21 信息的傳遞（解析版）

第二十一章信息的傳遞學習目標學習目標1.了解電話是怎樣把信息傳遞到遠方的。2.知道波長、頻率和波速的關系。3.了解移動電話是怎樣工作的。4.通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學習科學的興趣。002預習導學一、電話1、電話的組成話筒：把聲信號轉換成變化的電流信號。聽筒：把變化的電流信號轉換成聲音信號。2、工作原理：聲音→話筒→產(chǎn)生變化的電流→聽筒→振動（聲音）。3、電話交換機：（1）為了提高電話線路的利用率而發(fā)明，用來實現(xiàn)兩部電話之間的轉換。（2）電話“占線”原因：①對方正在通話；②電話交換機忙碌。二、模擬通信和數(shù)字通信1、模擬信號：話筒將聲音轉換成電流信號時，信號電流的頻率、振幅變化情況和聲音的頻率、振幅變化情況完全一樣，模仿聲音的“一舉一動”，這種電流傳遞的信號叫模擬信號。例如，傳統(tǒng)的市話通話，長途通話。2、數(shù)字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數(shù)字信號，例如，電子計算機利用二進制碼識別信息和處理信息。3、模擬通信在加工、放大和傳輸過程中抗干擾能力差、噪聲大、失真大，而數(shù)字信號形式簡單，抗干擾能力強，噪聲小，失真小。三、電磁波的產(chǎn)生1、電流的迅速變化會在周圍空間激起電磁波，不變化的電流不能激起電磁波。2、周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波。四、電磁波的傳播1、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在固體、液體、氣體中傳播，也可以在真空中傳播。2、電磁波傳播速度，電磁波的波長為，波速c=f，其中f是電磁波的頻率。3、電磁波波譜：Y射線，X射線，紫外線，紅外線，微波，短波，中波，長波。五、電磁波的應用1、微波爐：利用電磁波（微波）來加熱食物。2、雷達：利用無線電波測定物體位置。3、無線電波：用于廣播、電視和移動電話等無線電技術中使用的電磁波。六、無線電廣播信號的發(fā)射和接收1、無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成，無線電廣插信號的接收由收音機完成。2、信號發(fā)射：話筒把播音員的聲音信號轉換成電信號，然后用調(diào)制器把音頻電信號加載到高頻電磁波上，再通過天線發(fā)射到空中。3、信號接收：收音機天線接到電磁波，經(jīng)過收音機的調(diào)諧器選出特定頻率的信號，進行放大，由揚聲器把音頻電信號轉換成聲音。七、電視信號的發(fā)射和接收1、電視信號的發(fā)射由電視臺完成，電視信號的接收由電視機完成。2、圖像信號產(chǎn)生過程：攝像機把圖像轉換成電信號，發(fā)射機把電信號加載到高頻電磁波上，再通過天線發(fā)射到空中。3、圖像信號接收過程：電視機接收天線把高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號提取并放大，由顯像管還原成圖像。4、聲音信號的產(chǎn)生、傳播和接收與無線電廣播的工作過程相似，與無線電信號一樣，單獨的圖像信號不能在空中傳播，必須以電磁波為載體。八、移動通信1、基本原理：移動電話利用電磁波將聲音信號發(fā)射到空中，同時可以在空中捕獲電磁波，得到對方聲音的信號。2、優(yōu)點：利用電磁波傳遞信息，只要在電磁波輻射區(qū)域都可以進行通話。3、缺點：為了保證通話質(zhì)量，必須建立基地臺進行信號轉換。4、移動電話機既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺。九、網(wǎng)絡通信1、概念：計算機技術和通信技術相結合而形成的新型通信方式，主要滿足數(shù)據(jù)通信需要。2、人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件，每個電子郵箱都有自己的“地址”，這樣才能把郵件送到正確的地方。3、網(wǎng)絡通信廣泛應用于網(wǎng)絡購物、查閱資料、遠程教育、遠程醫(yī)療等方面。十、光纖通信1、概念：利用激光攜帶信息，從光導纖維一端射入，經(jīng)內(nèi)壁多次反射，從另一端射出，這種通信方式叫做光線通信。2、光導纖維：很細的玻璃絲，有內(nèi)、外兩層，由于內(nèi)外層的折射本領不一樣，光在光纖中發(fā)生全反射。3、激光屬于電磁波，光纖通信抗干擾能力強，信號衰減小，傳遞的信息量大，保密性好，通信質(zhì)量高。