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21 信息的传递
【课标】
本中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标
了解 认识 理 解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。 ▲
【规律】
规律总结1：现代顺风耳——电话
1.电话——1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话
（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。
（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）
2.电话交换机
为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。
3.模拟通信和数字通信
（1）模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。
模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。
在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。
规律总结2：电磁波的海洋
1.电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
2.电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，
c=3×108m/s =3×105km/s
3.电磁波波速、波长λ和频率f的关系：
（1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。
（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1 MHz=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz
（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。
（4）波长、频率和波速的关系c=λf λ= f =。
（5）电磁波的波长λ与频率f成反比。
4.电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
无线电波特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，如下表所示。
规律总结3：广播、电视和移动通信
1.无线电广播信号的发射和接受：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。
2.电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。
3.移动电话：
移动电话由空间的电磁波来传递信息。
移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。
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，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。
4.音频、视频、射频和频道：
由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号。
由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。
音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流教做射频电流。
不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。
规律总结4：越来越宽的信息之路
1.微波通信：
（1）微波：波长在10m--1mm之间，频率在30MHz--300000MHz之间的电磁波。
（2）优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。
（3）缺点：传播近似直线，不能沿地球表面传播，在地面的传播距离短。
（4）改进方式：需要大量的中继站，约50km一个。
（5）结论：不能用月球做中继站，但可以用卫星做中继站。
2.卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。同步卫星的优点是覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。
3.光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一。激光的特点是频率单一、方向集中，可以用来传递信息。
4.网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。
每个邮件地址的域名都会告诉你相应的信息，如:“Xiaodong@.cn”
（1）表示该电子邮箱属于Xiaodong,
（2）邮箱服务器名叫.cn,
（3）其中“cn”是China的简写，表示该
（4）服务器在中国注册．
世界上最大的计算机网络，叫做因特网。
计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。
宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。
【例题】
考点一：电话
【例题1】（2022北京模拟）电话的听筒工作时主要是利用了电流的（　　）
A．化学效应 B．磁效应 C．热效应 D．以上三种效应均有
考点二：电磁波
1.产生：由迅速变化的电流产生，它是传递各种信息的载体。
2.分类：电磁波家族按波长由大到小可分为长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
3.传播：（1）传播不需要介质。 （2）c=λf
4.作用：广播、电视及移动通信，都是靠电磁波传递声音、图像信息。
【例题2】 (2021甘肃威武)2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星，完成了“北斗”卫星全面组网工作。在卫星与火箭分离前，以火箭为参照物，卫星是________（选填“静止”或“运动”）的，“北斗”卫星导航系统利用________（选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。
【例题3】（2022江苏连云港）将手机放在真空罩中，打电话呼叫手机，同时用抽气机抽去罩中的空气，直到听不到铃声，说明______，但手机仍能接收到呼叫信号，说明______，如果将手机放在密闭的金属容器内，手机______（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号。
考点三：广播、电视和移动通信
1.无线电广播大致工作过程
（1）声信号→电信号→电磁波→发射→接收机→声信号
（2）但有两个问题：①信号弱；②频率低，传递性差
（3）解决方法：①放大；②加一载波，接收后再去掉
2.电视的发射和接收：传播过程与无线电广播基本相同，但多了图像信号，必须把图像转换为电信号，与声音一起发射
3.移动电话：即有发射功能，又有接收功能。（可以看做是广播电台与收音机的组合）
【例题4】（2022湖北武汉）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星成功发射，能为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。
(1)北斗卫星之间利用_________(填“次声波”“电磁波”或“超声波”)相互传递信息，实现“星间链路”；
