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第3课时 现代通信
设在地球表面的无线电通信站称为 地面 站，用于通信目的的人造地球卫星
称为通信卫星。通信卫星大多数是 同步 卫星，它在地球 赤道上空35
860
km处的圆形轨道上，沿着地球自转的方向绕地球转动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期相同，是24 小时。从地面上看去，它似乎总是___静止 地悬挂在高空。卫星通信具有容量 大 、抗干扰性 强 、使用灵活、传输距离 远 、可靠性高等特点。
光纤通信是利用特殊的技术把表示信息的电信号转变为光 信号，让光波
在光导纤维中通过，在接收端再从光信号转变成电信号从而实现信息传递的通信方式。光纤通信的光源是激光器发出的激光。激光具有亮度
高 、方向性 好 和颜色纯即单色性好的特点。光纤通信与无线电通信相比，不容易受外界干扰，能够更好地对传播的内容保密 ，可以同时传播更多的内容。
移动通信是通信的一方或双方都可以随意移动的通信方式。
互联网是一个由 计算机 、通信线路及其他附属设备连接起来的全球通信网络。国家信息基础设施是集卫星通信、 光纤 通信、 数据通信、图视通信和移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有通信系统联结在一起的高速传递信息的网络。
1、同步通信卫星、卫星通信、移动通信的特点,常见题型为选择题、填空题。
2、光纤通信及其特点,常见题型为选择题、填空题。
考法1 卫星通信
（2020?遵化市模拟）下列说法中不正确的是（ ）
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3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
：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，但是不能把月亮当做中继站，因为月亮绕地球转动；应该用和地球同步的卫星作为微波中继站，在地球周围均匀的分配三颗人造卫星就能实现全球通信；
光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的。故A、C、D正确，不符合题意。
故选：B。
[题组冲关]（2020?荔湾区一模）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，是需要 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 实现的。
：（1）一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围，故只需3颗即可实现对全球信号覆盖，实现全球通信；
（2）太空中没有空气，是真空，所以卫星与地面之间的通信是利用电磁波传递信息的。
故答案为：3；电磁波。
考法2
光纤通信
美籍华人高锟在光线物理学方面取得了突破性成果，最终促使光纤通信问世。光纤通信（ ）
A．利用电流传输信息
B．利用光传输信息
C．传输信息量很小
D．传输信息时损耗大
：光导纤维是传输光信号的介质。光波的频率远高于无线电波的频率，所以光纤传输的信息容量很大。光纤有内外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时，就不会跑到外层，所以光纤的抗干扰能力强，能减小信号衰减，适用于远距离传输大量信息。
故选：B。
[题组冲关]（2020?新吴区二模）
(?http:?/??/?www.m?/?physics?/?report?/?detail?/?67646d07-513f-446e-8f0d-7088417f5ab6"
\t
"_blank?)北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，将于2020年实现全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量，太阳能属于
（选填“可再生”或“不可再生”）能源。卫星和地面传递信息主要是利用了
。
：（1）太阳能从自然界源源不断得到，是可再生能源；
（2）卫星和地面传递信息主要是利用了电磁波传递信息的。
故答案为：可再生；电磁波。
考法3
移动通信
下列关于移动电话的说法中，错误的是（ ）
A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波
B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高
C．移动电话与其他用户通话需基地台转接
D．移动电话用微波信号与电话网络联系
：A、移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台：在讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中；同时它又能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以A是正确的；
