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2025中考九年级物理信息的传递复习学案及典型习题
一、知识清单+方法清单
模块一 现代顺风耳——电话
一、电话
1. 电话的结构及工作原理：最简单的电话由 和 组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。话筒把声音转换成变化的 ，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，携带信息的电流又转换成了 。
（1）话筒
①主要组成： 和膜片等。
②作用：把声信号变成 信号（即变化的电流）。
③工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，电阻随之发生变化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。
（2）听筒
①主要组成： 、膜片。
②作用：把 信号还原成声信号。
③工作原理：当从话筒中传来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力大小也发生变化，使膜片振动起来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。
2. 电话机话筒和听筒的连接
同一部电话中，话筒和听筒是 的；两部电话中（对方的电话），话筒与对方的听筒是 的，对方的话筒与自己的听筒是 的（选填“串联”或“并联”）。
二、电话交换机
1. 电话交换机的作用
为了提高线路的利用率，一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路断开，如图所示。
电话交换机工作示意图
2. 电话交换机的发展
（1）人工电话交换机：依靠话务员 操作来接线和断线的，工作效率低，劳动强度大。
（2）自动电话交换机：1891年出现了自动电话交换机，它通过电磁继电器进行接线。
（3）程控电话交换机：利用 技术，只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序，电脑就能“见机行事”，能按用户所拨的号码自动接通话机。
三、模拟通信和数字通信
1. 模拟通信
在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、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 信号，使用模拟信号的通信方式叫做 通信。
2. 数字通信
（1）概念：用不同符号的不同组合表示的信号叫 信号，这种通信方式叫 通信。
莫尔斯电码 常见数字信号的组成方式
（2）常见数字信号的组成方式
用点和画；发声、发光的长短；电压、电流的有无；数字0和1；磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。
数字通信是一种既现代又古老的通信方式。烽火、旗语、电报和网络等传递信息的方式都是 通信（选填“模拟”或“数字”）。
3. 模拟通信与数字通信的特点
（1）模拟信号：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。传统电话、磁带录下来的声音都是模拟信号。
（2）数字信号：通常的数字信号只包含 种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 现代的电话已全部采用数字信号进行传输和处理，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。
考向01 电话的工作原理
【例题1】（2024·广东广州·三模）关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如下图。则下列说法正确的是（　　）
A．它们的作用是一样的
B．它们的物理原理是一样的
C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能
D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能
【训练1-1】如图，常用的电话听筒里有一个电磁铁，当传入听筒的电流流过电磁铁的线圈时，电磁铁能够吸引前面的薄铁片。由于电流在变化，电磁电铁对薄铁片的吸引力也随着变化，从而使薄铁片振动起来，发出声音，这样就能听到对方的讲话。这其中的原理主要是利用了（　　）
A．电磁感应产生电流 B．电流周围存在着磁场
C．同名磁极相互排斥 D．磁场对直线电流的作用
【训练1-2】发明电话的科学家是（　　）
A．莫尔斯 B．爱迪生 C．贝尔 D．伏打
考向02 模拟信号与数字信号
【例题2】（2024·新疆乌鲁木齐·一模）智能手机与计算机内部处理的都是（ ）
A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号
方法技巧 从波形看模拟信号和数字信号 模拟信号的波形变化是连续的，如图甲所示。数字信号只包含两种不同的状态，以“0”“1”组合代表不同意义的信号，如图乙所示。数字信号是现在最常用的数字信号，在计算机、通信领域有着广泛的应用。
【训练2-1】在网络通信中，计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过 信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过 信号进行信息传递的。
【训练2-2】数字通信是一种既现代又古老的通信方式，现代电话已全部采用数字信号进行处理．若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话．例如：“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”．
开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开
表示数字 0 1 0、1 0、0 1、0
中文意义 我 你 相信 行 能
请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话： ，其数字信号为 ．
模块二 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的
1. 实验探究：电磁波是怎样产生的
【进行实验】（1）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；
（2）先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极相连，从收音机中能听到一次“喀喀”声后，之后就 “喀喀”的声音了（选填“有”或“没有”）；
（3）将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦，使它们时断时续地接触，能从收音机中不断听到“喀喀”声。
【实验分析】
（1）用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。
（2）导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流 电磁波。
【实验结论】当电路中有迅速 的电流时，其周围会产生电磁波。
2. 电磁波的产生：导线中 会在空间激起（产生）电磁波。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出 。
3. 电磁波的特点：虽然电磁波看不见、摸不到，但它可以给我们传递各种信息。
二、电磁波是怎样传播的
1. 波长、频率、波速
（1）波长：在一列波的传播中，凸起的最高处叫做 ；凹下的最低处叫做 。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫做 ，用λ表示。单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。
（2）频率
波在1秒内传播 的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。　
单位： （Hz），其他单位：千赫（kHz）、 兆赫（MHz）。如上右图所示，这是某一列波在0.2秒内传播的情况，则波长个数为 个，该波的频率f = _________。
（3）波速：波不停地向远处传播，用来描述波传播 的物理量叫做波速。单位： （m/s）
（4）波速、波长与频率的关系
波速= ，即 v= λf。如上右图所示，如果该波的波长为0.1m，频率f =30Hz，则波速
v= λf= m/s
2. 探究电磁波的传播
【进行实验】如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁，同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。
【实验结论】电磁波的传播不需要 ，电磁波能够在 中传播。
3. 描述电磁波的物理量
（1）电磁波的波速：真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒。目前公认的数值是c=2.99792458×108 m/s= m/s，电磁波的传播速度与 在真空中的传播速速相同。
（2）电磁波的频率：电磁波频率的单位也是 （Hz）。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
