第十七章 电磁波与现代通信学案（试题无答案）

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第一课时 第十七章 第一节 信息和信息传播
教学目标
知识与技能
(1)知道信息和信息传播活动所经历的五次巨大变革．
(2)了解早期的信息传播工具．
(3)通过实验了解电报机与接收机的工作原理
过程与方法
(1)通过阅读、看网了解信息传播过程和传播工具的发展．
(2)通过自制有线电报机与接收机的探究活动，培养学生初步的制作能力和思考理
解能力．
情感态度与价值观
(1)通过教师的引导、组织和学生的探究活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知
欲望，使学生乐于探索生活中的物理学道理．
(2)在教学活动中，注意培养学生善于表达、敢于否定权威和阐述自己新见解的精神．
(3)初步认识科学对人类社会和生活的实际意义，培养热爱科学、勇于探索的意识．
教学重点、难点：
重点：理解信息的含义，了解信息传播的经历和传播过程．
难点：通过实验探索，理解电报机与接收机的工作原理．
教学过程：
导入新课
让一学生用手势、哑语、语言等不同方式表达要某样东西，另一同学领会意思后完成操作．刚才这位同学用不同的方式表达了一种信息，可以说我们生活在一个充满信息的世界里，你还能举出一些例子说明信息无处不在吗 学生举例……
用多媒体播放一段画面并配以讲解：乌云密布，标志着大雨可能来临；课堂生举手，表明他要发言；蜜蜂跳8字舞，告诉同伴有蜜源……由此引人信息概念．
巩固提高
1．通俗地讲， 是种种事物发出的有意义的消息．人类所特有的三种信息是
指 ， ，
2．信息必须通过 才有意义，早期的信息传递工具有：万里长城上的 ，古代传递官文的 ，莫尔斯发明的 ，以及 制作的早期电话等。
3．电话由 和 两部分组成，它们 联在电路中。
4．信鸽可以传递 ，信鸽是依靠 辨别方向的。
5．在人类历史上，信息和信息的传播活动经历了五次巨大的变革： 一是 的诞生；二是 的诞生；三是 的诞生；四是 的应用；五是 的应用．
6．有一部国产影片是反映抗日战争时期一位牧羊的小英雄传递信息的故事，片名《 》；而电影《地道战》里是靠 传递信息而告诉村民“鬼子”快要进村了．
7．莫尔斯电码是用 、 和空白组合起来表示数字的，其中用开关接通时间短表示 用开关接通时间长表示 。
8．关于电话话筒的叙述中，正确的是 ( )
A．话筒的作用是把声音直接传到受话人的听筒
B．话筒的作用是把忽强忽弱的电充转化为声音
C．话筒的作用是把声音的振动转化成强弱变化的电流
D．话筒的作用是把电流直接送到受话人的听筒
9．电话机听筒里发生的主要能量转化是 ( )
A．电能转化为机械能 B．机械能转化为电能
C．内能转化为电能 D．电能转化为内能
10．运动会的百米赛跑，终点计时员应选择如下的哪种方式开始计时 ( )
A．听到抢声时 B．听到发令员的哨时
C．看到运动员起跑时 D．看到发令枪冒烟时
11．外出旅游要关心天气的变化，了解天气预报．请问你是从哪些途径获得有关天气预报的信息的
1 2．在我国发明造纸术之前，古人是用 、 、 等记录信息的，而我们现在记录信息的工具有 、 、 等．
13．我们生活在一个缤纷多姿、千变万化的物质世界里，我们也生活在一个处处充满了信息的 世界里．以下列现象或事物中可能给我们带来哪些信息
(1)鸟云密布，雷电交加
(2)在听老师讲课的同学举起了手
(3)严冬腊月下了一场大雪
14．早期的信息传递速度 、距离 、信息量 。
15．记录信息的形式是多种多样的， 就是天然的信息存储器．但仅凭人的记忆是不够的， 的出现使人类的信息记录方式产生了根本性的变革．随着技术的步．又有了 、 、 等大量信息的记录方式，可见记录信息的形式是随人类文明进程的深入而发展的．
16．甲、乙两部电话接通后，正确的说法是 ( )