B、移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，所以B是错误的；
C、正是因为移动电话的发射功率不大，所以它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台叫基地台，所以C是正确的；
D、移动电话通过电磁波（或微波）信号和基地台连在一起，而基地台则和电话交换机，和电话网络连在一起，所以D是正确的。
故选：B。
[题组冲关]（2021?重庆模拟）中国航天打响了5G争夺战的第一炮，他们计划在2020年执行一个代号为虹云工程的计划，即通过发射一百多颗卫星组网形成5G卫星通信网，从而覆盖整个地球的5G网络。那么5G会比4G牛多少？为什么能让我们的生活方式升级换代？根据国际通信标准组织3GPP的定义，5G将带来三大应用场景：
eMBB大带宽：下载速率理论值将达到每秒10GB，将是当前4G上网速率的10倍。
uRLLC低延时：5G的理论延时是1ms，是4G延时的几十分之一，基本达到了准实时的水平。
mMTC广联接：5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别，是4G的十倍以上。
我们生活中常听说的AI技术、VR/AR技术与全息通信，虽然现在已经部分应用，但因为传输速率不够，体验并不好，经常出现卡顿。模糊甚至让人晕眩。但如果有了5G，速率提高，360°的画面都能够清晰而稳定的呈现，我们就能真正体会到“远隔万里却身临其境”的神奇了。特别是自动驾驶的汽车与自动驾驶载人飞行器，也都将有望在5G时代真正实现广泛应用。
示例：
物理信息：覆盖整个地球的5G网络；
物理知识：5G卫星通信传递信息是利用电磁波。
作答：
物理信息： ；
物理知识： 。
：物理信息：5G下载速度是当前4G上网速率的10倍；
物理知识：全息通信传递信息是利用电磁波。
故答案为：5G下载速度是当前4G上网速率的10倍；全息通信传递信息是利用电磁波。
考法4
互联网和信息高速公路
信息高速公路一语中的“路”一般是指（ ）
A．微波的接力式传输通信
B．地面--卫星--卫星--地面的传输通信
C．光缆中光纤传输的通信
D．互联网络通信
：当前被称为“信息高速公路”的通信，实际上是指激光通信，这种通信方式的通信信号是在光导纤维（光缆）中传输的。
故选：C。
[题组冲关]下列操作不能由互联网实现的是（ ）
A．查阅资料。看新闻
B．购物，视频点播，聊天
C．远程教育，远程医疗
D．现金交易
：人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、购物、视频点播、聊天、发送电子邮件等，但不能进行现金交易。
故选：D。
名师】
1．（2020?枣庄）“北斗”导航系统是我国自行研制的通信系统，该系统在传递信息过程中主要依靠（ ）
A．电磁波
B．超声波
C．次声波
D．激光
【解答】解：
“北斗”导航卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面，所以它传递信息利用的是电磁波，故A正确。
故选：A。
2．手机已进入千家万户，手机通信利用了（ ）
A．红外线
B．紫外线
C．电磁波
D．超声波
【解答】解：A、红外线常用在遥控器、红外线遥感上，手机不用红外线传递信息，故A错误；
B、紫外线常用来消毒、用在防伪上，手机不用紫外线传递信息，故B错误；
C、手机利用电磁波传递信息，故C正确；
D、超声波不能在真空中传播，手机不能利用电磁波传递信息，故D错误；
故选：C。
3．关于激光通信的原理，下列说法中正确的是（ ）
A．激光通信使用激光束把声音和图象信号发送出去，然后用接收装置接收
B．激光通信实现了将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象的激光发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来
C．激光通信实现了将激光束调制到声音和图象信号上，然后把激光信号发送出去，最后用接收装置接收
D．激光通信的发送和接收方式不确定
【解答】解：激光通信的原理与无线电通讯类似。
即：先将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象信号的激光发送出去，
最后用接受装置把声音和图象信号检出来。
故选：B。
4．下列关于地球同步卫星的说法中，错误的是（ ）
A．同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样
B．同步卫星可作为传播微波的中转站
C．同步卫星的速度与电磁波的传播速度相同
D．要使世界上任何一个地方的电视节目都可以传送到全世界，至少要有三颗同步卫星
【解答】解：
A、地球同步卫星相对于地球是静止的，因此，同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同，故A正确；
B、地球同步卫星可作为传播微波的中转站，故B正确；
C、电磁波的速度与光速相同，所以同步卫星的速度与电磁波的传播速度不同，故C错误；
