北师大版九年级物理全一册 15.3现代通信技术及发展前景 达标作业（解析版)

15.3现代通信技术及发展前景
达标作业（解析版)
1．关于能源、材料、信息，下列说法错误的是
A．太阳能、风能、核能都是可再生能源
B．“空中课堂”利用了互联网进行远程教学
C．LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的
D．手机移动通信是利用电磁波来传递信息的，而倒车雷达是利用超声波工作的
2．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱．关于能源、信息和材料，下列说法错误的是
A．光纤通信是利用光的反射传递信息
B．太阳能、风能和核能都是可再生能源
C．移动通信是用微波传递信号的
D．超导材料可用于磁悬浮列车
3．人造地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视等方面，以实现对同一地区连续工作，下列关于同步卫星的说法正确的是（ ）
A．卫星相对于地面来说是运动的
B．卫星是利用超声波来传递信息的
C．卫星上的太阳能电池板将化学能转化为电能
D．卫星相当于太空中的微波中继站
4．下列的说法，不正确的是
A．奥斯特是第一个发现电与磁联系的人
B．惯性定律与光的色散现象都是由牛顿发现的
C．固定电话?移动电话?广播和电视是利用导线中的电流传递信息
D．微波通信?卫星通信?光纤通信?网络通信都可以用来传递信息
5．关于材料、信息和能源，下列说法错误的是（　　）
A．超导材料可应用于电动机和远距离输电线
B．卫星通信主要依靠微波传递信号的，必须用六颗同步卫星才能实现全球通信
C．光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离、大容量信息传输
D．太阳能、核能、地热能和氢能都属于新能源
6．关于材料和信息技术，下列说法正确的是（ ）
A．铜、铁、铝都是磁性材料，可以被磁化
B．玻璃、橡胶制品在常温下是导体
C．光缆通信中光在光纤里一直沿直线传播
D．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
7．下列说法错误的是（　　）
A．光波是一种电磁波，它可以在真空传播
B．声波是一种电磁波，但它不能在真空中传播
C．超声波能用来粉碎结石是因为超声波具有能量
D．光纤通信是一种利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式
8．下列说法正确的是
A．固定电话的听筒把声音变成变化的电流
B．电磁波的频率越高，传播得越快
C．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航
D．手机是利用电磁波传递信号
9．正确的“收音”顺序是
A．调谐→检波→接收天线→喇叭
B．调谐→接收天线→检波→喇叭
C．接收天线→调谐→检波→喇叭
D．接收天线→检波→调谐→喇叭
10．随着社会的进步，光纤网络开始进入普通老百姓家庭．光纤的主要用途是（ ）
A．输电 B．导热 C．通信 D．照明
11．华为Mate8手机充满电后电板储存的电能为1.38×10-2 kW?h，相当于__________________J （结果 精确到0.01）；华为的5 G技术领先全球，5G支持下的超高清、远距离视频传输利 用了__________________（选填“电磁波”或“超声波”）来传递信息。
12．手机APP“抖音”里常有人模仿韩红、刘欢等文艺名人的声音，从声音的特性看，他们主要是模仿声音的_____，我们常常使用手机和家人联系，那么手机是利用_____传递信息。在生产、生活中，电力的运用越来越广泛，那么发电机是根据_____原理制成。
13．我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务．卫星定位系统是利用_____传递信息．光纤通信是利用加载信号的光波在光导纤维中多次_____（选填“反射”或“折射”）传输信息的一种通信方式．
14．卫星通信系统由卫星和地面站两部分组成.卫星在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站.地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地面站出人卫星系统形成链路.由于同步卫星在赤道上空36000km，它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周时间（23h56min4s）一致，从地面看上去如同静止不动.3颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周.故卫星通信易于实现越洋和洲际通信.
（1）卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立____.
（2）关于同步卫星，以下说法正确的是____.