三、电磁波家族及电磁波的应用
1. 电磁波家族
电磁波家族有无线电波、 、可见光、 、 、γ射线等。各种光和射线都是波长不同的 。
2. 无线电波
（1）定义：电磁波中用于广播、 和 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）。
（2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，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、 、 等。
3. 电磁波的应用
（1）无线电波：用于广播、 和移动电话；（2）红外线：家电的 ；
（3）微波：可用来加热 ； （4）紫外线：可用来 ；
（5）X射线：医学上用来做透视检查； （6）γ射线：可用来金属探伤；
（7）探测宇宙：射电望远镜。
4. 微波炉
（1）微波炉的原理：我们生活中常常见到的微波炉，就是用 来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，它的波长很 ，所以叫做微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。
（2）使用微波炉的注意事项：食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。微波炉中 使用金属容器（选填“能”或“不能”），因为会损坏微波炉。微波同其他频率的电磁波一样，过量的照射对人体 （选填“有害”或“有益”）。
考向01 电磁波的概念
【例题1】电磁波在真空中的传播速度为 km/s，用收音机收听某广播电台节目时，已知这套节目的发射频率为600kHz，则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是 m。
方法技巧 1. 把握三个要点，正确解答电磁波的产生与传播题目 （1）产生：电流的迅速变化会在空间内激起（产生）电磁|波；通过收音机发出的声音或电视机产生的 “雪花”，我们可以得知电磁波的存在； （2）传播：电磁波的传播不需要介质，可以在具空中传播； （3）电磁波在真空中的传播速度与光速相等。 2. 正确理解电磁波的波长、波速和频率的关系 （1）电磁波在真空中的波速一定，根据v= λf可知，波长与频率成反比。 （2）任何频率的电磁波都能在真空中传播，且传播速度等于光速。
【训练1-1】（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收到电磁波信号 D．电磁波只能在空气中传播
【训练1-2】目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　）
A．频率比可见光小 B．属于红外线
C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小
【训练1-3】如图是一台收音机的刻度板，表明它能接收电磁波的频率范围。广播电台靠迅速变化的电流发射电磁波。当广播电台发射FM100MHz的电磁波时，线路中的电流方向每秒钟变化 次，电磁波在真空中的波速为 m/s。
考向02 电磁波的应用
【例题2】（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月26日05时04分，神舟十七号航天员乘组打开“家门”，欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”，并拍下“全家福”（如图）向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是（　　）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线
方法技巧 把握电磁波的分类，熟记电磁波的应用 1. 医学：用γ射线做脑部手术，用X射线透视来判断身体部位是否出现异常。 2. 通信：用微波及无线电波来传输信息，如收看电视， 收听广播，接收手机信号等。 3. 生活：电视机、空调等设备的遥控器都是利用红外线控制的，即都是用电磁波来工作的。
【训练2-1】世界科技创新领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）
A．“中国天眼”球面射电望远镜（简称FAST）通过电磁波传递信息
B．某市计划建造的人造月亮的亮度是普通月亮的8倍，此“月亮”不消耗能量
C．美国波斯顿机器狗只能通过声音信号控制
D．我国“玉兔二号”是通过光纤与地球传递信息
【训练2-2】图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（ ）
A．通过R1的电流比R2的电流小 B．R1的功率比R2的功率大
C．波长为540nm的光比红光的频率小 D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快
【训练2-3】甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图 （a）所示，其中甲是我们能看得见的红光。结合图 （b）的电磁波谱，下列分析正确的是（ ）
A．乙一定是我们能看得见的另一种色光 B．两种电磁波在真空中的波速可能不同
C．遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机 D．医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情
模块三 广播、电视和移动通信
一、无线电广播信号的发射和接收
1. 信号的发射——广播电台完成（如图甲所示）
（1）主要由三部分组成： 、调制器、天线。
（2）无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成 信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生 发射到空中。
2. 信号的接收——收音机完成（如图乙所示）
（1）选台：为接收在空间传播的无线电波，收音机使用 进行接收。利用收音机的“调谐器”，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。
（2）解调：由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下。
（3）放大：把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　
（4）扬声器把音频信号转换为 信号。　
3. 扩展性实验 ——电磁波的发射与接收
电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。如图所示，电磁波发射器可以发射不同 的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，通过传感器、采集器将电磁波信号输入到 ，我们就可以在计算机屏幕上观察到 。改变发射器发出的电磁波的频率，可以观察信号的变化。
二、电视的发射和接收
1. 电视信号的发射：如图甲所示，摄像机把图像信号变成 信号，发射机把电信号加载到频率很高的 上，通过发射 发射到空中。
2. 电视信号的接收：如图乙所示，电视机的接收 把高频信号接收通过接收机把信号取出并放大，由 把它还原成图像。
三、移动电话
1. 移动电话的工作原理
移动电话是靠空间的 来传递信息的；移动电话既是无线电发射台，也是无线电 台（发射接收二合一）。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
2. 移动电话的优点与缺点
（1）优点：移动电话的体积小，使用方便，使用半径大，不需电话线。
（2）缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。
3. 基地台
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，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做 ，跟电话交换机相连。城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基地台的天线。
移动电话 无绳电话
4. 无绳电话：有一种可移动的电话叫无绳电话，座机和手机之间没有电话线，但各有一个天线，它们通过 来沟通。无绳电话的主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。手机不能离主机太远，工作区域大约在几十米到几百米范围内。
5. 音频、视频、射频和频道（见下图）
（1）音频信号：由声音转换成的 信号，它的频率跟声音的频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。
（2）视频信号：由图像转换成的 信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。
（3）射频电流：音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把它们加载到频率更高的电流上，产生 发射到天空中，这种电流叫做射频电流。
（4）频道：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叫频道。
考向01 无线电广播、电视信号发射和接收
