21.4越来越宽的信息之路课时作业（含解析） 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

21.4 越来越宽的信息之路
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.通过微波传送的是( )
A. 超远程通信 B. 无线电广播 C. 电报 D. 电视和宇航通信
2.对于微波通信，下列说法正确的是( )
A. 微波的频率比中、短波的低，因此它的波长更长一些，可以传递更多的信息
B. 微波大致沿直线传播，而地球又是一个球体，其表面是一个球面，因而距发射台较远的地方必须有相当高的天线才能接收到微波信号，而且信号也比较弱，因此，每隔50km左右就要建立一个微波中继站
C. 月球是地球的卫星，可以在月球上建立中继站，实现微波通信
D. 在陆地上必须建造中继站，而在水面上可以不建造中继站
3.北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的卫星导航系统，始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的发展理念，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。卫星导航在传递信息过程中主要依靠的是( )
A. 超声波 B. 次声波 C. 电磁波 D. 光导纤维
4.历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤维通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤维通信传输信息的载体是( )
A. 微波 B. 光波 C. 无线电波 D. 超声波
5.光纤通信前景广阔，下列关于光纤通信的说法正确的是( )
A. 光纤通信中所使用的光不是激光
B. 光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
C. 光纤通信不需要任何传导介质
D. 因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维
6.下列说法中不正确的是( )
A. 微波大致沿直线传播，因此微波通信要建很多中继站才能把信息传递到远方
B. 卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
C. 光纤通信容量大，不受电磁干扰，保密性好，通信质量高，但传输距离短
D. 利用因特网可实现资源共享和信息传递，还可进行远程教育、远程医疗等
7.下列关于通信的说法正确的是( )
A. 微波信号传递的距离远，不需要中继站
B. 最少4颗同步通信卫星就可覆盖全部地球表面，实现全球通信
C. 使用光纤通信，因为光的频率很低，在一定时间内可以传输大量信息
D. 使用手机时，可能也同时使用了微波通信
8.2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通讯实验．这次实验突破了海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题．下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是( )
A. 通过声波传递数据 B. 通过电磁波传递数据
C. 通过光纤传递数据 D. 数据传输有较长时间的延迟
9.下列说法正确的是( )
A. 通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信
B. 没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C. 光信号在光导纤维中的传播速度是
D. 通过调频95MHz日照新闻广播频道能听到频率为95MHz的声音
10.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
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
11.北斗卫星导航系统是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中
( )
A. 各部分间利用超声波进行信息传递 B. 太阳能帆板是卫星的主要电源之一
C. 静止轨道卫星相对于地球是静止的 D. 导航定位信号的传播速度等于光速
三、填空题：本大题共6小题，共12分。
12.微波通信
微波：微波是波长在之间的电磁波
微波的特点
①频率高：相同时间内传递的信息更多，一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话；
②大致沿_____________传播：不能沿地球绕射，每隔50km左右就要建设一个微波__________站。
13.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“___”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现_______。
14.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_______，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__，不受外界条件的___，传播距离_，容量__。
15.世界上凡是计算机集中的地方，例如：企业、机关、学校等等．大都已经把自己的计算机连在一起了。这些网络又互相连接，成为世界上最大的计算机网络，叫做_______，这样便可以做到_______的共享。
16.把计算机联在一起，可以进行_______通信，目前这种通信使用最频繁的形式是__________，物理老师上网冲浪用的电子邮箱是，这表示这个电子邮箱属于___________，邮箱的服务器域名叫_______.