十一、衛(wèi)星中繼通信1、概念：利用地球同步通信衛(wèi)星作微波中繼站，接收地面站送來的信號，并進行放大，然后轉發(fā)給其他地面站，實現(xiàn)信息傳遞。2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成，在地球周圍均勻布置3顆同步衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球通信。注意：月球不能作為中繼站，因為月球離地球太遠，不利于接收。003探究提升知識點一：電磁波【探究重點】1.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質(zhì)。2.電磁波的波速與波長和頻率無關，同種介質(zhì)中電磁波的波速是一定的。3.電磁波的波速、波長與頻率的關系：c＝λf4.在真空中或在同一種介質(zhì)中，波速一定時，波長與頻率成反比?！纠}精講】（2022?臨沂）當2022虎年的鐘聲敲響時，天和核心艙的三位航天員在太空為全國人民送上新年祝福（如圖）。他們美好的祝福聲傳到地球靠的是（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．紅外線【答案】C【思路點撥】電磁波可以傳遞信息，電磁波可以在真空中傳播?！窘馕觥侩姶挪梢詡鬟f信息，電磁波可以在真空中傳播，三位航天員美好的祝福聲傳到地球靠的是電磁波。故選C?！军c評】本題考查電磁波的應用，屬于對基礎知識的考查，難度不大?！眷柟逃柧殹浚?023?南通）2023年5月17日10時49分，第56顆北斗導航衛(wèi)星成功升空進入軌道。衛(wèi)星的慣性（選填“會”或“不會”）消失，衛(wèi)星通過地面通信站發(fā)出的接受指令，助推器噴氣調(diào)整衛(wèi)星的運行軌跡，說明力能改變物體的?！敬鸢浮坎粫浑姶挪?；運動狀態(tài)?！窘馕觥恳磺形矬w都有慣性，衛(wèi)星成功升空進入軌道后，仍然具有慣性；太空中沒有空氣，聲音不能傳播，故衛(wèi)星只能通過電磁波與地面聯(lián)系；助推器噴氣使飛船的速度變快，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。故答案為：不會；電磁波；運動狀態(tài)。00401強化訓練1．（2023?蒙陰縣三模）2022年新年鐘聲敲響之際，正在太空“出差”的神舟十三號宇航員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站通過視頻為全國人民帶來新春的祝福?？臻g站中宇航員的祝福語傳到地面是利用了（）A．電磁波 B．紅外線 C．超聲波 D．次聲波【答案】A【解析】空間站與地面之間是真空，真空不能傳聲，聲音的傳播需要介質(zhì)，故空間站中宇航員的祝福語是通過電磁波傳到地面的，故A符合題意，BCD不符合題意。故選：A。2．（2023?青羊區(qū)校級模擬）下列設備的運行與電磁波無關的是（）A．日常生活中，人們常利用手機進行通訊聯(lián)系 B．醫(yī)院里，醫(yī)生利用B超可觀察到母體內(nèi)的嬰兒情況 C．汽車上安裝有GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)），以確定行駛路線和距離 D．“嫦娥二號”接收地面指揮中心的運行指令，實現(xiàn)變軌而奔向月球【答案】B【解析】A、手機是利用電磁波傳遞信號的，不合題意。B、醫(yī)院里，醫(yī)生利用B超可觀察到母體內(nèi)的嬰兒情況，B超是超聲波，符合題意。C、GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確定行駛路線和距離，也是利用電磁波工作的，不合題意。D、地面指揮中心通過發(fā)射電磁波來實現(xiàn)對“嫦娥一號”的控制，不合題意。故選：B。3．（2023?武進區(qū)校級模擬）據(jù)了解，到2022年山東將建成“5G”基站多達數(shù)萬個，實現(xiàn)“5G”網(wǎng)絡鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋?！?G”手機通過電磁波與基站之間進行信息傳遞，以下有關說法中錯誤的是（）A．電磁波既能傳遞信息也能傳遞能量 B．“5G”采用了比“4G”頻率更高的電磁波來傳輸信息 C．“5G”比“4G”傳遞信息更快，是因為它所使用的電磁波的波速更快 D．