信卫星做中继站来传递信息的，故 D 正确。
故选 AD。
12．如图所示，中国智能化汽车展现了“中国智造”的科技风采。关于这辆智能汽车，下列说法正确的是
（ ）
A．汽车左右转向灯是串联连接的
B．车载“北斗”导航系统利用的是电磁波
C．汽车轮胎表面刻有花纹是为了减小摩擦
D．汽车发动机的做功冲程为汽车提供动力
【答案】BD
【详解】A．汽车左右转向灯能独立工作时，互不影响，所以是并联的，故 A 错误；
B．车载北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故 B 正确；
C．汽车轮胎表面刻有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故 B 错误；
D．发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能，为汽车提
供动力，故 D 正确。
故选 BD。
13．关于材料、能源及通信技术的应用，下列说法中正确的是（ ）
A．核能和太阳能都属于可再生能源
B．倒车雷达是利用超声波来判断障碍物的距离的
C．光纤是通过光的折射原理进行信息传递的
D．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】BD
【详解】A．核能不属于可再生能源，太阳能是可再生能源。故 A 错误；
B．倒车雷达是通过发射超声波，再接收超声波，利用回声定位的原理来判断障碍物的距离，故 B 正确；
C．光纤是通过光的反射原理进行信息传递的，故 C 错误；
D．如果用超导材料作为输电线，超导线电阻为零，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体
的零电阻可以实现远距离输电，故 D 正确。
故选 BD。
14．2018 年 3 月 2 日，据全国政协委员、中国航天科技集团科技委主任包为民介绍，中国将部署全球卫星
互联网系统，逾 300 颗卫星组成，下列说法正确的是
A．地面和卫星之间用超声波联系
B．Wi-Fi 无线上网是利用电磁波传输信号
C．卫星的太阳能电池板工作时，把光能转化为电能
D．未来可能制造出不消耗能量却能不断为人类提供信息服务的卫星
【答案】BC
【分析】由于声音不能在真空中传播，地面和卫星之间用电磁波传递信号．自然界中存在不同形式的能
量，各种不同的能量可以相互转化，同种能量也可在不同物体间进行转移，能量在转化和转移的过程中，
能量的总量保持不变．
【详解】A 地面和卫星之间用电磁波进行信息传递，故 A 错误；
B Wi-Fi 无线上网是利用电磁波传输信号，故 B 项正确；
C 卫星的太阳能电池板工作时,把光能转化为电能故 C 正确；
D 能量不可能凭空产生或消失，故不可能制造出不消耗能量却能不断对外做功的机器，故 D 错误．故选
BC．
15．我国航天技术已达到世界领先水平。如图甲所示，是 2021 年 3 月 31 日我国长征四号丙运载火箭携带
卫星发射升空的场景；如图乙所示，中国航天员在太空舱内为地球上的同学们演示旋转的陀螺。下列分析
正确的是（ ）
A．为了使火箭本身更轻便，火箭外壳要采用密度小的材料
B．火箭加速升空过程中，所携带的卫星的动能转化为重力势能
C．这个陀螺从地球到太空质量不变
D．航天员在太空舱内依靠超声波与地面交流
【答案】AC
【详解】A．火箭体的质量是由材料的密度和火箭体的体积确定，在体积一定的情况下，密度越小则质量
越小，故 A 正确；
B．火箭加速升空的过程中，燃料燃烧提供的能量使其动能和重力势能都增加，并不是动能向势能的转
化，故 B 错误；
C．陀螺在太空和地球上所含物质的多少没变，则质量不变，故 C 正确；
D．太空没有空气，不能传播声音，但能传播电磁波，所以航天员在太空舱内依靠电磁波与地面交流，故
D 错误。
故选 AC。
第 II 卷（非选择题）
请点击修改第 II卷的文字说明
三、填空题
16．人们在日常生活中常用手机玩微信时拍摄的图片可以通过 来传递给好友．光纤通信时利用了激光
在纤维中经过多次 从一端传到另一端的．
【答案】 电磁波 反射
【详解】手机是利用电磁波传递信息的；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．
点睛：移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的；光纤很细，有内外两层，由于内外层的折射本领
不同，所以光在光纤中通过时，就不会跑到外层了．
17．济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场
景，水中的倒影成像原理是 ，诗人李白曾写过“兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光”的美妙诗句，其
中闻到酒的“香”味这是酒分子的 现象。通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，
其中光纤通讯具有传输容量大、抗干扰能力强等优点被广泛应用，它是利用激光运载着信号在光纤中不断
发生 来实现信息传输的。
【答案】 光的反射 扩散 反射
【详解】[1]平静的水面可视为平面镜，水中的倒影成像原理是光的反射。
[2]其中闻到酒的“香”味是因为有酒香的“分子”飘到我们鼻子里，这是酒分子的无规则运动产生的扩散现
象。
[3]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。
18．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．光波 (选填“属于”或“不属于”)电磁
