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信息的传递


第23章

信息的传递

考点一

现代顺风耳——电话

1.最简单的电话由话筒和听筒组成.话筒把声音 转换成变化的电流(即把声信号变成电信号), 听筒把变 化的电流变成声音(即把电信号变成声信号). 2.电话交换机用来实现两部电话之间的连接,可 以提高线路的利用率.现代的电话交换机之间全部用 数

字信号进行传输处理.

考点二

电磁波

1. 电磁波的产生: 迅速变化的电流能产生电磁波. 2.传播:电磁波的传播不需要介质,在真空中电 磁波的传播速度大约为 3×108 m/s.

考点三

广播、电视和移动通信

1.无线电广播:利用电磁波传递声音信号.话筒 将声音信号转换成随声音变化的电信号,扬声器将音 频电信号还原为声音. 2.电视:利用电磁波传递图像信号和声音信号. 3.移动电话:移动电话既是无线电发射台又是无 线电接收台,但由于其体积小,发射功率不大,需建 立基地台.

考点四

越来越宽的信息之路

1.微波通信:微波的性质更接近光波,大致沿直 线传播,不能沿地球表面绕射,所以需建设微波中继 站. 2.卫星通信:用通信卫星作微波中继站,用 3 颗 同步卫星就可以实现全球通信,利用卫星通信不但能 远距离传递信息,而且信息容量大,所受干扰小,质 量好,效率高.

3.光纤通信:光的频率比微波更高,在相同时间 内传递信息容量就更多,光纤通信利用频率单一,方 向高度集中的激光在光导纤维中传播, 不受电磁干扰, 通信质量高,保密性好,传输损耗小. 4.网络通信:计算机可以高速处理大量信息,把 计算机联在一起可以进行网络通信.目前,使用频繁 的网络通信形式之一是电子邮件.

考点一

电磁波

命题点: (1)听筒和话筒的作用; (2)电磁波的应用; (3)波长、波速与频率的关系. 例 1(2014· 广州)下图是电磁波及其应用实例,下 ) 列说法正确的是(

A.紫外线是紫色的 B.电视机遥控器用 γ 射线遥控 C .体检胸透用的电磁波频率比无线电波低 D.可见光与无线电波在真空中的传播速度相同

解析:本题考查电磁波及其应用.紫外线是一种 不可见的光,是无色的,A 选项错误;电视机遥控器 使用的是红外线,B 选项错误;体检胸透用的电磁波 频率远比无线电波高,C 选项错误;可见光与无线电 波都是电磁波,在真空中的传播速度相同,D 选项正 确.故选 D. 答案:D

考点二 例

广播、电视和移动通信

命题点:(1)无线电广播;(2)电视;(3)移动电话. 2(2014· 绵阳 ) 各地高高耸立的电视塔是地标 ) 性建筑,电视塔上天线的作用是(

A.让声音、图像信号转化为电信号 B.让声音、图像信号加载到高频电流上 C.让音频、视频电信号加载到高频电流上 D. 让载有音频、 视频信号的高频电流产生电磁波

解析:本题考查电视信号的传送.话筒把声音信 号转换成电信号,摄像机把图象变成电信号,用调制 器把音频、视频电信号加载到高频电流上,再通过天 线发射出去,电视塔上天线的作用是让载有音频、视 频电信号的高频电流产生电磁波发射出去.故选 D. 答案:D

考点三 (4)网络通信. 例

越来越宽的信息之路

命题点: (1)微波通信; (2)卫星通信; (3)光纤通信; 3(2014· 株洲 ) 飞机起飞前空乘人员要求乘客

关闭手机、电脑和电子游戏机等电子设备,这是因为 飞机导航设备和操作系统可能会受到哪种波的干扰 ( ) A.超声波 C.无线电波 B.次声波 D.光波

解析:本题考查电磁波卫星通信.无线电波是电 磁波的一种,飞机是通过人造卫星利用无线电波来导 航的,手机、电脑和电子游戏机等电子设备会产生电 磁波,从而干扰飞机的导航.故选 C. 答案:C



4(2014· 东营)1966 年, 华裔物理学家高锟提出 ) B.超声波 D.光波

光纤通信的设想.光纤通信传输信息的载体是( A.电流 C.无线电波

解析:本题考查光纤通信.光纤通信是激光在光 纤中传播,所以光纤通信传输信息的载体是光波.故 选 D. 答案:D

1.甲、乙两部电话接通后,正确的说法是( D 别串联在两个电路中

)

A. 甲的听筒和甲的话筒、 乙的听筒和乙的话筒分 B.甲的听筒和乙的听筒串联,甲的话筒和乙的话 筒串联 C. 甲的话筒和听筒、 乙的话筒和听筒串联在一个 电路中 D. 甲的话筒和乙的听筒串联在一个电路中, 乙的 话筒和甲的听筒串联在另一个电路中