(2)“北斗+”让天地互通更加智慧。在某公交年站，一同学从电子站牌上看到一辆公交车需要时6分钟行驶3.2千米才能到达某站，由此他预测该车的速度是_____________千米/小时，该车实际上提前8秒到达此站，它的行驶速度是_________(结果保留两位小数)米/秒。
考点四：宽广的信息之路
【例题5】（2022新疆兵团）下列测量时间的工具中，为北斗卫星导航系统提供精确测时的是（　　）
A. 日晷 B. 沙漏 C. 电子手表 D. 铯原子钟
【演练】
一、选择题（本道大题有10小题，每小题3分，共30分）
1.（2022江苏扬州）“祝融号”火星车登陆火星后对能量需求更为迫切，下列事实与有无关的是（　　）
A. 火星半径约为地球半径的一半
B. 火星上平均气温在一60℃左右
C. 火星尘埃覆盖在太阳能板上
D. 火星距离太阳更远，辐照强度仅有地球的43%
2.（2022四川乐山市）在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了（　　）
A. 红外线 B. 电磁波 C. 超声波 D. 次声波
3. （2022广东省）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 紫外线属于可见光
B. 红外线的波长比可见光的短
C. X射线的频率比无线电波的低
D. 可见光与射线在真空中的传播速度相等
4.（2022广西贵港）2020年11月24日4时30分，中国在文昌航天发射场，用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。2020年12月17日，嫦娥五号任务轨道器与返回器分离，返回器携带月球样品返回地球。下列说法正确的是（ ）
A. 火箭升空过程中机械能不变
B. 火箭升空过程中机械能转化为内能
C. 控制中心是通过电磁波来控制嫦娥五号任务轨道器
D. 嫦娥五号任务轨道器是通过超声波来控制返回器的
5.（2022新疆兵团）在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。与4G相比，5G电磁波（　　）
A. 频率更高 B. 频率更低 C. 传播速度更小 D. 传播速度更大
6．（2022湖北荆州）关于电磁波和现代通信，下列说法正确的是（　　）
A．导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波
B．我国建立的“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行导航的
C．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
D．电话听筒是把声信号转换成电信号
7．（2022武汉模拟题）手机已经成为一种人们沟通和交流的常用工具，下列关于手机说法正确的是（ ）
A．手机是利用超声笔来传递信息的
B．给手机充电时，化学能转化为电能
C．手机摄像头相当于一个凹透镜
D．手机掉入水中后，不要立即开机，是因为手机浸入水后电路可能发生短路
8．（2022上海模拟题）WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是（　　）
A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波
9．（2022天津模拟题）作为第一次踏上月球的“中国制造”月球车“玉兔”，在月球上的每一步都创造着中国航天的新历史．如图所示是月球车“玉兔”样机展示，下面说法正确的是（　　）
A.玉兔的轮子较多是为了减小对月球表面的压力
B.由于月球上昼夜温差高达330℃，所以“玉兔”的零件应使用热胀冷缩较微弱的材料制作
C.玉兔安装有探测器，利用电磁波和超声波进行探测，在月球上遇到障碍时会发出预警
D.玉兔两侧展开的光电设备可以将太阳能直接转化为机械能，供月球车行走
10．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A.声呐利用次声波探测鱼群
B．汽车导航仪利用电磁波导航
C．验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作
D．夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的紫外线进行侦察
二、填空题（每空1分，共29分）
1.（2022哈尔滨）我国发射的“天问号”火星探测器在飞向火星的过程中，以火星为参照物，探测器是_______的；探测器将信号传回地球，是靠______（选填“声波”或“电磁波”）来传递信息的。
2.（2022湖南张家界）使用手机扫码支付是通过______ 传递信息的，制作手机芯片的材料主要是______ 选填“超导体”、“半导体”、“导体”或“绝缘体”。
3.（2022贵州黔东南州）2021年4月25日，台江县“乡村振兴·苗族姊妹节民俗文化周”在美丽的翁你河畔拉开帷幕。如图示是两位苗家美女用手机在直播“姊妹节”活动场景。利用手机拍照时，通过镜头成的是______立（选填“正”或“倒”）缩小的______（选填“实”或“虚”）像；手机直播是利用______（“声波”或“电磁波”）把信息传递到远方的。
4.（2022青海）2021年5月29日，我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船是______的。飞船是通过______向地面传回信息的。飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为______能，再转化为______能。
5.（2022江苏泰州）如图是我国高新兴集团研发的5G警用巡逻机器人，它搭载了5个高清摄像头，具有快速测温筛查、循环播报提醒等功能，能实现全景无死角巡逻。5G警用巡逻机器人是通过________向外界发送信息的；它通过识别不同温度的物体辐射的________强度不同来实现快速测温。
6.（2022四川甘孜州）生活处处有物理。小朱发现汽车应用了大量物理知识。汽车的导航系统是通过________（选填“电磁波”或“声波" ）来传递信息的，其发动机是由吸气、________、 做功、 排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
7．（2022江西）渔民出海捕捞，常常满舱而归。在平静的海面上，一艘空船受到的浮力是F1，装满鱼后受到的浮力是F2，则F1______F2（选填“>”、“<”或“=”）。渔船编队在某个海域捕捞时，渔民用特定频率的电台通信是利用________传递信息。
8.（2022四川南通）十九大报告提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境，使用新能源势在必行，太阳能等新型能源属于　 　能源（填“可再生”或“不可再生”）；4G通信技术在进行信息、文件等材料的传输过程中，是靠　 　来传输的，华为5G时代即将来临，将会让人们的生活更加方便快捷。
9．（2022齐齐哈尔）WiFi是将电脑、手机与互联网以无线方式连接的技术，可进行信息、文件等材料的无线传输，此过程中各种信息是靠　　来传输的，它在真空中的传播速度是　　。
10．（2022黑河）广播电台、电视台以及移动电话（手机）靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，导线中的电流迅速变化会在空间产生　　．移动电话（手机）与固定电话的工作原理基本一样，只是移动电话的声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的　 　来传递的．
11.（2022四平模拟）1876年________发明了电话，最简单的电话由________和________组成，在电话的一端话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方.在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音.