A．甲的听筒和甲的话筒、乙的听筒和乙的话筒分别串联在两个电路中
B．甲的听筒和乙的听筒串联，甲的话筒和乙的话筒串联
C．甲的听筒和话筒、乙的听筒和话筒串联在一个电路中
D．甲的听筒和乙的听筒串联在一个电路中，乙的听筒和甲的话筒串联在另一个电路中
17．中华民族的祖先发明了：①火药；②指南针；③造纸术；④印刷术，其中与信息的记录和传播有关的是 ( )
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
18．下列信息的记录方式中所记录的信息量最大的是 ( )
A．绳结 B．书籍 C．计算机软盘 D．光盘
19．广告充满着现代媒体，报纸、电台、电视台的广告扑面而来，从信息传播的角度看，电视广告比报纸广告效果要好，其原因是电视广告传播信息采用了 ( )
A．图像 B．文字和图像
C．语言和文字 D．文字、语言、图像
20．1822年，美国发明家莫尔斯受到电磁铁原理的启发，发明了利用电码用于电报机进行通信，下列不是电码的构成组合单元的是 ( )
A．点 B．划 C．空白 D．数字
21．为了传递信息，我国自周朝起就形成邮驿制度，每到一驿站换人换马接力传递．到宋朝增设“急递辅”，设金牌、银牌、铜牌三种，其中“金牌”一昼夜传递500里，求传递“金牌”的平均速度为多少m／s
22．《新民晚报》报道一则消息：“上海的雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市的鸽巢．”信鸽这中惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇．人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：
A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力
B．信鸽能发射并接收某种超声波
C．信鸽能发射并接收某种次声波
D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向
那么信鸽究竟靠什么辩别方向呢 科学家们曾做过这样一个实验把几百只训练有素的信鸽分成两组，有一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的鸽子飞回到鸽舍，而缚着磁铁的信鸽却全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想？ 放飞的信鸽一般都能飞回原住地，不会迷失方向，但当信鸽在飞行途中遇到雷雨或飞经电视发射塔附近时，有时会迷失方向，这是为什么
23．阅读下面短文，找出其中所传播的与物理知识有关的4条消息，并将其分别填人下表的空格内．美丽的金沙滩位于新缰和硕县境内，海岸线长2 000米，岸边的湖水清澈见底，一簇簇芦苇倒映在水中……看，人们在畅快尽展泳姿-----蛙泳、蝶泳、自由泳；听，歌声、笑声，此起彼伏；快艇、摩托艇载着游人风驰电掣一闪而过；空中拉伞、滑翔伞在空中飘飘荡荡；沙滩排球、沙滩摩托、沙浴、日光浴、垂钓等任游客享用，另外惊险刺激的水下潜泳、水上飞机．吸引不少游客．美哉，金沙滩！乐哉，金沙滩！
24．阅读以下短文，回答问题．
微波炉是现代家庭中的烹饪工具．接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高、波长很短的电磁波，故称为微波．微波有以下重要特性：(1)微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射．(2)微波遇到绝缘材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过．(3)微波遇到含水的食品，能够被其大量吸引，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的．(4)过量的微波照射对人体有害