17.光纤通信是利用_______选填“太阳光”或“激光”在光纤内的______选填“直线传播”、“反射”或“折射”来传递信息的；如下图所示，光从光纤一端射入，从另一端射出．请你将图中未完成的光路部分补充完整．
四、计算题：本大题共1小题，共8分。
18.如图所示，电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他区域，这样就实现了卫星转播。在调试的过程中，电视台本身也需要接收卫星上传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较，这时发现卫星传来的画面上，人物动作变化总比电缆传来的画面发生慢一些。
解释产生这种时间延误的原因；
已知通信卫星的高度大约是36000 km，无线电波的传播速度和光速相同。请你根据这些数据，估算一下画面延迟的时间。
五、综合题：本大题共2小题，共20分。
19.阅读短文，回答问题。
全反射
如图甲所示，当光线从一种介质如水射向另一种介质如空气时，一部分光进入介质2，称为折射光，另一部分光反射回介质1，称为反射光。如图乙所示，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此时折射光消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射现象，刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。

相对于空气而言，水是光密介质，空气是光疏介质；水相对于玻璃而言，水就是光疏介质。只有当光由光密介质斜射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。
光纤通信就是利用光的全反射原理，如图丙所示，光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质，光从内芯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。
由全反射的条件可知，当光从空气斜射到水中时_____选填“会”或“不会”发生全反射现象；
若光由水进入空气的临界角是，则入射光以的入射角从中水射向空气时_____选填“会”或“不会”发生全反射现象；
光导纤维的外套相对于内芯介质来说是_____选填“光疏介质”或“光密介质”。
20.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50 km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，可使地球上除两极外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：
用微波传递信息时，必须每隔50 km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50 km
③微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
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。
已知三颗通信卫星距地面的高度都是，任意两颗卫星之间的距离都是。则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是_________s。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、超远程通信用的是短波；
B、无线电广播是多波段，短波、中波、长波都有；
C、电报一般是短波和长波比较多；
D、电视和宇航通信是微波。
故选：D。
微波也是电磁波，微波的用途：微波炉，电视、宇航通信等等。
本题考查了微波的应用，属于基础知识的考查，比较简单。
2.【答案】B
【解析】微波的频率比中、短波的高，因此它的波长更短一些，可以传递更多的信息，故 A 错误；
微波大致沿直线传播，而地球又是一个球体，其表面是一个球面，因而距发射台较远的地方必须有相当高的天线才能接收到微波信号，而且信号也比较弱，因此，每隔50 km 左右就要建立一个微波中继站， B 正确；
月球虽是地球的卫星，但距离地球较远，不适合在月球上建立中继站进行微波通信，故 c 错误；
在陆地上必须建造中继站，在水面上也与陆地一样，也是曲面，所以要进行微波通信也必须建立中继站，故 D 错误；
故选
3.【答案】C
【解析】卫星导航在传递信息过程中依靠的是电磁波来传递信息。
故选C。
4.【答案】B
【解析】解：光纤通信传输的信息的载体是光波，因为光波可以携带大量的信息。
故答案为：B。
光是从光纤维一段射入，在内壁进行多次反射，从另一端射出，这样把它携带的信息传递到远方。
本题考查对光纤通信的了解，属于基础性的题目。
5.【答案】B
【解析】光纤通信利用的是激光，通信时需要光导纤维作为传导介质，光导纤维是很细很细的玻璃丝；光纤通信传递信息的容量比短波、微波高出百万倍、千万倍。故ACD错误，B正确。
故选B。
6.【答案】C
【解析】A、地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去，故A说法正确．
B、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，故B说法正确．
C、光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少使，激光通信能传播很远，并且能提高通信质量．等优点，故C说法不正确；
D、人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等，故D说法正确．故选C
7.【答案】D
【解析】A.微波通信的缺点：每隔50km需要中继站卫星可解决此缺点，A选项错误；
B.目前，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，B选项错误；
C.光纤通信利用是利用激光来传递信息的，因为激光的频率高，在一定时间内传递信息量大，C选项错误；
D.无线电波按频率分为长波，短波，微波等，微波是无线电波范畴．手机用的无线频率是微波，也是无线电波，故D选项正确．
8.【答案】B
【解析】解：北斗卫星与深海之间通过电磁波传递数据，电磁波的传播速度非常快，真空中约为，水中的传播速度约为倍真空速度，因此海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，时间的延迟很小。
故选：B。
电磁波能够传递信息，电磁波的传播不需要介质，通信卫星利用电磁波来传递信息。
此题考查了电磁波的传播与应用，比较简单，属基础题。
9.【答案】A
