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考点1(高频考点)信息的传递
一、选择题(每小题4分,共24分)
(下列各题只有一个正确选项)
1.(基础)下列设备中,利用电磁波传递信息的是( ) A.固定电话 B.有线电视 C.光纤宽带 D.手机
2.(基础)如图甲是某电磁波的波形图,下列说法正确的是( )
A.该电磁波频率为2×10 Hz B.该电磁波频率为5×10 Hz C.该电磁波在真空中传播速度为3×10 m/s D.该电磁波属于可见光
3.(中等)关于模拟信号和数字信号,下列说法正确的是( ) A.模拟信号抗干扰能力更强 B.数字信号只能用“0”和“1”表示 C.电话话筒将声音转换成模拟信号 D.现代通信全部采用数字信号
4.(中等)如图乙是光纤通信原理示意图,下列说法错误的是( )
A.光在光纤中传播利用了光的折射 B.光纤由内芯和包层组成,内芯折射率大于包层 C.光纤通信具有容量大、抗干扰强的优点 D.激光在光纤中传播时方向不断改变,但能量损失很小
5.(稍难)某同学用收音机接收广播信号,当他将收音机靠近正在工作的微波炉时,听到“嗡嗡”杂音。这是因为( ) A.微波炉漏出的微波被收音机接收 B.微波炉使收音机内部电路短路 C.微波炉消耗电能导致家庭电压不稳 D.微波炉外壳金属屏蔽失效
6.(稍难)我国“北斗卫星导航系统”可实现定位、导航、授时等功能。其信息传递主要依靠( ) A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.光纤
二、填空题(每空2分,共28分)
(请用规范物理术语作答,必要时写出简要理由)
7.电磁波家族按频率由低到高依次为:无线电波、、可见光、、X射线、γ射线;其中,家用微波炉使用的电磁波属于__。
8.电磁波在真空中传播速度为m/s,它(选填“需要”或“不需要”)介质;不同频率的电磁波在真空中传播速度__(选填“相同”或“不同”)。
9.固定电话的话筒把声音信号变成信号,听筒把信号还原成声音;两者之间通过__传输。
10.模拟信号是连续变化的信号;数字信号是用不同符号的不同来表示信息的信号;现代通信中,__信号更有利于远距离、高质量传输。
11.移动通信靠传递信息,基站的作用是;手机既是又是(选填“发射台”或“接收台”)。
12.光纤通信中,激光在光纤内芯中传播时发生现象;为保证全反射,必须使内芯材料的折射率(选填“大于”“等于”或“小于”)包层材料的折射率。
三、综合应用题(共48分)
13.(24分)【校园Wi-Fi安全使用指南】 某中学为师生提供免费Wi-Fi服务,路由器安装在教学楼中心位置。技术老师检测发现:
信号在教室A(距路由器10 m)强度为 40 dBm;
在教室B(距路由器30 m)强度降至 60 dBm;
某教室角落存在信号盲区;
部分学生反映连接后网速慢、视频卡顿。
(1)Wi-Fi使用的电磁波属于无线电波中的哪一类?(写出频段名称)(4分) (2)解释“信号随距离增大而减弱”的物理原因;(4分) (3)针对信号盲区,提出两种可行的硬件改进方案;(6分) (4)从信息安全角度,指出学校Wi-Fi应设置哪些必要防护措施?(至少写出两条)(10分)
14.(24分)【北斗导航与生活应用】 如图丙是北斗卫星导航系统工作示意图:
(1)图中用户终端与卫星之间传递信息的载体是__;(2分) (2)若某卫星信号从发射到接收耗时0.06 s,则用户与该卫星的距离约为多少?(光速c=3×10 m/s)(4分) (3)与GPS相比,北斗系统独有的“短报文通信”功能,可在无地面网络覆盖区(如海洋、沙漠)发送文字信息。这一功能主要依赖于北斗系统的哪一部分?(4分) (4)结合实例,说明北斗导航在农业生产中的一个具体应用,并分析其带来的效益。(14分)
参考答案与核心概念解析(试卷末页) (学生建立清晰知识网络,告别死记硬背)
参考答案与关键概念澄清
一、选择题 1.D(手机通过电磁波与基站通信;固定电话、有线电视、光纤宽带均依赖导线或光缆,非自由空间电磁波) 2.C(T=2×10 s f=1/T=5×10 Hz → A、B错;真空中所有电磁波速度均为3×10 m/s → C对;可见光频率约4.3×10 ~7.5×10 Hz,此波频率仅5×10 Hz,属无线电波 → D错) 3.C(话筒将声波振动转化为变化的电流——模拟信号;A错,数字信号抗干扰强;B错,“0”“1”是典型,但也可用其他符号;D错,部分老式设备仍用模拟) 4.A(光纤利用全反射,不是折射;B、C、D均正确) 5.A(微波炉工作频率2.45 GHz,与Wi-Fi、蓝牙频段接近,泄漏微波被收音机天线接收,产生干扰噪声) 6.C(卫星导航全部依赖电磁波在空间传播)
二、填空题 7.红外线;紫外线;微波 8.3×10 ;不需要;相同 9.模拟;模拟;导线(或电缆) 10.幅度(或频率);组合(或编码);数字 11.电磁波;接收、处理并转发信号;发射台;接收台 12.全反射;大于
三、综合题答案要点 13.(1)微波(Wi-Fi常用2.4 GHz和5 GHz频段,属微波) (2)原因:电磁波在传播过程中能量向四周扩散(球面波),单位面积功率随距离平方衰减(遵循反平方律);同时受墙壁、家具等吸收、反射影响。 (3)方案:① 增设Wi-Fi信号放大器(中继器);② 更换高增益全向天线路由器;③ 在盲区加装AP接入点(需布线)。 (4)防护措施:① 设置强密码(WPA3加密);② 启用MAC地址白名单;③ 关闭SSID广播;④ 划分访客网络,与办公网隔离。
14.(1)电磁波 (2)s=ct=3×10 m/s × 0.06 s=1.8×10 m(18000 km) (3)地球静止轨道(GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星(它们配备RDSS应答机,支持双向短报文) (4)应用实例:北斗农机自动驾驶系统。 效益:① 提高作业精度(误差<2.5 cm),减少重播漏播,增产5%~10%;② 实现24小时不间断作业,抢农时;③ 降低驾驶员劳动强度,缓解农村劳动力短缺;④ 结合土壤传感器,实现变量施肥灌溉,节约资源、保护生态。
手绘图指引(教师板书参考) 图甲(电磁波波形):画横轴“t/μs”,标0、1、2;纵轴“I/A”,画正弦波,标出一个周期T=2 μs; 图乙(光纤):画弯曲玻璃丝,两端平直;内画多条折线(代表光路),每转折处标“全反射”;旁注“内芯→高折射率,包层→低折射率”; 图丙(北斗):画地球,上方3颗卫星(标“MEO”“GEO”“IGSO”),地面一点画手机图标,双向箭头标“电磁波”。
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