(1)微波在真空中的传播速度为 m／s
(2)若一微波束与金属板成30。角射向金属板，反射时反射角为
(3)为防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有
(4)小明家使用的微波炉功率为1 000w，小明用该微波炉加热质量为300 g、温度为20℃的水至沸腾，用时2min，这段时间内微波炉的效率为 [c水=4．2×103J／(kg·℃)，盛水容器吸热不计，气压为一个标准大气压]
25．阅读短文，回答问题．
电磁波炸弹
2003年3月26日，美国联军战机空袭了巴格达的伊拉克国家电视台，并造成电视台一段时间瘫痪．有消息说，美国战机在这次空袭中使用了电磁波炸弹．电磁波炸弹，又称高能微波炸弹，专门用来摧毁敌方的电子通信设备．澳大利亚防务分析专家卡洛．科普在叙述电磁波炸弹原理的一篇论文中说．电磁波炸弹来源于电磁脉冲效应，这种效应最早在核爆炸中被发现．在纳米级的短时间爆发的微波电磁脉冲，可以产生数千伏的电场，给暴露在空气中的电报、电线和电路板造成不可逆转的破坏。电磁波炸弹犹如一个超大功率的微波炉在极短时间内产生的微波足以构成脉冲，这样就可以把落点周围的电子设备击穿和烤焦．现代军队已高度依赖电子探测、通信和指挥设备，一旦它们被摧毁，一支军队将大大丧失战斗力．
请回答：(1)电磁波炸弹对什么破坏力最大
(2)电磁波炸弹的发明源于什么效应 能否用这种原理来对付“隐形飞机”
第二课时 第十七章 第二节 电磁波
教学目标
(1)了解波的两种运动形态．
(2)理解关于波的几个概念：振幅、周期、频率、波长、波速
(3)掌握波速、波长、周期、频率之间数量上的关系-
(4)知道电磁波的实质及特性；知道光是电磁波．
过程与方法
(1)通过观察、实验了解两种波形，会用类比的方法理解事物
(2)通过实验验证电磁波的存在，探究电磁波的特性，培养学生的动手能力和探究能力．
情感态度与价值观
(1)通过观察水波、橡皮绳振动时产生的波形，培养学生联想类比的思维能力
(2)通过了解麦克斯韦和赫兹分别预言和发现电磁波的过程，培养学生勇于攀登、不畏艰难、执著追求的科学精神．
(3)在探究电磁波的特性的实验中，让学生体会到“物理即生活，生活即物理”的科学道理，并进一步激发他们学习物理的兴趣．
教学重点难点:
重点：电磁波的实质及特性．
难点：对波的理解．
导入新课
如果你想很快地和远方的亲朋好友取得联系，该怎么办 打电话．对．电话有两种：一种是有线电话；一种是无线电话，比如“手机”．你们是否知道无线电话是靠什么来传递信息的 这就联系到今天我们要学习的内容了多媒体播放：甲地一人拨打手机，相距较远的乙地，另一人接收到了进行通话．信息是怎样从甲地传到乙地的呢 学生：通过无线电波传递的．对!无线电波实质是电磁波，电磁波可以作为传播信息的载体，电磁波的实质及特性是什么呢 本节课我们将一起探讨这个问题．由此引入新课．教师组织学生看本节开始学生和教授的对话．(学生必然会产生疑问，想进一步了解有关电磁波的知识) 你们想知道电磁波是如何传递信息的吗 那我们得先了解有关波的特征。由此引入新课．
巩固提高
1．如图所示为一列波在橡皮绳中的传播，当绳向上升起时，形成的像山峰似的凸起叫 ，当绳下降时形成的凹谷叫 ，两相邻波峰成波谷之间的距离叫 ．如图所示，A、B两点间的距离为 个波长．
2．我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做 ，单位是 ，它反映了波源
3．波源振动一次所需要的时间叫做 ，用字母 表示，单位 ；波源每秒内振动的次数叫做 ，用字母 表示，单位 ．频率与周期反映了波源振动的 ，它们的关系是，f= ．
4．波在一个周期内传播的距离叫做 ，用字母 表示，单位是
