(共22张PPT)
10.3 改变世界的信息技术10.4 跨学科实践：探寻信息技术的力量
■考点一 信息的传播
1. 信息有许多形式，如符号、声音、图像、视频、文字、指令等，我们需要把它们转变成电磁波等形式的信号发送出去；接收方收到信号后，便可从中获得信息。
2. 今天的信息时代，电磁波是最重要的信号载体。
其中，信源是信息的来源，可以是人、机器甚至自然界的物体。 信道是信息传递的道路，需要借助电磁波和各种设备来铺设。 信宿是接收信息的一方，同样可以是人、机器或者各类物体。 有了载体， 再借助设备， 我们就可以传递信息了。 无线电广播的发射和接收过程，便是典型的以电磁波为载体（形成信道）传递信息的过程。
3. 电缆通信、无线电通信、卫星通信、光纤通信……它们是针对不同的信号发送和接收机制、不同的信道而言的。
（1）电缆通信：把信息转变成电流信号，通过电线传递到远方，有线电报实现了这一设想。
（2）无线电通信：可见光，无线电波是人类最早用来进行通信的电磁波家族成员。 这一波段电磁波的产生、 发射、接收，相对容易实现。
（3）卫星通信：为了使信号传输距离很远，可以用卫星作为中继站，接力传递，这就是卫星通信。
（4）光纤通信：用特定的激光作为信号，使它在特定的介质（例如玻璃或塑料）“管道”里传输。 利用光纤进行通信，有传输距离长、抗干扰能力强等特性。
典例 1 关于卫星通信的说法正确的是 （ ）
A． 卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波
B． 通信卫星相当于一个太空中继站，它是用来转发地面站发送来的信号的
C． 卫星接收的电磁波的传播速度小于 340 m/s
D． 卫星通信利用超声波实现信息传递
对点典例剖析
［解析］卫星通信就是利用卫星作为中继站来转发电磁波而进行的两个或多个地面站之间的通信，电磁波在真空中的传播速度为 3.0×108 m/s，故 A、C、D 项错误，B 项正确。
［答案］ B
■考点二 移动通信、物联网、从烽火台到智能时代
1. 移动通信系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成，它们形成了一个数字蜂窝系统。这三种设备良好衔接，相互配合，我们才可以使用手机通话、发短信、上网等。
（1）移动台主要指的是手机或车载电话，它既能发射无线电波，也能接收无线电波。
（2）基站是一种固定的无线电台，可以将接收到的手机信号传递到移动通信网， 也可以将信号从移动通信网传递到手机。
（3）移动交换中心是整个移动通信网络的核心，所有移动台发来的信息都要经由它分拣、处理、传递。 同时，移动交换中心还担负着移动通信网络与固定电话网（座机）、互联网的连接，是一个业务庞大、头绪繁多的信息枢纽。
2. 物联网：让各种设施、设备都接入网络，实现人与物、物与物的实时互联互通。
3. 从烽火台到智能时代
人类的文明进程，离不开信息的生成和传播。
（1）在我国古代，人们用烽火台、快马传递紧急信息。 在古埃及人们用鸽子传递求救信号或渔汛消息。
（2）从 18 世纪末至 19 世纪中叶，人们开始尝试用电流来传递信息。 1835 年，莫尔斯发明了第一台实用的有线电报机；1862 年， 麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在。 20多年后，赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言，由此揭开了电磁波时代的序幕。
（3）从那时起的几十年，无线电波、电话、无线电广播、电视、雷达等纷至沓来。 随着半导体及集成电路技术的不断进步，如今，已经有数以百亿计的计算机、手机等各种设备在线联网。
典例 2 第五代移动通信技术时代———“5G 时代”，使人们使用智能手机进行交流变得更加便捷，下列说法正确的是 （ ）
A． 智能手机靠电流传递声音信号
B． 在真空中，智能手机发出的电磁波无法传播
