人教版初中物理九年级全一册21.4《越来越宽的信息之路》—同步练习（含答案解析）

21.4《越来越宽的信息之路》—人教版九年级物理同步练习
一、单选题
1.五十年前，华裔物理学家高锟在光导纤维通信领域取得突破性的进展并因此获得2009年的诺贝尔物理学奖。光纤传播信息利用的原理是（
）
A.
光的反射
B.
光的折射
C.
光的直线传播
D.
光的色散
2.“互联网光纤”时代的来临，人们的工作和生活效率得到进一步提高。则光纤的主要用途是（
）
A.
装饰
B.
照明
C.
通信
D.
输电
3.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式，通常用来制作光纤的材料属于（
）
A.
绝缘体
B.
导体
C.
超导体
D.
半导体
4.电子侦察卫星是太空中的超级间谍，具有侦察范围大、速度快、限制少和寿命长等优点。它装有电子侦察设备，主要用于（
）
A.
探测导弹飞行时发动机尾焰的红外辐射
B.
对目标进行拍照
C.
向敌方实施有效的电子干扰
D.
截获敌方雷达、通信和导弹遥测等系统的无线电信号
5.关于信息的传递，下列说法正确的是（
）
A.
声、光和电磁波中，只有电磁波能够传递信息
B.
固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流来传递信息
C.
收音机利用天线接收电磁波和发射电磁波
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
6.微波通信需要中继站，其原因是（
）
A.
微波信号衰减特别快
B.
微波信号传播速度慢
C.
微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D.
微波信号易于被干扰，信号易丢失
7.关于信息的传递，下列说法正确的是（
）
A.
手机话筒的主要作用是把声音信号变成恒定电流
B.
在真空中，电磁波的波长越长，传播的速度越快
C.
北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
D.
电磁波的形式多种多样，射线、X射线、可见光、激光、超声波等都是电磁波
8.关于电磁波和现代通信，下列说法不正确的是（
）
A.
移动电话是利用电磁波传递信息的
B.
光能在弯曲的光纤中传播
C.
我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的
D.
中央电视台与成都电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同
二、填空题
9.光纤是信息传送的一种重要工具，光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内不断______而实现的。光也是一种电磁波，它们在真空中的传播速度都是______，江苏人民广播电的频率为600kHz，则南京音乐台节目的波长是______m。
10.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。光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光波在光导纤维中传播的速度______选填“大于”、“等于”或“小于”。
11.第五代移动通信系统5G已经来到你我身边，使我们的互联生活日新月异。5G通信芯片需要用到碳化钢、氮化镓等新材料，这些材料都是______；光纤通信使用的光导纤维在常温下是______两空均选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”。
12.2020年新春之际，我国出现了罕见的新型冠状肺炎病毒疫情，面对突如其来的灾害，全国上下万众一心，科学防治。
新冠肺炎病毒尺寸约为90______选填“mm”、“”或“nm”，此类病毒在空气中的运动______选填“属于”或“不属于”分子热运动。
疫情期间，教室、会场等室内场所必须使用______灯进行杀菌消毒，为及时发现疫情隐患，需使用______测温枪对出入人员进行体温测量均选填“红外线”或“紫外线”。
“停课不停学”期间，同学们在家里用电脑、手机等网络工具进行网上学习。手机上网是通过______来传递信息的，而电脑一般是利用光纤进行上网，而光纤传递信息是利用了光的______选填“直线传播”或“反射”原理。
网上学习期间，小红每天利用台式电脑学习6h，如果她家电脑的功率为300W，那么每天消耗______的电能。
有些专家建议我们使用的酒精进行日常消毒，它是由100ml酒精溶液中含有密度为的纯酒精75ml，在不考虑混合前后体积变化的情况下，这种酒精的密度为______。
13.现在的卫星通信，大多采用相对地球“静止”的同步卫星作中继站，只需要______颗同步卫星就可以实现全球通信，卫星与地面之间的通信是通过_____________来实现的。
三、综合题
14.微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信。如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站，可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，这是因为______选填序号。
多修建中继站，有利于微波产生更多的信息
微波的传播距离比中波近，只能传播50km
微波沿直线传播，不能沿地球表面绕射
如图丙所示，a、b分别是Ⅰ、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，要使地球上b处地面站接收到a处发送的信号，请仿照光路图，在图中画出平面镜及微波传播的路径和方向。