A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同
B．同步卫星和月球一样每天绕地球一周
C．同步卫星固定在空中一直不动
D．作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好
15．阅读文章回答问题：
量子通信技术
2017年8月10日，中国科学技术大学潘建伟团队宣布，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务:量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。
1 200公里的超远距离量子糾缠分发成果，曾登上顶级学术期刊《科学》的封面。这次，星地间的远距离量子密钥分发、量子隐形传态，又同时发表在另一顶级学术期刊《自然》上
报道称，中国量子卫星克服了超安全通信的主要障碍。量子卫星探针实现了创纪录的远距离量子纠缠，这能够实现基于量子技术下的数据加密传输。通过两个地面站点和卫星之间发射量子，在千公里级别距离上实现了量子纠缠。这一技术是未来绝对安全的量子通信技术的基础技术。参与这次实验的两个地面站分别是青海德令哈站和云南丽江站，两站距离1203公里。
这次重要实验是在2016年年底完成的，而此前的传输距离纪录为144公里。“墨子”号卫星是2016年8月发射的。从百公里到千公里，中国“墨子号”量子卫星将量子糾缠分发的世界纪录提高了一个数量级。
量子纠缠是奇特的量子力学现象。通俗地说，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会改变。爱因斯坦称之为“鬼魅般的远距作用”。
量子纠缠分发，就是将一对有“感应”的量子分置于两地，这尤其适用于保密通信，在此基拙上的量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”。
潘建伟对新华社记者说:“这项工作为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定 了可靠的技术基础。”
潘建伟说，目前主要的挑战是，如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信。
潘建伟表示，除了量子密钥和通信实验之外，他们还将运用“墨子号”测试重力对于量子纠缠形态的影响。他们还将在两年内发射另一颗量子卫星。其他同事认为这个想法太雄心勃勃了，因为这意味着两套在大空中的量子发射系统，可能实现宇宙中的量子糾缠。
（1）两个处于纠缠状态的量子，一个量子状态变化，另一个状态____________。
（2）量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”，是建立在____________基础上的。
（3）量子通信技术目前主要的挑战是_________；
16．电话是人们的主要通信工具，请根据你学习知道的或通过其它方式了解知道的知识，回答下面的问题：
（1）请将你知道的电话按使用方法进行分类
（2）按你所回答的电话种类说说它们的优缺点
（3）你喜欢哪个种类的电话？原因是什么？
参考答案
1．A
【解析】
A．太阳能、风能、是可再生能源，可从自然界不断获得且可重复利用，核能会越用越少属于不可再生能源，故A错误；
B．随着互联网的普及，互联网在生活中的应用越来越广泛，“空中课堂”就是利用了互联网进行远程教学，从而快捷、方便的用于人们的学习，故B正确。
C．节能减排已经成为能源可持续发展的主要手段，由于LED灯具有特殊性，所以被广泛应用于生活当中，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故C正确；
D．电磁波能够传递信息和能量，声波能够传递信息和能量，手机是利用电磁波来传递信息的，倒车雷达用超声波工作的，故D正确。
2．B
【解析】
A、激光可以在光导纤维里传播，从而传播信息，光纤通讯是依靠激光来传递信息的，故A正确，不符合题意；
B、太阳能、风能都是可再生能源，核能属于不可再生能源，故B错误，符合题意；
C、移动通信都是用电磁波中的微波来传递信号的，因为微波传递信息量大，故C正确，不符合题意；
D、超导材料应用于磁悬浮列车，可减少能量损耗，提高列车效率，故D正确，不符合题意。
3．D
【解析】
同步卫星相对于地面来说位置没有发生变化，若以地面为参照物，同步卫星是静止的，故A错误；超声波和次声波都属于声波，声波和电磁波都可以传递信息，但是声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，故卫星是利用电磁波来传递信息的，故C错误；卫星上的太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故C错误；同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空只需3颗就几乎能覆盖全世界，故D正确，故选D。
点睛：本题考查的是运动与静止的相对性、电磁波的传播、同步卫星的特点，太阳能的转化等多个知识点，同时还考查了卫星通讯的基本常识。
4．C
【解析】
历史上最早发现电与磁间联系的物理学家是奥斯特．惯性定律又称牛顿第一定律，光的色散指的是复色光分解为单色光的现象．牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散．固定电话是利用电流传递信息的；微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息．
A.?1820年，丹麦物理学家奥斯特做实验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，由此说明了通电导体周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁的联系，故A正确；B. 惯性定律与光的色散现象都是由牛顿发现的，故B正确；C. 固定电话、移动电话、广播和电视中，只有固定电话是利用电流传递信息的，故C错误；D. 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息，故D正确；故选C；
5．B
【解析】
A. 超导材料可应用于电动机和远距离输电线，能减少电能损失，A说法正确；B. 卫星通信主要依靠微波传递信号的，只要三颗同步卫星就能实现全球通信，B说法错误；C. 光纤通信的优点：通信容量大、传输距离远，一根光纤的潜在带宽可达20THz，抗电磁干扰、传输质量佳,C说法正确。D. 太阳能、核能、地热能和氢能都属于新能源，D说法正确。故选B.