C． 智能手机与其他用户通话需要基站转接
D． 智能手机与其他用户通话不需要通过基站转接
对点典例剖析
［解析］智能手机靠电磁波传递声音信号，故 A 项错误；在真空中，智能手机发出的电磁波可以传播，故B 项错误； 智能手机与其他用户通话需要基站转接，故 C 项正确，D 项错误。
［答案］ C
■考点三 探寻信息技术的力量
1. 信息技术的身影
农林牧渔、文体教育、军事、卫生、交通、科研……生产或生活中的各个领城都有信息技术的身影。 例如：
（1）手机是一个随时在线的智能终端，它让我们每一个人都可以便捷地获取和转发信息， 发起和接通视频通话，随时与他人进行情感交流。
（2）北斗卫星导航系统，使行驶在地面上的每一辆车，都可以随时获知自己的位置，不再迷失方向。
（3）在自动化工厂里，通过视频监控，可以使控制系统随时知道生产线上的安全情况，一旦发现异常，及时发出预警信息。
2. 信息技术的力量
信息技术应用了很多物理学原理，以信息化的温室大棚为例：
（1）对环境实时监测，是通过传感器实时采集温室大棚内的空气温度、空气湿度、二氧化碳含量、光照强度、土壤水分等数据，再将数据通过移动通信网络传送到服务管理平台进行分析处理。 在这里， 传感器将各种非电信号转换为电信号，并通过电磁波传递。
（2）对作物进行监测时，利用到了智能视频监控与图像处理技术，这里的视频监控用到了透镜成像原理；图像存储使用了磁介质材料；监测数据的传递，使用的是电磁技术。
（3）远程控制功能中，通过移动设备或电脑控制温室大棚内的水阀、排风机、卷帘机的开关，也可设定好控制程序，系统会根据大棚内外情况自动开启或关闭水阀、排风机、卷帘机等机电设备。 机电设备中用到了电动机。
典例 3 物理改变生活，某社区安装了智能垃圾分类箱，当居民靠近时，箱盖自动打开，并能识别投入的垃圾类型。 这一系统主要应用了哪些信息技术 （ ）
A． 压力传感器检测重力，化学试剂分解有害物质
B． 红外感应启动箱盖，摄像头图像识别垃圾种类
C． 人工分拣可回收物，北斗定位统计垃圾数量
D． 电磁铁吸附金属垃圾，太阳能电池为系统供电
对点典例剖析
［解析］红外感应可以检测到居民靠近（因为人体会发出红外线），从而启动箱盖，符合“居民靠近时，箱盖自动打开”；摄像头图像识别技术能够对投入的垃圾进行拍摄并识别其种类，符合“识别投入的垃圾类型”，故 B 项符合题意。
［答案］ B
■题型 理解现代通信
例 下列说法正确的是 （ ）
A． 每个移动电话既能发射无线电波，也能接收无线电波
B． 邮寄挂号信是移动通信的一种形式
C． 卫星通信的信号是由通信卫星发射的
D． 光纤通信只能传送图像信息
［解析］邮寄挂号信属于实物传递，不是移动通信，故 B 项错误；卫星通信的信号是由地面站发射的，故 C 项错误；光纤通信除了用于传送图像信息外，还可以传送声音等信息，故 D 项错误。
［答案］ A
解题通法 了解三种通信方式的特点：移动通信需要建立基站；卫星通信利用通信卫星作中继站；光纤通信是将激光携带信息后利用光导纤维传递，再结合各自的性质逐项分析解答。(共22张PPT)
● 考点清单解读
● 重难题型突破
● 易错易混分析
10.2 电磁波的应用
10.2 电磁波的应用
■考点一 电磁波谱
1. 电磁波谱
（1）根据电磁波波速、频率和波长的关系，我们按照频率从低到高排列电磁波形成电磁波谱的过程，也是将这些电磁波按照波长从长到短排列的过程（如图所示）。
10.2 电磁波的应用
10.2 电磁波的应用
（2）频率的单位是赫兹，简称赫。 由于通常电磁波的频率都很高，所以常用的频率单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。波长的单位是纳米，符号是 nm，1 nm=10-9 m。
（3）在电磁波的大家族中，可见光部分是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的光谱，便是按照频率从低到高排列的。 它是电磁波谱的一部分。
