第二十一章信息的傳遞(原卷版+解析)

第二十一章信息的傳遞（原卷版）知識導航知識點回顧知識點1：\o"21.1現(xiàn)代順風耳--電話"現(xiàn)代順風耳--電話1、電話：1876年美國發(fā)明家貝爾發(fā)明了第一部電話（1）基本結構：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號轉化為電信號；聽筒把電信號轉化為聲信號；聲音→話筒→產(chǎn)生變化的電流→聽筒→振動（聲音）。2、電話交換機：（1）為了提高電話線路的利用率而發(fā)明的；（2）用來實現(xiàn)兩部電話之間的轉換；（3）使用交換機，可以大幅度的減少電話線的數(shù)量。3、模擬通信和數(shù)字通信（1）模擬信號：在話筒將聲音轉換成電流信號時，信號電流的頻率，振幅變化的情況跟聲音的頻率、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。模擬通信：使用模擬信號的通信方式叫模擬通信，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。數(shù)字通信：使用數(shù)字信號的通信方式叫數(shù)字通信，例如電子計算機是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。（4）電話交換機間的信息是靠數(shù)字信號傳遞，而電話與電話機之間的信息傳遞靠模擬信號，但是不論哪種通信都需要電話線。知識點2：\o"21.2電磁波的海洋"電磁波的海洋1、電磁波：由導體中迅速變化的電流產(chǎn)生的，光也是一種電磁波。2、有關波的物理量：（1）振幅：波源偏離平衡位置的最大距離，單位是m；（2）周期：波源振動一次所需要的時間，單位是s；（3）頻率：波源每秒內振動的次數(shù)，單位是Hz；（4）波長：波在一個周期內傳播的距離，單位是m；（5）波速：波在一秒內傳播的距離，單位是m/s。3、電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場，由于電磁場本身具有物質性，因此電磁波傳播時不需要介質，電磁波可以在真空中傳播。4、各種電磁波的波速都相同，都等于光速，c=3×108m/s，但頻率和波長不相同，它們成反比。5、電磁波的發(fā)射和接收（1）發(fā)射：將要傳輸?shù)碾娦盘枺ㄒ纛l信號，圖像信號）加載到高頻電磁波（載波）上，再通過天線發(fā)射到空中的過程。（2）接收：天線將電磁波接收下來，再通過接收器（收音機，電視機等）將要傳輸?shù)碾娦盘柸〕鰜聿⒎糯螅詈筮€原成聲音或圖像過程。（3）“天線”可以同時接收多種頻率的電磁波，利用調諧器可以選出人們所需要的頻率。6、人類應用電磁波傳播信息的歷史經(jīng)歷了以下變化：（1）傳播的信息形式從文字→聲音→圖像；（2）傳播的信息量由小到大；（3）傳播的距離由近到遠；（4）傳播的速度由慢到快。7、電磁波的應用（1）微波爐：利用電磁波（波長很短的微波）來加熱食品。（2）雷達：利用無線電波測定物體位置的無線電設備；工作原理：電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射，雷達就是利用電磁波的這個原理，波長越短，傳播直線性越好，反射性能越強。（3）無線電波：電磁波中用于廣播、電視和移動電話的頻率為數(shù)值數(shù)百千赫茲至數(shù)百兆赫茲的那部分叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）；根據(jù)波長的不同而有不同傳播特征：分為地波，天波，空間波三種；激光：激光束平行度特別好，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度，制成激光測距雷達；激光束的亮度高，在很小的空間和很短的時間內能集中很大的能量，利用激光束切割物質，焊接金屬，醫(yī)學上稱作“光刀”。知識點3：\o"21.3廣播、電視和移動通信"廣播、電視和移動通信1、無線電廣播信號的發(fā)射和接收：無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成，無線電廣播信號的接收由收音機完成。（1）發(fā)射：話筒把播音員的音信號轉換成電信號，然后用調制器把音頻電信號加載到高頻電磁波（載波）上，再通過天線發(fā)射到空中。（2）接收：收音機天線接到電磁波，經(jīng)過收音機的調諧器選出特定頻率的信號，電子電路在把音頻信號從中選出來，進行放大，送到揚聲器里，把音頻電信號轉換成聲音。（3）注意：調諧器和調制器易錯：調制器是把音頻電信號加載到電磁波上的過程，而調諧器通俗叫做選臺，是在接收過程中。2、電視信號的發(fā)射和接收：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。（1）圖像信號的產(chǎn)生過程：攝像機把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電磁波上，通過發(fā)射電線發(fā)射到空中。