21.2 广播、电视和移动通信21.3 卫星通信和光纤通信 教材知识梳理 课时练习 （含解析）2025--2026年九年级物理人教版【2024】

21.2 广播、电视和移动通信21.3 卫星通信和光纤通信 教材知识梳理 课时练习
班级：_______ 姓名：_______
知识点1 无线电广播信号的发射和接收
1.发射：无线电广播信号的发射由广播电台完成.先用话筒把播音员的声音信号转换成① 信号，然后用② 把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生③ 并发射到空中.（如图甲）
2.接收：信号的接收由收音机完成.转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定频率的信号.由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过④ 将其滤去，将音频电信号留下.音频电信号经放大后被送到扬声器里.扬声器把音频⑤ 信号转换成声音.（如图乙）
知识点2 电视信号的发射和接收
1.工作原理：电视用电磁波传递图像信号和声音信号.
2.工作过程
（1）发射：摄像机把图像变成⑥ 信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中.
（2）接收：电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由⑦ 把它还原成图像.
知识点3 移动通信信号的发射和接收
1.手机：手机既是无线电发射台又是无线电接收台，它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获⑧ ，得到对方讲话的信息.
2.基站：手机的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高.因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接.这种固定的电台叫作⑨ .
知识点4 卫星通信
1.定义：利用地球静止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.
2.优点：卫星通信具有远距离传送信号、通信容量大、抗干扰性① 、使用灵活、可靠性高等优点.
3.全球通信：在地球的周围均匀地配置② 颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信.
知识点5 光纤通信
1.光纤通信
定义 光纤通信是利用③ 在光导纤维中传输信息的通信方式
工作原理 激光从光导纤维的一端进入，在其内壁上发生多次④ 后从另一端射出，把信息传到远方
优点 抗干扰性强、传播距离⑤ 、保密性好、传输信息容量大等
2.激光的应用
（1）特点：方向性特别好、强度⑥ 、亮度高、在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.
（2）应用：通信、精确测距、切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜、瞬间破坏敌人的飞行器以及“捕捉”原子内电子的运动等.
参考答案
知识点1--3答案
①电 ②调制器 ③电磁波 ④解调 ⑤电 ⑥电 ⑦显示器 ⑧电磁波 ⑨基站
知识点4 --5答案
①强 ②3 ③激光 ④反射 ⑤远 ⑥高
课时练习
01　　知识点过关
1．无线电广播信号的发射和接收
发　　射：无线电广播信号的发射由________完成．话筒把播音员的声音信号转换成________，然后用________把音频信号加载到________上，再通过天线产生________发射到空中．
接　　收：收音机的天线能接收到各种各样的______．转动收音机________的旋钮，可以选出特定频率的信号，________把信号中的高频电流成分滤去，将音频信号留下；音频电信号经放大后被送到________里被转换成______，我们就听到广播电台的节目了．
2．电视的发射和接收
电视信号：电视用电磁波传递______信号和______信号．
发　　射：电视信号的发射过程由________完成，发射机把________加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中．
接　　收：电视机的________把高频信号接收下来，通过电视机把______取出并放大，由________把它还原成图像．
说　　明：电视机声音信号的产生、传播和接收跟____________的工作过程是相似的．
3．移动电话
工作原理：移动电话是利用空间的________来传递信息的．移动电话既是______________，又是______________．
特　　点：移动电话的体积很________，发射功率______，它的天线也很简单，灵敏度______．
注　　意：移动电话是靠______传递信息的，而电话是利用______传递信息的．
4．微波通信
波　　长：微波的波长为________．
传　　播：微波的性质更接近______，大致沿______传播，______沿地球表面绕射，必须每隔50 km左右建设一个____________才能把信号传递下去．
5．卫星通信
概　　念：利用________做________的微波通信．
优　　点：在地球周围均匀配置______颗________卫星，就可以实现全球通信．
6．光纤通信