【例题1】（2024·湖南永州·一模）如图是无线电广播工作过程的简易图，其通过 把音频信号加载到高频电流上发射到空中；收音机天线接收到电磁波后，由 选出的信号含有高频电流成分，通过解调将其滤去，将音频信号显下，并经放大后被送到扬声器里。
【训练1-1】如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成 ；扬声器的作用是将音频电信号转化成 。
考向02 移动通信
【例题2】由我国华为公司主导的5G通信技术主要利用电磁波来传递信息，其在真空中的传播速度是 km/s，采用 （选填“模拟”或“数字”）信号传递信息；手机通过 （选填“发射”“接收”或“发射和接收”）电磁波来实现远距离通话。
方法技巧 1. 移动电话是靠电磁波来传递信息的。 2. 移动电话既是无线电发射台，又是无线电接收台。 3. 移动电话是用微波信号与电话网络联系的。
【训练2-1】移动电话（无线电话，手机）既是无线电的 装置，又是无线电的 装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要 转发信号。
【训练2-2】汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 来传递信息，其在真空中的传播速度为 m/s；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 信号。
模块四 越来越宽的信息之路
一、微波通信
1. 微波
（1）特点：微波波长在 m~ mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间。
（2）性质：微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。微波大致沿直线传播，不能绕地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要建设一个微波 ，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。
2. 微波通信
（1）概念：利用微波进行的通信称为 通信。
（2）优点：信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越 。微波的波长较短，频率较高，所以采用微波通信可以增大信息的传输量。
（3）缺点：微波通信需要大量中继站进行信号处理，且信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。
二、卫星通信
1. 卫星通信的概念
利用地球同步卫星通做微波通信的中继站来进行通信的方式叫卫星通信。
2. 同步通信
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球约36000km，卫星的运行方向与地球的自转方向相同、运动周期与地球自转一周的时间 ，所以叫做“同步通信卫星”。 在地球周围均匀地配置 颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。
3. 卫星通信的组成
由 、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。
4. 卫星通信特点
通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响，建设速度快；易于实现广播和多址通信。
5. 中国北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
三、光纤通信
1. 有关概念
（1）激光的概念：频率单一、方向高度 的光叫激光。
（2）光导纤维：简称光纤，是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
（3）光缆：实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125~140 μm。一般所说的光纤是由纤芯和包层组成，构成光缆。
2. 光纤通信
光纤通信是利用 在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。
3. 光纤通信原理
光纤通信原理是光的全反射。携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部多次 ，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
4. 光纤通信的优点
由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。光纤通信可长距离传输信息，容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
5. 光纤通讯技术的发展
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的。1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，制成了世界上第一台红宝石激光器。1966年，华裔物理学家 提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。
四、网络通信
1. 组成
把可以高速处理信息的计算机用导线、光缆和微波等连在一起，就可以构成网络，世界上最大的计算机通信网络是因特网（又称互联网）。
2. 网络通信
网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种通信方式，主要是满足数据通信的需要。它将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备用通信线路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享。
3. 网络通信的应用
（1）电子邮件：电子邮件是人们经常使用的网络通信形式，每个电子信箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方。电子信箱地址的格式为：用户名、符号“@”和域名三部分。
电子邮件的传送：如图所示，发送方通过计算机输入信息并传送到与计算机相联系的服务器A→服务器A将信息传送到与接收方计算机相连接的服务器B→服务器B将信息再传送到接收方计算机中，即可显示甲的信息。
（2）网络通信的一些应用
除了通过网络收发电子邮件外，还可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物、进行视频点播，另外还可以通过网络进行远程教育、远程医疗等。
考向 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信
【例题1】（2023·成都·中考真题）2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是（ ）
A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波
方法技巧 理解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信 1. 光纤通信：就是把要传送 的数据由电信号转换为光信号进行通信。目前，光纤是宽带网络的多种传输媒介中最理想的一种，它的特点是传播速度快、信息容量大、抗干扰能力强。 2. 卫星通信 （1）卫星通信是用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信的一种方式。 （2）同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。 （3）在地球的周围均匀地配置3颗同步卫星即可覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 （4）利用卫星来传递电磁波信号的应用非常广泛，如卫星定位、卫星导航等。 3. 微波通信 （1）微波是指波长很短而频率很高的无线电波。 （2）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。 （3）要建设中继站来保证微波的传播，但不能在月球上建立中继站。
【训练1-1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在空气中的传播速度是340m/s
B．电磁波只能传播声音信号，不能传递图象信号
C．电磁波不能在真空中传播
D．北斗卫星定位系统既能发射也能接收电磁波
【训练1-2】关于信息传递，下列说法正确的是（　　）
A．一条光导纤维只能传输一条信息
B．5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C．用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D．北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
【训练1-3】（2024·佛山·一模）光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“高”或“低”）的电流信号上。
【训练1-4】电话通信与网络通信（电子邮件）有许多相似之处，如图所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：
（1）电话通信中电话机相当于网络通信中的 ；