（2）圖像信號的接收過程：電視機的接收天線把高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出來并放大，由顯像管把它還原成圖像。※注意：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傳播3、移動通信（1）基本原理：移動電話能將我們講話的信號利用電磁波發(fā)射到空中同時又能在空中捕獲電磁波得到對方講話的信號。（2）優(yōu)點：利用電磁波傳遞信息，只要在電磁波輻射到的區(qū)域都能進行通話，比固話方便。（3）缺點：為了保證通話的質量，必須建立較大的無線電臺進行信號的轉換，這些固定的電臺叫做基地臺。※移動電話機既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺。知識點4：\o"21.4越來越寬的信息之路"越來越寬的信息之路1、現(xiàn)代“信息高速公路”的兩大支柱是：衛(wèi)星通信和光纖通信；（1）用三顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信。（2）光纖通信優(yōu)點是：容量大、不受外界電磁場干擾、不怕潮濕、不怕腐蝕。2、光纖實質是很細很細的玻璃絲，光纖通信利用的是光的反射原理。3、其他通信：微波通信、網(wǎng)絡通信。4、世界上最大的計算機網(wǎng)絡是因特網(wǎng)，目前使用最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件。典例分析考點1\o"21.1現(xiàn)代順風耳--電話"現(xiàn)代順風耳--電話【典例1】1876年第一部電話問世，發(fā)明電話的科學家是（）A．愛迪生 B．牛頓 C．歐姆 D．貝爾【典例2】下列信號中不屬于數(shù)字信號的是（）A．古代，士兵們常在“烽火臺”上點起煙火，向遠處的同伴傳遞敵人來犯的消息 B．電話機把說話聲音變?yōu)殡娦盘杺鹘o電話交換機 C．漢字電報碼 D．海員舉起的紅色小旗或藍色小旗向對方船只表示的信息【典例3】電話的工作原理，如圖是老式電話機的原理圖。碳粒話筒相當于一個變阻器，膜片振動把碳粒壓緊和放松時，相當于圖中膜片帶動滑片左右移動，使滑動變阻器的電阻隨之發(fā)生變化，接通電源后電路中便產(chǎn)生了強弱變化的。聽筒中有一個電磁鐵，當電流變化時，它的發(fā)生變化，對旁邊鐵質膜片的引力也隨著改變，使膜片來回運動。將話筒和聽筒（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中，二者電流的變化相同，聽筒中膜片往返運動的頻率跟話筒膜片振動的頻率便相同，這樣，從聽筒中就聽到了對方說話的聲音?？键c2\o"21.2電磁波的海洋"電磁波的海洋【典例4】（2022?攀枝花）電磁波在我們的生產(chǎn)、生活以及科學研究中扮演著非常重要的角色。下列關于電磁波的說法中錯誤的是（）A．“祝融號”火星車利用電磁波向地球傳遞信息 B．導線中的電流迅速變化會在空間產(chǎn)生電磁波 C．微波爐是用電磁波來加熱食品的 D．光不是電磁波【典例5】（2022?六盤水）2021年12月9日，航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為我們帶來了天宮課堂第一課。如圖所示是王亞平向水球中注入藍色顏料的情景。觀察到透明的水球迅速變成了藍色，這是現(xiàn)象。上課時，航天員和地面學生互動交流的信息通過傳遞?！镜淅?】（2021?赤峰）閱讀材料，回答下述問題：火星上的新來客2021年5月15日，在經(jīng)歷了296天的太空之旅后，“天問一號”火星探測器所攜帶的“祝融號”火星車及其著陸組合體成功降落在火星，實現(xiàn)了首次探測即成功著陸?！白Ｈ谔枴钡臋C身被設計成可升降的主動懸架結構，能夠自由轉向，六個輪子均獨立驅動，多輪懸空的條件下依然能自由移動，成為一輛不折不扣的“火星六驅越野車”。借助六個輪子，“祝融號”從著陸平臺移動到火星塵埃中之后，打開蝴蝶狀可折疊太陽能電池板，開始火星探索。它攜帶有6臺科研儀器，將對火星地形及其構成，火星磁場大小、大氣組成、氣溫、氣壓、風力等方面展開探測。不過，此次“祝融號”攜帶的探地雷達是以往火星探測器中沒有的，科學家將用它尋找地表之下零星的水或冰。探地雷達的原理很簡單，就是通過該雷達向地下發(fā)射不同頻率的無線電波，通過對反射波進行分析，探測火星地表下十幾米內是否有水和冰塊。這些小塊的冰對于未來的載人任務很有價值。“在海洋探險時代，中國有鄭和下西洋的輝煌歷史，”今天中國的火星任務可以看作是明代探險活動的延續(xù)。（1）如圖是“天問一號”攜帶“祝融號”在太空旅行的圖片，以“天問一號”為參照物，“祝融號”是的（填“運動”或“靜止”）。（2）“祝融號火星六驅越野車”行進過程中，利用火星表面和車輪之間產(chǎn)生的力驅動車輪前進的。（3）“祝融號”探地雷達發(fā)出的無線電波在真空中的傳播速度是m/s?？键c3\o"21.3廣播、電視和移動通信"廣播、電視和移動通信【典例7】（2022?