2. 2013 年我国将北斗卫星导航应用于交通运输业 中,这将大幅度提高交通运输业应用卫星导航技术的 水平.计划用 2 年时间建设 7 个应用系统和一套支撑 平台,安装 8 万台北斗终端,这个系统对车辆的精确 定位与导航主要是依靠( B A.次声波 C.超声波 ) B.电磁波 D.紫外线

3.小明在家里看电视时发现:只要妈妈在旁边使 用电吹风,屏幕上就会出现很多“雪花”;电吹风一 停,“雪花”也随即消失.这是因为电视机接收到了 电吹风产生的( D A.超声波 C.噪声 ) B.次声波 D.电磁波

4.光导纤维的主要用途是用来传递信息,进行通 讯.把要传输的信息变成光信号在光纤中传播,如图 所示.那么光在光纤中的传播方式是( C )

A.沿着光纤的中轴线直线传播 B.沿着光纤的外壁多次折射传播 C.沿着光纤的内壁多次反射传播 D.沿着光纤螺旋式的曲线传播

5.太空中,宇航员在太空舱外部工作时,需通过 无线电通信设备进行交谈,说明电磁波的传播不需要 介质(选填“需要”或“不需要”); 电磁波的传播速度 与光速相等(选填“相等”或“不相等”).

考点训练

一、选择题(每小题 3 分,共 60 分) 1.2013 年 5 月 28 日,三亚卫星接收站建成,卫 星信号首次覆盖南海.卫星向舰艇 GPS 信号接收器传 送信息是通过( A.激光 C.紫外线 D ) B.红外线 D.电磁波

2 . (2014· 昆明 ) 下列关于电磁波的说法正确的是 ( ) A.超声波是电磁波 B.电磁波在真空中不能传播 C.手机不能接收电磁波 D.红外线是电磁波

解析:本题考查电磁波.超声波属于声波,不是 电磁波,A 选项错误;电磁波在真空中可以传播, B 选项错误;手机既可以发射也可以接收电磁波,C 选 项错误;红外线是电磁波,D 选项正确.故选 D. 答案:D 【点评】本题主要考查的是学生对声波和电磁波 的了解和认识,属于基础性题目,要分清两者的区别 和联系.

3.关于电磁波的说法正确的是( C ) A.可见光不是电磁波 B.电磁波的波长越短则频率越低 C.红外线和可见光在真空中传播速度相同 D.电磁波、声波都可以在真空中传播

4.(2014· 河南)电磁波是一个大家族,如图是它们 的家族谱.对电磁波的认识,下列说法错误的是( )

A.可见光也是一种电磁波 B.红外线比紫外线的频率低 C.真空中不同电磁波的传播速度不同 D.电磁波的频率越高,波长越短

答案:C

【点评】该题考查学生对于电磁波知识的理解, 关于波速、波长和频率的关系.

5.手机在通话时,可听到远方通话者的声音,则 从手机中听到通话者的声音和手机接收到的信号分别 是( C ) A.声波和声波 C.声波和电磁波 B.电磁波和声波 D.电磁波和电磁波

6.关于电磁波和现代通信,下列说法正确的是 ( B ) A. 光纤通信传输的信息量很大, 主要用于无线电 广播 B.移动电话靠电磁波传递信息 C.电磁波的波长越长,频率越高 D.电磁波的应用对人类有利无害

7.(2014· 泉州)生活中,人们可以利用电视遥控器 来实现对电视节目的选择,遥控器使用时发射的是 ( A ) B.紫外线 D.次声波 A.红外线 C.超声波

解析:本题考查红外线的应用.遥控器发射的是 看不见的红外线,红外线常用于电视机遥控、夜视仪、 热谱仪等.故选 A.

8. 2013 年 6 月 11 日, 我国成功发射“神舟十号” 载人飞船.飞船承担着如图所示的与“天宫一号”交 会对接任务.地面飞控中心和航天员的联系主要是通 过下面的哪种方式来实现( C )

A.发射超声波 C.发射微波

B.发射次声波 D.发射可见光

9.关于广播、电视、移动电话的信息发射和接收 过程,下列说法错误的是( C ) A.它们都是靠电磁波传递信息的 B.在发射时,它们都要把电信号加载到高频电流 上 C.它们都只有接收功能,没有发射功能 D.移动电话既有接收功能,又有发射功能

10.“蛟龙号”深海潜水器在海水里与海面上的 母船传递声音、图像、文字等信息,是利用水声通信 系统发出的声波,而不是电磁波,其原因可能是 ( D ) A.电磁波不能传递图像信号 B.电磁波不能传递声音信号 C.电磁波不能在海水里传播 D.因海水导电,电磁波传播的距离很有限

11. (2014· 益阳 )关于生活中遇到的各种波,下列 说法正确的是( ) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B. 手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波 C.声波和电磁波的传播速度相同 D.遥控器发出的红外线不能在真空中传播

解析:本题综合考查信息的传递.电磁波和声波 都可以传递信息,A 选项错误;手机通话时需要将声 波转换成变化的电流再通过电磁波发射出去,既有电 磁波又有声波,B 选项正确;电磁波的传播速度远大 于声波,C 选项错误;红外线可以在真空中传播,D 选项错误.故选 B. 答案:B

【点评】正确解答本题关键是明确电磁波和机械 波的不同点,熟悉电磁波的应用.本题属于基础题, 难度不大.