D、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：C。
5．（2020春?蕲春县校级月考）中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）
A．智能机器人只能通过声音信号控制
B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
D．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量
【解答】解：A、智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段，故A错误；
B、我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用电磁波传递信息的，故B错误；
C、5G手机上网属于移动电话，所以它传递信息是通过电磁波来实现的，故C正确；
D、无人自动驾驶汽车行驶也需要消耗能量，故D错误。
故选：C。
6．（2021?襄垣县校级一模）2020年11月24日，“长征五号”遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，顺利将探测器送入预定轨道。在加速升空阶段，相对运载火箭，“嫦娥五号”探测器是
（选填“运动”或“静止”）的，其在未来的运行、登月、返回等过程中，是通过
与地控中心进行信息传递的。
【解答】解：在加速升空阶段，相对运载火箭，“嫦娥五号”探测器的位置不变，是静止的，其在未来的运行、登月、返回等过程中，是通过电磁波与地控中心进行信息传递的。
故答案为：静止；电磁波。
7．（2021?滦州市模拟）日常生活中，人们利用不同的方式传递信息：两人面对交谈时是利用
传递信息；两地间通过固定电话交谈是利用导线中的电流传递信息；家中电视机收到电视节目是利用
传递信息。电磁波
（选填“能”或“不能”）在真空中传播，已知从地球发出的微波信号经1.28s到达月球，则月球与地球间的距离为
m。（电磁波的传播速度为3×108m/s）。
【解答】解：两人面对交谈时是利用声波传递声音；家中电视机能收到国内电视节目是利用电磁波传递节目内容；
电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，v＝3×108m/s；
月球与地球间的距离：
s＝vt＝3×108m/s×1.28s＝3.84×108m。
故本题答案为：声波；电磁波；能；3.84×108。
8．数字通信是一种即现代又古老的通信方式，现代电话已经全部采用数字信号进行处理，若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一个数字信号，可以表达一句话。例如：“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”。
开关动作
开
关
开。关
开。开
关。开
表示数字
0
1
0、1
0、0
1、0
中文意义
我
你
相信
行
能
请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话：
，其数字信号为
。
【解答】解：根据各数字的含义可知，另一组信号表达的一句话：“你相信我能行”的数字信号为“1、01、0、10、00”。
故答案为：你相信我能行；“1、01、0、10、00”。
9．下图是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段，
波段的波长较长；图中“1000”字样代表接收电磁波的波长为
m．（电磁波的传播速度与光速相同）
FM
88
94
99
105
108MHzAM
530
610
750
1000
1300
1600KHz
【解答】解：无线电广播的电台是通过电磁波将信号发射出去的，其信号的接收是靠收音机接收电台传递的信号收听广播的。从图表上看，AM的单位是千赫，FM的单位是兆赫。由于电磁波的传播速度是不变的，由公式c＝λf可知，波速一定时，波长与频率成反比，即频率越小则波长会越大。
图中1000指1000kHz＝1×106Hz；则波长λ＝＝＝300m。
故答案为：AM、300。
10．阅读短文：
在科技高度发达的今天，人类已能非常娴熟地操纵电磁波为人类服务。在早期，雷达把短暂的电磁脉冲波发射出去，然后根据反射波的情况判断目标的方位和距离；后来人们让电磁波携带上声音或图像信息，收音机、电视机接收到这样的电磁波后就可以获得相应的声音或图像了；手机则是依靠这种加载有声音与图像信息的电磁波通过移动通讯的基地台（卫星电话甚至是通过卫星）实现与对方的双向交流：科学家们还设想在不久的将来，在太空绕地球飞行的轨道上建太阳能发电站，利用电磁波将获取的电能发送到地面。
请在下面的空格中填上适当的内容或回答问题：
（1）电磁波既能传递信息，又能传递
；
（2）收音机、电视机、手机三种家用电器中，既接收电磁波，又发射电磁波的是
；
（3）汶川地震后一切通讯设施都遭到破坏，在电视节目中我们常会看到通过卫星传来的信号出现延迟现象。若通信卫星距汶川以及北京的距离都近似为36000公里，则由汶川发出的信号需经