原　　理：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次________，从另一端射出，这样就把携带的信息传到了远方．
7．网络通信
优　　点：网络通信就是把________连在一起，可以高速处理各种信息．目前人们经常使用的网络通信形式是________．
02　　基础题
1．关于电视的工作过程，下列说法中正确的是()
A．摄像机把图像和声音信号变成电信号
B．话筒将声信号变成电信号
C．显像管的作用是将带有声信号的电信号还原成声音
D．扬声器的作用是将带有图像信号的电信号还原成图像
2．关于电磁波与信息技术，下列叙述正确的是()
A．电磁波只能用于通信
B．电磁波的应用对人类有利无害
C．手机既能发射电磁波也能接收电磁波
D．卫星通信不需要利用电磁波传递信息
3．尼泊尔地震救灾中，中国救援队利用“北斗卫星导航系统”对发生灾情的位置进行定位，并及时将信息反馈给抗震救灾指挥中心．如图所示为北斗卫星导航系统示意图，为救灾争取了宝贵的时间，“北斗卫星导航系统”传递信息主要依靠()
A．超声波
B．电磁波
C．红外线
D．紫外线
4.许多新建的居民小区都安装了光纤网络，光纤的主要用途是()
A．输电 B．通信 C．导热 D．照明
5. 无线电广播信号的发射由广播电台完成．话筒把播音员的______信号转换成音频电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过______发射到空中．
6．手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐．手机既是一个无线电发射台，又是一个无线电______台，手机是利用电磁波传输____(填“模拟”或“数字”)信号实现通讯的，通话时声音信息在空中是以______m/s的速度传递给对方的．
7．人们的生活已经离不开现代通信，现代通信可分为微波通信、________、________和________．
03　　中档题
8．无线电接收的过程，下列说法正确的是()
A．接收无线电波——调谐选择所需的电磁波——检波获得音频电信号——耳机膜片振动发声
B．接收无线电波——检波获得音频电信号——调谐所需的电磁波——耳机膜片振动发声
C．接收无线电波——振荡器产生高频振荡电流——检波获得音频电信号——耳机膜片振动发声
D．接收无线电波——振荡器产生高频振荡电流——调谐所需的电磁波——耳机膜片振动发声
9．下列设备工作时，接收但不发射电磁波的是()
A．收音机 B．移动电话
C．通信卫星 D．倒车雷达
10．下列频段中，能传递频道容量最大的是()
A．长波 B．中波 C．短波 D．微波
11. 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
12. 华人科学家高锟以“涉及光纤传输的突破性成就”获2009年诺贝尔物理学奖．关于光纤通信，下列说法正确的是()
A．光在光纤中是沿中轴线直线传播的
B．光纤通信与有线通信一样，都需要金属导线
C．光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”
D．光纤通信中传播的物质——光，不是电磁波
13．如图为射频、视频、音频的波形示意图．其中A表示的是______，B表示的是____，C表示的是______．
第13题图 　　第14题图
14．如图，有一款内置微型“GPS”(全球卫星定位系统)的专用鞋．当穿着它离开指定的区域时，鞋中的“GPS”便会自动发送使用者所在位置信息．该信息被卫星接收后再发送到手机．此过程中由______波传递信息，传播速度约为______m/s.
15．小红在互联网上注册了一个电子邮箱，邮箱的地址是：xiaohong@.cn，她电子邮箱的用户名是________，地址中“cn”表示她的邮箱的服务器是在________注册的．
16．小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验进行探究。
步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打该手机并记录现象如下表。
盒子材质 纸 塑料 木头 铁 铝 锡箔
能否打通 能 能 能 不能 不能 不能
步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机，手机立刻打通。
（1） 手机是用______传递信息的。通过实验，可得出初步结论：__________________________________________________。
（2） 过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网；医院室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题：____________________________________________
17．【活动主题】技术已经广泛应用于家庭、商业和公共场所的无线局域网中。很多家庭都装有宽带，将无线路由器连接在宽带上，就可以发射无线电波，从而形成家庭的无线局域网了。我们在家中用手机、平板电脑或笔记本电脑连接上网时，可以更加便捷地浏览网页、在线观看视频、进行视频通话等。
但在家里使用上网时，不同地方的信号强度不一样，有的地方甚至还不能连接上网。根据所学物理知识，了解技术的特点，结合家里的房间分布和路由器安放位置，查找家里一些地方网络信号较弱的原因，并动手改善家中的网络信号强度，使家中的无线网络更流畅。
【方案制订与实施】
