專(zhuān)題21.4越來(lái)越寬的信息之路

20232024學(xué)年度物理九年級(jí)全一冊(cè)同步（拓展）學(xué)講練測(cè)大講義（人教版通用）第二十一章信息的傳遞專(zhuān)題21.4越來(lái)越寬的信息之路學(xué)新課標(biāo)對(duì)課節(jié)知識(shí)點(diǎn)要求【課程標(biāo)準(zhǔn)】通過(guò)了解現(xiàn)代通訊知識(shí)，了解科技給人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.常識(shí)行了解微波通訊、衛(wèi)星通訊、光纖通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊。2.通過(guò)了解現(xiàn)代通訊知識(shí)，了解科技給人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。【重點(diǎn)】重點(diǎn)是用圖片視頻介紹各種通信方式及其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)和改進(jìn)方法。【難點(diǎn)】難點(diǎn)是加深對(duì)信息之路越來(lái)越寬的理解以及培養(yǎng)用科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的使命感責(zé)任感。學(xué)課節(jié)知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1.微波通信微波的波長(zhǎng)在10m——1mm之間，頻率在30MHz——3×105MHz之間。微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球繞射，因此，必須每隔50km左右就建設(shè)一個(gè)微波中繼站。中繼站作用是把上一站傳來(lái)的信號(hào)處理后，在發(fā)射到下一站去。知識(shí)點(diǎn)2.衛(wèi)星通信通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波通信的中繼站。通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，在地球周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。知識(shí)點(diǎn)3.光纖通信光纖通信是光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國(guó)科學(xué)家梅曼發(fā)現(xiàn)的。光纖通信的保密性強(qiáng)，不受外界條件的干擾，傳播距離遠(yuǎn)，容量大。知識(shí)點(diǎn)4.網(wǎng)絡(luò)通信目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。例如：服務(wù)器名，其中“cn”是China的縮寫(xiě)，表示這個(gè)服務(wù)器是在中國(guó)注冊(cè)的。服務(wù)器名，其中“cn”是China的縮寫(xiě)，表示這個(gè)服務(wù)器是在中國(guó)注冊(cè)的。用戶名用戶名電子郵件地址xiaolin@server世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。寬帶網(wǎng)是指頻率較高，能傳輸更多信息的網(wǎng)絡(luò)。講課節(jié)知識(shí)點(diǎn)的例題解析【例題1】利用激光測(cè)量地月距離，是20世紀(jì)60年代后發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。從地面向月球發(fā)射一束脈沖激光，激光被安裝在月面上的角反射器反射回來(lái)，地面上的計(jì)時(shí)器把激光往返地月的時(shí)間記錄下來(lái)，這樣就可以計(jì)算出地月距離。激光是一種空和空氣中的光速均按3.0×108m/s計(jì)算，若計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為2.56s，則地月距離約為.【答案】電磁；3.84×108【解析】（1）激光是一種電磁波；（2）因?yàn)関=s/t，所以激光的路程：s=vt=3×108m/s×2.565=7.68×108m.地月間的距離【例題2】小紅在互聯(lián)網(wǎng)上注冊(cè)了一個(gè)電子郵箱，郵箱的地址是：xiaohong@souhu請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）她電子郵箱的用戶名是什么？（2）地址中“cn”表示她的郵箱的服務(wù)器是在哪里注冊(cè)的？【答案】xiaohong中國(guó)【解析】（1）在小紅郵箱的地址xiaohong@souhu中，她電子郵箱的用戶名是xiaohong（2）郵箱的地址是：xiaohong@souhu，這里的“cn”表示她的郵箱的服務(wù)器是在哪里注冊(cè)的。就是指中國(guó)注冊(cè)的。強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的達(dá)標(biāo)問(wèn)題精練1．下列功能互聯(lián)網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)的是（）A．查閱資料，看新聞B．購(gòu)物，視頻，聊天C．現(xiàn)金交易D．遠(yuǎn)程教育，遠(yuǎn)程醫(yī)療【答案】C【解析】計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診、打IP、查閱資料、購(gòu)物、視頻點(diǎn)播、聊天、發(fā)送電子郵件等，但不能進(jìn)行現(xiàn)金交易．2.將計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起形成網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié)，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是_______，這樣就能使信息資源________。利用網(wǎng)絡(luò)通信除了收發(fā)電子郵件外，還可以看到不斷更新的新聞，查到所需的______。【答案】因特網(wǎng)，共享，各種資料【解析】將計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起形成網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié)，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是因特網(wǎng)，這樣就能使信息資源共享。