12.（2022山西模拟）电话之间是通过电话交换机来实现通话，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上_____.使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路_______.现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码_______接通话机.
三、分析简答题（本大题有4小题，共25分）
1.（6分）（2022云南模拟）阅读短文回答问题：
激光的应用
1958年，人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光，这就是激光。激光束的平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。激光的这个特点使它可以用来进行精确的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和接收反射脉冲的时间间隔，就可以求出目标的距离。激光测距雷达就是根据这个原理制成的。
由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点上，让这一点照射到光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经处理后还原成声音和图象，由于会聚点很小，光盘记录信息密度很高。
激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤，切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，在军事上有广泛的应用。
（1）激光在真空中的传播速度为 km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的 测距原理相同。
（3）用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜，是利用激光的 的特点。
2.（9分）（2022河北模拟题）卫星通信
由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此，人们在用微波传输信息时，需每隔一定距离建一个微波中继站（如图甲），信息传输的越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋，根本无法建中继站又该怎么办？能否利用高悬的月球作为中继站呢？（如图乙）
1946年，有人用雷达向月球发射微波信号，第一次准确收到了从月球表面反射回来的微波．1959年，美、英和加拿大之间又进行了月面反射通讯实验，结果获得成功．但在实验中也发现：由于月球离我们太远，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，而且如果用月球作中继站，两个通信信号必须同时见到月球．
现在，人类可发射人造卫星，用通信卫星作微波中继站，实现了卫星通信梦想．通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信．（如图丙）
甲 乙 丙
请回答：
（1）在用微波传输信息时，为何每隔一定距离要建一个微波中继站？
（2）在同步通信卫星上建立微波中继站与在月球上建立微波中继站相比，有何优点？
（3）除了卫星通信外，你还知道哪些现代通信方式？
3.（6分）（2022福建模拟题）阅读材料后回答问题：
3G移动通信正在向我们走来
手机发展到现在大致可以概括为三代：第一代是模拟制式的手机，也就是所谓“大哥大”；第二代是以语音通信为主的数字制式手机；第三代是能够语音通信和多媒体通信相结合的新一代手机，通常把第三代手机简称为3G（the third generation）。
3G手机与现在使用的手机相比，有更多的优越性。3G手机不但能进行语音通信和多媒体通信，用户还可以用3G手机直接上网，用带摄像头的3G手机照相，可以在3G手机的触摸屏上直接写字、画图，并将文字、图画和照片等传送给另一台手机。3G手机的数据传输速度极高，它可能达到的数据传输速度为每秒2M字节，比第二代手机的数据传输速度要快200倍左右。
（1）3G手机的特点是______________________________________；
（2）3G手机的数据传输速度是第二代手机的_____________________倍。
4.（4分）（2022南宁模拟题）阅读下列材料并回答问题。
传递信息的电信号有两种：模拟信号和数字信号。
例如打电话声音转换成电流时，电流的频率和幅度全都“模仿”着声音的频率和幅度变化，所以这种信号称为模拟信号。目前的广播和电视中的声音和图像使用的都是模拟信号。录音带和录像带上记录的也是模拟信号。模拟信号的特点是连续变化，如图上所示，模拟信号的缺点是放大时会使信号的“形状”改变而造成失真。传输过程中受到的干扰不易排除。例如汽车发动机的火花塞工作时会产生电磁波，使得电视画面上出现杂乱的点或条纹。
计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的；“0”代表低电压，“1”代表高电压。如图上乙表示字母“K”的数字信号，它的编码是“01 001 011”。数字信号的优点是易于用计算机识别和进行复杂的处理，抗干扰能力强，能够进行高密度的存储等等。CD盘、VCD盘和计算机软件光盘上记录的都是数字信号。
图上
图下
由上可知，如图下所示，甲是声音信号波形，乙和丙是通过处理后传递的电流信号，其中__________是模拟信号，__________是数字信号。
四、综合能力题（共16分）
1.（4分）2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”顺利升空，将于2021年抵达火星。距离的遥远是个大问题，火星离地球最近距离是5500万千米，最远可达4亿千米。距离最远时，地球上通过电磁波发送一个指令给探测器，求探测器要在多少分钟后才能够执行（计算结果保留一位小数）。
2.（12分）手机己成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、几小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐。