即使先進的“5G”手機，使用過程中手機也會發(fā)熱，是因為工作過程中部分電能轉化為內(nèi)能【答案】C【解析】A、電磁波既可以傳遞信息，又可以傳遞能量，例如：太陽光屬于電磁波的范疇，可以傳遞能量，故A正確；B、“5G”采用了比“4G”頻率更高的電磁波來傳遞信息，故B正確；C、電磁波可以在真空中進行傳播，電磁波在真空中的傳播速度和光速相等，都是3×108m/s，故C錯誤；D、在使用手機的過程中，由于手機有一定的電阻，根據(jù)焦耳定律可知，會產(chǎn)生一定的熱量，即一部分電能轉化為內(nèi)能，故D正確。故選：C。4．（2023?邗江區(qū)二模）電影《流浪地球2》中，電影人物接到“航天員緊急入列通知”時，手機顯示“中國移動7G”，這項通訊技術在不久的將來有可能實現(xiàn)，下列說法正確的是（）A．7G無線電通訊是依靠電磁波傳遞信息的 B．無線電信號不能在真空中傳播 C．無線電的頻率越高，傳播的速度就越大 D．只有無線電通訊可以傳遞信息【答案】A【解析】A、7G無線電通訊是依靠電磁波傳遞信息的，故A正確；B、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故B錯誤；C、任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，故C錯誤；D、除無線電通訊外，聲音也可以傳遞信息，故D錯誤。故選：A。5．（2023?蕪湖模擬）2023年2月10日，國產(chǎn)C919飛機從上海浦東起飛，圓滿完成了第一次超3000公里的航程。下列說法正確的是（）A．飛機是通過超聲波與地面控制臺取得聯(lián)系的 B．飛機加速起飛時，飛機的慣性變大 C．飛機在高空受到的大氣壓強比在地面附近的大 D．飛機起飛時機翼上方空氣流速大于下方空氣流速【答案】D【解析】A、飛機是通過電磁波與地面控制臺取得聯(lián)系的，故A錯誤；B、飛機加速起飛時，飛機的質(zhì)量不變，慣性不變，故B錯誤；C、飛機在高空受到的大氣壓強比在地面附近的小，故C錯誤；D、飛機飛行時能獲得向上的壓強差，是因為機翼上方空氣流速大于機翼下方空氣流速，上方壓強小于下方，從而產(chǎn)生向上的升力，故D正確。故選：D。6．（2023?路南區(qū)二模）關于聲和電磁波，下列說法正確的是（）A．聲音和電磁波在空氣中的傳播速度均為340m/s B．汽車的排氣管上安裝消聲器是在傳播過程中減弱噪聲 C．醫(yī)生為病人做超聲檢查，利用了超聲波可以傳遞信息 D．我們可以分辨吉他和鋼琴彈奏的樂曲是通過聲音的響度【答案】C【解析】A．電磁波在空氣中的傳播速度與光速相同，為3×108m/s，故A錯誤；B．減弱噪聲的方式有三種：即在聲源處減弱、在人耳處減弱、在傳播過程中減弱，汽車的排氣管上安裝消聲器是減弱噪音的產(chǎn)生，所以是在聲源處減弱噪聲，故B錯誤；C．醫(yī)生為病人做超聲檢查，利用超聲波檢測病人的病情，所以是利用超聲波可以傳遞信息，故C正確；D．不同樂器構造和材質(zhì)不同，所以發(fā)出聲音的音色不同，故分辨吉他和鋼琴彈奏的樂曲是通過聲音的音色，故D錯誤。故選：C。7．（2023?西寧二模）手機已經(jīng)成為一種人們溝通和交流的常用工具，下列關于手機說法正確的是（）A．手機是利用電磁波來傳遞信息的 B．給手機充電時，化學能轉化為電能 C．使用手機時，消耗的電能是一次能源 D．手機掉入水中后，不要立即開機，是因為手機浸入水后電路可能發(fā)生斷路【答案】A【解析】A、手機是利用電磁波來傳遞信息的，故A正確；B、手機充電時，電能轉化為化學能，故B錯誤；C、手機消耗的電能是二次能源，故C錯誤；D、水是導體，若手機掉入水中立即開機，可能發(fā)生短路，故D錯誤。故選：A。8．（2023?懷化一模）下列關于電磁波的說法，不正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度是340m/s B．中國制造的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳輸信號的 C．“嫦娥四號”探測器能從月球上傳輸影像圖，說明電磁波能在真空中傳播 D．華為“5G技術”世界領先，該技術采用電磁波傳輸信息【答案】A【解析】A、電磁波可以在真空中傳播，真空中電磁波的波速是3×108m/s，聲音在空氣中的傳播速度才是340m/s，故A錯誤；B、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳輸信號的，故B正確；C、“嫦娥四號”探測器能從月球上傳輸影像圖，宇宙中是真空環(huán)境，說明電磁波能在真空中傳播，故C正確；D、“5G技術”世界領先，該技術采用無線電波傳輸信息，無線電波是電磁波，故D正確。故選：A。9．