徐州模擬）4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖象以及圖象傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產(chǎn)品。4G網(wǎng)絡傳輸信息是用（）A．微波 B．超聲波 C．紅外線 D．可見光【典例8】（2022?陽江一模）廣播電臺發(fā)射的無線電波是一種（選填“電磁波”或“超聲波”），它（選填“能”或“不能”）在真空中傳播；無線電波在空氣中的傳播速度為m/s?！镜淅?】（2021?重慶模擬）中國航天打響了5G爭奪戰(zhàn)的第一炮，他們計劃在2020年執(zhí)行一個代號為虹云工程的計劃，即通過發(fā)射一百多顆衛(wèi)星組網(wǎng)形成5G衛(wèi)星通信網(wǎng)，從而覆蓋整個地球的5G網(wǎng)絡。那么5G會比4G牛多少？為什么能讓我們的生活方式升級換代？根據(jù)國際通信標準組織3GPP的定義，5G將帶來三大應用場景：eMBB大帶寬：下載速率理論值將達到每秒10GB，將是當前4G上網(wǎng)速率的10倍。uRLLC低延時：5G的理論延時是1ms，是4G延時的幾十分之一，基本達到了準實時的水平。mMTC廣聯(lián)接：5G單通信小區(qū)可以連接的物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量理論值將達到百萬級別，是4G的十倍以上。我們生活中常聽說的AI技術、VR/AR技術與全息通信，雖然現(xiàn)在已經(jīng)部分應用，但因為傳輸速率不夠，體驗并不好，經(jīng)常出現(xiàn)卡頓。模糊甚至讓人暈眩。但如果有了5G，速率提高，360°的畫面都能夠清晰而穩(wěn)定的呈現(xiàn)，我們就能真正體會到“遠隔萬里卻身臨其境”的神奇了。特別是自動駕駛的汽車與自動駕駛載人飛行器，也都將有望在5G時代真正實現(xiàn)廣泛應用。示例：物理信息：覆蓋整個地球的5G網(wǎng)絡；物理知識：5G衛(wèi)星通信傳遞信息是利用電磁波。作答：物理信息：；物理知識：?？键c4\o"21.4越來越寬的信息之路"越來越寬的信息之路【典例10】（2022?天寧區(qū)校級二模）衛(wèi)星通信在傳遞信息過程中主要依靠（）A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．激光【典例11】（2022?福田區(qū)校級模擬）關于能源、信息與材料，下列說法不正確的是（）A．5G網(wǎng)絡所指的就是在移動通信網(wǎng)絡發(fā)展中的第五代網(wǎng)絡，經(jīng)測試5G下載速度是4G的15倍，因為5G網(wǎng)絡比4G網(wǎng)絡的電磁波在真空中傳播的速度小 B．指南針是磁性材料制成的，其南極指向地磁北極附近 C．利用半導體材料可以制作二極管 D．光纖通信利用激光傳遞信息的【典例12】（2022?連云港模擬）“停課不停學”期間，同學們在家里用電腦、手機等網(wǎng)絡工具進行網(wǎng)上學習；手機上網(wǎng)是通過來傳遞信息的，而電腦一般是利用光纖進行上網(wǎng)，而光纖傳遞信息是利用了光的（選填“直線傳播”或“反射”），也是信息高速公路兩大支柱之一。鞏固訓練一、選擇題。1．移動電話機的說法正確的是（）A．移動電話機只是無線電發(fā)射臺 B．移動電話機只是一個無線電接收臺 C．移動電話機既能發(fā)射信號，又能接收無線電信號 D．兩個移動電話機之間可以直接通話，不需要通過基地臺2．（2022?煙臺）2022年4月16日，神舟十三號載人飛船完成既定任務，順利返回地球。在空間站執(zhí)行任務過程中，煙臺籍宇航員王亞平為全國的同學們進行了兩次精彩的太空授課，授課過程中信息的傳遞主要依靠（）A．空氣 B．超聲波 C．次聲波 D．電磁波3．（2022?益陽）我國天問一號火星探測器通過一次任務完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標，標志著我國在行星探測領域跨入了世界先進行列。天問一號在環(huán)繞火星運行過程中，下列說法正確的是（）A．天問一號相對火星做勻速直線運動 B．天問一號相對火星處于靜止狀態(tài) C．天問一號通過聲波將信息傳回地球 D．天問一號通過電磁波將信息傳回地球4．（2021?市南區(qū)一模）下列關于電磁波的應用，不正確的是（）A．廣播電臺是利用無線電波廣播的 B．微波爐是利用微波加熱物品的 C．北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳輸信號的 D．醫(yī)院利用紅外線殺菌、X射線對人體透視5．（2021?青白江區(qū)校級模擬）2017年3月，在北京人民大會堂召開的全國兩會圓滿結束，“開放的大門不關，改革的腳步不?！?，這是今年全國人民兩會上最強的聲音，全國人民通過收聽廣播、觀看電視了解兩會的消息，倍感振奮。關于廣播和電視信號，下列說法正確的是（）A．廣播信號是超聲波 B．廣播信號是次聲波 C．電視信號是電磁波 D．電視信號是聲波6．（2022?乳山市模擬）下列有關聲和電磁波的說法正確的是（）A．