第二十一章 信息的传递 期末复习考点讲义 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第二十一章 信息的传递
单元学习目标
1 了解电话工作原理。
2 知道模拟通信和数字通信的基本区别。
3 了解电磁波的产生、传播与应用。
4 了解无线电广播的大致工作过程。
思维导图
重难知识讲解
一、电话
1.电话的发明：美国发明家贝尔于1876年发明。
2.电话的构造：最简单的电话是由话筒和听筒串联在电路里组成的。
3.工作原理
话筒：当对着话筒讲话时，膜片会时紧时松地压迫炭粒，炭粒的电阻也会随之变
化，流过炭粒的电流就会相应变化，这样就把声音变成了随声音变化的电流信号
听筒：听筒中的电磁铁吸引薄铁片，由于流过电磁铁中的电流是变化的，因此，它对薄铁片的作用也会随之发生变化，从而将声音还原
二、模拟通信和数字通信
1.模拟信号与通信
（1）概念
信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，就好像“模仿”声信号，这种电流传递的信号叫做模拟信号。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信
（2）特点
模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断
2.数字信号与通信
（1）概念
利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
（2）特点
通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理。数字信号还可以通过不同的编码进行加密
三、电磁波的产生
产生：当导体中有迅速变化的电流时，在周围空间会有电磁波向外传播
传播：电磁波可以像水波、声波一样向四周传播；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
存在
电磁波看不见，摸不到，但可以通过实验证实它的存在，德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
注意事项
（1）电磁波形成的条件：导线中有迅速变化的电流。（2）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
四、电磁波的传播
1.波长：电磁波的波长等于两个相邻波峰之间的距离，波长用表示
2.波速：电磁波是向空间各个方向传播的，电磁波的传播是不需要介质的，它可以在真空中传播，真空中电磁波的波速为c
3.频率：电磁波的频率等于振荡电流的频率，在数值上等于每秒内电流振荡的次数，用f表示，单位是赫兹，简称赫，用Hz表示；常用单位还有兆赫(MHz)和千赫(kHz)，换算关系为1MHz=1000kHz=106Hz
4.传播特点
（1）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播
（2）电磁波向各个方向传播
（3）不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同
（4）在电磁波的波速一定的条件下，波长与频率成反比
即：频率越高，波长越短；频率越低，波长越长
五、无线电广播
1.无线电信号的发射
无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线发射到空中
2.无线电信号的接收
信号的接收由收音机来完成。利用收音机调谐器选出我们所需的某一频率的电磁波，收音机通过解调滤去高频电流把音频信号从中取出来，进行放大，送到扬声器里，扬声器把音频电信号转换成声音
六、电视
1.电视信号的发射
电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音信号的产生和传播跟无线电广播的工作过程相似。图像信号的工作过程是：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上，通过发射天线发射到空中
2.电视信号的接收
电视机的接收天线将载有音频电信号和图像电信号的高频信号接收下来，通过电视机将音频电信号和图像电信号取出并放大，由显像管把图像电信号还原成图像，扬声器将音频电信号还原成声音
七、移动电话
1.移动电话的基本原理
移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息
2.移动电话的特点
优点：体积小，使用方便，使用半径大；缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内进行通话
3.无绳电话
由座机和手机组成，各有一个天线，它们之间通过无线电波来沟通，座机接在市话网上，相当于基地台。无绳电话的功率小，其工作区域大约在几十米到几百米的范围内
八、微波通信
微波
微波是指波长为10m~1mm之间的电磁波，其频率在30MHz～3×105MHz之间
微波通信的优点
微波的频率高，可加载的信息量大，一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话
微波通信的缺点
微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，所以必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，而且信号传递的距离越远需要的中继站越多
九、卫星通信
卫星通信的定义
利用人造地球卫星作为中继站来转发微波，从而实现两个或多个地面站之间的通信
卫星通信的工作过程