5．波的传播速度V=λ／T或V= ．
6．所有的波都在传播 的运动状态，例如：橡皮绳传播的是 的运动状态，而声波传播的是 的运动状态．
7．电磁波是在空间传播的周期性变化的 ．德国物理学家 第一次用实验证实电磁波的存在．
8．电磁波的传播不需要 ，其速度与 的传播相同．
9．振荡电流是 的电流，当导体中有振荡电流时，在它周围的空间就产生 并且不断地向空间 方向传播．
10．单位换算：
(1)8kHz= Hz (2)7．8MHz= Hz
(3)60MHz= Hz (4)2000kHz= MHz
11．我们在“验证电磁波的存在”实验中：
(1)选用的器材是什么
(2)具体的操作方法是什么
(3)如果从收音机里听到“嚓嚓”的响声，表明什么
(4)从实验中你能知道电磁波是怎样产生的吗
12．完成以下关于电磁波的填空：
(1)跟 相似，电磁波有自己的 和
(2) 叫振荡电流，它能产生 它的频率就等于 的频率
(3)电流每振荡1次， 向前传播的距离就表示它的
(4)电磁波的频率等于 的频率．
(5)电磁波的传播速度、频率及波长三者之间的关系为
(6)要想使无线电波传送得远，主要方法是
13．在真空中传播着几种电磁波，下列说法中正确的是 ( )
A．频率越高的电磁波传播越快 B．频率越低的电磁波传播越快
C．波长越短的电磁波传播越快 D．不论什么电磁波，在真空中的传播速度均相等
14．一种电磁波的波长为100m，它表示 ( )
A．这种电磁波能传递的距离为100m B．这种电磁波1S内能传播100m
C．这种电磁波1S内出现100个波峰或波谷 D．这种电磁波两个波峰之间的距离是100m
15．某电视台节目的发射频率为3×105兆赫，其波长为 ( )
A．1m B．1dm C．1cm D．1mm
16．关于无线电通信，下列说法中正确的是 ( )
A．电磁波的波速等于波长除频率 B．频率大的电磁波，波长也长
C．电磁波的传播速度跟光速一样，也是3×108m／s
D．无线电广播用的是长波的微波
17．下列几种情况中会产生电磁波的是 ( )
A．用电锯锯铝材时进出火花
B．用声响探测海底时接收到海底反射回来的波
C．敲击音叉时，音叉高速振动
D．微波炉产生微波
18．在日常生活中，当你打开或关闭电灯时，你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平线，出现这一现象的原因是 ( )
A．电流通断时开关中金属碰撞声的影响
B．电路通断时交流电通过家庭电路时对电视机的影响
C．电流通断时发出的电磁波被电视机接收而产生的
D．以上原因都不对
19．关于电磁波的用途，下列说法中错误的是 ( )
A．医生用X射线做脑手术
B．用X光片判断是否骨折、肺部是否有问题等
C．家庭中的电视机摇控器是紫外线摇控
D．收音机、电视机以及飞机和舰船上的雷达都要用到无线电波
20．举出以下四种电磁波在人们生活、生产中应用的事例(每种电磁波各举一例)
示例：红外线：电视机摇控器利用红外线进行摇控．
(1)无线电波：
(2)微波：
(3)紫外线：
(4)X射线：
21．你在收看电视节目的过程中哪些地方用到电磁波或与电磁波有关呢 (至少写出三点)
(1)
(2)
(3)
22．下列设备不是利用电磁波来传播信息的是 ( )
A．无线电广播 B．电视 C．手机 D．有线电话
23．γ射线、x射线、可见光、微波都是电磁波，以下将它们按波长由大到小排序，其中正确的是( )
A．γ射线一X射线一可见光一微波 B．微波一可见光一X射线一γ射线
C．x射线一可见光一微波一γ射线 D．γ射线一X射线一微波一可见光
24．手持小木棍上下振动，让木棍的下端间断性地接触水面，激发水波．若小木棍每秒振动3次，相邻两个波峰间的距离为20cm．求：
(1)水波的波长、频率各是多少
(2)水波1s内传播多远 波速为多少
(3)加快木棍的振动，你有何发现