“不敢高聲語，恐驚天上人”中的“高聲”是指音調高 B．利用衛(wèi)星系統(tǒng)導航，其信息傳播的媒介與“B超”相同 C．風吹樹枝發(fā)出聲音，說明聲音是由物體振動產(chǎn)生的 D．“聞其聲便知其人”判斷的依據(jù)是人發(fā)出聲音的響度二、填空題。7．（2020?同心縣校級開學）我們在打電話時，把變化的電流變成聲音，把聲音信號變成變化的電流。8．（2022?淮安）神舟十四號飛船將三名航天員送到中國空間站，航天員在空間站利用向地面站傳送信息；飛船返回艙載著航天員返回地球，以飛船為參照物，地球是。9．（2022?柳州）被譽為2022年北京冬奧會“防疫神器”的體溫貼是一種無線電子測溫計，如圖所示。使用很簡單，它貼在人體皮膚后，吸收人體熱量，內能（選填“增加”或“減少”），達到與皮膚相同的溫度，其內部發(fā)射電路將體溫信息以波的形式發(fā)射到后臺，實現(xiàn)對工作人員體溫的自動監(jiān)測。10．（2022?青海）如圖所示，磁懸浮盆景的底端有磁鐵，底座內部有一個金屬線圈。線圈通電后，周圍產(chǎn)生（選填“磁場”或“磁感線”），這是電流的效應。盆景能懸浮在空中，其原理是同名磁極相互排斥。11．（2022?根河市校級模擬）電視信號的傳送是將頻率較低的音頻信號和視頻信號加載到頻率更高的電流上，產(chǎn)生電磁波發(fā)射到天空中，這種電流叫做射頻電流。如圖所示，是音頻信號、視頻信號和射頻信號波形的示意圖，其中表示射頻信號的是，該信號在真空中傳播速度為m/s。12．（2021?丹東）5G是第五代移動通信技術的簡稱，5G是利用傳遞信息的。據(jù)專家預計到2030年5G網(wǎng)絡將完全開發(fā)和建立，將和光纖一道成為信息社會最重要的基礎設施，其中光纖通信是利用光在光導纖維中多次將信息傳到遠方。13．（2022?沈陽二模）利用衛(wèi)星來發(fā)射和接收波信號應用非常廣泛，例如中國建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的即時定位服務，用顆同步衛(wèi)星就能實現(xiàn)全球通信。三、解答題。14．（2022?大慶模擬）如圖所示，世界上第一架3D打印無人駕駛飛機——“SULSA”，機身質量僅為3kg，翼展2m，它的主體部分是用把尼龍熔化后再凝固的方式層層打印出來的。SULSA被用來協(xié)助破冰船在南極破冰，它從破冰船的甲板上起飛，船上工作人員通過筆記本電腦對其進行遠程控制，并接收通過機載攝像頭拍攝的實時畫面，為這艘破冰船探索最佳前行路徑，它結束任務后自動在水上降落。SULSA為人們探索南極海域帶來極大的便利。請回答以下問題。（1）筆記本電腦是利用了什么對SULSA進行遠程控制的？（2）機載攝像頭拍攝實時畫面的工作原理是什么？第二十一章信息的傳遞（解析版）知識導航知識點回顧知識點1：\o"21.1現(xiàn)代順風耳--電話"現(xiàn)代順風耳--電話1、電話：1876年美國發(fā)明家貝爾發(fā)明了第一部電話（1）基本結構：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號轉化為電信號；聽筒把電信號轉化為聲信號；聲音→話筒→產(chǎn)生變化的電流→聽筒→振動（聲音）。2、電話交換機：（1）為了提高電話線路的利用率而發(fā)明的；（2）用來實現(xiàn)兩部電話之間的轉換；（3）使用交換機，可以大幅度的減少電話線的數(shù)量。3、模擬通信和數(shù)字通信（1）模擬信號：在話筒將聲音轉換成電流信號時，信號電流的頻率，振幅變化的情況跟聲音的頻率、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。模擬通信：使用模擬信號的通信方式叫模擬通信，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。數(shù)字通信：使用數(shù)字信號的通信方式叫數(shù)字通信，例如電子計算機是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。（4）電話交換機間的信息是靠數(shù)字信號傳遞，而電話與電話機之間的信息傳遞靠模擬信號，但是不論哪種通信都需要電話線。知識點2：\o"21.2電磁波的海洋"電磁波的海洋1、電磁波：由導體中迅速變化的電流產(chǎn)生的，光也是一種電磁波。2、有關波的物理量：（1）振幅：波源偏離平衡位置的最大距離，單位是m；（2）周期：波源振動一次所需要的時間，單位是s；（3）頻率：波源每秒內振動的次數(shù)，單位是Hz；（4）波長：波在一個周期內傳播的距離，單位是m；（5）波速：波在一秒內傳播的距離，單位是m/s。3、電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場，由于電磁場本身具有物質性，因此電磁波傳播時不需要介質，電磁波可以在真空中傳播。4、各種電磁波的波速都相同，都等于光速，c=3×108m/s，但頻率和波長不相同，它們成反比。5、電磁波的發(fā)射和接收（1）發(fā)射：將要傳輸?shù)碾娦盘枺ㄒ纛l信號，圖像信號）加載到高頻電磁波（載波）上，再通過天線發(fā)射到空中的過程。