已知三颗通信卫星距地面的高度都是，任意两颗卫星之间的距离都是则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是______s。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：光纤通信利用的就是全反射的道理，光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外，故A正确，BCD错误。
故选：A。
光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
了解光纤通信中光的传播方式可顺利做出判断，难度不大。
2.【答案】C
【解析】解：光导纤维，简称光纤，是现代通信的主要传输工具。“互联网光纤”时代的来临，人们的工作和生活效率得到进一步提高，主要是利用光纤传输信息。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
要解答本题需掌握：光纤通信是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。
本题考查了学生对光纤通信的特点的了解和掌握，是中招的热点。
3.【答案】A
【解析】解：
光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式；光导纤维的制备材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，故A正确。
故选：A。
根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
本题考查了导体和绝缘体的概念。对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆，不要死记硬背。如塑料，橡胶，陶瓷等常用来制作用电器的外壳，以防止触电，它们都是绝缘体；而电线芯用金属来做，因为金属容易导电，是导体，酸碱盐的水溶液都是导体。
4.【答案】D
【解析】
本题考查对电子侦察卫星的了解，属于识记内容。
电子侦察卫星是一种窃听能力很强的卫星，能清楚地探听地面雷达、无线电台的位置和信号特征。
【解答】
电子侦察卫星是一种窃听能力很强的卫星，它的主要作用是截获敌方雷达、通信和导弹遥测等系统的无线电信号。
故选D。
5.【答案】D
【解析】解：A、声波、光和电磁波都能够传递信息，该选项说法不正确；
B、固定电话是利用导线中的电流来传递信息，而移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息，该选项说法不正确；
C、收音机的天线只能接收电磁波，不能发射电磁波，该选项说法不正确；
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，该选项说法正确．
故选D．
声和电磁波既能传递信息，又能传递能量；
固定电话利用电流传递信息，移动电话、广播电视利用电磁波传递信息；
收音机是接收电磁波的装置，电磁波的发射是由广播电台完成的；
现代化的通信方式有微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信．
本题考查了信息传递的相关知识，属于基础知识的考查，比较简单．
6.【答案】C
【解析】
本题考查知道微波传播的特性和地球的形状，是理解微波中继站的基础，本题是一道基础题。
由于微波的频率极高，波长又很短，其在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。
【解答】
一般说来，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸．这种通信方式，也称为微波中继通信或称微波接力通信。
地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去，故ABD错误，C正确。
故选C。
7.【答案】C
【解析】
本题考查了电磁波的传播速度、手机话筒、电磁波等知识，难度较易。
电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流；
电磁波可以在真空中传播且速度最大，为；
电磁波能够传递信息和能量；
电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等，它们与人类生活息息相关。
【解答】
A.话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，故A错误；
B.电磁波在真空中的传播速度都是，故B错误；
C.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，该系统利用电磁波传递信息，故C正确；
D.超声波不是电磁波，故D错误；
故选C。
8.【答案】C
【解析】解：
A、移动电话既是电磁波的发射台，也是接收台，因此是利用电磁波传递信息的，故A正确，不符合题意；
B、光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故B正确，不符合题意；
C、我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故C错误，符合题意；
D、电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与成都电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，故D正确，不符合题意。
故选：C。
移动通信是通过电磁波传递信息的；
光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发射反射来传递信息的；
电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；
电磁波的种类很多，无论哪种电磁波，在真空中的传播速度是相同的，而且是恒定的，都是。
本题考查学生对电磁波相关知识的掌握，电磁波需记清其性质、应用、传播的方式以及电磁波的波速、波长和频率的关系。
9.【答案】反射?
?