秒才能传到北京（保留两位小数）
【解答】解：（1）根据人们让电磁波携带上声音或图像信息可知电磁波既能传递信息和利用电磁波将获取的电能发送到地面可知：电磁波既能传递信息，又能传递能量；
（2）由收音机、电视机接收到这样的电磁波后就可以获得相应的声音或图像了；手机则是依靠这种加载有声音与图像信息的电磁波通过移动通讯的基地台（卫星电话甚至是通过卫星）实现与对方的双向交流，所以接收电磁波，又发射电磁波的是手机；
（3）电磁波在传播过程中以光速传播，约为3×108m/s，则s＝36000公里×2＝7.2×107m。
所以t＝＝＝0.24s。
故答案为：能量；手机；0.24。
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第3课时 现代通信
设在地球表面的无线电通信站称为
站，用于通信目的的人造地球卫星
称为通信卫星。通信卫星大多数是
卫星，它在地球
上空35
860
km处的圆形轨道上，沿着地球自转的方向绕地球转动，它绕地球一周的时间与地球自转的周期相同，是
小时。从地面上看去，它似乎总是___
地悬挂在高空。卫星通信具有容量
、抗干扰性
、使用灵活、传输距离
、可靠性高等特点。
光纤通信是利用特殊的技术把表示信息的电信号转变为
信号，让
在光导纤维中通过，在接收端再从光信号转变成电信号从而实现信息传递的通信方式。光纤通信的光源是激光器发出的激光。激光具有亮度
、方向性
和颜色纯即单色性好的特点。光纤通信与无线电通信相比，不容易受外界干扰，能够更好地对传播的内容
，可以同时传播更多的内容。
移动通信是通信的一方或双方都可以随意
的通信方式。
互联网是一个由
、通信线路及其他附属设备连接起来的全球通信网络。国家信息基础设施是集卫星通信、
通信、
通信、图视通信和移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有通信系统联结在一起的高速传递信息的网络。
1、同步通信卫星、卫星通信、移动通信的特点,常见题型为选择题、填空题。
2、光纤通信及其特点,常见题型为选择题、填空题。
考法1 卫星通信
（2020?遵化市模拟）下列说法中不正确的是（ ）
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3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
[题组冲关]（2020?荔湾区一模）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，是需要 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 实现的。
考法2
光纤通信
美籍华人高锟在光线物理学方面取得了突破性成果，最终促使光纤通信问世。光纤通信（ ）
A．利用电流传输信息
B．利用光传输信息
C．传输信息量很小
D．传输信息时损耗大
[题组冲关]（2020?新吴区二模）
(?http:?/??/?www.m?/?physics?/?report?/?detail?/?67646d07-513f-446e-8f0d-7088417f5ab6"
\t
"_blank?)北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，将于2020年实现全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量，太阳能属于
（选填“可再生”或“不可再生”）能源。卫星和地面传递信息主要是利用了
。
考法3
移动通信
下列关于移动电话的说法中，错误的是（ ）
A．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波
B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高
C．移动电话与其他用户通话需基地台转接
D．移动电话用微波信号与电话网络联系
[题组冲关]（2021?重庆模拟）中国航天打响了5G争夺战的第一炮，他们计划在2020年执行一个代号为虹云工程的计划，即通过发射一百多颗卫星组网形成5G卫星通信网，从而覆盖整个地球的5G网络。那么5G会比4G牛多少？为什么能让我们的生活方式升级换代？根据国际通信标准组织3GPP的定义，5G将带来三大应用场景：
eMBB大带宽：下载速率理论值将达到每秒10GB，将是当前4G上网速率的10倍。
uRLLC低延时：5G的理论延时是1ms，是4G延时的几十分之一，基本达到了准实时的水平。
mMTC广联接：5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别，是4G的十倍以上。
我们生活中常听说的AI技术、VR/AR技术与全息通信，虽然现在已经部分应用，但因为传输速率不够，体验并不好，经常出现卡顿。模糊甚至让人晕眩。但如果有了5G，速率提高，360°的画面都能够清晰而稳定的呈现，我们就能真正体会到“远隔万里却身临其境”的神奇了。特别是自动驾驶的汽车与自动驾驶载人飞行器，也都将有望在5G时代真正实现广泛应用。
示例：