(1)手机是利用_________传输信号实现通讯的，通话时声音信息在空中以_____m/s的速度传递给对方。
(2)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体，因为它具有优良_____（导热/导电）性能，并且石墨烯 ____（有/没有）固定的熔点。
(3)“华为P40”手机的电池标有“标称电压3.8V”、“电池容量5000mA·h”的字样。“标称电压”是指手机工作时的电压，该电压对人体_____（属于/不属于）安全电压，“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量，1mA·h=1mA×1h，则该手机一次充满电可储存的电能约为_____J。
DD
【例题】
考点一：电话
【例题1】（2022北京模拟）电话的听筒工作时主要是利用了电流的（　　）
A．化学效应 B．磁效应 C．热效应 D．以上三种效应均有
【答案】B．
【解析】在电话的话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒，人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低强弱而发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电信号；
听筒里有电磁铁和膜片，当强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁便将电信号变成膜片的强弱振动，把传输的声音还原出来．听筒里有电磁铁，是把变化的电流转化为声音信号，是利用电流的磁效应工作的．
考点二：电磁波
1.产生：由迅速变化的电流产生，它是传递各种信息的载体。
2.分类：电磁波家族按波长由大到小可分为长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
3.传播：（1）传播不需要介质。 （2）c=λf
4.作用：广播、电视及移动通信，都是靠电磁波传递声音、图像信息。
【例题2】 (2021甘肃威武)2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星，完成了“北斗”卫星全面组网工作。在卫星与火箭分离前，以火箭为参照物，卫星是________（选填“静止”或“运动”）的，“北斗”卫星导航系统利用________（选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。
【答案】 静止；电磁波
【解析】描述物体的运动状态，需要事先选取参照物，如果物体相对于参照物位置发生了改变，那么物体就是运动的，如果物体相对于参照物位置没有发生改变，那么物体就是静止的;传统的有线通信是靠电子传递信息，无线通信是靠电磁波来传递信息的。
在卫星与火箭分离前，火箭与卫星是一体的，故以火箭为参照物，卫星的位置没有发生变化，故是静止的。
卫星导航系统利用电磁波传播信息，因为电磁波能够在真空中传播。
【例题3】（2022江苏连云港）将手机放在真空罩中，打电话呼叫手机，同时用抽气机抽去罩中的空气，直到听不到铃声，说明______，但手机仍能接收到呼叫信号，说明______，如果将手机放在密闭的金属容器内，手机______（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号。
【答案】 (1) 声音不能在真空中传播 (2)电磁波可以在真空中传播 (3)不能
【解析】用抽气机抽罩中空气，罩内成为真空，打电话呼叫罩中手机，不能听到手机响铃声，说明声音不能在真空中传播，能接收到呼叫信号，这一个现象说明电磁波可以在真空中传播。
将手机放在密闭的金属容器内，金属将屏蔽电磁波，手机不能接收到呼叫信号。
考点三：广播、电视和移动通信
1.无线电广播大致工作过程
（1）声信号→电信号→电磁波→发射→接收机→声信号
（2）但有两个问题：①信号弱；②频率低，传递性差
（3）解决方法：①放大；②加一载波，接收后再去掉
2.电视的发射和接收：传播过程与无线电广播基本相同，但多了图像信号，必须把图像转换为电信号，与声音一起发射
3.移动电话：即有发射功能，又有接收功能。（可以看做是广播电台与收音机的组合）
【例题4】（2022湖北武汉）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星成功发射，能为全球提供导航、定位、授时和短报文等服务。
(1)北斗卫星之间利用_________(填“次声波”“电磁波”或“超声波”)相互传递信息，实现“星间链路”；
(2)“北斗+”让天地互通更加智慧。在某公交年站，一同学从电子站牌上看到一辆公交车需要时6分钟行驶3.2千米才能到达某站，由此他预测该车的速度是_____________千米/小时，该车实际上提前8秒到达此站，它的行驶速度是_________(结果保留两位小数)米/秒。
【答案】 (1)电磁波 (2) 32 9.09
【解析】(1)广播、电视、移动通信、卫星通信是利用电磁波来传递信息的。
(2)由可得该车的速度是
该车实际上提前8秒到达此站，它的行驶速度是
考点四：宽广的信息之路
【例题5】（2022新疆兵团）下列测量时间的工具中，为北斗卫星导航系统提供精确测时的是（　　）
A. 日晷 B. 沙漏 C. 电子手表 D. 铯原子钟
【答案】D
【解析】日晷、沙漏属于古代的时间测量工具，测量比较粗略。电子手表属于日常生活中的时间测量工具。原子钟精准准到千分之一秒，甚至百万分之一秒。故ABC不符合题意；D符合题意。
【演练】
一、选择题（本道大题有10小题，每小题3分，共30分）
1.（2022江苏扬州）“祝融号”火星车登陆火星后对能量需求更为迫切，下列事实与有无关的是（　　）
A. 火星半径约为地球半径的一半
B. 火星上平均气温在一60℃左右
C. 火星尘埃覆盖在太阳能板上
D. 火星距离太阳更远，辐照强度仅有地球的43%
【答案】BCD
【解析】A．火星的半径约为地球半径的一半，与火星车登陆火星后对能量需求更为迫切无关，故A不符合题意；
B．火星上平均气温在－60左右，环境温度低对能量的需求更大，火星车登陆火星后对能量需求更为迫切，故B符合题意；
C.．火星尘埃覆盖在太阳能板上，降低了对太阳能的利用率，也使火星后对能量需求更为迫切，故C符合题意；
D．由于火星距离太阳更远，这里的太阳能密度仅为地球附近的4成左右，也使火星后对能量需求更为迫切，故D符合题意.