利用網(wǎng)絡(luò)通信除了收發(fā)電子郵件外，還可以看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。3．下列四位科學(xué)家中，發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器的是()A．愛(ài)迪生B．法拉第C．梅曼D．貝爾【答案】C【解析】1960年T.H.梅曼等人制成了第一臺(tái)紅寶石激光器。4.為了把重要體育比賽節(jié)目及時(shí)傳到世界各地，至少需要____顆同步通信衛(wèi)星．衛(wèi)星通信的實(shí)質(zhì)是把衛(wèi)星作為_(kāi)______，將地面站送來(lái)的信號(hào)接收下來(lái)，進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給另外的地面站．通信衛(wèi)星上板狀的兩翼是太陽(yáng)能電池板，它把______能轉(zhuǎn)換成電能，供衛(wèi)星使用．【答案】3，微波中繼站，太陽(yáng)?！窘馕觥恳阎匾w育比賽節(jié)目及時(shí)傳到世界各地，至少需要3顆同步通信衛(wèi)星．衛(wèi)星通信的實(shí)質(zhì)是把衛(wèi)星作為微波中繼站，將地面站送來(lái)的信號(hào)接收下來(lái)，進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給另外的地面站．通信衛(wèi)星上板狀的兩翼是太陽(yáng)能電池板，它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，供衛(wèi)星使用．5.小紅在互聯(lián)網(wǎng)上注冊(cè)了一個(gè)電子郵箱，郵箱的地址是：xiaohong@souhu請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）她電子郵箱的用戶名是什么？（2）地址中“cn”表示她的郵箱的服務(wù)器是在哪里注冊(cè)的？【答案】xiaohong中國(guó)【解析】（1）在小紅郵箱的地址xiaohong@souhu中，她電子郵箱的用戶名是xiaohong（2）郵箱的地址是：xiaohong@souhu，這里的“cn”表示她的郵箱的服務(wù)器是在哪里注冊(cè)的。就是指中國(guó)注冊(cè)的。6.閱讀短文回答問(wèn)題：激光的應(yīng)用1958年，人類(lèi)在實(shí)驗(yàn)室里激發(fā)出一種自然界中沒(méi)有的光，這就是激光。激光束的平行度特別好，在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度。激光的這個(gè)特點(diǎn)使它可以用來(lái)進(jìn)行精確的測(cè)距。對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)出一個(gè)極短的激光脈沖，測(cè)量發(fā)射脈沖和接收反射脈沖的時(shí)間間隔，就可以求出目標(biāo)的距離。激光測(cè)距雷達(dá)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。由于平行度好，激光可以會(huì)聚到很小的一點(diǎn)上，讓這一點(diǎn)照射到光盤(pán)上，就可以讀出光盤(pán)上記錄的信息，經(jīng)處理后還原成聲音和圖象，由于會(huì)聚點(diǎn)很小，光盤(pán)記錄信息密度很高。激光還有一個(gè)特點(diǎn)是亮度高，也就是說(shuō)，它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，如果把強(qiáng)大的激光束會(huì)聚起來(lái)照射到物體上，可以使物體被照的部分迅速上升到極高的溫度，最難熔化的物質(zhì)在一瞬間也要汽化了。因此可以利用激光束來(lái)切割各種物質(zhì)、焊接金屬以及在硬質(zhì)材料上打孔。醫(yī)學(xué)上可以用激光作“光刀”來(lái)切割皮膚，切除腫瘤，還可以用激光“焊接”脫落的視網(wǎng)膜。強(qiáng)激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器，在軍事上有廣泛的應(yīng)用。（1）激光在真空中的傳播速度為km/s。（2）激光測(cè)距與初中物理學(xué)到的測(cè)距原理相同。（3）用激光作“光刀”來(lái)切割皮膚、切除腫瘤、“焊接”脫落的視網(wǎng)膜，是利用激光的的特點(diǎn)?！敬鸢浮浚?）3×105（2）回聲（3）亮度高【解析】（1）激光在真空中的傳播速度與光速相等為3×105km/s。（2）激光測(cè)距與初中物理學(xué)到的回聲測(cè)距原理相同。（3）激光還有一個(gè)特點(diǎn)是亮度高，也就是說(shuō)，它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，如果把強(qiáng)大的激光束會(huì)聚起來(lái)照射到物體上，可以使物體被照的部分迅速上升到極高的溫度，最難熔化的物質(zhì)在一瞬間也要汽化了。因此可以利用激光束來(lái)切割各種物質(zhì)、焊接金屬以及在硬質(zhì)材料上打孔。醫(yī)學(xué)上可以用激光作“光刀”來(lái)切割皮膚，切除腫瘤，還可以用激光“焊接”脫落的視網(wǎng)膜。強(qiáng)激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器，在軍事上有廣泛的應(yīng)用。7．WiFi上網(wǎng)是當(dāng)今廣泛使用的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，它快遞信息用到的是（）A．紅外線 B．紫外線 C．電磁波 D．超聲波【答案】C【解析】WiFi利用了電磁波中的微波技術(shù)進(jìn)行信息傳輸，故應(yīng)選C。8.微波應(yīng)用微波爐是現(xiàn)代家庭中的烹飪工具，接通電源后微波爐內(nèi)的磁控管能產(chǎn)生頻率很高，波長(zhǎng)很短的電磁波，故稱(chēng)為微波。微波有以下重要特性：(1)微波的傳播速度等于光速。（2)微波遇到金屬物體，會(huì)像光遇到鏡子一樣地發(fā)生反射；波遇到絕緣材料，如玻璃、塑料等，會(huì)像光透過(guò)玻璃一樣順利通過(guò)。(3)微波遇到含水的食品，能夠被其大量吸收，引起食品內(nèi)部分子發(fā)生劇烈的振動(dòng)，達(dá)到加熱食品的目的。(4)過(guò)量的微波照射對(duì)人體有害。（1）通過(guò)短文的閱讀，在微波爐中應(yīng)選用下列哪種容器來(lái)加熱飯菜（