10.2 电磁波的应用
典例 1 电磁波是一个大家族，对电磁波的认识，下列分析正确的是（ ）
A． 红外线比紫外线波长小
B． 可见光是一种电磁波
C． 电磁波的频率越高，波长越长
D． 在电磁波谱中，从 γ 射线→X 射线→红外线的频率逐渐增大
对点典例剖析
10.2 电磁波的应用
［解析］由电磁波谱可知 ，红外线的波长明显大于紫外线的波长，故A 项错误；电磁波的频率越高，波长越短，故 C 项错误；在电磁波谱中，从 γ 射线→X 射线→红外线的频率逐渐减小，不是逐渐增大，故D 项错误。
［答案］ B
10.2 电磁波的应用
■考点二 电磁波在信息方面的应用
1.电磁波携带着物质的信息
物质向外辐射电磁波，它的一些固有信息往往会被同时“带”出来。 不论是对太阳光谱的分析，还是对各种物质发出的电磁波的分析，都会帮助我们鉴别物质中包含的元素。 例如：钠盐燃烧时发出波长为 589 nm 和 589.6 nm 的黄光，告诉人们这种盐中有钠元素；天体研究中，根据遥远天体发出的射线谱，可以知道该天体的物质组成。
10.2 电磁波的应用
2. 电磁波的检测功能
电磁波也可以作为检测工具，帮助人们获得信息。 就像“倒车雷达”对超声波的应用一样，雷达利用电磁波的反射，可以发现目标，测量距离。 在医学中，利用电磁波的透射能力，可以检查人体。 利用电磁波还可以研究晶体结构，它是研究新材料的重要手段。
10.2 电磁波的应用
3. 电磁波是信息的载体
电磁波早期主要应用于电报、广播和电视。 当今，借助电磁波实现的移动互联技术更是将手机、电脑、智能家电、物联网设备等无数终端都连入一个信息交互的网络中。例如：
（1）通过卫星转播，世界各地观众都可以同时收看到奥林匹克运动会的精彩比赛；
（2）载人飞船在升空、轨道飞行和安全着陆过程中，地面控制中心主要通过电磁波与飞船联系，实现复杂的控制；
（3）利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人进行通话。
10.2 电磁波的应用
典例 2 下列关于电磁波在信息方面的应用说法不正确的是（ ）
A． 利用电磁波携带的物质信息可以鉴别物质，分析材料中包含的元素
B． 利用电磁波的反射可以测量距离
C． 利用电磁波可以研究晶体的结构
D． 利用电磁波可以清洗精密机械
对点典例剖析
10.2 电磁波的应用
［解析］人们利用电磁波携带的物质信息，可以鉴别物质，分析材料中包含的元素，故 A 项正确；利用电磁波的反射可以发现目标，测量距离，故 B 项正确；利用电磁波的检测功能还可以研究晶体结构，故C 项正确；利用超声波可以清洗精密机械，而不是利用电磁波，故 D 项错误。
［答案］ D
10.2 电磁波的应用
■考点三 电磁波具有能量
1. 一切电磁波都具有能量。
2. 地球上的大气运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈内物质的循环都源于太阳光提供的能量。 太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。
10.2 电磁波的应用
3. 高频电磁波、X 射线、γ 射线和激光，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用。如 X 射线、γ 射线是医生进行手术治疗的强大助手。激光除在医疗上有大用途外，在机械制造中也可用于加工精密模具，钻打精细小孔，进行精密焊接等。在核聚变研究中，科学家利用激光可以产生数万度高温，提供核聚变环境。
10.2 电磁波的应用
典例 3 下面所描述的应用中 ，不属于电磁波能量特性应用的是（ ）
A． 用高频电磁波快速加热机械零件
B． 医生用 γ 射线切割肿瘤
C． 利用手机可以实现全球通话
D． 利用激光可以治疗近视眼
对点典例剖析
10.2 电磁波的应用