从一个地面站发出无线电信号，这个信号被卫星通信天线接收后，经过处理，再由卫星的通信天线把信号重新发向另一个或几个地面站，从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信
卫星通信的优点
卫星通信具有远距离传送信号、通信容量大、抗干扰性强、使用灵活、可靠性高等优点。地球同步卫星距离地面很远，卫星通信覆盖区域大，利用3颗适当分布的地球同步卫星即可实现除两极外的全球通信光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式
十、光纤通信
光纤通信的定义
光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的通信方式
光纤通信的工作过程
激光从光导纤维的一端进入，在其内壁上发生多次反射最后从另一端射出，把携带的信息传到远方
光纤通信的优点
光纤通信具有抗干扰性强、传播距离远、保密性好、传输信息容量大等优点
十一、网络通信
互联网的定义
互联网又称因特网、英特网，是网络与网络之间互相联结成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络
互联网的应用
在互联网上可以聊天、玩游戏、查阅资料等；（2）在互联网上还可以进行广告宣传和购物；（3）网民在互联网上可以在数字知识库里寻找自己学业、事业所需、从而帮助网民的工作与学习、
易错点
1.不能正确辨别声和电磁波
①声的传播需要介质，声不能在真空中传播；电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播。
②15 ℃时空气中的声速是 340 m/s，电磁波在真空中的传播速度约为 3×108m/s。
③声和电磁波都可以传递信息和能量。
【例题】
1.北斗导航系统是我国自行研制的通信系统，该系统在传递信息过程中主要依靠( )
A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.紫外线
2.5G测温巡逻机器人成了新晋网红，下列关于该机器人的说法中正确的是( )
A.机器人控制芯片是使用超导体材料制成的
B.当行人靠近机器人的摄像系统时，所成的像会变小
C.巡逻机器人进行广播宣传的声音不是由振动产生的
D.5G是通过电磁波传输信息的，它能在真空中传播
3.甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图a所示，其中甲是我们能看得见的红光，结合图b的电磁波谱，下列分析正确的是( )
A.乙一定是我们能看得见的另一种色光 B.两种电磁波在真空中的波速可能不同
C.遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机 D.医生可以利用乙电磁波透视诊断病情
4.微波在传播过程中，如果遇到金属会被反射，遇到陶瓷或者玻璃会透射，而遇到类似水、酸等极性分子构成的物质则会被吸收，导致这些物质的温度升高。根据这些信息，你认为以下关于微波炉的说法不正确的是( )
A.炉的内壁要使用金属材料
B.炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷
C.炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况
D.微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网
5.2024年5月3日，长征五号火箭携带重达82吨的嫦娥六号月球探测器成功发射。降落在月球背面的嫦娥六号要时刻与地球保持通信，需要鹊桥二号中继卫星进行信号转发。该通信利用( )
A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.红外线
6.下列关于信息与能源的说法，正确的是有( )
A.5G通信是利用电磁波来传递信息的
B.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
C.我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
D.有线电话（如图所示）既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能
7.2023年9月23日，第19届亚运会开幕式在浙江杭州奥体中心体育场举行。如图所示为开幕式火炬点燃仪式，这是全球首个数字点火仪式，这是独属于杭州亚运会的创意。关于广播和电视信号，下列说法正确的是( )
A.广播信号和电视信号都是次声波 B.广播信号和电视信号都是超声波
C.广播信号和电视信号都是电磁波 D.广播信号和电视信号都是激光
8.小明对如图所示的电视录制和播放过程解释正确的是( )
A.话筒是把电能转化为声能 B.扬声器是把声信号转化为电信号
C.摄像机把电信号转化为光信号 D.发射机把电信号加载到高频电流上
9.如图为一种老式电话机的话筒和听筒。关于这两部分的作用，下列说法正确的是( )
A.话筒能将声信号转化为电信号
B.听筒能将声信号转化为电信号
C.话筒和听筒都能将声信号转化为电信号
D.话筒和听筒都能将电信号转化为声信号
10.手机已经成为一种人们沟通和交流的常用工具，下列关于手机说法正确的是
A.手机是利用电磁波来传递信息的
B.手机的充电器是由超导材料制成的
C.使用手机时，消耗的电能是一次能源
D.手机的蓝牙耳机是利用红外线传递信息的
单元核心素养对接中考
1．[2024年湖北武汉中考真题]如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是( )
A.这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号