2.（2022四川乐山市）在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了（　　）
A. 红外线 B. 电磁波 C. 超声波 D. 次声波
【答案】B
【解析】手机属于移动电话，它既是电磁波发射台也是电磁波接收台，所以手机是利用电磁波来传递信息的。
3. （2022广东省）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 紫外线属于可见光
B. 红外线的波长比可见光的短
C. X射线的频率比无线电波的低
D. 可见光与射线在真空中的传播速度相等
【答案】D
【解析】本题考查了电磁波多个方面的知识，都是一些记忆型的，难度不大，在平时学习中注意多积累。
A.人看不见红外线和紫外线，红外线和紫外线都属于不可见光，故A错误；
B.根据电磁波谱的波长顺序可知，红外线的波长比可见光的波长长，故B错误；
C.由图可知，体检胸透用的X射线频率比无线电波高，故C错误；
D.可见光与射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D正确。
4.（2022广西贵港）2020年11月24日4时30分，中国在文昌航天发射场，用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。2020年12月17日，嫦娥五号任务轨道器与返回器分离，返回器携带月球样品返回地球。下列说法正确的是（ ）
A. 火箭升空过程中机械能不变
B. 火箭升空过程中机械能转化为内能
C. 控制中心是通过电磁波来控制嫦娥五号任务轨道器
D. 嫦娥五号任务轨道器是通过超声波来控制返回器的
【答案】 C
【解析】传统的有线通信是靠电子传递信息，无线通信是靠电磁波来传递信息的。
A．火箭升空过程中，速度变大，重力势能变大，故机械能变大，A不符合题意；
B．火箭升空过程中，燃料的内能转化机械能，B不符合题意；
C．控制中心是通过电磁波来控制嫦娥五号任务轨道器，C符合题意；
D．嫦娥五号任务轨道器是通过电磁波来控制返回器的，超声波并不能在真空中传播，D不符合题意。
5.（2022新疆兵团）在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。与4G相比，5G电磁波（　　）
A. 频率更高 B. 频率更低 C. 传播速度更小 D. 传播速度更大
【答案】A
【解析】电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s是不变的，由于c=fλ，因此频率高的波长短、频率低的波长长，因5G电磁波的波长比4G更短，所以5G电磁波的频率比4G更高，故A符合题意；BCD不符合题意。
6．（2022湖北荆州）关于电磁波和现代通信，下列说法正确的是（　　）
A．导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波
B．我国建立的“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行导航的
C．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
D．电话听筒是把声信号转换成电信号
【答案】A
【解析】A.导体中电流的迅速变化会在空间激起电磁波，故A项说法正确。
B.卫星在太空中，太空中是真空，声波在真空中不能传声，所以不能利用超声波导航，故B项说法错误。
C.固定电话是利用导线中的电流来传递信息的，移动电话、广播和电视都是利用电磁波来传递信息的，故C项说法错误。
D.电话的话筒是把声信号转化为电信号，听筒是把电信号转化为声信号，故D项说法错误。
7．（2022武汉模拟题）手机已经成为一种人们沟通和交流的常用工具，下列关于手机说法正确的是（ ）
A．手机是利用超声笔来传递信息的
B．给手机充电时，化学能转化为电能
C．手机摄像头相当于一个凹透镜
D．手机掉入水中后，不要立即开机，是因为手机浸入水后电路可能发生短路
【答案】D
【解析】A．手机是利用电磁波来传递信息的；
B．给手机充电时，电能转化为化学能；
C．手机摄像头相当于一个凸透镜；
D．手机掉入水中后，不要立即开机，是因为手机浸入水后电路可能发生短路。
8．（2022上海模拟题）WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它快递信息用到的是（　　）
A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波
【答案】C
【解析】WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，故应选C。
9．（2022天津模拟题）作为第一次踏上月球的“中国制造”月球车“玉兔”，在月球上的每一步都创造着中国航天的新历史．如图所示是月球车“玉兔”样机展示，下面说法正确的是（　　）
A.玉兔的轮子较多是为了减小对月球表面的压力
B.由于月球上昼夜温差高达330℃，所以“玉兔”的零件应使用热胀冷缩较微弱的材料制作
C.玉兔安装有探测器，利用电磁波和超声波进行探测，在月球上遇到障碍时会发出预警
D.玉兔两侧展开的光电设备可以将太阳能直接转化为机械能，供月球车行走
【答案】B
【解析】A．“玉兔”的轮子较多是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对月球表面的压强；故A错误；
B．由于月球上昼夜温差高达330℃，所以“玉兔”的零件应使用热胀冷缩较微弱的材料制作，故B正确；
C．声音不能在真空中传播，因此“玉兔”安装有探测器，利用电磁波和超声波进行探测是错误的，故C错误；
D．光电设备先把太阳能转化为电能．再把电能转化为机械能，供月球车行走，故D错误．
10．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A.声呐利用次声波探测鱼群
B．汽车导航仪利用电磁波导航
C．验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作
D．夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的紫外线进行侦察