［解析］利用手机可以实现全球通话，这是电磁波在信息方面的应用，故 C 项符合题意。
［答案］ C
10.2 电磁波的应用
■题型 区分电磁波的应用类型
例 电磁波的应用已经成为人类文明的重要标志，下列关于电磁波的应用说法正确的是 （ ）
A． 军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标
B． 广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递能量
C． 医生用 X 射线检查病人身体是利用了电磁波的能量特性
D． 电磁波在生活中应用广泛，电磁波对人类有利无害
10.2 电磁波的应用
［解析］军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标，利用电磁波传递信息，故 A 项正确；广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递信息，故 B 项错误；医生用 X 射线检查病人身体是利用了电磁波能传递信息，故 C 项错误；电磁波在生活中应用广泛，电磁波对人类有利，也有害，比如电磁辐射就对人体有害，故 D 项错误。
［答案］ A
10.2 电磁波的应用
思路点拨 根据电磁波的特性及应用进行判断。
解题通法 知道电磁波既可以传递信息也可以传递能量；电磁波有利有害。 并知道电磁波传递信息和能量的实例。
10.2 电磁波的应用
■混淆声波和电磁波
例 下列关于声波和电磁波的说法正确的是 （ ）
A. 声波在不同介质中的传播速度不同，真空中不同波长的电磁波传播速度也不同
B. 声波和电磁波都是由物体振动产生的
C. 金属盒可以屏蔽电磁波但不能屏蔽声波
D. 人耳能感知所有声波的存在
10.2 电磁波的应用
［解析］声波在不同介质中的传播速度不同，固体中最快，液体中次之，气体中最慢；不同波长的电磁波在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s，故 A 项错误；声波是由物体的振动产生的，电磁波是由变化的电流产生的，故 B 项错误；人耳能感知到 20～20 000 Hz 的声波， 低于 20 Hz 和高于 20 000 Hz 的声波人耳感知不到， 故 D项错误。
10.2 电磁波的应用
［答案］ C
［易错］ A
［错因］ 误认为电磁波的传播速度与波长有关而错选。
10.2 电磁波的应用
领悟提能 频率范围为 20～20 000 Hz 的声波能被人耳听到；可见光可以被人眼看到，其余波长的电磁波看不见，摸不到。
易错警示 电磁波可以在真空中传播，但是声的传播需要介质，要注意区分。(共17张PPT)
● 考点清单解读
● 重难题型突破
● 易错易混分析
10.1 神奇的电磁波
10.1 神奇的电磁波
■考点一 电磁波的产生和传播
1.电磁波的产生
电流的变化会激起电磁波。
注意：（1）只有变化的电流才能在周围的空间产生电磁波，稳恒电流则不能产生电磁波。（2）开关电器、雷电等所形成的电流变化也会产生电磁波，不过这种电磁波的波形都是杂乱无章的。 实际上，在我们的生活中存在着各种各样的电磁波。
10.1 神奇的电磁波
2.电磁波的传播
（1）电磁波在真空中可以传播，说明电磁波的传播不需要介质。
（2）所有电磁波在真空中都以光速传播，即 c=3.0×108 m/s。
10.1 神奇的电磁波
3.水波、声波、电磁波的区别
项 目 振动源 波的形成
水波 物体落到水面上引起水振动 通过水使振动向外传播，
形成水波
声波 发声体振动 通过空气使振动向外传
播，形成声波
电磁波 导体中有变化的 电流 可以在真空中或介质中通过变化的电场和变化的磁场相互激发，形成电磁波
10.1 神奇的电磁波
典例 1 下列过程中不能产生电磁波的是 （ ）
A. 打开或者关闭电灯时
B. 电热水器在关闭状态时
C. 电冰箱的电路接通或断开时