12.下列说法中正确的是( C ) A.声波、超声波、电磁波的传播速度都相同 B.水波、声波、电磁波都是由物体振动产生的 C.微波、红光、紫外线都是电磁波 D. 微波通信、 卫星通信和光纤通信都是通过光缆 来传输信号的

13 .我国北斗导航卫星系统传递信息利用的是 ( D ) B.红外线 D.微波 A.次声波 C.超声波

14. 右图是我国第一航天英雄杨利伟 在太空 (宇宙飞船中 ) 与家人 (在北京 )进行 视频通话时的情境,对此过程,下列说法 正确的是( C ) A.通话时声音通过声波传播,图像 通过电磁波传播 B.通话时声音和图像都是通过光导纤维传播 C.通话时声音和图像都是通过电磁波传播 D.通话时声音和图像分别通过次声波和超声波传播

15.下列说法正确的是( 于波长和频率的比值 B.微波大致沿直线传播

)

A. 电磁波不可以在真空中传播, 且传播的速度等

C. 光传输信息的本领很弱, 是因为光的频率很低 D. 微波炉是利用电流的热效应对食物进行加热的

解析:电磁波可以在真空中传播,电磁波的传播 速度是波长和频率的乘积,A 选项错误;微波大致沿 直线传播,B 选项正确;光传输信息能力弱,是因为 光的波长短,不容易绕过障碍物,C 选项错误;微波 炉是利用电流的磁效应来工作的,D 选项错误. 答案:B

16.(2014· 广安)随着数字时代的到来,3G 与 4G 相继出现,现在我们已经可以很方便地使用 3G 或 4G 手机进行无线网络登陆.下列对手机上网的说法中, 正确的是( ) A.使用电磁波传输数字信号 B.使用超声波传输数字信号 C.使用红外线传输数字信号 D.使用次声波传输数字信号

解析:本题考查信息的传递.使用 3G 或 4G 手机 进行无线网络登陆、上网,主要是使用电磁波传递数 字信号的.故选 A. 答案:A 【点评】要解答本题需掌握:网络通信是利用电 磁波和通信线路将世界各地的计算机网络联系起来, 以及 3G 或 4G 手机是怎样传递信息的.

17.下列说法错误的是(

)

A.光波是一种电磁波,它可以在真空中传播 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

解析: 光波属于电磁波,可以在真空中传播, A 选项正确;声波不是电磁波,声音的传播需要介质, 在真空中不能传播,B 选项错误;超声波不仅可以传 递信息,也可以传递能量,C 选项正确;光纤通信是 利用光在光导纤维中反射来传输信息,D 选项正确. 答案:B

18.(2014· 玉林)下列家用电器中,应用电磁波工 作的是( ) B.电饭锅 D.空调 A.微波炉 C.吸尘器

解析:本题考查电磁波的应用.微波炉是利用电 磁波中的微波来工作的;电饭锅是利用电流的热效应 来工作的;吸尘器主要是利用通电线圈在磁场中运动 来工作的;空调主要是利用了物态变化的吸放热过程 来工作的,其中压缩机主要利用通电线圈在磁场中运 动来工作.故选 A. 答案:A

19.关于电磁波和现代通信,下列叙述不正确的 是( 的 B.电磁波的频率越高,在空气中传播的速度就越 大 C.电磁波可以在真空中传播 D. 光纤通信具有传输信息量大、 光能损耗小等优 点 B ) A. 卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信

20.某手机网络频率范围是 1 920 MHz~1 935 MHz, 下列说法正确的是( ) A.1 920 MHz 的电磁波波长比 1 935 MHz 的短 B. 1 920 MHz 的电磁波不能在没有空气的月球上 传播 C.1 920 MHz 的电磁波在真空中传播的速度比 1 935 MHz 的慢 D.1 920 MHz 和 1 935 MHz 的电磁波在真空中 传播的速度相同

解析:电磁波频率越高,波长越短,频率越低, 波长越长,1 920 MHz 的电磁波波长比 1 935 MHz 的 长,故 A 错误;1 920 MHz 的电磁波能在没有空气的 月球上传播,故 B 错误;1 920 MHz 的电磁波在真空 中传播的速度与 1 935 MHz 的传播速度相同,故 C 错 误、D 正确;故选 D. 答案:D