（2）电话通信中电话交换机相当于网络通信中的 ；
（3）电话通信中通信线路相当于网络通信中的 。
二、易混易错分析
【辨析】 不同波长的电磁波在真空中的传播速度相同，都等于光速3×108m/s，与电磁波的波长和频率没有关系。所以对于电磁波的传播时，根据v= λf可知，频率越高，波长越短。
【例题1】如图是电磁波谱，真空中各种电磁波的传播速度相同．其中红外线又可分为三部分，即近红外线，中红外线，远红外线．根据所给信息可推测 （ ）
A．红外线就是红光，真空中传播速度是340m/s B．红外线频率越低波长越短
C．紫外线波长小于红外线 D．可见光不属于电磁波
【辨析】无线电广播信号、电视信号在发射和接收过程中，需要经过复杂的程序，各部分有各部分的作用，现列表如下。
名称 作用
话筒 把声音信号转换成电信号
调制器 把音频电信号加载到高频电流上
调谐器 选出特定频率的信号
解调器 把音频电信号从高频电流上取下来
扬声器 把音频电信号转换成声音
摄像机 把图像信号变成电信号
发射机 把电信号加载到高频电流上通过发射天线发射到空中
显示器 把电信号还原成图像
【例题2】小冬等几位同学，在放学回家的路上，经过广播电视台，看到高高的发射天线，他们有以下几种说法，你认为不正确的是（ ）
A．无线电波要通过天线向外发射到空中
B．发射无线电信号时，要将音频电信号加载到高频电磁波上
C．收音机的调谐器可以从电磁波中选出特定频率的信号
D．收音机中的扬声器能把电磁波转换成声音
三、中考热点扫描
考点突破: 电磁波及其应用是本章中考的一个考点，重点要掌握以下内容: （1）电磁波像光一样，能发生反射。 （2）任何频率的电磁波在真空（空气）中的波速约为c=3 ×108m/s。电磁波在真空中的波速、波长和频率之间的关系为c=λf，λ表示波长，f表示频率。 （3）电磁波在日常生活中有广泛应用，如可以用来测距离，其方法为测出从发射电磁波到接收到反射回来的电磁波所用的时间，利用s=ct/2计算所测距离；利用电磁波来传递信息，实现信息的高速传递等。
【例题1】如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（　　）
A．红外线的波长比紫外线的短
B．紫外线的频率比无线电波的高
C．无线电波在真空中传播速度比X射线快
D．电磁波不能在真空中传播
考点突破: 四种通信方式在中考中会有所涉及，四种通信方式对比如下：
通信方式 简介 特点
微波通信 利用微波进行通信的方式，需要建设中继站 优点：容量大、质量好，并可传送很远的距离。缺点：需要建设大量的中继站，很难跨越雪山和大洋等
卫星通信 用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式。卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成 优点:信号覆盖范围广、能远距离传输信息、通信容量大、干扰小、质量好、效率高、不受陆地灾害的影响、建设速度快
光纤通信 利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。激光在光纤中通过多次反射，从光纤一端传递到另一端 优点：通信容量大、传输 距离远、不怕雷击、不受电磁干扰、通信质量高、 保密性好等
网络通信 网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式 优点：传递速度快，不仅可以收发电子邮件，还可以观看新闻、视频，可以进行网上购物，实现远程教育或远程医疗等
【例题2】关于信息的传递，下列有关说法正确的是（　　）
A．在真空中，5G信号比4G信号的传播速度快
B．北斗导航系统主要通过电磁波传递信息来实现定位导航
C．光纤通信是光在光导纤维中多次折射传递信息
D．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号
参考答案
二、知识清单+方法清单
模块一 现代顺风耳——电话
一、电话
1. 电话的结构及工作原理：最简单的电话由话筒和听筒组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。话筒把声音转换成变化的电流，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，携带信息的电流又转换成了声音。
（1）话筒
①主要组成：碳粒和膜片等。
②作用：把声信号变成电信号（即变化的电流）。
③工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，电阻随之发生变化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。
（2）听筒
①主要组成：电磁铁、膜片。
②作用：把电信号还原成声信号。
③工作原理：当从话筒中传来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力大小也发生变化，使膜片振动起来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。
2. 电话机话筒和听筒的连接
同一部电话中，话筒和听筒是并联的；两部电话中（对方的电话），话筒与对方的听筒是串联的，对方的话筒与自己的听筒是串联的（选填“串联”或“并联”）。
二、电话交换机
1. 电话交换机的作用
为了提高线路的利用率，一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路断开，如图所示。
电话交换机工作示意图
2. 电话交换机的发展
（1）人工电话交换机：依靠话务员手工操作来接线和断线的，工作效率低，劳动强度大。
（2）自动电话交换机：1891年出现了自动电话交换机，它通过电磁继电器进行接线。
（3）程控电话交换机：利用电子计算机技术，只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序，电脑就能“见机行事”，能按用户所拨的号码自动接通话机。
三、模拟通信和数字通信
1. 模拟通信
在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、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. 数字通信
（1）概念：用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号，这种通信方式叫数字通信。
莫尔斯电码 常见数字信号的组成方式
（2）常见数字信号的组成方式
用点和画；发声、发光的长短；电压、电流的有无；数字0和1；磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。
数字通信是一种既现代又古老的通信方式。烽火、旗语、电报和网络等传递信息的方式都是数字通信（选填“模拟”或“数字”）。
3. 模拟通信与数字通信的特点
（1）模拟信号：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。传统电话、磁带录下来的声音都是模拟信号。
（2）数字信号：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 现代的电话已全部采用数字信号进行传输和处理，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。
考向01 电话的工作原理
【例题1】（2024·广东广州·三模）关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如下图。则下列说法正确的是（　　）
A．它们的作用是一样的
B．它们的物理原理是一样的
C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能
D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能
【答案】A
【详解】麦克风利用了电磁感应来实现它的功能，电话机话筒利用欧姆定律来实现它的功能，因此两者工作的物理原理是不一样的，但是两者的作用是一样的，即把声音信号转化为电信号，故BCD错误，A正确。故选A。
【训练1-1】如图，常用的电话听筒里有一个电磁铁，当传入听筒的电流流过电磁铁的线圈时，电磁铁能够吸引前面的薄铁片。由于电流在变化，电磁电铁对薄铁片的吸引力也随着变化，从而使薄铁片振动起来，发出声音，这样就能听到对方的讲话。这其中的原理主要是利用了（　　）
A．电磁感应产生电流 B．电流周围存在着磁场
C．同名磁极相互排斥 D．磁场对直线电流的作用
【答案】B
【详解】A．对于现在的动圈式话筒，工作时把声信号转变成电信号，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象原理，即磁生电，故A不符合题意；
BCD．话筒产生的强弱变化的电流流经听筒中的线圈时，由于电流有磁效应，通电线圈在磁场力作用下而振动，线圈带动膜片有规律的振动，从而还原出声音，故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
【训练1-2】发明电话的科学家是（　　）
A．莫尔斯 B．爱迪生 C．贝尔 D．伏打
【答案】C
【详解】根据物理学史知道，常识莫尔斯发明了电报，爱迪生发明了电灯，贝尔发明了电话，麦克斯韦建立了电磁场理论，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
考向02 模拟信号与数字信号
