20.3 卫星通信和光纤通信（学案）
文档属性
| 名称 | 20.3 卫星通信和光纤通信（学案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 738.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
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文档简介
/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 了解卫星通信
2. 了解光纤通信
3. 了解激光的应用
【自主学习】
一、卫星通信
由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。通常每隔50 km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。要想使信号传递的距离越远，那么需要的中继站就越多。
微波通信的优缺点：
优点：微波通信的频率高，传播信息容量大，且中继站用计算机监督控制。出现故障时能自动倒换，自动报警，节约了人力资源。
缺点：微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多， 势必会带来一定的麻烦。而且在遇到雪山、大洋，要本无法建立中继站。
人类可以用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信。通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3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。
通过它们可以把从一个地面站接收的电信号，处理后再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。
二、光纤通信
如果用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。不过，普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。
1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。
物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播。下图为光纤传播的原理图：
三、激光的应用
激光的作用：通讯、测距、切割、焊接等
【例1】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，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是（ ）
A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波
【例2】测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（ ）
A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗
【例3】关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（ ）
A．我国建立的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
B．光不能在弯曲的光纤中传播
C．核磁共振主要利用电磁波的能量特性工作
D．移动电话是利用电磁波传递信息的
【例4】如图，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递（ ），光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的（ ）现象。
A．信息 折射 B．信息 反射 C．能量 色散 D．能量 直线传播
【课后巩固】
1．小明在元旦晚会中用到了无线话筒，下列相关说法中正确的是（ ）
A．声音信号采用光纤传输 B．电磁波可以被玻璃罩屏蔽
C．信号传输速度大于光速 D．电磁波可以在真空中传播
2．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．地球同步卫星在空中静止不动
B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周
C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球
3．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（ ）
A．微波通信 B．卫星通信
C．光纤通信 D．网络通信
4．关于微波，下列说法错误的是（ ）
A．微波属于电磁波
B．微波的性质接近光波，大致沿直线传播
C．利用微波进行长距离通信时，应采用月球作为中继站
D．微波通信时，需要每隔左右建设一个微波中继站
5．下列说法不正确的是（ ）
A．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
B．我们可以把月亮作为一个微波中继站
C．卫星通信只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信
D．光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
6．如图是电磁波家族，蓝牙通讯使用的甲电磁波频率是，消毒灯工作时使用的乙电磁波频率是，根据所给信息可推测（ ）
A．甲的波长大于乙的波长 B．消毒灯使用的乙电磁波属于红外线
C．在真空中，相同时间内甲传播的距离比乙长 D．光纤通信使用到的光导纤维是超导体材料
7．如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（ ）
A．电磁波
B．超声波
C．次声波
D．光导纤维
8．光纤通信是利用 （选填“电磁波”或“激光”）来传输信息的，在光导纤维中，激光从一端射入，在内壁上经过多次 （选填“反射”或“折射”）后，从另一端射出，从而将信息传到远方。激光的频率很 ，在一定时间能传输大量的信息。
9．光纤通信
（1）激光：一种颜色非常 、方向 的光。
（2）光导纤维：为了避免干扰和减少 的损失，通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播。
（3）光缆：把若干条光纤集成束，外面包上保护层，就成为光缆。
（4）光纤通信：利用激光携带 ，通过激光在 内传播而实现的通信。
（5）光纤通信的优点：容量大、损耗小，不受电磁干扰、保密性好，可长距离传输而不失真。
10．2025重庆城市足球超级联赛（渝超）正火热进行，我们观看球赛的电视转播，其实是通讯卫星通过 来传递信息，这种传输信号的方式 （选填“可以”或“不可以”）在太空中进行。
11．卫星通信
现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 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。
12．我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是 （选填“光的反射”或“光的色散”）。
13．光纤通信
光从 的一端射入，在内壁上多次 后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信传递的不是普通的光，而是一种频率 、 高度集中的激光，光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
【参考答案】
【例1】D 【例2】C 【例3】D 【例4】B
课后巩固
基础过关
1．D
2．C
3．B
4．C
5．B
6．A
7．A
8．激光 反射 高（大）
9．纯 高度集中 能量 信息 光纤