【答案】B．
【解析】①超声波具有定向发射的性质，可以用于探测水中物体，如探测鱼群、潜艇等，也可用来测量海深；
②电磁波在生活中有着广泛应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的；
③紫外线应用：合成维生素D、使荧光物质发光、杀菌．
④红外线热作用强，一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射越强，用于浴霸、烤箱、夜视仪、热谱图、遥控、遥感．
A．声呐发出的是超声波，可以确定海洋中鱼群的位置．此选项错误；
B．汽车导航仪是利用电磁波与卫星实现信息交流的．此选项正确；
C．验钞机能发出紫外线，钞票上涂有荧光物质，荧光物质只有在紫外线照射时，才发光．此选项错误；
D．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射越强，夜视仪是通过接收红外线的强弱来分辨人和其他物体的．此选项错误．
二、填空题（每空1分，共29分）
1.（2022哈尔滨）我国发射的“天问号”火星探测器在飞向火星的过程中，以火星为参照物，探测器是_______的；探测器将信号传回地球，是靠______（选填“声波”或“电磁波”）来传递信息的。
【答案】 运动 电磁波
【解析】火星探测器在飞向火星的过程中，以火星为参照物，探测器相对于火星的位置发生了变化，因此探测器是运动的。
电磁波能携带信息，可以在真空中传播；探测器将信号传回地球，是靠电磁波来传递信息的。
2.（2022湖南张家界）使用手机扫码支付是通过______ 传递信息的，制作手机芯片的材料主要是______ 选填“超导体”、“半导体”、“导体”或“绝缘体”。
【答案】电磁波 半导体
【解析】手机扫码支付利用电磁波传递信息，手机芯片使用的材料主要是半导体。
3.（2022贵州黔东南州）2021年4月25日，台江县“乡村振兴·苗族姊妹节民俗文化周”在美丽的翁你河畔拉开帷幕。如图示是两位苗家美女用手机在直播“姊妹节”活动场景。利用手机拍照时，通过镜头成的是______立（选填“正”或“倒”）缩小的______（选填“实”或“虚”）像；手机直播是利用______（“声波”或“电磁波”）把信息传递到远方的。
【答案】 倒立 实 电磁波
【解析】手机的镜头相当于一个凸透镜，拍照时物体在该透镜的两倍焦距以外，成倒立缩小的实像。
电磁波能传递信息，手机直播是利用电磁波把信息传递到远方。
4.（2022青海）2021年5月29日，我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船是______的。飞船是通过______向地面传回信息的。飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为______能，再转化为______能。
【答案】 静止 电磁波 内 机械
【解析】对接成功后，“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱以相同的速度一起运动，它们之间是相对静止的。
电磁波可以在真空中传播，飞船是通过电磁波向地面传回信息。
燃料燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，使得飞船上升，机械能增大，所以上升过程是将燃料燃烧的化学能转化为内能，再转化为飞船的机械能。
5.（2022江苏泰州）如图是我国高新兴集团研发的5G警用巡逻机器人，它搭载了5个高清摄像头，具有快速测温筛查、循环播报提醒等功能，能实现全景无死角巡逻。5G警用巡逻机器人是通过________向外界发送信息的；它通过识别不同温度的物体辐射的________强度不同来实现快速测温。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 红外线
【解析】[1]5G警用巡逻机器人使用5G信号，是通过电磁波向外界发送信息。
[2]红外线有热效应，不同温度的物体辐射的红外线强度不同。
6.（2022四川甘孜州）生活处处有物理。小朱发现汽车应用了大量物理知识。汽车的导航系统是通过________（选填“电磁波”或“声波" ）来传递信息的，其发动机是由吸气、________、 做功、 排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
【答案】 (1)电磁波 (2)压缩
【解析】（1）广播、电视台、移动通信等是利用电磁波来传递信息的。
（2）汽车的发动机属于内燃机，其一个工作循环有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
7．（2022江西）渔民出海捕捞，常常满舱而归。在平静的海面上，一艘空船受到的浮力是F1，装满鱼后受到的浮力是F2，则F1______F2（选填“>”、“<”或“=”）。渔船编队在某个海域捕捞时，渔民用特定频率的电台通信是利用________传递信息。
【答案】< 电磁波
【解析】根据漂浮条件，得F1=G空，F2=G满，因为G空8.（2022四川南通）十九大报告提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境，使用新能源势在必行，太阳能等新型能源属于　 　能源（填“可再生”或“不可再生”）；4G通信技术在进行信息、文件等材料的传输过程中，是靠　 　来传输的，华为5G时代即将来临，将会让人们的生活更加方便快捷。
【答案】可再生；电磁波。
【解析】（1）太阳能可以从自然界中源源不断的得到，属于可再生能源；
（2）4G通信技术在进行信息、文件等材料的传输过程中，是由电磁波来传递信息的。
9．（2022齐齐哈尔）WiFi是将电脑、手机与互联网以无线方式连接的技术，可进行信息、文件等材料的无线传输，此过程中各种信息是靠　　来传输的，它在真空中的传播速度是　　。
【答案】电磁波；3×108m/s。
【解析】利用WiFi无线上网时，路由器利用电磁波向四周有效范围内的终端传递信息；电磁波的传播速度等于光速，为3×108m/s。