（2）接收：天線將電磁波接收下來，再通過接收器（收音機，電視機等）將要傳輸?shù)碾娦盘柸〕鰜聿⒎糯?，最后還原成聲音或圖像過程。（3）“天線”可以同時接收多種頻率的電磁波，利用調諧器可以選出人們所需要的頻率。6、人類應用電磁波傳播信息的歷史經(jīng)歷了以下變化：（1）傳播的信息形式從文字→聲音→圖像；（2）傳播的信息量由小到大；（3）傳播的距離由近到遠；（4）傳播的速度由慢到快。7、電磁波的應用（1）微波爐：利用電磁波（波長很短的微波）來加熱食品。（2）雷達：利用無線電波測定物體位置的無線電設備；工作原理：電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射，雷達就是利用電磁波的這個原理，波長越短，傳播直線性越好，反射性能越強。（3）無線電波：電磁波中用于廣播、電視和移動電話的頻率為數(shù)值數(shù)百千赫茲至數(shù)百兆赫茲的那部分叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）；根據(jù)波長的不同而有不同傳播特征：分為地波，天波，空間波三種；激光：激光束平行度特別好，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度，制成激光測距雷達；激光束的亮度高，在很小的空間和很短的時間內能集中很大的能量，利用激光束切割物質，焊接金屬，醫(yī)學上稱作“光刀”。知識點3：\o"21.3廣播、電視和移動通信"廣播、電視和移動通信1、無線電廣播信號的發(fā)射和接收：無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成，無線電廣播信號的接收由收音機完成。（1）發(fā)射：話筒把播音員的音信號轉換成電信號，然后用調制器把音頻電信號加載到高頻電磁波（載波）上，再通過天線發(fā)射到空中。（2）接收：收音機天線接到電磁波，經(jīng)過收音機的調諧器選出特定頻率的信號，電子電路在把音頻信號從中選出來，進行放大，送到揚聲器里，把音頻電信號轉換成聲音。（3）注意：調諧器和調制器易錯：調制器是把音頻電信號加載到電磁波上的過程，而調諧器通俗叫做選臺，是在接收過程中。2、電視信號的發(fā)射和接收：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。（1）圖像信號的產(chǎn)生過程：攝像機把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電磁波上，通過發(fā)射電線發(fā)射到空中。（2）圖像信號的接收過程：電視機的接收天線把高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出來并放大，由顯像管把它還原成圖像?！⒁猓郝曇粜盘柕漠a(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傳播3、移動通信（1）基本原理：移動電話能將我們講話的信號利用電磁波發(fā)射到空中同時又能在空中捕獲電磁波得到對方講話的信號。（2）優(yōu)點：利用電磁波傳遞信息，只要在電磁波輻射到的區(qū)域都能進行通話，比固話方便。（3）缺點：為了保證通話的質量，必須建立較大的無線電臺進行信號的轉換，這些固定的電臺叫做基地臺?！苿与娫挋C既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺。知識點4：\o"21.4越來越寬的信息之路"越來越寬的信息之路1、現(xiàn)代“信息高速公路”的兩大支柱是：衛(wèi)星通信和光纖通信；（1）用三顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信。（2）光纖通信優(yōu)點是：容量大、不受外界電磁場干擾、不怕潮濕、不怕腐蝕。2、光纖實質是很細很細的玻璃絲，光纖通信利用的是光的反射原理。3、其他通信：微波通信、網(wǎng)絡通信。4、世界上最大的計算機網(wǎng)絡是因特網(wǎng)，目前使用最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件。典例分析考點1\o"21.1現(xiàn)代順風耳--電話"現(xiàn)代順風耳--電話【典例1】1876年第一部電話問世，發(fā)明電話的科學家是（）A．愛迪生 B．牛頓 C．歐姆 D．貝爾【答案】D?！窘獯稹拷猓?876年，貝爾發(fā)明了電話，貝爾的電話由話筒和聽筒兩部分組成。愛迪生發(fā)明了電燈，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。故選：D?！镜淅?】下列信號中不屬于數(shù)字信號的是（）A．古代，士兵們常在“烽火臺”上點起煙火，向遠處的同伴傳遞敵人來犯的消息 B．電話機把說話聲音變?yōu)殡娦盘杺鹘o電話交換機 C．漢字電報碼 D．