500
【解析】解：光纤通信利用的就是全反射的道理，光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外；
光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度：；
由得：波长为：。
故答案为：反射；；500。
光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方；
知道波的速度、波长和频率的关系，由公式可求解。
本题考查了光纤通信，光纤通信是现在通信方式中比较多、比较好的一种通信方式，是一道基础题。
10.【答案】电磁波；等于
【解析】解：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；
光波属于电磁波，光波在光导纤维中传播的速度为。
故答案为：电磁波；等于。
电磁波和声音都能传递信息，电磁波传播不需要介质，声音传播需要介质；光波是一种电磁波，电磁波在真空中的传播速度是。
本题考查了光速和电磁波的应用，知道光波是一种电磁波，考查的是基础知识。
11.【答案】半导体?
绝缘体
【解析】解：手机芯片是由半导体制成的；
光导光纤是很细的玻璃丝，是绝缘体；
故答案为：半导体；绝缘体。
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，芯片是半导体制成的；
光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大；光导纤维：很细的玻璃丝，它有内、外两层，光导纤维是绝缘体；
本题考查手机芯片和光纤的材料，属于基础题。
12.【答案】nm?
不属于?
紫外线?
红外线?
电磁波?
反射?
?
【解析】解：分子的直径一般为10nm左右，新冠肺炎病毒的尺寸比分子要大，所以大约为90nm，只有分子的无规则运动才属于分子热运动，病毒不是分子，所以不属于分子热运动；紫外线灯可用于消毒杀菌；测温枪测体温时，发射的时我们看不到的红外线；手机通信靠的是电磁波来传输信号；光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；电脑的功率，
电脑消耗的电能为：
；纯酒精的质量：；
水的质量：
，
酒精溶液的质量：
，
酒精溶液的体积：
，
这种酒精溶液的密度：
故答案为：；不属于；紫外线；红外线；电磁波；反射；；。
可参照分子的直径估测新冠肺炎病毒的尺寸，但新冠病毒不是分子，它的运动也不是分子的热运动；了解紫外线和红外线在生活中常见的应用来进行判断；了解电磁波的应用及光纤传递信息的原理是光的反射；
利用电功的公式进行计算；利用题目的信息分别求出酒精和水的质量及酒精溶液的总质量，再利用密度公式可计算酒精溶液的密度。
此题考查的比较综合，但难度并不大，利用分子热运动、红外线和紫外线的应用、信息的传递、密度和电功的计算进行分析和解答。
13.【答案】三；电磁波
【解析】
此题主要考查了电磁波的传播和卫星通信，是一道基础题。
只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信；卫星与地面之间的通信是通过电磁波来实现的。
【解答】
现在的卫星通信，大多采用相对地球“静止”的同步卫星作中继站，只需要三颗同步卫星就可以实现全球通信，卫星与地面之间的通信是通过电磁波来实现的。
故答案为：三；电磁波。
14.【答案】?
【解析】解：
由题意可知，微波的性质比中波和短波更接近光波，其传播路径更接近沿直线传播，不能沿地球表面绕射，
所以，用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站；
由题意可知，地球上b处地面站能接收到a处发送的信号，则a、b两点关于法线对称，连接a、b两点，做出中垂线即为法线，
找到法线与同步卫星轨道的交点，然后做该点的切线即为平面镜的位置，微波从a点发出然后到达b点，如下图所示：
处发送的微波信号传送到b处时微波通过的路程：
，
微波传播的速度等于光速，即，
由可得，a处发送的微波信号传送到b处所用的时间：
。
故答案为：；如上图所示；。
由题意可知，微波的性质比中波和短波更接近光波，其传播路径和光在同种、均匀介质的传播路径更接近；
光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。根据光的反射定律可知a、b两点关于法线对称，连接两点做出中垂线即为法线，找到法线与同步卫星轨道的交点，然后做该点的切线即为平面镜的位置，据此进行解答；
处发送的微波信号传送到b处微波经过的路程等于通信卫星距地面的高度的2倍加上任意两颗卫星之间的距离，微波传播的速度等于光速，根据求出a处发送的微波信号传送到b处所用的时间。
本题考查了学生对光的传播路径和光的反射定律、速度公式的掌握与应用，熟知光的发射定律和最后一问中微波的路程是关键。
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