随着网络技术的发展，无线网络（标识如图甲所示）成为了一种时尚。实质是一种短程无线传输技术，是能够在一定范围内支持互联网接入的无线电信号。
路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，可以用网线通过后排接口将电脑接入互联网，也可通过“黑管”向各处发射信号，如图乙所示。
甲 乙
（1） 路由器后排接口可以同时连接多台电脑工作，各接口之间应是____联的，手机通过路由器无线上网是利用电磁波传输信号。
（2） 小众的爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小众发现在路由器周围不同位置，分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强器增强效果的因素有哪些呢？
小众作出如下猜想：
猜想一：可能与信号增强器的材质有关；
猜想二：可能与信号增强器的凹面朝向有关。
为了验证猜想一，小众进行了如下实验：将路由器开启后，“黑管”发出稳定信号，将仅材质不同的信号增强器凹面朝向分析仪，同时直线移动分析仪（使分析仪远离或靠近路由器）直到接收到信号强度（是网络信号强度的单位，值越大表示信号越强），测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表：
材质 陶瓷 不锈钢 铁 铝
分析仪到路由器的距离
实验中可以通过____________________反映不同材质的信号增强器的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下，____（填“陶瓷”“不锈钢”“铁”或“铝”）材质的信号增强器增强效果最好。
（3） 为了验证猜想二，小众使用相同材质的信号增强器，等“黑管”发出稳定信号后，比较信号增强器凹面和凸面一侧距分析仪相同距离时，分析仪检测到的信号强度，对比发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是____（填“正确”或“错误”）的。
（4） 你认为还可以采取哪些方法增强家中信号强度？____________________________（写出一条即可）。
18．随着人们生活水平的不断提高，电视已普及到城乡家庭，成为人们获得信息和娱乐的一种不可缺少的电器．请利用学过的物理知识回答下列问题：
（1）在农村经常看到如图所示的碟形天线，它是用来接收什么传来的信号的？在城市更多的用光缆来传输电视信号，请写出光缆通信的主要优点．
（2）在看电视的时候，开、关附近的日光灯时，会在电视机画面上出现短时间的雪花点，其原因是什么？
19．2022年6月19日，中国国家导弹防御系统（ChinaNationalMissileDefence），简称CNMD系统，在我国境内第六次成功进行了陆基中段反导拦截技术试验。被拦截的弹道导弹在飞行时分为“助推段”“中段”和“末段”。某同学为了模拟该试验的过程。建立了如下物理模型：“助推段”和“末段”路程相对于导弹飞行路程，占比较小，忽略不计；“中段”飞行轨迹相对固定，可认为是以沿“发射点”和“目标点”间连线为直径的圆弧匀速飞行。如图所示为某次试验过程，图中发射点和目标点位于地球赤道上，发射点和目标点正上方有轨道高度相同的卫星A和B，与地心连线夹角为120°，被拦截导弹飞行轨迹位于赤道平面上。

（1）已知地球半径R=6400km，不考虑地球大气对电磁波的偏折，为了实现发射点发射导弹后卫星A通过电磁波立即将信息传递给卫星B，求卫星距离地面的最低高度；
（2）卫星B收到发射信息后，目标点立即发射拦截弹对导弹进行拦截.为了简化过程，可认为拦截弹在较短距离内加速到最大速度后（加速时间忽略不计），以最大速度沿直线向拦截点飞行。为了使被拦截导弹“刚冒出”目标点地平线时恰好被拦截、求拦截弹的平均速度。（被拦截导弹飞行速度约为4.71km/s，可能用到的数学知识：π≈3.14）
20．阅读材料，回答问题
一“桥”架地月　天堑变通途
“海上生明月，天涯共此时”，月亮的同一面始终对我们“微笑”，这是因为月球公转和自转周期相同。如图甲所示，地月连线与月球表面的交点为A、B，当月球公转的角度为时，A点绕转过的角度也为，我们始终看不到月球上 点（选填“A”或“B”）。
在探月工程中，当探测器在月球背面工作时，我们无法通过电磁波直接给它发指令。如何解决这个问题？如果给月球发射一个绕月圆形轨道卫星C作为信号传输中转站，如图乙所示，那么卫星C作为信号中转站的不足之处有 （多选）。
A．卫星C离地球太远，信号无法到达
B．当卫星C转到地月之间时，无法把信号传给探测器，造成信号中断
C．当卫星C转到月球背面时，地面站无法把信号传给卫星C，造成信号中断
为避免这些问题，我国于2018年5月21日发射了“鹊桥”一号中继通讯卫星，其轨道在月球背面，如图丙所示。在“鹊桥”号的帮助下，同年12月8日发射的“嫦娥”四号探测器实现了世界首次月球背面软着陆和巡航探测，“鹊桥”一号距地球约，距月球约，电磁波传播速度约为，“嫦娥”四号通过“鹊桥”一号与地面站来回传递一次信息大约需要 s。2024年3月20日发射的“鹊桥”二号中继卫星较“鹊桥”一号传输信息更高效、清晰和完整。5月3日发射的“嫦娥”六号，将与“鹊桥”二号合作实现世界首次月球背面取样返回之旅，这标志着中国探月工程开启了新的篇章。
04　　拔高题
21．阅读材料并完成填空．
光纤通信
激光具有很高的亮度，一台大功率激光器发出的激光，亮度可达太阳亮度的107～1014倍．