海員舉起的紅色小旗或藍色小旗向對方船只表示的信息【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、古代，士兵們常在“烽火臺”上點起煙火，用不同數(shù)量的烽火傳達不同的信息的，屬于利用數(shù)字信號來傳遞的，故A不符合題意；B、電話機用電流傳遞的信號叫做模擬信號，故B符合題意；C、漢字電報碼發(fā)出的信號是不連續(xù)的，是分立的信號，屬于數(shù)字信號，故C不符合題意；D、如今的海軍使用的旗語與莫爾斯電碼一樣，由26個英文字母組成，屬于數(shù)字信號傳遞信息，故D不符合題意。故選：B。【典例3】電話的工作原理，如圖是老式電話機的原理圖。碳粒話筒相當于一個變阻器，膜片振動把碳粒壓緊和放松時，相當于圖中膜片帶動滑片左右移動，使滑動變阻器的電阻隨之發(fā)生變化，接通電源后電路中便產(chǎn)生了強弱變化的電流。聽筒中有一個電磁鐵，當電流變化時，它的磁力發(fā)生變化，對旁邊鐵質膜片的引力也隨著改變，使膜片來回運動。將話筒和聽筒串聯(lián)（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中，二者電流的變化相同，聽筒中膜片往返運動的頻率跟話筒膜片振動的頻率便相同，這樣，從聽筒中就聽到了對方說話的聲音?！敬鸢浮侩娏?；磁力；串聯(lián)?！窘獯稹拷猓禾剂Ｔ捦蚕喈斢谝粋€變阻器，膜片振動把碳粒壓緊和放松時，相當于圖中膜片帶動滑片左右移動，使滑動變阻器的電阻隨之發(fā)生變化，對著話筒說話時，電路中便產(chǎn)生了強弱變化的電流；聽筒中有一個電磁鐵，當電流變化時，它的磁力發(fā)生變化，對旁邊鐵質膜片的引力也隨著改變，使膜片來回運動。將話筒和聽筒串聯(lián)在電路中，二者電流的變化相同，聽筒中膜片往返運動的頻率跟話筒膜片振動的頻率便相同，這樣，從聽筒中就聽到了對方說話的聲音。故答案為：電流；磁力；串聯(lián)?？键c2\o"21.2電磁波的海洋"電磁波的海洋【典例4】（2022?攀枝花）電磁波在我們的生產(chǎn)、生活以及科學研究中扮演著非常重要的角色。下列關于電磁波的說法中錯誤的是（）A．“祝融號”火星車利用電磁波向地球傳遞信息 B．導線中的電流迅速變化會在空間產(chǎn)生電磁波 C．微波爐是用電磁波來加熱食品的 D．光不是電磁波【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、“祝融號”火星車利用電磁波將信息傳回地球，故A正確；B、變化的電流會激起電磁波，故B正確；C、微波爐是利用電磁波來加熱食品的，故C正確；D、光本身就是一種電磁波，故D錯誤。故選：D?！镜淅?】（2022?六盤水）2021年12月9日，航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為我們帶來了天宮課堂第一課。如圖所示是王亞平向水球中注入藍色顏料的情景。觀察到透明的水球迅速變成了藍色，這是擴散現(xiàn)象。上課時，航天員和地面學生互動交流的信息通過電磁波傳遞?！敬鸢浮繑U散；電磁波?！窘獯稹拷猓喝鐖D所示，是王亞平在展示向一個水球內注入藍色染劑時的情景，我們可觀察到透明的水球迅速變成了藍色，這說明分子在做無規(guī)則運動，屬于擴散現(xiàn)象；電磁波可以在真空中傳播，航天員與學生互動是通過電磁波傳遞信息的。故答案為：擴散；電磁波?！镜淅?】（2021?赤峰）閱讀材料，回答下述問題：火星上的新來客2021年5月15日，在經(jīng)歷了296天的太空之旅后，“天問一號”火星探測器所攜帶的“祝融號”火星車及其著陸組合體成功降落在火星，實現(xiàn)了首次探測即成功著陸?！白Ｈ谔枴钡臋C身被設計成可升降的主動懸架結構，能夠自由轉向，六個輪子均獨立驅動，多輪懸空的條件下依然能自由移動，成為一輛不折不扣的“火星六驅越野車”。借助六個輪子，“祝融號”從著陸平臺移動到火星塵埃中之后，打開蝴蝶狀可折疊太陽能電池板，開始火星探索。它攜帶有6臺科研儀器，將對火星地形及其構成，火星磁場大小、大氣組成、氣溫、氣壓、風力等方面展開探測。不過，此次“祝融號”攜帶的探地雷達是以往火星探測器中沒有的，科學家將用它尋找地表之下零星的水或冰。探地雷達的原理很簡單，就是通過該雷達向地下發(fā)射不同頻率的無線電波，通過對反射波進行分析，探測火星地表下十幾米內是否有水和冰塊。這些小塊的冰對于未來的載人任務很有價值?！霸诤Ｑ筇诫U時代，中國有鄭和下西洋的輝煌歷史，”今天中國的火星任務可以看作是明代探險活動的延續(xù)。（1）如圖是“天問一號”攜帶“祝融號”在太空旅行的圖片，以“天問一號”為參照物，“祝融號”是靜止的（填“運動”或“靜止”）。（2）“祝融號火星六驅越野車”行進過程中，利用火星表面和車輪之間產(chǎn)生的摩擦力驅動車輪前進的。（3）“祝融號”探地雷達發(fā)出的無線電波在真空中的傳播速度是3×108m/s?！敬鸢浮浚?）靜止；（2）摩擦；（3）3×108?！窘獯稹拷猓海?）“天問一號”攜帶“祝融號”在太空旅行：，以“天問一號”為參照物，“祝融號”位置沒有發(fā)生改變，所以是靜止的；（2）能在火星表面行進，是因為火星表面和車輪之間有摩擦力；（3）無線電波在真空中的傳播速度是3×108m/s。