10．电磁波 可以
11．通信卫星 3
12．光的反射
13．光纤 反射 单一 方向
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【学习目标】
1. 了解卫星通信
2. 了解光纤通信
3. 了解激光的应用
【自主学习】
一、卫星通信
由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。通常每隔50 km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。要想使信号传递的距离越远，那么需要的中继站就越多。
微波通信的优缺点：
优点：微波通信的频率高，传播信息容量大，且中继站用计算机监督控制。出现故障时能自动倒换，自动报警，节约了人力资源。
缺点：微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多， 势必会带来一定的麻烦。而且在遇到雪山、大洋，要本无法建立中继站。
人类可以用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信。通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3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。
通过它们可以把从一个地面站接收的电信号，处理后再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。
二、光纤通信
如果用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。不过，普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。
1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。
物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播。下图为光纤传播的原理图：
三、激光的应用
激光的作用：通讯、测距、切割、焊接等
【例1】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，是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤通信传输信息的载体是（ ）
A．次声波 B．超声波 C．水波 D．电磁波
【例2】测控站对“神舟二十号”环绕地球飞行的全程进行连续跟踪和测控，需要的通信卫星数量至少是（ ）
A．1颗 B．2颗 C．3颗 D．4颗
【例3】关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（ ）
A．我国建立的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
B．光不能在弯曲的光纤中传播
C．核磁共振主要利用电磁波的能量特性工作
D．移动电话是利用电磁波传递信息的
【例4】如图，居民家的宽带是利用光导纤维在为我们传递（ ），光从内芯的一端传输到另一端，其原理应用了光的（ ）现象。
A．信息 折射 B．信息 反射 C．能量 色散 D．能量 直线传播
【课后巩固】
1．小明在元旦晚会中用到了无线话筒，下列相关说法中正确的是（ ）
A．声音信号采用光纤传输 B．电磁波可以被玻璃罩屏蔽
C．信号传输速度大于光速 D．电磁波可以在真空中传播
2．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．地球同步卫星在空中静止不动
B．地球同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周
C．地球同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
D．地球同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少需要4颗才能将信号覆盖全球
3．古时候，北斗七星是人们用来辨别方向的重要指针。今天，我国自主研发的北斗系统，已成为全球导航领域的璀璨明星。如图所示，北斗导航系统主要是利用以下哪种通信方式进行定位和导航的（ ）
A．微波通信 B．卫星通信
C．光纤通信 D．网络通信
4．关于微波，下列说法错误的是（ ）
A．微波属于电磁波
B．微波的性质接近光波，大致沿直线传播
C．利用微波进行长距离通信时，应采用月球作为中继站
D．微波通信时，需要每隔左右建设一个微波中继站
5．下列说法不正确的是（ ）
A．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
B．我们可以把月亮作为一个微波中继站
C．卫星通信只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信
D．光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
6．如图是电磁波家族，蓝牙通讯使用的甲电磁波频率是，消毒灯工作时使用的乙电磁波频率是，根据所给信息可推测（ ）
A．甲的波长大于乙的波长 B．消毒灯使用的乙电磁波属于红外线
C．在真空中，相同时间内甲传播的距离比乙长 D．光纤通信使用到的光导纤维是超导体材料
7．如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（ ）
A．电磁波
B．超声波
C．次声波
D．光导纤维
8．光纤通信是利用 （选填“电磁波”或“激光”）来传输信息的，在光导纤维中，激光从一端射入，在内壁上经过多次 （选填“反射”或“折射”）后，从另一端射出，从而将信息传到远方。激光的频率很 ，在一定时间能传输大量的信息。
9．光纤通信
（1）激光：一种颜色非常 、方向 的光。
（2）光导纤维：为了避免干扰和减少 的损失，通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播。
（3）光缆：把若干条光纤集成束，外面包上保护层，就成为光缆。
（4）光纤通信：利用激光携带 ，通过激光在 内传播而实现的通信。
（5）光纤通信的优点：容量大、损耗小，不受电磁干扰、保密性好，可长距离传输而不失真。
10．2025重庆城市足球超级联赛（渝超）正火热进行，我们观看球赛的电视转播，其实是通讯卫星通过 来传递信息，这种传输信号的方式 （选填“可以”或“不可以”）在太空中进行。
11．卫星通信
现在，人类可以用 作为微波通信的中继站来进行通信。有一些通信卫星是相对地球静止的同步卫星，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置 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。
12．我们可以用光在水流中的传播模拟光纤技术。如图所示，在瓶壁上开个小孔，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。光纤技术的科学原理主要是 （选填“光的反射”或“光的色散”）。
13．光纤通信
光从 的一端射入，在内壁上多次 后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信传递的不是普通的光，而是一种频率 、 高度集中的激光，光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
【例1】D 【例2】C 【例3】D 【例4】B
课后巩固
基础过关
1．D
2．C
3．B
4．C
5．B
6．A
7．A
8．激光 反射 高（大）
9．纯 高度集中 能量 信息 光纤
10．电磁波 可以
11．通信卫星 3
12．光的反射
13．光纤 反射 单一 方向
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