）A．不銹鋼盆子

B．鐵盆子

C．玻璃盆子

D．銅制盆子（2）微波在真空中傳播速度是m/s；請(qǐng)你猜想，微波能量（選填“具有”或“不具有”）（3）為防止微波泄漏對(duì)人體造成傷害，在玻璃爐門(mén)內(nèi)側(cè)應(yīng)裝有,（填“金屬網(wǎng)罩”或“非金屬網(wǎng)罩”）你的理由是。【答案】（1）玻璃盆子（2）3×108m/s具有（3）金屬網(wǎng)罩屏蔽電磁波【解析】只要認(rèn)真閱讀短文，根據(jù)短文信息就能直接回答問(wèn)題。9.衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地面站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，即把地面站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再返送回另一地面站。地面站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶通過(guò)地面站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。由于同步衛(wèi)星在赤道上空36000km，它繞地球一周的時(shí)間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周時(shí)間（23h56min4s）一致，從地面看上去如同靜止不動(dòng)。3顆相距120°的衛(wèi)星就能覆蓋整個(gè)赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通信，最適合衛(wèi)星通信的頻率是1—10GHz頻段，即微波頻段。（1）衛(wèi)星通信是遠(yuǎn)距離的無(wú)線通信，要從衛(wèi)星上接收信號(hào)必須在地面上建立_______。（2）關(guān)于同步衛(wèi)星，以下說(shuō)法中正確的是（）A.同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動(dòng)周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同B.同步衛(wèi)星和月球一樣每天繞地球一周C.同步衛(wèi)星固定在空中一直不動(dòng)D.作為傳播微波的中繼站，地球上空的同步衛(wèi)星越多越好（3）頻率為1—10GHz的電磁波對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)是多少？（4）赤道上的地面站向衛(wèi)星發(fā)射信