故答案為：（1）靜止；（2）摩擦；（3）3×108?？键c3\o"21.3廣播、電視和移動通信"廣播、電視和移動通信【典例7】（2022?徐州模擬）4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖象以及圖象傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產(chǎn)品。4G網(wǎng)絡傳輸信息是用（）A．微波 B．超聲波 C．紅外線 D．可見光【答案】A?！窘獯稹拷猓篈．微波也是電磁波，手機是利用電磁波傳遞信號的，4G手機只不過是傳遞信息的容量大了，內容多了，但仍是用電磁波在傳遞，故A符合題意；B．超聲波是聲波，也可以傳遞信息，但不能用于手機的傳遞，故B不符合題意；C．紅外線屬于光，也是一種電磁波，但它的頻率不適合手機的傳遞波段，故C不符合題意；D．可見光，也是一種電磁波，但它的頻率不適合手機的傳遞波段，故D不符合題意。故選：A。【典例8】（2022?陽江一模）廣播電臺發(fā)射的無線電波是一種電磁波（選填“電磁波”或“超聲波”），它能（選填“能”或“不能”）在真空中傳播；無線電波在空氣中的傳播速度為3×108m/s。【答案】電磁波；能；3×108?！窘獯稹拷猓簭V播電臺發(fā)射的無線電波是一種電磁波，電磁波的傳播不需要介質，能在真空中傳播；無線電波在空氣中的傳播速度為3×108m/s。故答案為：電磁波；能；3×108?！镜淅?】（2021?重慶模擬）中國航天打響了5G爭奪戰(zhàn)的第一炮，他們計劃在2020年執(zhí)行一個代號為虹云工程的計劃，即通過發(fā)射一百多顆衛(wèi)星組網(wǎng)形成5G衛(wèi)星通信網(wǎng)，從而覆蓋整個地球的5G網(wǎng)絡。那么5G會比4G牛多少？為什么能讓我們的生活方式升級換代？根據(jù)國際通信標準組織3GPP的定義，5G將帶來三大應用場景：eMBB大帶寬：下載速率理論值將達到每秒10GB，將是當前4G上網(wǎng)速率的10倍。uRLLC低延時：5G的理論延時是1ms，是4G延時的幾十分之一，基本達到了準實時的水平。mMTC廣聯(lián)接：5G單通信小區(qū)可以連接的物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量理論值將達到百萬級別，是4G的十倍以上。我們生活中常聽說的AI技術、VR/AR技術與全息通信，雖然現(xiàn)在已經(jīng)部分應用，但因為傳輸速率不夠，體驗并不好，經(jīng)常出現(xiàn)卡頓。模糊甚至讓人暈眩。但如果有了5G，速率提高，360°的畫面都能夠清晰而穩(wěn)定的呈現(xiàn)，我們就能真正體會到“遠隔萬里卻身臨其境”的神奇了。特別是自動駕駛的汽車與自動駕駛載人飛行器，也都將有望在5G時代真正實現(xiàn)廣泛應用。示例：物理信息：覆蓋整個地球的5G網(wǎng)絡；物理知識：5G衛(wèi)星通信傳遞信息是利用電磁波。作答：物理信息：5G下載速度是當前4G上網(wǎng)速率的10倍；物理知識：全息通信傳遞信息是利用電磁波?！敬鸢浮?G下載速度是當前4G上網(wǎng)速率的10倍；全息通信傳遞信息是利用電磁波?！窘獯稹拷猓何锢硇畔ⅲ?G下載速度是當前4G上網(wǎng)速率的10倍；物理知識：全息通信傳遞信息是利用電磁波。故答案為：5G下載速度是當前4G上網(wǎng)速率的10倍；全息通信傳遞信息是利用電磁波。考點4\o"21.4越來越寬的信息之路"越來越寬的信息之路【典例10】（2022?天寧區(qū)校級二模）衛(wèi)星通信在傳遞信息過程中主要依靠（）A．電磁波 B．超聲波 C．次聲波 D．激光【答案】A。【解答】解：衛(wèi)星和地面的聯(lián)系靠電磁波，將圖片和聲音等信號調制到電磁波上，把電磁波當成載體發(fā)射回地面，所以它傳遞信息利用的是電磁波。故選：A?！镜淅?1】（2022?福田區(qū)校級模擬）關于能源、信息與材料，下列說法不正確的是（）A．5G網(wǎng)絡所指的就是在移動通信網(wǎng)絡發(fā)展中的第五代網(wǎng)絡，經(jīng)測試5G下載速度是4G的15倍，因為5G網(wǎng)絡比4G網(wǎng)絡的電磁波在真空中傳播的速度小 B．指南針是磁性材料制成的，其南極指向地磁北極附近 C．利用半導體材料可以制作二極管 D．光纖通信利用激光傳遞信息的【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、5G網(wǎng)絡和4G網(wǎng)絡的電磁波在真空中傳播的速度一樣快，故A錯誤；B、地磁場的南北極與地理南北極相反，指南針是磁性材料制成的，其南極指向地磁北極附近，故B正確；C、二極管具有單向導電性，利用半導體材料可以制作二極管，故C正確；D、激光屬于電磁波，光纖通信利用激光傳遞信息的，故D正確。故選：A?！镜淅?2】（2022?連云港模擬）“停課不停學”期間，同學們在家里用電腦、手機等網(wǎng)絡工具進行網(wǎng)上學習；手機上網(wǎng)是通過電磁波來傳遞信息的，而電腦一般是利用光纖進行上網(wǎng)，而光纖傳遞信息是利用了光的反射（選填“直線傳播”或“反射”），也是信息高速公路兩大支柱之一?！