25．雷达的使用使得古人的“千里眼”幻想成真，它实际上是利用电磁波来发现目标的．某雷达发射信号的波长为6．8×10qm，用这部雷达搜索敌机目标，回收信号的时间为3．2×10-4s，求敌机距雷达多远
26．下图是一只收音机的波段谐窗，调节收音机侧面的调谐旋钮，通过窗口中的波段指标就可
以收听到自己想听的电台节目．
请你根据这个波段调谐窗，找到有关此收音机的两条相关信息：
(1)
(2)
27．电磁污染，已被认为是继大气污染、水污染、噪音污染后的第四大公害．它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射．在充分享受电磁波带来方便的同时，人们也日渐感受到它的负面效应：当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息系统的失控，引发人头疼、失眠、记忆衰退等症状．
根据你刚才的阅读，回答下面问题：
(1)电磁波污染是指 电磁波给人类带来方便的同时，也产生了一些负面效应，主要表现为： 等．
(2)请你预测：长期使用辐射较强的手机会出现哪些不良的症状
(3)民航部门规定：飞机在其降落和飞行时，不允许乘客使用手机，你是怎样理解这项规定的
2 8．阅读短文，回答问题．
技术是一把双刃剑．电磁波的应用也是这样．它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染．例如，频率超过O．1MHz的电磁渡的强度足够大时就会对人体构成威胁．按照有关规定，人体所受到的电磁辐射强度(即单位时间内垂直通过单位面积的电磁波的能量)不得超过某一规定值已知某无线通信设备发射电磁波的功率为P，设该通信设备向四面八方均匀地发射电磁波，且电磁波在传播过程中无能量损失．由数学知识可知，球面的面积S=4πγ2(式中γ为球半径)，球半径与球面总是垂直的．根据上述资料，可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为 这时人体所受到的电磁辐射强度才不会超过规定值．
第三课时 第十七章 第三节 现代通信信息高速公路
教学目标
(1)了解波的两种运动形态
(2)理解关于波的几个概念：振幅、周期、频率、波长、波速
(3)掌握波速、波长、周期、频率之间数量上的关系
(4)知道电磁波的实质及特性；知道光是电磁波
知识与技能
(1)通过观察、实验了解两种波形，会用类比的方法理解事物
(2)通过实验验证电磁波的存在，探究电磁波的特性，培养学生的动手能力和探究能力
过程与方法
(1)通过观察水波、橡皮绳振动时产生的波形，培养学生联想类比的思维能力
(2)通过了解麦克斯韦和赫兹分别预言和发现电磁波的过程，培养学生勇于攀登、不畏艰难、执著追求的科学精神．
(3)在探究电磁波的特性的实验中，让学生体会到“物理即生活，生活即物理”的科学道理，并进一步激发他们学习物理的兴趣．
教学重点难点
重点：电磁波的实质及特性．
难点：对波的理解．
情感态度与价值观
(1)通过观察水波、橡皮绳振动时产生的波形，培养学生联想类比的思维能力
(2）通过了解麦克斯韦和赫兹分别预言和发现电磁波的过程，培养学生勇于攀登、不畏艰难执著追求的科学精神．
(3)在探究电磁波的特性的实验中，让学生体会到“物理即生活，生活即物理”的科学道理，并进一步激发他们学习物理的兴趣．
巩固提高
1．“信息高速公路”的两大支柱是 和
2．电视广播和移动通信都是利用 传递信号的，它的性质与 相近，大致沿直线传播．
3．卫星通信系统是由 和 两大部分构成的．卫星通信具有 、
、 等许多独特的优点．
4．光纤通信是利用 在 中传输信号的一种通信方式．由多根光导纤维制成的激光信号的传输线称为 ．
5．信息高速公路的主干线是 又叫
6．卫星通信是通过 实现的，卫星通信存在以下几点主要不足之处：一是：
二是： 三是：
7．声音在150C时，在空气中的传播速度为 m／s；光在真空中的传播速 km／s；