【解析】解：A、用点“．”和画“-”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号，使用数字信号的通信方式叫做数字通信。通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信，故A正确；
B、变化的电场和变化的磁场构成一个不可分离的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，手机、收音机、电视机、微波炉等都能发出电磁波，故B错误；
C、光在真空中的传播速度约为，光信号在光导纤维中的传播速度是，故C错误；
D.用调频95 MHz 日照新闻广播频道广播时，接收的是无线电波的频率，不是听到频率为95 MHz 的声音，故D错误。
故选：A。
根据对通信方式了解判断；
变化的电场和变化的磁场构成一个不可分离的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，手机、收音机、电视机、微波炉等都能发出电磁波；
光在真空中的传播速度约为，光信号在光导纤维中的传播速度是；
收音机接收无线电波的频率与发出声音的频率不同。
本题考查了有关电磁波和信息传递的相关知识，有一定的综合性，但总体难度不大，是我们应该了解的物理常识。
10.【答案】C
【解析】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；
B、5G网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故B正确；
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；
D、电磁波能传递声音信号，也能传递图象信号，故D正确。
故选：C。
通信的信号有两种，即数字信号和数字信号，数字信号更好一些；
网络通信主要是利用电磁波传递信息的；
卫星利用电磁波传递信息；
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。
该题考查对电磁波的理解，以及信号的转换，属于对基础知识点的考查。
11.【答案】BCD
【解析】解：A、超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播。所以各部分间利用电磁波进行信息传递，故A错误；
B、主要是将太阳能转化为电能，卫星工作时消耗的电能主要由太阳能帆板提供，所以太阳能帆板是卫星的主要电源之一；故B正确；
C、地球同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫做“同步”卫星，它们相对“地球”是静止的，故C正确；
D、导航定位信号通过电磁波实现的，电磁波传播速度等于光速。故D正确。
故选：BCD。
本题综合考查电磁波、运动和静止的相对性、能量转化的特性，属于综合性题目，难度不大。
12.【答案】直线 中继
【解析】微波通信，速度快，容量大，微波的传播与光的传播相似，即大致沿直线传播。
由于地球表面是曲面，而微波沿直线传播，所以微波以地表传输的距离是有限的，所以每隔50km左右就要建设一个微波中继站，这样微波信号能够通过中继站接力传播，进而传输到更远的目的地。
13.【答案】中继站 静止 全球通信
【解析】卫星通信是利用人造卫星作为通信的中继站来转发无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信的．通信卫星作为一个微波中继站，只是转发信号，转发的信号可以是广播、电视等多种信号。
通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，用通信卫星做微波通信的中继站，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，通信范围就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
14.【答案】玻璃丝 激光 强 干扰 远 大
【解析】年英籍华人高锟发表论文提出用石英制作玻璃丝，即光导纤维，可实现大容量的光纤通信。
光纤通信传送的是一种高方向性、高相干性、高单色性的激光，所以光纤通信又叫激光-光纤通信。
由于激光的高方向性、高相干性、高单色性等优点，使得光纤通信的保密性强，不受外界环境的干扰，
光纤通信传播损耗低，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里，因此，光纤通信传播距离远。
一根光纤的潜在带宽可达20THz，因此，光纤通信的容量大。
15.【答案】因特网 信息资源
【解析】世界各地的计算机互相连接，成为世界上最大的计算机网络，称为因特网，实现了信息资源的共享。
16.【答案】 网络 电子邮件
【解析】电子邮件是目前使用最频繁的网络通信形式，目前这种通信使用最频繁的形式是电子邮件，对于一个邮箱来说，要有以下几部分组成：@前面的内容代表邮箱是谁的，所以代表这个邮箱属于wangyoo2003；@后面的内容包含邮箱的服务器的名字.题目中代表邮箱服务器的域名。
17.【答案】激光 反射
【解析】光纤通信是利用激光传递信息的，激光在光纤内发生反射；
光在光纤中传播遵循光的反射定律，根据光的反射定律，完成光路图．
18.【答案】见解析；
【解析】电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传回电视台，需要一定的时间，演播室用电缆传来的信号由于距离很短，传输所用的时间忽略不计。所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面相应的变化发生得晚一些。
无线电信号的路程 ，则画面延迟的时间
19.【答案】不会 会 光疏介质
【解析】由题意可知，只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。因此，当光从空气斜射到水中时不会发生全反射现象。
若光由水进入空气的临界角是，则入射光以的入射角从水射向空气时，此时角度大于临界角，所以会发生全反射现象。
由题意可知，光导纤维的外套相对于内芯介质来说，外套的折射率小于内芯介质，所以说外套是光疏介质。
20.【答案】③ 如图所示

【解析】解：由题意可知，微波的性质比中波和短波更接近光波，其传播路径更接近沿直线传播，不能沿地球表面绕射，所以，用微波传递信息时，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站；由题意可知，分别连接a和Ⅰ、Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和b，作出ⅠⅡ和ⅠⅡ的角平分线即为法线的位置，然后分别过Ⅰ、Ⅱ作出法线对应的垂线即为平面镜的位置，微波从a点发出然后到达b点，如答案图所示；处发送的微波信号传送到b处时微波通过的路程 km，微波传播的速度等于光速，即 ，a处发送的微波信号传送到b处所用的时间：。
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