（2023?亭湖區(qū)校級二模）2023年5月30日上午9時31分，我國神舟十六號飛船成功發(fā)射，地面上科技人員對神舟十六號飛船的控制是利用（）A．超聲波 B．微波 C．次聲波 D．紫外線【答案】B【解析】超聲波，次聲波不能在真空中傳播，紫外線屬于光波，電磁波可以在真空中傳播，地面上科技人員對神舟十六號飛船的控制是利用是電磁波的微波。故ACD錯誤，B正確。故選：B。10．（2023?羅莊區(qū)一模）利用電磁波，讓信息“飛起來”。下列關于電磁波的說法中，正確的是（）A．電磁波可以在太空中傳播 B．電熨斗是利用電磁波工作的 C．頻率越高的電磁波在空氣中傳播速度越大 D．電磁波在生活中應用廣泛，電磁波對人類有利無害【答案】A【解析】A、電磁波可以在太空中傳播，故A正確；B、電熨斗是利用電流的熱效應工作的，故B錯誤；C、電磁波在空氣中傳播速度相等，故C錯誤；D、電磁波在生活中應用廣泛，電磁波對人類有利，也有害，比如電磁輻射對人體有害，故D錯誤。故選：A。11．（2023?黃石港區(qū)校級模擬）如圖為電磁波的頻率及其應用實例，下列說法正確的是（）A．電磁波的傳播不需要介質(zhì) B．電視機遙控器是利用了γ射線工作的 C．體檢胸透用的X射線頻率比可見光低 D．紅外線在真空中傳播速度比紫外線的快【答案】A【解析】A、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故A正確；B、電視機遙控器是利用了紅外線工作的，故B錯誤；C、由圖可知，體檢胸透用的電磁波頻率比可見光高，故C錯誤；D、紅外線和紫外線都屬于電磁波，電磁波在真空中的傳播速度和光速相等，都是3×108m/s，故D錯誤；故選：A。12．（2023?紅山區(qū)校級三模）關于材料和信息技術，下列說法正確的是（）A．新型電熱毯的電阻絲是用超導體材料制成的 B．玻璃、橡膠制品在常溫下是導體 C．光纖通信中光在光纖里一直沿直線傳播 D．北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)通過電磁波提供定位服務【答案】D【解析】A、新型電熱毯的電阻絲是用石墨烯制成的，不能用超導體來制作，故A錯誤；B、玻璃、橡膠制品在常溫下是絕緣體，故B錯誤；C、光纖通信中光在光纖里可以發(fā)生反射，故C錯誤；D、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)通過電磁波提供定位服務，故D正確。故選：D。1．（2023?婁底）通信科技日新月異，5G正隆，6G嶄露，都基于電磁理論。下列科學家中，預言了電磁波的存在，并在理論上進行了分析總結的是（）A．牛頓 B．瓦特 C．焦耳 D．麥克斯韋【答案】D【解析】英國物理學家麥克斯韋在總結電學與磁學知識的基礎上提出了電磁場理論，把電與磁聯(lián)系在一起，并預言了電磁波的存在。故選：D。2．（2023?臨沂）2023年5月17日，我國成功發(fā)射了第56顆北斗導航衛(wèi)星。對其進行在軌測試時，地面測試系統(tǒng)與該衛(wèi)星之間的通訊利用了（）A．紅外線 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波【答案】B【解析】地面測試系統(tǒng)與該衛(wèi)星之間的通訊利用了電磁波，故B正確，ACD錯誤。故選：B。3．（2023?徐州）消防員戴的5G智能頭盔可以把火災現(xiàn)場的信息及時傳回指揮中心。頭盔傳遞信息是通過（）A．超聲波 B．次聲波 C．紅外線 D．電磁波【答案】D【解析】5G智能頭盔可以把火災現(xiàn)場的信息及時傳回指揮中心利用的是電磁波傳遞信息。故選：D。4．（2023?益陽）2022年中國科學院新一代遠洋綜合科考船“科學”號歷經(jīng)74天的航程，完成了一項基于北斗衛(wèi)星的深海通訊實驗。這次實驗突破了海水深度達到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸，解決了水下無線通信的世界性難題。下列有關北斗衛(wèi)星與深海之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼f法正確的是（）A．通過聲波傳遞數(shù)據(jù) B．通過電磁波傳遞數(shù)據(jù) C．通過光纖傳遞數(shù)據(jù) D．數(shù)據(jù)傳輸有較長時間的延遲【答案】B【解析】北斗衛(wèi)星與深海之間通過電磁波傳遞數(shù)據(jù)，電磁波的傳播速度非?？?