6．D
【解析】
常见的磁性材料有铁、钴、镍，铜、铝不是磁性材料，不能被磁化，故A错误；玻璃、橡胶制品在常温下是绝缘体，故B错误；光纤通信是通过激光在光纤内不断反射向前传播，从而传递信息的，故C错误；电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务的，故D正确，故选D。
7．B
【解析】
A．光波、无线电波、x射线等都是电磁波，电磁波可以在真空中传播．故A正确；
B．声波不是电磁波，也不能在真空中传播．故B错误；
C．超声波可以碎石，本身具有能量才能传递能量．故C正确；
D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信．故D正确．
8．D
【解析】
A．固定电话的听筒把变化的电流变成声信号，故A错误。
B．电磁波传播的速度为光速，与频率大小无关，故B错误。
C．“北斗”导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故C错误。
D．手机是利用电磁波传递信号的，它既可以发射电磁波，又可以接收电磁波，故D正确。
9．C
【解析】
发射：话筒把声音信号转换成音频电信号；通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上；通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去；
接收：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；从高频电磁波中取出音频电信号，放大后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音。
10．C
【解析】
光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点,C符合题意．
11．49680 电磁波
【解析】
第一空．因1 kW?h=3.6×106J，所以手机电板储存的电能W=1.38×10-2 kW?h=1.38×10-2×3.6×106 J=49680J。
第二空．5G技术是将视频、音频等转化为电信号，然后加载到电磁波上进行传输的，所以5G技术是利用电磁波来传递信息的。
12．音色 电磁波 电磁感应
【解析】
常有人模仿韩红、刘欢等文艺名人的声音，从声音的特性看，他们主要是模仿声音的音色；手机能发出电磁波也能接收电磁波，所以手机通信是利用电磁波来传递信息；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，发电机的工作原理是电磁感应现象。
13．电磁波 反射
【解析】
电磁波传播不需要介质，卫星定位系统是利用电磁波传递信息；
光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式，通过激光在光导纤维中发生多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方。
14．地面站 A
【解析】
(1)[1]阅读材料可知，卫星通信是远距离的无线通信，要从卫星上接收信号必须在地面上建立地面站。
(2)[2] A．同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同，与地球同步转动，故A正确；
B．月球不是每天绕地球一周，是30天，故B错误；
C．站在地球上观看(以地球本身为参照物)，同步卫星在空中的位置是固定不动，如果选择参照物不是地球，那么此结论就是错误的，故C错误；
D．同步通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有3颗就能覆盖全世界，故D错误。
15．改变 量子纠缠分发 如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信
【解析】
(1) [1] 量子纠缠是奇特的量子力学现象，通俗地说，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会改变；
(2) [2]量子纠缠分发，就是将一对有“感应”的量子分置于两地，这尤其适用于保密通信，在此基础上的量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”；
(3) [3]量子通信技术目前主要的挑战是，如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信。
16．（1）电话按使用方法分类，粗略可以分为固定座机和移动电话；（2）固定座机的优点是信号稳定，缺点是电话机不能移动；移动电话位置不固定，可以移动，缺点是使用区域受到基地台辐射范围的限制；（3）我喜欢移动电话，因为它使用时更方便．
【解析】
（1）电话按使用方法分类，粗略可以分为固定座机和移动电话；（2）固定座机的优点是信号稳定，缺点是电话机不能移动；移动电话位置不固定，可以移动，缺点是使用区域受到基地台辐射范围的限制；（3）我喜欢移动电话，因为它使用时更方便．