【例题2】（2024·新疆乌鲁木齐·一模）智能手机与计算机内部处理的都是（ ）
A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号
【答案】B
【详解】智能手机与计算机内部处理的都是数字信号，因为数字信号具有输出稳定可靠，易存储等优点。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
方法技巧 从波形看模拟信号和数字信号 模拟信号的波形变化是连续的，如图甲所示。数字信号只包含两种不同的状态，以“0”“1”组合代表不同意义的信号，如图乙所示。数字信号是现在最常用的数字信号，在计算机、通信领域有着广泛的应用。
【训练2-1】在网络通信中，计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过 信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过 信号进行信息传递的。
【答案】 数字 模拟
【详解】在网络通信中，各种信号的传递方式有数字信号和模拟信号两种，在计算机与服务器、服务器与服务器之间都是通过数字信号进行信息传递的，固定电话和电话交换机之间的信号是通过模拟信号进行信息传递的。
【训练2-2】数字通信是一种既现代又古老的通信方式，现代电话已全部采用数字信号进行处理．若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话．例如：“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”．
开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开
表示数字 0 1 0、1 0、0 1、0
中文意义 我 你 相信 行 能
请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话： ，其数字信号为 ．
【答案】 我相信我能行 0、01、0、10、00
【详解】可利用表格中数字和文字的对应关系给出句子和代码，比如“我能行”代码为“0、10、00”，“我相信我能行”代码为“0、01、0、10、00”。
模块二 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的
1. 实验探究：电磁波是怎样产生的
【进行实验】（1）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近；
（2）先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极相连，从收音机中能听到一次“喀喀”声后，之后就没有“喀喀”的声音了（选填“有”或“没有”）；
（3）将导线的一端与电池的其中一极反复摩擦，使它们时断时续地接触，能从收音机中不断听到“喀喀”声。
【实验分析】
（1）用导线连接电池正、负极。刚接通时电流从无到有，听到“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。接通后电流稳定不再变化，没有声音，说明稳定的电流不产生电磁波。
（2）导线的一端摩擦电池的一极，导线中电流不断变化，听到连续不断的“喀喀”声，说明变化的电流产生电磁波。
【实验结论】当电路中有迅速变化的电流时，其周围会产生电磁波。
2. 电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。
3. 电磁波的特点：虽然电磁波看不见、摸不到，但它可以给我们传递各种信息。
二、电磁波是怎样传播的
1. 波长、频率、波速
（1）波长
在一列波的传播中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫做波长，用λ表示。
单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。
（2）频率
波在1秒内传播波长的个数叫做波的频率。用字母 f 表示。　
单位：赫兹（Hz），其他单位：千赫（kHz）、 兆赫（MHz）。如上右图所示，这是某一列波在0.2秒内传播的情况，则波长个数为6个，该波的频率f =6/（0.2S）=30Hz
（3）波速：波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。单位：米/秒（m/s）
（4）波速、波长与频率的关系
波速=波长×频率，即 v= λf。如上右图所示，如果该波的波长为0.1m，频率f =30Hz，则波速v= λf= 0.1m×30Hz =3m/s
2. 探究电磁波的传播
【进行实验】如图所示，将一部手机置于一密封玻璃罩内，用另一部手机呼叫它，可以听到玻璃罩内的手机发出的铃声，同时看见手机屏幕闪烁。然后，用抽气机逐渐向外抽气会发现铃声越来越小，但玻璃罩内的手机屏幕仍然闪烁，同时呼叫它的手机也仍然是连通状态。
【实验结论】电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播。
3. 描述电磁波的物理量
（1）电磁波的波速：真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒。目前公认的数值是c=2.99792458×108 m/s=3.0×108 m/s，电磁波的传播速度与光在真空中的传播速速相同。
（2）电磁波的频率：电磁波频率的单位也是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
三、电磁波家族及电磁波的应用
1. 电磁波家族
电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。
2. 无线电波
（1）定义：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）。
（2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，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。
3. 电磁波的应用
（1）无线电波：用于广播、电视和移动电话；（2）红外线：家电的遥控器；
（3）微波：可用来加热食品； （4）紫外线：可用来灭菌；
（5）X射线：医学上用来做透视检查； （6）γ射线：可用来金属探伤；
（7）探测宇宙：射电望远镜。
4. 微波炉
（1）微波炉的原理
我们生活中常常见到的微波炉，就是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。
（2）使用微波炉的注意事项
食物中的水分子比其他分子更容易吸收微波的能量，所以含水量高的食物在微波炉中温度上升更快。微波炉中不能使用金属容器（选填“能”或“不能”），因为会损坏微波炉。微波同其他频率的电磁波一样，过量的照射对人体有害（选填“有害”或“有益”）。
考向01 电磁波的概念
【例题1】电磁波在真空中的传播速度为 km/s，用收音机收听某广播电台节目时，已知这套节目的发射频率为600kHz，则这套节目用来发射信号的电磁波的波长是 m。
【答案】 3×105 500
【详解】电磁波在真空中的传播速度为c=3×108m/s=3×105km/s
发射频率为f=600kHz=6×105Hz
由c=λf可得，波长
方法技巧 1. 把握三个要点，正确解答电磁波的产生与传播题目 （1）产生：电流的迅速变化会在空间内激起（产生）电磁|波；通过收音机发出的声音或电视机产生的 “雪花”，我们可以得知电磁波的存在； （2）传播：电磁波的传播不需要介质，可以在具空中传播； （3）电磁波在真空中的传播速度与光速相等。 2. 正确理解电磁波的波长、波速和频率的关系 （1）电磁波在真空中的波速一定，根据v= λf可知，波长与频率成反比。 （2）任何频率的电磁波都能在真空中传播，且传播速度等于光速。
【训练1-1】（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收到电磁波信号 D．电磁波只能在空气中传播
【答案】D
【详解】A．用导线将电源正负极相连，会将电池短路，容易损坏电池，最好用旧电池来做，故A正确；
B．导线和电池时断时续地接触，会产生变化的电流，变化的电流能够激起电磁波，故B正确；
C．收音机中传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号，故C正确；
D． 电磁波可以在真空中传播，不是只能在空气中传播，故D错误，符合题意。
故选D。
【训练1-2】目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4 GHz（=2.4×109Hz）。根据如图所示电磁波家族的信息，可以推测WiFi信号（　　）
A．频率比可见光小 B．属于红外线
C．波长比可见光短 D．在真空中传播的速度比可见光小
【答案】A
【详解】A．由图可知，可见光的频率大于1014Hz，所以WiFi信号的频率小于可见光的频率，故A符合题意；
B．由图可知，WiFi信号属于无线电波，不属于红外线，故B不符合题意；
C．由图可知，WiFi信号的频率小于可见光的频率，波速一定时，由c=λf可知，WiFi信号的波长大于可见光，故C不符合题意；
D．各种电磁波在真空中的传播速度是相同的，故D不符合题意。
故选A。
【训练1-3】如图是一台收音机的刻度板，表明它能接收电磁波的频率范围。广播电台靠迅速变化的电流发射电磁波。当广播电台发射FM100MHz的电磁波时，线路中的电流方向每秒钟变化 次，电磁波在真空中的波速为 m/s。