D.电磁波只能在空气中传播
2．[2024年陕西中考真题]2024年4月28日，神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在中国空间站举行了交接仪式。如图所示画面从空间站传回地球，利用的是( )
A.电磁波 B.光导纤维 C.超声波 D.次声波
3．[2024年新疆中考真题]下列各组粒子中，能构成原子的是( )
A.质子、中子 B.中子、电子 C.原子核、中子 D.原子核、电子
4．[2024年湖北中考真题]我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
5．[2024年福建中考真题]神舟飞天，探梦苍穹。2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。飞船与地面间的通信是利用( )
A.空气 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
6．[2024年四川成都中考真题]电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中，主要利用电磁波的能量特性工作的是( )
A.微波炉 B.手机 C.雷达 D.电吹风
答案及解析
1.答案：C
解析：北斗导航卫星与地面的联系是靠电磁波，将图片和声音等信息调至到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2.答案：D
解析：机器人控制芯片是使用半导体材料制成的，故A错误；摄像系统是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的且物距越小，像距越大，同时像变大，故B错误；任何声音都是由物体的振动产生的，故C错误；5G通信利用电磁波传输信息，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故D正确。
3.答案：C
解析：甲电磁波是红光，红光在可见光中波长较大，根据题图b可知其波长约0.7 μm；根据题图a可知，乙电磁波的波长约为甲电磁波波长的1.5倍，故乙电磁波的波长约1 μm；由题图b可知，乙电磁波为红外线。红外线用肉眼看不见，A错误；红光和红外线两种电磁波在真空中的波速是一样的，都等于光速，B错误；遥控器利用红外线遥控电视机、空调等用电器，C正确；医生用X射线拍透视片诊断病情，D错误。
4.答案：C
解析：由于微波遇到金属会被反射，所以为了避免微波对人体造成伤害，要在炉的内侧装金属屏蔽网，玻璃门上也要有一层金属膜或金属网，故AD正确；微波遇到陶瓷或者玻璃会透射，故炉内盛放食物的容器的材质可以使用玻璃或陶瓷，故B正确；炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面给食物加热，使加热均匀，故C错误。
5.答案：C
解析：AB.超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播，故AB不符合题意；
C.电磁波可以在真空中传播，故嫦娥六号与鹊桥二号中继卫星之间的通信是利用电磁波来传递信息的，故C符合题意；
D.红外线属于电磁波的一种，但红外线传播距离有限，故D不符合题意。
故选C。
6.答案：A
解析：A.电磁波传递信息更快更多，所以5G通信利用电磁波来传递信息，故A正确；
B.太阳能是未来的理想能源之一，因为其清洁，且可从自然界源源不断地得到补充，是可再生能源，故B错误；
C.卫星与地面间的信息通过电磁波来传递，不是利用超声波来传递，因为超声波不能在真空中传播，故C错误；
D.有线电话通过电话线来传递信息，不能发射也不能接收电磁波，故D错误。
故选A。
7.答案：C
解析：广播信号和电视信号都是利用电磁波传递信息的，选C。
8.答案：D
解析：话筒把声音信号转换为电信号，故A错误；扬声器把电信号转换为声音信号，故B错误；摄像机把图像信号转换为电信号，故C错误；发射机把电信号加载到高频电流上，故D正确。
9.答案：A
解析：话筒能将声信号转化为电信号，故A正确；听筒能将电信号转化为声信号，故B、C、D错误。
10.答案：A
解析：A.手机是利用电磁波来传递信息的，故A正确；
B.超导材料没有电阻适用制作电动机类物体，故B错误；
C.电能是通过其他能源转化而来的二次能源，故C错误；
D.手机的蓝牙耳机是利用电磁波传递信息的，故D错误。
故选A。
单元核心素养对接中考
1．答案：D
解析：A.用导线将电源正负极相连，会将电池短路，容易损坏电池，最好用旧电池来做，故A正确，不符合题意；
B.导线和电池时断时续地接触，会产生变化的电流，变化的电流能够激起电磁波，故B正确，不符合题意；
C.收音机中传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号，故C正确，不符合题意：
D.电磁波可以在真空中传播，不是只能在空气中传播，故D错误，符合题意。
故选D。
2．答案：A
解析：电磁波可以在真空中传播，所以画面从空间站传回地球，利用的是电磁波。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．答案：D
解析：
4．答案：A
解析：
5．答案：B
解析：
6．答案：A
解析：A.微波炉是利用电磁波的能量来加热食物的，故A符合题意；
BC.手机和雷达是通过发射及接收电磁波来传递信息的，不是利用电磁波的能量进行工作的，故BC不符合题意；
D.电吹风主要由电动机和电热丝组成；电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的，电热丝是利用电流的热效应工作的，没有应用电磁波，故D不符合题意。
故选A。