二、填空题(每空 2 分,26 题 10 分,共 40 分) 21. 我市目前已全面开通了 3G 手机通信业务, 广 大用户可随时通过无线网络上网.这无线网络是利用 电磁波传输信号,它在真空中传播速度为 3×10 m/s.
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22.(2014· 本溪)如图甲所示为一款国产品牌汽车, 它的发动机工作时超低的噪音是人们青睐它的重要原 因,噪音是机器振动而产生的;车内装有先进的倒车 雷达系统,这个系统是利用超声波 (选填“超声波” 或“次声波”)工作的;

如图乙是该车内安装的 GPS 全球卫星定位仪, 它 与导航卫星通过电磁波实现全球定位功能;软而粗糙 的“雪地胎”在冬天有效地增大了摩擦力,安全性能 大大提高.

23. (2014· 扬州)2014 年在巴西举行的世界杯足球赛首次 采用“门线技术”,图甲中的摄像机镜头相当于 凸 ( 选填 “ 凸 ” 或 “凹 ”) 透 镜 ,足 球 到摄 像 机 距离 u_>2f( 选 填 “>”“=”或“<”).如图乙,裁判员手腕处的表在一 秒内就能收到分析结果,表是通过 电磁波接收信号的.

24. (2014· 淮安)如图所示,“神舟十号”与“天 宫一号”运动到相距 30 m 的位置时, 开始发送和接收 电磁波信号,自动控制对接.

解析:本题考查电磁波的应用.电磁波可以在真 空中传播,并且电磁波可以携带信息,“神州十号” 与“天宫一号”是通过发送和接收电磁波信号来完成 自动对接的.

25.小明将手机悬挂在密闭的真空的玻璃瓶中, 用抽气机抽去瓶中的空气, 打电话呼叫瓶内的手机. 手 机 明 能 (选填“能”或“不能”)收到呼叫信号, 这说 ;你 不能 ( 选填

电磁波可以在真空中传播

“能”或“不能”)听到瓶内手机的声音,这说明 真 空不能传播声音 .

26.阅读短文,回答问题. 地球同步卫星 人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开 大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段.从地 面上看,它相对于地球静止于赤道上空,与地球转动同步, 故称地球同步卫星.在赤道上空约为 36 000 km 的高度上 布设 3 颗通讯卫星,可实现除两极外的全球通讯.地球同 步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中 继等方面,以实现对同一地区的连续工作.

(1)同步卫星相对于地面是静止 (选填“运动”或 “静止”)的. (2)点火加速阶段中能量转化为:化学能→内能→ 机械能. (3)从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少 需要 0.24s. (4) 同步卫星的用途有 通讯、气象、广播电视等 (答出两种即可).

解析:本题考查电磁波的知识.同步卫星的运转 与地球的转动同步,相对应地面的物体来说,没有位 置变化,是静止的;燃料燃烧,消耗燃料的化学能, 转化为内能,内能对火箭做功,转化为机械能.电磁 波的传播速度相当于光速为 3×10 km/s,地面发射信 s 号传递卫星再返回地面需要的时间是 t=v= 2×36 000 km =0.24 s;卫星可以进行通讯传输、气象 5 3×10 km/s 预报、广播电视等.
5

27.(2014· 常州)2013 年 12 月 6 日,“嫦娥三号” 顺利进入预定轨道,在 18 时 00 分 20 秒这一时刻,控 制中心接收到“嫦娥三号”发出的信号.“嫦娥三 号”发出信号的时刻用莫尔斯电码表示,其代码为 “· - - - -; ---· · ; - - - - -; - - - - -;· - - - -;- - - -· ”.莫尔斯电码 与数字的关系如表所示.“嫦娥三号”发出信号的时 刻为 18 时 00 分 19 秒 ,此时它距离控制中心 3×105km.(电磁波的传播速度为 3×108 m/s)

数字 0 1 2 3 4

莫尔斯电码 - - - - - · - - - - · · - - - · · · - - · · · · - -

数字 5 6 7 8 9

莫尔斯电码 · · · · · -· · · · --· · · ---· · - - - -·

答案:18 时 00 分 19 秒

3×105

解析:本题考查电磁波的传播特点以及速度的计 算等知识.(1)根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出 “嫦娥三号”发出信号的时刻是 18 时 00 分 19 秒; (2)信号从发出到接收到用的时间是 18 时 00 分 20 秒-18 时 00 分 19 秒=1 秒. s 由 v= 可得, “嫦娥三号”距离控制中心的距离: t s=vt=3×108 m/s×1 s=3×108 m=3×105 km.

【点评】明确电磁波可以在真空中传播,从文中 获取有用的信息是解答本题关键.


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