【答案】 2×108 3×108
【详解】电台节目发射频率为100MHz，即1×108HZ，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为1×108次，因为一个周期电流方向改变2次，线路中的电流方向每秒钟变化2×108次。
电磁波在真空中的波速等于光速，即波速为3×108 m/s。
考向02 电磁波的应用
【例题2】（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月26日05时04分，神舟十七号航天员乘组打开“家门”，欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”，并拍下“全家福”（如图）向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是（　　）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．红外线
【答案】A
【详解】电磁波可在真空中传播，可以传递信息，超声波、次声波不能在真空中传播；红外线波长太长，远距离传输容易造成信息失真；因此神舟十八号航天员拍下“全家福”向全国人民报平安，“全家福”传回地面利用的是电磁波传回地面的，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
方法技巧 把握电磁波的分类，熟记电磁波的应用 1. 医学：用γ射线做脑部手术，用X射线透视来判断身体部位是否出现异常。 2. 通信：用微波及无线电波来传输信息，如收看电视， 收听广播，接收手机信号等。 3. 生活：电视机、空调等设备的遥控器都是利用红外线控制的，即都是用电磁波来工作的。
【训练2-1】世界科技创新领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）
A．“中国天眼”球面射电望远镜（简称FAST）通过电磁波传递信息
B．某市计划建造的人造月亮的亮度是普通月亮的8倍，此“月亮”不消耗能量
C．美国波斯顿机器狗只能通过声音信号控制
D．我国“玉兔二号”是通过光纤与地球传递信息
【答案】A
【详解】A．“中国天眼”球面射电望远镜（简称FAST）是利用电磁波传递信息的，故A正确；
B．“人造月亮”靠反射太阳光照亮地球局部地区，消耗的能量是太阳能，故B错误；
C．智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉，除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段，故C错误；
D．我国“玉兔二号”是通过电磁波与地球传递信息，故D错误。
故选A。
【训练2-2】图为可见光的波段示意图。某款光敏电阻（LDR）在无光照时的电阻为R，在波长为540nm的光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，将两个这样的LDR连接成右图电路，则（ ）
A．通过R1的电流比R2的电流小
B．R1的功率比R2的功率大
C．波长为540nm的光比红光的频率小
D．波长为540nm的光在真空中传播速度比红光快
【答案】B
【详解】AB．两电阻串联，根据串联电路的电流的规律，通过R1的电流等于R2的电流，由光照射时的阻值只有无光照时的百分之一，故R1的电阻大于R2的电阻，根据P=I2R可知， R1的功率比R2的功率大，故A错误，B正确；
C．根据图表可知，红光的频率在622~760nm之间，根据c=λf，即速度一定时，波长与频率成反比，故波长为540nm的光比红光的频率大，故C错误；
D．光的传播速度只与介质有关，与频率无关，故波长为540nm的光在真空中传播速度与红光相同，故D错误。
故选B。
【训练2-3】甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图 （a）所示，其中甲是我们能看得见的红光。结合图 （b）的电磁波谱，下列分析正确的是（ ）
A．乙一定是我们能看得见的另一种色光 B．两种电磁波在真空中的波速可能不同
C．遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机 D．医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情
【答案】C
【详解】A．甲是我们能看得见的红光，乙的波长比甲长，是红外线，肉眼不可见，A错误；
B．电磁波在真空中的波速是相同的，波长不同，导致频率不同，B错误；
C．乙电磁波是红外线，红外线可以用来遥控，C正确；
D．医生拍片用的是放射线，不是红外线，D错误。故选C。
模块三 广播、电视和移动通信
一、无线电广播信号的发射和接收
1. 信号的发射——广播电台完成（如图甲所示）
（1）主要由三部分组成：话筒、调制器、天线。
（2）无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中。
2. 信号的接收——收音机完成（如图乙所示）
（1）选台：为接收在空间传播的无线电波，收音机使用天线进行接收。利用收音机的“调谐器”，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。
（2）解调：由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“解调器”将其滤去，把音频信号留下。
（3）放大：把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　
（4）扬声器把音频信号转换为声音信号。　
3. 扩展性实验 ——电磁波的发射与接收
电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。如图所示，电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，通过传感器、采集器将电磁波信号输入到计算机，我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波信号。改变发射器发出的电磁波的频率，可以观察信号的变化。
二、电视的发射和接收
1. 电视信号的发射：如图甲所示，摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。
2. 电视信号的接收：如图乙所示，电视机的接收天线把高频信号接收通过接收机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。
三、移动电话
1. 移动电话的工作原理：移动电话是靠空间的电磁波来传递信息的；移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一）。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
2. 移动电话的优点与缺点
（1）优点：移动电话的体积小，使用方便，使用半径大，不需电话线。
（2）缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。
3. 基地台：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，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台，跟电话交换机相连。城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基地台的天线。
移动电话 无绳电话
4. 无绳电话：有一种可移动的电话叫无绳电话，座机和手机之间没有电话线，但各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。无绳电话的主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。手机不能离主机太远，工作区域大约在几十米到几百米范围内。
5. 音频、视频、射频和频道
（1）音频信号：由声音转换成的电信号，它的频率跟声音的频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。
（2）视频信号：由图像转换成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。
（3）射频电流：音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把它们加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空中，这种电流叫做射频电流。
（4）频道：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叫频道。
考向01 无线电广播、电视信号发射和接收
【例题1】（2024·湖南永州·一模）如图是无线电广播工作过程的简易图，其通过 把音频信号加载到高频电流上发射到空中；收音机天线接收到电磁波后，由 选出的信号含有高频电流成分，通过解调将其滤去，将音频信号显下，并经放大后被送到扬声器里。
【答案】 调制器 调谐器
【详解】话筒将声信号转化为音频电信号，而后该信号经调制器后加载在高频电磁波上，然后由天线发射到空中。收音机接收装置收到空中的各种电磁波，并通过调谐器从众多的电磁波中找出特定频率的信号，通过调谐器选出音频电信号，送到扬声器即可发出声音。