电磁波在真空中的传播速度为 km／s．
8．现代通信包括 、 、
9．从普通光源发出的光是向各个方向传播的，传播得越远，光束越 ；而激光具有很强的
10．在下列说法中，错误的是 ( )
A．遥控绕地球飞行的卫星是通过无线电波实现的
B．电磁波在真空中的传播速度为3×1O8m／s
C．电磁波是一种信息运载工具
D．电磁波与水波是完全相同的波
11．光纤传播光信号的原理是 ( )
A．光的反射 B．光的折射
C．光的直线传播 D．无法确定
12．关于光纤，下列说法中错误的是 ( )
A．通信量的容量大 B．不怕潮湿 C．不怕腐蚀 D.善于导电
13．互联网的用途有哪些
!4．光纤是一种比头发还细的能传播的玻璃纤维，把许多 整齐地排列起来再外加保护套就制成了光缆．
15．人类传播信息的形式是从文字到 再到 ．传播的信息是由 到 传播的距离由 到 ，传播的速度由 到 。 16．激光通信与无线电通信类似，即先将 和 信号调制到激光束上，然后把载有信号的 发射出去，最后用接收装置把声音和图像信号检出来．
17．把载有图像信号的高频振荡电流还原成图像，需要的器件是 ( )
A．显像管 B．话筒 C．耳朵 D．摄像机
18．广播和电视及无线电通信所用的电磁波的频率和波长各不相同，长波的主要用途是( )
A．电报通信 B．无线电广播 C．超远程通信 D．电视宇航通信
19．现代卫星通信所使用的电磁波高于 ( )
A．长波 B．中波 C．短波 D．微波
20．关于同步卫星下列说法正确的是 ( )
A．同步卫星绕地球转动的周期是12小时
B．全球卫星定位系统就是卫星通信的实际应用
C．同步卫星固定在空中一直不动
D．同步卫星作为传播微波的中绝站，地球上只要有五颗就能覆盖全世界
21．关于光纤通信，下列说法正确的是 ( )
A．光纤通信与无线电波通信一样，不需要介质
B．光纤通信与无线电波通信一样，都需要金属导线
C．光纤通信中使用的“导线”是光导纤维
D．光导纤维中的物质——光，不是电磁波
22．打长途电话时，会感到对方的反应有些延迟，造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定时间，假设某人造卫星与地球的距离为3600km，请你估算延迟时间．
23．2005年4月19日，为了纪念爱因斯坦以及世界物理学年，“物理照耀世界”光信号从他工作过的地方——美国普林斯顿大学发出，绕全球一周．北京时间19时&21时30分被定为中国时间，19时整，电子邮件从韩国到达上海，大屏幕上显示着电子邮件的内容．46 亿年以来，地球上背着太阳的一面总是黑暗的，是强大的电能变成光，从此把地球照亮”．随后，光信号经过我国34个城市，汇兑到北京后传到下一站俄罗斯和印度．
(1)“物理照耀世界”，其中白炽灯照亮了地球，它是利用电流的 效工作的，利用电流的热效工作的还有 等
(2)这次光信号在全球的传递是通过电子邮件的形式，电子邮件使用的电信号和光都属于广义的电磁波，上海到北京的距离为1262km，则电子邮件从上海传到北京约
24．阅读材料
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，然后把栽有声
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．光纤通信容量大，不受外界条件的干扰，有很高的通信质量．
完成以下填空：
(1)激光通信的原理是，先将声音和图像信号调制到 上，然后把载有声音和图像信号的 发送出去，最后用 把声音和图像信号检出来．
(2)光纤是一种非常细的玻璃丝，它由 和 两部分组成，光在 传播时，不断被 反射，曲折前进．
(3)激光的光纤通信具有 大，通信 高，不受外界 等优点
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