10．（2022黑河）广播电台、电视台以及移动电话（手机）靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，导线中的电流迅速变化会在空间产生　　．移动电话（手机）与固定电话的工作原理基本一样，只是移动电话的声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的　 　来传递的．
【答案】电磁波；电磁波．
【解析】（1）导线中的电流迅速变化会在空间产生电磁波；
（2）移动电话在通话时，即是无线电波的发射台，又是一个接受台，故它是通过电磁波来传递信息的．
11.（2022四平模拟）1876年________发明了电话，最简单的电话由________和________组成，在电话的一端话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方.在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音.
【答案】贝尔，话筒 听筒，
【解析】1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话。基本结构是主要由话筒和听筒组成。工作原理是话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）
12.（2022山西模拟）电话之间是通过电话交换机来实现通话，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上_____.使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路_______.现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码_______接通话机.
【答案】号码，断开。自动。
【解析】电话交换机的作用是为了提高线路的利用率。同一个县城或者区域用一台电话交换机，不同的地区之间把电话交换机连接即可。
三、分析简答题（本大题有4小题，共25分）
1.（6分）（2022云南模拟）阅读短文回答问题：
激光的应用
1958年，人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光，这就是激光。激光束的平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。激光的这个特点使它可以用来进行精确的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和接收反射脉冲的时间间隔，就可以求出目标的距离。激光测距雷达就是根据这个原理制成的。
由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点上，让这一点照射到光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经处理后还原成声音和图象，由于会聚点很小，光盘记录信息密度很高。
激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤，切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，在军事上有广泛的应用。
（1）激光在真空中的传播速度为 km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的 测距原理相同。
（3）用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜，是利用激光的 的特点。
【答案】（1）3×105（2）回声（3）亮度高
【解析】（1）激光在真空中的传播速度与光速相等为3×105km/s。
（2）激光测距与初中物理学到的回声测距原理相同。
（3）激光还有一个特点是亮度高，也就是说，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度，最难熔化的物质在一瞬间也要汽化了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤，切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。强激光可以在瞬间破坏敌人的飞行器，在军事上有广泛的应用。
2.（9分）（2022河北模拟题）卫星通信
由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此，人们在用微波传输信息时，需每隔一定距离建一个微波中继站（如图甲），信息传输的越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋，根本无法建中继站又该怎么办？能否利用高悬的月球作为中继站呢？（如图乙）
1946年，有人用雷达向月球发射微波信号，第一次准确收到了从月球表面反射回来的微波．1959年，美、英和加拿大之间又进行了月面反射通讯实验，结果获得成功．但在实验中也发现：由于月球离我们太远，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，而且如果用月球作中继站，两个通信信号必须同时见到月球．
现在，人类可发射人造卫星，用通信卫星作微波中继站，实现了卫星通信梦想．通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信．（如图丙）
甲 乙 丙
请回答：
（1）在用微波传输信息时，为何每隔一定距离要建一个微波中继站？
（2）在同步通信卫星上建立微波中继站与在月球上建立微波中继站相比，有何优点？
（3）除了卫星通信外，你还知道哪些现代通信方式？
【答案】见解析。
【解析】（1）微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此，人们在用微波传输信息时，需每隔一定距离建一个微波中继站.（2）由于月球离我们太远，不但传输信号延迟时间太长，信号衰减也较严重，失真厉害，而且如果用月球作中继站，两个通信信号必须同时见到月球．用通信卫星作微波中继站，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，不但通信质量高，而且覆盖范围广.可以实现全球通信．（3）微波通信、光纤通信、网络通信.