激光通信与无线电通信类似，即先将声音和图像信号调制到激光束上，然后把载有声音和图像信号的激光发送出去，最后用接收装置把声音和图像信号检测出来．
科学家们研究利用激光进行光纤通信，并取得了很大的成功，光纤是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米，光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光速较小的物质做成，包层由光速较大的物质做成，光在内芯中传播，不断被包层反射回来，曲折前进，如图所示，这样，带有信号的激光就沿着光纤向前传播．容量大，不受外界条件的干
扰，使激光通信能传播很远，并且能提高通信质量．
(1)激光通信的原理是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)光纤是一种非常细的玻璃丝，它由内芯和包层两部分组成，光在内芯中传播时，不断被包层______，曲折前进．
(3)激光的光纤通信具有______________________________________________等优点．
参考答案
知识点过关
1．广播电台　电信号　调制器　高频电流　电磁波　电磁波　调谐器　解调器　扬声器　声音　2.图像　声音　电视台　电信号　接收天线　图像信号　显示器　无线电广播　3.电磁波　无线电发射台　无线电接收台　小　不大　不高　电磁波　电流　4.1 mm～10 m　光波　直线　不能　微波中继站　5.通信卫星　中继站　3　同步通信　6.反射　7.计算机　电子邮件
基础题
1．B　2.C　3.B　4.B　5.声音　天线　6.接收　数字　3×108　7.卫星通信　光纤通信　网络通信
中档题
8．A　9.A　10.D　11.B　12.C　13.音频　视频　射频　14.电磁　3×108　15.xiaohong　中国
16．【答案】（1） 电磁波；金属材质的密闭容器对手机信号有屏蔽作用（合理即可）
（2） 金属的种类影响电磁波的屏蔽效果吗？（合理即可）
【详解】
（1） 手机是用电磁波传递信息的；通过表格中信息可以得出初步结论：金属材质的密闭容器对手机信号有屏蔽作用。
（2） 结合“为减少微波泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网”“医院室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚钢板制成”可以提出可探究的科学问题有：①金属的种类影响电磁波的屏蔽效果吗？②金属的厚度影响电磁波的屏蔽效果吗？
17．【答案】（1） 并
（2） 分析仪到路由器的距离；铝
（3） 正确
（4） 适当调整“黑管”方向（合理即可）
【详解】
（1） 路由器后排接口可以同时连接多台电脑，为多台电脑提供网络服务，各电脑可以独立工作，所以各接口之间是并联的；
（2） 实验中可以通过分析仪到路由器的距离反映不同材质的信号增强器的增强效果，分析仪到路由器的距离越大，信号增强器的增强效果越好，分析表中数据可知：相同条件下，铝材质的信号增强器增强效果最好；
（3） 发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是正确的；
（4） 适当调整“黑管”方向可以增强家中信号强度。
18．【答案】（1）碟形天线是用来接收卫星传来的信号．光缆通信的主要优点：容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好．（2）开、关日光灯时，产生了变化的电流，周围空间就存在电磁波，电视机接收以后，会在电视机画面上出现雪花点．
【详解】
答：（1）碟形天线是用来接收卫星传来的信号．光缆通信的主要优点：容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好．（2）开、关日光灯时，产生了变化的电流，周围空间就存在电磁波，电视机接收以后，会在电视机画面上出现雪花点．
19．【答案】（1）6400km
（2）2.25km/s
【详解】（1）分析图可知，发射点发射导弹后卫星A通过电磁波立即将信息传递给卫星B，当卫星A、B连线恰好与地球赤道相切时，卫星距离地面的高度最低。此时，卫星、地心与切点三点连线组成的三角形为直角三角形，且地球半径所对的角为30°角，则有
化简得，卫星距离地面的最低高度为
（2）（2）为了使被拦截导弹“刚冒出”目标点地平线时恰好被拦截，目标点的切线与导弹圆弧轨迹的交点为满足题目要求的拦截点，如下图所示：

由几何关系可得，发射点、拦截点和轨迹圆心形成的圆心角为120°，目标点、拦截点和轨迹圆形成的圆心角为60°，即有如下数学关系：
被拦截导弹飞行速度约为v1=4.71km/s，π≈3.14，代入数据化简可得
20．【答案】B；BC；3.52
【详解】由题意可知，当月球公转的角度为时，A点绕转过的角度也为，即地月连线与月球表面的交点A始终面对地球，交点B点始终背向地球，根据光的直线传播可知，我们始终看不到月球上B点。
A．电磁波在没有阻碍的情况下可以在真空中无限传播，故A不符合题意；
B．当卫星C转到地月之间时，卫星C与探测器之间被月球阻挡，无法把信号传给探测器，造成信号中断，故B符合题意；
C．当卫星C转到月球背面时，地球上发出的信号被月球阻挡，无法把信号传给卫星C，造成信号中断，故C符合题意。
由题意可知，单向信号传输的总距离，来回传递一次信息的时间。
拔高题
21．(1)先将声音和图像信号调制到激光束上，然后把载有声音和图像信号的激光束发送出去，最后用接收装置把声音和图像信号检测出来　(2)反射　容量大，通信质量高，不受外界干扰