敬鸢浮侩姶挪?；反射?！窘獯稹拷猓菏謾C上網(wǎng)是利用電磁波接收和發(fā)送信號的；光纖通信是利用激光反射傳輸信號的。故答案為：電磁波；反射。鞏固訓練一、選擇題。1．移動電話機的說法正確的是（）A．移動電話機只是無線電發(fā)射臺 B．移動電話機只是一個無線電接收臺 C．移動電話機既能發(fā)射信號，又能接收無線電信號 D．兩個移動電話機之間可以直接通話，不需要通過基地臺【答案】C。【解答】解：移動電話機既是無線電發(fā)射臺，又是無線電接受臺，故AB錯誤；移動電話機是通過發(fā)射和接收電磁波來實現(xiàn)通信的，故C正確；兩個移動電話機之間通話時，每個移動電話機都需要通過基地臺，故D錯誤；故選：C。2．（2022?煙臺）2022年4月16日，神舟十三號載人飛船完成既定任務，順利返回地球。在空間站執(zhí)行任務過程中，煙臺籍宇航員王亞平為全國的同學們進行了兩次精彩的太空授課，授課過程中信息的傳遞主要依靠（）A．空氣 B．超聲波 C．次聲波 D．電磁波【答案】D?！窘獯稹拷猓河詈絾T授課過程中信息的傳遞主要依靠電磁波。故選：D。3．（2022?益陽）我國天問一號火星探測器通過一次任務完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標，標志著我國在行星探測領域跨入了世界先進行列。天問一號在環(huán)繞火星運行過程中，下列說法正確的是（）A．天問一號相對火星做勻速直線運動 B．天問一號相對火星處于靜止狀態(tài) C．天問一號通過聲波將信息傳回地球 D．天問一號通過電磁波將信息傳回地球【答案】D。【解答】解：A、天問一號環(huán)繞火星運動，不是沿直線，所以不是勻速直線運動，故A錯誤；B、天問一號在環(huán)繞火星運行，說明天問一號相對于火星位置發(fā)生改變，是運動的，故B錯誤；CD、太空中是真空的，不能傳播聲音，所以天問一號不能通過聲波將信息傳回地球，而是依靠電磁波，故C錯誤、D正確。故選：D。4．（2021?市南區(qū)一模）下列關于電磁波的應用，不正確的是（）A．廣播電臺是利用無線電波廣播的 B．微波爐是利用微波加熱物品的 C．北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳輸信號的 D．醫(yī)院利用紅外線殺菌、X射線對人體透視【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、無線電廣播是利用電磁波將信息傳播出去，故A正確；B、微波爐是利用磁控管將電能轉化為微波輻射能，微波輻射引起食物內部的水分子振動摩擦，從而產(chǎn)生熱量，故B正確；C、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳輸信號的，故C正確；D、紫外線的化學作用強，紫外線在生活中的應用很廣，醫(yī)院利用紫外線殺菌，故D錯誤。故選：D。5．（2021?青白江區(qū)校級模擬）2017年3月，在北京人民大會堂召開的全國兩會圓滿結束，“開放的大門不關，改革的腳步不停”，這是今年全國人民兩會上最強的聲音，全國人民通過收聽廣播、觀看電視了解兩會的消息，倍感振奮。關于廣播和電視信號，下列說法正確的是（）A．廣播信號是超聲波 B．廣播信號是次聲波 C．電視信號是電磁波 D．電視信號是聲波【答案】C?！窘獯稹拷猓簭V播信號和電視信號都是利用電磁波來傳遞信息的，故C正確，ABD錯誤。故選：C。6．（2022?乳山市模擬）下列有關聲和電磁波的說法正確的是（）A．“不敢高聲語，恐驚天上人”中的“高聲”是指音調高 B．利用衛(wèi)星系統(tǒng)導航，其信息傳播的媒介與“B超”相同 C．風吹樹枝發(fā)出聲音，說明聲音是由物體振動產(chǎn)生的 D．“聞其聲便知其人”判斷的依據(jù)是人發(fā)出聲音的響度【答案】C。【解答】解：A．詩句“不敢高聲語，恐驚天上人”中的“不敢高聲語”意思是不敢大聲說話，所以“高”是指聲音的響度大，故A錯誤；B．衛(wèi)星導航系統(tǒng)傳遞信息利用的是電磁波，“B超”是利用超聲波，故B錯誤；C．聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，風吹樹枝發(fā)出聲音，這是由樹枝的振動發(fā)出的聲音，故C正確；D．不同的人說話音色不同，所以“聞其聲知其人”是根據(jù)聲音的音色來判斷的，故D錯誤。故選：C。二、填空題。7．（2020?同心縣校級開學）我們在打電話時，聽筒把變化的電流變成聲音，話筒把聲音信號變成變化的電流?！敬鸢浮柯犕?；話筒?！窘獯稹拷猓弘娫挼脑捦舶崖曇舻男盘栟D變?yōu)閺娙踝兓碾娏鞯男盘杺鬟f出去，再通過聽筒把強弱變化的電流信號變成聲音的信號，把傳輸?shù)穆曇暨€原出來。故答案為：聽筒；話筒。8．（2022?淮安）神舟十四號飛船將三名航天員送到中國空間站，航天員在空間站利用電磁波向地面站傳送信息；飛船返回艙載著航天員返回地球，以飛船為參照物，地球是運動的?！敬鸢浮侩姶挪?；運動的。【解答】解：航天員在空間站利用