D. 电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时
对点典例剖析
10.1 神奇的电磁波
［解析］
［答案］ B
10.1 神奇的电磁波
■考点二 电磁波的描述
1. 电磁波图像
（1）与绳波、水波、声波相似，电磁波也有频率。 波的频率是由波源振动的快慢决定的。 比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要高得多，可以达到 1014 Hz，甚至更高。
（2）可以用图像来描述、记录电磁波的传播（如下图所示）。
10.1 神奇的电磁波
通过电磁波图像可以看到波的形状是不断重复的。 邻近的波峰和波峰之间，或邻近的波谷和波谷之间的距离，叫作波长。 波长等于波源完成一次振动期间波传播的距离。 在空间中某一确定位置，1 s 内有多少次波峰或波谷通过（通过了多少个波长），波的频率就是多少。
2. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系
设电磁波的波长是 λ，频率是 f，那么有 c=λf。 各种不同频率的电磁波在同一种介质中的传播速度是相等的，电磁波的波长与频率成反比，即波长越长的电磁波，频率越低。
10.1 神奇的电磁波
典例 2 下列关于电磁波的说法正确的是 （ ）
A． 电磁波的频率比我们周围的声音小得多
B． 波峰与相邻波谷之间的间隔是波长
C． 电磁波不能在真空中传播
D． 科学家与火星探测器“勇气号”的联系，是通过电磁波进行的
对点典例剖析
10.1 神奇的电磁波
［解析］比起我们周围的声音 ，通常电磁波的频率要大得多，可以达到 1014 Hz，甚至更高，故 A 项错误；邻近的波峰和波峰之间，或邻近的波谷和波谷之间的距离是波长， 故 B 项错误；电磁波可以在真空中传播，故 C 项错误。
［答案］ D
10.1 神奇的电磁波
■题型 电磁波与声现象综合
例 关于声和电磁波，下列说法不正确的是 （ ）
A. 声波可以反射，声呐就是利用超声波反射获得信息的
B. 声波和电磁波的传播均不需要介质
C.“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大
D. 在同一介质中，中央电视台和地方电视台发射的电磁波的传播速度相同
10.1 神奇的电磁波
［解析］声波的传播需要介质，声波不能在真空中传播，而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故 B 项错误。
［答案］ B
10.1 神奇的电磁波
思路点拨
解题通法 声现象常和电磁波知识放在一起考查， 要求熟记声与电磁波的基础知识点，另外还要知道声与电磁波的异同点。
10.1 神奇的电磁波
■混淆声波和电磁波
例 下列关于声波和电磁波的说法正确的是 （ ）
A. 声波在不同介质中的传播速度不同，真空中不同波长的电磁波传播速度也不同
B. 声波和电磁波都是由物体振动产生的
C. 金属盒可以屏蔽电磁波但不能屏蔽声波
D. 人耳能感知所有声波的存在
10.1 神奇的电磁波
［解析］声波在不同介质中的传播速度不同，固体中最快，液体中次之，气体中最慢；不同波长的电磁波在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s，故 A 项错误；声波是由物体的振动产生的，电磁波是由变化的电流产生的，故 B 项错误；人耳能感知到 20～20 000 Hz 的声波， 低于 20 Hz 和高于 20 000 Hz 的声波人耳感知不到， 故 D项错误。
10.1 神奇的电磁波
［答案］ C
［易错］ A
［错因］ 误认为电磁波的传播速度与波长有关而错选。
10.1 神奇的电磁波
领悟提能 频率范围为 20～20 000 Hz 的声波能被人耳听到；可见光可以被人眼看到，其余波长的电磁波看不见，摸不到。
易错警示 电磁波可以在真空中传播，但是声的传播需要介质，要注意区分。