3.（6分）（2022福建模拟题）阅读材料后回答问题：
3G移动通信正在向我们走来
手机发展到现在大致可以概括为三代：第一代是模拟制式的手机，也就是所谓“大哥大”；第二代是以语音通信为主的数字制式手机；第三代是能够语音通信和多媒体通信相结合的新一代手机，通常把第三代手机简称为3G（the third generation）。
3G手机与现在使用的手机相比，有更多的优越性。3G手机不但能进行语音通信和多媒体通信，用户还可以用3G手机直接上网，用带摄像头的3G手机照相，可以在3G手机的触摸屏上直接写字、画图，并将文字、图画和照片等传送给另一台手机。3G手机的数据传输速度极高，它可能达到的数据传输速度为每秒2M字节，比第二代手机的数据传输速度要快200倍左右。
（1）3G手机的特点是______________________________________；
（2）3G手机的数据传输速度是第二代手机的_____________________倍。
【答案】（1）能进行语音通信和多媒体通信，可以直接上网，可以照相，可以在触摸屏上直
接写字、画图，并将文字、图画和照片等传送给另一台手机。数据传输速度极高。（2）200。
【解析】只要认真阅读短文，根据短文信息就能直接回答问题。
4.（4分）（2022南宁模拟题）阅读下列材料并回答问题。
传递信息的电信号有两种：模拟信号和数字信号。
例如打电话声音转换成电流时，电流的频率和幅度全都“模仿”着声音的频率和幅度变化，所以这种信号称为模拟信号。目前的广播和电视中的声音和图像使用的都是模拟信号。录音带和录像带上记录的也是模拟信号。模拟信号的特点是连续变化，如图上所示，模拟信号的缺点是放大时会使信号的“形状”改变而造成失真。传输过程中受到的干扰不易排除。例如汽车发动机的火花塞工作时会产生电磁波，使得电视画面上出现杂乱的点或条纹。
计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的；“0”代表低电压，“1”代表高电压。如图上乙表示字母“K”的数字信号，它的编码是“01 001 011”。数字信号的优点是易于用计算机识别和进行复杂的处理，抗干扰能力强，能够进行高密度的存储等等。CD盘、VCD盘和计算机软件光盘上记录的都是数字信号。
图上
图下
由上可知，如图下所示，甲是声音信号波形，乙和丙是通过处理后传递的电流信号，其中__________是模拟信号，__________是数字信号。
【答案】甲和乙 丙
【解析】模拟信号的特点是连续变化，甲和乙都是模拟信号。计算机中的信息，无论文字、声音、图像都是用二进制数“0”和“1”编码的，称为数字信号，数字信号的特点是跳跃变化的。丙是数字信号。
四、综合能力题（共16分）
1.（4分）2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”顺利升空，将于2021年抵达火星。距离的遥远是个大问题，火星离地球最近距离是5500万千米，最远可达4亿千米。距离最远时，地球上通过电磁波发送一个指令给探测器，求探测器要在多少分钟后才能够执行（计算结果保留一位小数）。
【答案】电磁波；22.2。
【解析】电磁波可以在真空中传播，超声波不能在真空中传播，所以需要用到电磁波发送指令。
地球上发出的信号到达火星上的探测器时间为。
2.（12分）手机己成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、几小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐。
(1)手机是利用_________传输信号实现通讯的，通话时声音信息在空中以_____m/s的速度传递给对方。
(2)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体，因为它具有优良_____（导热/导电）性能，并且石墨烯 ____（有/没有）固定的熔点。
(3)“华为P40”手机的电池标有“标称电压3.8V”、“电池容量5000mA·h”的字样。“标称电压”是指手机工作时的电压，该电压对人体_____（属于/不属于）安全电压，“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量，1mA·h=1mA×1h，则该手机一次充满电可储存的电能约为_____J。
【答案】电磁波；3×108；导热；有；属于；6.48×104。
【解析】(1)手机信号是通过电磁波传输的。
电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s。
(2)石墨烯是晶体，晶体有固定的熔点，同时石墨烯是用作散热材料，故具有优良的导热性能。
(3)人体安全电压为36V，标称电压为3.6V，低于人体的安全电压，属于安全电压范畴。
电池容量5000mA·h=5×3600A·s=1.8×104A·s
该手机一次充满电可储存的电能W=UIt=3.6V×1.8×104A·s=6.48×104J第 1 页 共 2 页
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