【训练1-1】如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成 ；扬声器的作用是将音频电信号转化成 。
【答案】 图像 声音
【详解】电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，并将加载的图象信号和声音信号取出并放大，由显像管和扬声器还原为图象和声音。
考向02 移动通信
【例题2】由我国华为公司主导的5G通信技术主要利用电磁波来传递信息，其在真空中的传播速度是 km/s，采用 （选填“模拟”或“数字”）信号传递信息；手机通过 （选填“发射”“接收”或“发射和接收”）电磁波来实现远距离通话。
【答案】 3×105 数字 发射和接收
【详解】电磁波在真空中的传播速度是3×105km/s，5G通信技术采用数字信号传递信息。
手机既是无线电发射台，又是无线电接收台，手机通过发射和接收电磁波来实现远距离通话。
方法技巧 1. 移动电话是靠电磁波来传递信息的。 2. 移动电话既是无线电发射台，又是无线电接收台。 3. 移动电话是用微波信号与电话网络联系的。
【训练2-1】移动电话（无线电话，手机）既是无线电的 装置，又是无线电的 装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要 转发信号。
【答案】 发射 接收 基站台
【详解】移动电话的声音信息由空中的电磁波来传递，移动电话既是无线电发射装置，又是无线电接收装置，它用电磁波把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息；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，它跟其他用户的通话要靠基站台转接。
【训练2-2】汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 来传递信息，其在真空中的传播速度为 m/s；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 信号。
【答案】 电磁波 3×108 射频
【详解】电磁波被广泛用来传递信息，且电磁波可以在真空中传播．
所以汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过电磁波来传递信息；
电磁波在真空中的传播速度与光速相同，为3×108m/s；
如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，在相同时间内变化次数最多的频率最高，所以频率最高的是射频信号，实际应用时射频信号携带着视频和音频信号发射出去，将信息传递到远方。
模块四 越来越宽的信息之路
一、微波通信
1. 微波
（1）特点：微波波长在 10m~1mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间。
（2）性质：微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。微波大致沿直线传播，不能绕地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。
2. 微波通信
（1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。
（2）优点：信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。微波的波长较短，频率较高，所以采用微波通信可以增大信息的传输量。
（3）缺点：微波通信需要大量中继站进行信号处理，且信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。
二、卫星通信
1. 卫星通信的概念
利用地球同步卫星通做微波通信的中继站来进行通信的方式叫卫星通信。
2. 同步通信
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球约36000km，卫星的运行方向与地球的自转方向相同、运动周期与地球自转一周的时间相等，所以叫做“同步通信卫星”。 在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。
3. 卫星通信的组成
由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。
4. 卫星通信特点
通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响，建设速度快；易于实现广播和多址通信。
5. 中国北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
三、光纤通信
1. 有关概念
（1）激光的概念：频率单一、方向高度集中的光叫激光。
（2）光导纤维：简称光纤，是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
（3）光缆：实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125~140 μm。一般所说的光纤是由纤芯和包层组成，构成光缆。
2. 光纤通信
光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。
3. 光纤通信原理
光纤通信原理是光的全反射。携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
4. 光纤通信的优点
由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。光纤通信可长距离传输信息，容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
5. 光纤通讯技术的发展
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的。1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，制成了世界上第一台红宝石激光器。1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。
四、网络通信
1. 组成
把可以高速处理信息的计算机用导线、光缆和微波等连在一起，就可以构成网络，世界上最大的计算机通信网络是因特网（又称互联网）。
2. 网络通信
网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种通信方式，主要是满足数据通信的需要。它将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备用通信线路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享。
3. 网络通信的应用
（1）电子邮件：电子邮件是人们经常使用的网络通信形式，每个电子信箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方。电子信箱地址的格式为：用户名、符号“@”和域名三部分。
电子邮件的传送：如图所示，发送方通过计算机输入信息并传送到与计算机相联系的服务器A→服务器A将信息传送到与接收方计算机相连接的服务器B→服务器B将信息再传送到接收方计算机中，即可显示甲的信息。
（2）网络通信的一些应用
除了通过网络收发电子邮件外，还可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物、进行视频点播，另外还可以通过网络进行远程教育、远程医疗等。
考向 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信
【例题1】（2023·成都·中考真题）2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是（ ）
A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波
【答案】D
【详解】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播，卫星向地面传递信息利用的是电磁波，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
方法技巧 理解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信 1. 光纤通信：就是把要传送 的数据由电信号转换为光信号进行通信。目前，光纤是宽带网络的多种传输媒介中最理想的一种，它的特点是传播速度快、信息容量大、抗干扰能力强。 2. 卫星通信 （1）卫星通信是用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信的一种方式。 （2）同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。 （3）在地球的周围均匀地配置3颗同步卫星即可覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 （4）利用卫星来传递电磁波信号的应用非常广泛，如卫星定位、卫星导航等。 3. 微波通信 （1）微波是指波长很短而频率很高的无线电波。 （2）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。 （3）要建设中继站来保证微波的传播，但不能在月球上建立中继站。