物理信息：覆盖整个地球的5G网络；
物理知识：5G卫星通信传递信息是利用电磁波。
作答：
物理信息： ；
物理知识： 。
考法4
互联网和信息高速公路
信息高速公路一语中的“路”一般是指（ ）
A．微波的接力式传输通信
B．地面--卫星--卫星--地面的传输通信
C．光缆中光纤传输的通信
D．互联网络通信
[题组冲关]下列操作不能由互联网实现的是（ ）
A．查阅资料。看新闻
B．购物，视频点播，聊天
C．远程教育，远程医疗
D．现金交易名师】
1．（2020?枣庄）“北斗”导航系统是我国自行研制的通信系统，该系统在传递信息过程中主要依靠（ ）
A．电磁波
B．超声波
C．次声波
D．激光
2．手机已进入千家万户，手机通信利用了（ ）
A．红外线
B．紫外线
C．电磁波
D．超声波
3．关于激光通信的原理，下列说法中正确的是（ ）
A．激光通信使用激光束把声音和图象信号发送出去，然后用接收装置接收
B．激光通信实现了将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象的激光发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来
C．激光通信实现了将激光束调制到声音和图象信号上，然后把激光信号发送出去，最后用接收装置接收
D．激光通信的发送和接收方式不确定
4．下列关于地球同步卫星的说法中，错误的是（ ）
A．同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样
B．同步卫星可作为传播微波的中转站
C．同步卫星的速度与电磁波的传播速度相同
D．要使世界上任何一个地方的电视节目都可以传送到全世界，至少要有三颗同步卫星
5．（2020春?蕲春县校级月考）中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）
A．智能机器人只能通过声音信号控制
B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
D．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量
6．（2021?襄垣县校级一模）2020年11月24日，“长征五号”遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，顺利将探测器送入预定轨道。在加速升空阶段，相对运载火箭，“嫦娥五号”探测器是
（选填“运动”或“静止”）的，其在未来的运行、登月、返回等过程中，是通过
与地控中心进行信息传递的。
7．（2021?滦州市模拟）日常生活中，人们利用不同的方式传递信息：两人面对交谈时是利用
传递信息；两地间通过固定电话交谈是利用导线中的电流传递信息；家中电视机收到电视节目是利用
传递信息。电磁波
（选填“能”或“不能”）在真空中传播，已知从地球发出的微波信号经1.28s到达月球，则月球与地球间的距离为
m。（电磁波的传播速度为3×108m/s）。
8．数字通信是一种即现代又古老的通信方式，现代电话已经全部采用数字信号进行处理，若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一个数字信号，可以表达一句话。例如：“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”。
开关动作
开
关
开。关
开。开
关。开
表示数字
0
1
0、1
0、0
1、0
中文意义
我
你
相信
行
能
请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话：
，其数字信号为
。
9．下图是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段，
波段的波长较长；图中“1000”字样代表接收电磁波的波长为
m．（电磁波的传播速度与光速相同）
FM
88
94
99
105
108MHzAM
530
610
750
1000
1300
1600KHz
10．阅读短文：
在科技高度发达的今天，人类已能非常娴熟地操纵电磁波为人类服务。在早期，雷达把短暂的电磁脉冲波发射出去，然后根据反射波的情况判断目标的方位和距离；后来人们让电磁波携带上声音或图像信息，收音机、电视机接收到这样的电磁波后就可以获得相应的声音或图像了；手机则是依靠这种加载有声音与图像信息的电磁波通过移动通讯的基地台（卫星电话甚至是通过卫星）实现与对方的双向交流：科学家们还设想在不久的将来，在太空绕地球飞行的轨道上建太阳能发电站，利用电磁波将获取的电能发送到地面。
请在下面的空格中填上适当的内容或回答问题：
（1）电磁波既能传递信息，又能传递
；
（2）收音机、电视机、手机三种家用电器中，既接收电磁波，又发射电磁波的是
；
（3）汶川地震后一切通讯设施都遭到破坏，在电视节目中我们常会看到通过卫星传来的信号出现延迟现象。若通信卫星距汶川以及北京的距离都近似为36000公里，则由汶川发出的信号需经
秒才能传到北京（保留两位小数）
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