，真空中約為3×108m/s，水中的傳播速度約為倍真空速度，因此海水深度達到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸，時間的延遲很小。故選：B。5．（2023?福建）古有北斗星指方向，今有北斗衛(wèi)星導航程。北斗衛(wèi)星與地面間傳遞信息是利用（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．空氣【答案】C【解析】電磁波的傳播不需要介質(zhì)，北斗衛(wèi)星與地面間傳遞信息是利用電磁波，故ABD錯誤，C正確。故選：C。6．（2023?荊州）關于電磁波，下列說法正確的是（）A．5G通信是利用電磁波來傳遞信息的 B．我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用超聲波進行定位的 C．電磁波在真空中的傳播速度是340m/s D．遙控器發(fā)出的紅外線不是電磁波【答案】A【解析】A、5G通信是利用電磁波來傳遞信息的，故A正確；B、我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波來定位的，故B錯誤；C、電磁波在真空中的傳播速度是3×108m/s，故C錯誤；D、遙控器發(fā)出的紅外線是電磁波，故D錯誤。故選：A。7．（2023?仙桃）智能家居環(huán)境下用手機遠程控制空調(diào)的使用，此過程中信息的傳遞主要依靠（）A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．空氣【答案】A【解析】電磁波可以在真空中傳遞信息，所以智能家居環(huán)境下用手機遠程控制空調(diào)的使用，使用的就是利用電磁波來傳遞信息，故A符合題意，超聲波和次聲波不能再真空中傳遞信息，BCD不符合題意。故選：A。8．（2023?蘇州）在軌運行的“天宮二號”空間實驗室，與地面進行實時信息傳輸所使用的是（）A．電磁波 B．紅外線 C．超聲波 D．次聲波【答案】A【解析】在軌運行的“天宮二號”空間實驗室，與地面進行實時信息傳輸所使用的是電磁波，故A正確，BCD錯誤。故選：A。9．（2023?成都）2023年5月17日，我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)迎來了新成員——第56顆北斗導航衛(wèi)星。衛(wèi)星向地面?zhèn)鬟f信息利用的是（）A．超聲波 B．次聲波 C．光纖 D．電磁波【答案】D【解析】衛(wèi)星導航系統(tǒng)傳遞信息利用的是電磁波，微波是電磁波的一種。故選：D。10．（2023?四川）手機是利用（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞信息的，通話過程中手機發(fā)熱是因為電流具有（選填“熱效應”或“磁效應”）。【答案】電磁波；熱效應?！窘馕觥渴謾C是通過電磁波的發(fā)射和接收來實現(xiàn)信息傳遞的，手機在工作中，由于電流的熱效應會產(chǎn)生大量的熱，所以通話過程中手機發(fā)熱。故答案為：電磁波；熱效應。11．（2023?牡丹江）遙感衛(wèi)星利用（選填“紅外線”或“紫外線”）遙感設備探測海水溫度，再通過把信息傳輸?shù)降厍??！敬鸢浮考t外線，電磁波?！窘馕觥窟b感衛(wèi)星利用紅外線遙感設備探測海水溫度，再通過電磁波把信息傳輸?shù)降厍?。故答案為：紅外線，電磁波。12．（2023?遼寧）2023年5月30日，如圖是搭載神舟十六號載人飛船的長征二號運載火箭點火發(fā)射時的情景?；鸺诩铀偕仙^程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉化為火箭的能，所搭載的載人飛船的質(zhì)量（填“變大”、“不變”或“變小”）。神舟十六號載人飛船與核心艙通過（填“超聲波”或“電磁波”）進行聯(lián)系，自主完成對接?！敬鸢浮繖C械；不變；電磁波【解析】火箭在加速上升過程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉化為火箭的機械能，所搭載的載人飛船的質(zhì)量不變。神舟十六號載人飛船與核心艙通過電磁波進行聯(lián)系，自主完成對接。故答案為：機械；不變；電磁波。13．（2023?濱州）2023年5月30日，神舟十六號載人飛船與中國空間站天和核心艙徑向端口完成自主快速交會對接，空間站應用與發(fā)展階段首次載人發(fā)射任務取得圓滿成功。地面指揮中心與空間站是通過傳遞信息的?？臻g站的太陽能電池板將太陽能轉化成電能為空間站供電，太陽能是（選填“一次”或“二次”）能源?！敬鸢浮侩姶?/p>