【训练1-1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在空气中的传播速度是340m/s
B．电磁波只能传播声音信号，不能传递图象信号
C．电磁波不能在真空中传播
D．北斗卫星定位系统既能发射也能接收电磁波
【答案】D
【详解】A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，故A错误；
B．电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以传递图象信号，故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，故C错误；
D．卫星接收和发送信号要靠电磁波传递，我国的北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的，故D正确。故选D。
【训练1-2】关于信息传递，下列说法正确的是（　　）
A．一条光导纤维只能传输一条信息
B．5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C．用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D．北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
【答案】D
【详解】A．光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的；光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据（文本、音乐、图片和视频）传递，故A错误；
B．5G网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故B错误；
C．相对于数字通信，模拟通信存在以下缺点：模拟信号容易丢失信息，模拟信号容易失真，模拟信号保密性差，故C错误；
D．我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务，该系统利用电磁波传递信息，故D正确。故选D。
【训练1-3】（2024·佛山·一模）光纤通信主要利用波长很 （选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ，从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更 （选填“高”或“低”）的电流信号上。
【答案】 短 反射 高
【详解】光纤是利用激光传播信息的，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息量越多，激光的频率比较高，波长较短，相同的时间内就可以传递大量的信息。
光纤通信是利用激光传输信息的，从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更高的电流信号上。
【训练1-4】电话通信与网络通信（电子邮件）有许多相似之处，如图所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：
（1）电话通信中电话机相当于网络通信中的 ；
（2）电话通信中电话交换机相当于网络通信中的 ；
（3）电话通信中通信线路相当于网络通信中的 。
【答案】 计算机 服务器 导线、光缆、微波
【详解】电话通信和电子邮件通信是类似的，电话机相当于计算机，电话交换机相当于服务器，通信线路相当于导线、光缆和微波。
三、易混易错分析
【辨析】 不同波长的电磁波在真空中的传播速度相同，都等于光速3×108m/s，与电磁波的波长和频率没有关系。所以对于电磁波的传播时，根据v= λf可知，频率越高，波长越短。
【例题1】如图是电磁波谱，真空中各种电磁波的传播速度相同．其中红外线又可分为三部分，即近红外线，中红外线，远红外线．根据所给信息可推测 （ ）
A．红外线就是红光，真空中传播速度是340m/s
B．红外线频率越低波长越短
C．紫外线波长小于红外线
D．可见光不属于电磁波
【答案】C
【分析】（1）红外线是一种看不见的光；（2）光的频率越小，波长越长；（3）根据图象分析红外线波长和频率关系；（4）可见光是一种电磁波．
【详解】A、红光以为的是红外线，人看不到，红外线在真空中传播速度是3×108m/s，故A错误；
B、红外线频率越低波长越长，故B错误；
C、紫外线频率大于红外线，故紫外线的波长要小于红外线，故C正确；
D、可见光是一种电磁波，故D错误．
故选C．
【点睛】此题主要考查的是电磁波的波速、波长和频率之间的关系，以及电磁波和声波的联系和区别。需要同学们认真分析。
【辨析】无线电广播信号、电视信号在发射和接收过程中，需要经过复杂的程序，各部分有各部分的作用，现列表如下。
名称 作用
话筒 把声音信号转换成电信号
调制器 把音频电信号加载到高频电流上
调谐器 选出特定频率的信号
解调器 把音频电信号从高频电流上取下来
扬声器 把音频电信号转换成声音
摄像机 把图像信号变成电信号
发射机 把电信号加载到高频电流上通过发射天线发射到空中
显示器 把电信号还原成图像
【例题2】小冬等几位同学，在放学回家的路上，经过广播电视台，看到高高的发射天线，他们有以下几种说法，你认为不正确的是（ ）
A．无线电波要通过天线向外发射到空中
B．发射无线电信号时，要将音频电信号加载到高频电磁波上
C．收音机的调谐器可以从电磁波中选出特定频率的信号
D．收音机中的扬声器能把电磁波转换成声音
【答案】D
【详解】A．无线电波要通过天线才能发射，不符合题意．
B．发射无线电信号时，要通过调制器将音频电信号加载到高频电磁波上，不符合题意．
C．转动收音机的调谐器旋纽，可以选出特定频率的信号．不符合题意．
D．收音机的扬声器把音频信号转换成声音．符合题意．故选D．
四、中考热点扫描
考点突破: 电磁波及其应用是本章中考的一个考点，重点要掌握以下内容: （1）电磁波像光一样，能发生反射。 （2）任何频率的电磁波在真空（空气）中的波速约为c=3 ×108m/s。电磁波在真空中的波速、波长和频率之间的关系为c=λf，λ表示波长，f表示频率。 （3）电磁波在日常生活中有广泛应用，如可以用来测距离，其方法为测出从发射电磁波到接收到反射回来的电磁波所用的时间，利用s=ct/2计算所测距离；利用电磁波来传递信息，实现信息的高速传递等。
【例题1】如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（　　）
A．红外线的波长比紫外线的短
B．紫外线的频率比无线电波的高
C．无线电波在真空中传播速度比X射线快
D．电磁波不能在真空中传播
【答案】B
【详解】A．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故A错误；
B．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故B正确；
C．无线电波和X射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故C错误；
D．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故D错误。
故选B。
考点突破: 四种通信方式在中考中会有所涉及，四种通信方式对比如下：
通信方式 简介 特点
微波通信 利用微波进行通信的方式，需要建设中继站 优点：容量大、质量好，并可传送很远的距离。缺点：需要建设大量的中继站，很难跨越雪山和大洋等
卫星通信 用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式。卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成 优点:信号覆盖范围广、能远距离传输信息、通信容量大、干扰小、质量好、效率高、不受陆地灾害的影响、建设速度快
光纤通信 利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。激光在光纤中通过多次反射，从光纤一端传递到另一端 优点：通信容量大、传输 距离远、不怕雷击、不受电磁干扰、通信质量高、 保密性好等
网络通信 网络通信是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式 优点：传递速度快，不仅可以收发电子邮件，还可以观看新闻、视频，可以进行网上购物，实现远程教育或远程医疗等
【例题2】关于信息的传递，下列有关说法正确的是（　　）
A．在真空中，5G信号比4G信号的传播速度快
B．北斗导航系统主要通过电磁波传递信息来实现定位导航
C．光纤通信是光在光导纤维中多次折射传递信息
D．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号
【答案】B
【详解】A．5G信号比4G信号都是电磁波，在真空中传递速度相同，故A错误；
B．电磁波在真空中能够传播，且速度快，故北斗导航系统主要通过电磁波传递信息来实现定位导航，故B正确；
C．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息，故C错误；
D．电磁波不仅能传递声音信号，还能传递图像信号，故D错误。
故选B。
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