波，光波在光导纤维中传输时遵循光的 定律．
【答案】 属于 反射
【详解】光波属于电磁波；光波在光导纤维中传输时遵循光的反射定律．
19．如图所示是无人驾驶四轮汽车在一段平直的高速公路上测试汽车性能。1.5h 行驶 108km，在匀速行驶
过程中受到的阻力等于车重的 0.02 倍，每个轮胎与地面的接触面积为 0.05m2，汽车质量为 2t。（g 取
10N/kg）
（1）无人驾驶汽车在路上行驶是利用 与中国北斗卫星导航系统传递信息的。汽车在高速公路上行驶
时，对地面的压力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）汽车的重力；
（2）该过程中，无人驾驶汽车行驶的速度是多少 ？
（3）无人驾驶汽车静止时对地面的压强是多少 ？
【答案】 电磁波 小于 72km / h 1 105 Pa
【详解】（1）[1]无人驾驶汽车在路上行驶时利用电磁波与中国北斗卫星导航系统传递信息，进行精准定
位。
[2]汽车在高速公路上行驶时，因为汽车上凸下平的的流线型外形会使汽车行驶时产生向上的升力，对地面
的压力小于汽车的重力。
（2）[3]该过程中，无人驾驶汽车行驶的速度是
v s 108km= = = 72km / h
t 1.5h
（3）[4]无人汽车对地面的压力为
F = G = mg = 2 103 kg 10N / kg = 2 104 N
四个轮胎对地面的受力面积为
S = 4 0.05m2 = 0.2m2
无人驾驶汽车静止时对地面的压强是
p F 2 10
4 N
= = 2 =1 10
5 Pa
S 0.2m
四、计算题
20．卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成．同步卫
星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分之一，因此，在赤道上空同平面轨道上等间隔放置
三颗同步卫星，就能实现全球范围的通信．目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的，
三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空．
（1）已知地球半径为 6.4×103km，要实现全球卫星通信，卫星在轨理论高度（距地面高度）至少多远？
（2）卫星传输的主要缺点是传输时延大．甲乙两人打接越洋电话，已知他们两地基站共用的是一颗在轨
高度约 3.6×104km 的通信卫星，且两地距卫星均为 4.5×104km，求打接一次电话时延多少 s？
【答案】（1）6.4×103km（2）0.6
【详解】（1）．∵三颗卫星覆盖整个地球，同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表面总面积的三分
之一，
∴∠DOB＝120°，
∴∠AOB＝60°，
∵△ABO 是直角三角形，
∴∠OAB＝30°，
∴OA＝2OB＝2R，
∴AC＝OA﹣OC＝2R﹣R＝R＝6.4×103km．
（2）．打接一次电话的路程：
s＝4×4.5×104km＝1.8×105km．
s
∵v＝ ，
t
s
t 1.8 10
5 km
∴ ＝ ＝ ＝0.6s．
v 3 105 km / s
答：（1）．卫星在轨理论高度至少 6.4×103km．
（2）．打接一次电话时延多少 0.6s．
五、科普阅读题
21．阅读短文，回答问题。
神奇的激光激光是 20 世纪的重大发明，被称为“最快的刀”和“最奇异的光”。
激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。工地上，激光刀可切割坚
硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手，用它做手
术没有丝毫机械撞击，而且又快又精准，大大减轻了病人的痛苦，如血管瘤、脑部手术等。
激光单色性好、方向性强、测距精度高，使得测量人造卫星、月球等远目标的距离变成现实。宇航员在月
球上安放激光反射器。激光器从地球向月球发射一个激光脉冲信号，月球上的反射器能够将激光脉冲原路
返回，激光脉冲从发出到接收时间间隔为 2.56s。
激光也被作为电影素材，在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能释放出一道长约 1m 的纯能量
束，战斗时悄无声息。
（1）激光刀在切割坚硬或柔软的材料时，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好，是因为激光具有
超强的 ；
（2）光在真空中的传播速度是3 108 m / s ，则月球与地球之间的距离为 km；
（3）如果《星球大战》中的激光剑刺向你，你可以利用 把激光挡回去，那么拿剑者将会搬起石
头砸自己的脚。
【答案】 能量密度 3.84 105 平面镜
【详解】（1）[1]激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温，激光刀可
切割坚硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。
（2）[2]激先是一种颜色单纯的光，根据速度公式， 2.56s激光通过的路程为
s = vt = 3 108 m / s 2.56s = 7.68 108 m = 7.68 105 km
月球与地球之间的距离为
s 1 s 1= = 7.68 105 km = 3.84 105 km
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（3）[3]平面镜可改变光的传播方向，利用平面镜把激光挡回去。
