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人教版物理九年级全册精做课件授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.21.3卫星通信和光纤通信第二十一章电磁波及其应用人教版九年级物理21.3卫星通信和光纤通信同步练习题一、填空题（每空2分，共20分）1.现代通信方式主要包括________通信、光纤通信、网络通信等。2.卫星通信利用________作为中继站，转发电磁波信号，实现全球通信。3.同步通信卫星相对地面是________的，绕地球转动的周期与地球自转周期相同。4.实现全球卫星通信，至少需要________颗同步通信卫星。5.光纤通信的载体是________，传播介质是________。6.光在光纤内通过多次________传播，不会泄露信号，抗干扰能力强。7.光纤通信利用________传递信息，容量大、损耗小、保密性好。8.卫星通信依靠________传递信号，受天气影响相对较大。二、选择题（每题4分，共20分）9.卫星通信的中继站是（）A.地面基站B.通信卫星C.光纤D.空气10.关于同步通信卫星，下列说法正确的是（）A.相对地面运动B.相对地面静止C.绕月球转动D.不需要电磁波工作11.光纤通信传递信息依靠的是（）A.激光B.声波C.超声波D.次声波12.光纤通信的优点不包括（）A.信息容量大B.信号损耗小C.保密性差D.抗干扰能力强13.实现全球全覆盖卫星通信需要的卫星数量为（）A. 1颗B. 2颗C. 3颗D.无数颗三、基础填空题（18分）14.根据现代通信知识填空：（1）卫星通信属于________通信（选填“无线”或“有线”），依靠电磁波传输信号。（2）光纤通信属于________通信（选填“无线”或“有线”），传输稳定、保密性好。（3）激光频率________，携带信息的能力强，适合大容量通信。（4）光导纤维内层折射率大、外层折射率小，保证光线不断________，稳定传输信号。四、判断题（每题4分，共22分）15.同步通信卫星相对于地球是静止不动的。（）16.光纤通信依靠电磁波在空气中传播信号。（）17.光纤通信保密性好、信号损耗极低。（）18. 3颗同步卫星可实现全球卫星通信覆盖。（）19.卫星通信不受天气、云层影响。（）五、简答题（20分）20.简要对比卫星通信和光纤通信的优缺点，说明两种通信方式的传播原理。参考答案1.卫星2.通信卫星3.静止4. 3 5.激光；光导纤维（光纤）6.反射7.激光8.电磁波9.B 10.B 11.A 12.C 13.C14.（1）无线（2）有线（3）高（4）全反射15.√ 16.×17.√ 18.√ 19.×20.答：传播原理：卫星通信以通信卫星为中继站，利用电磁波传递信息；光纤通信利用激光在光导纤维内发生全反射传递信息。优缺点：卫星通信无需布线、覆盖范围广，可实现全球通信，但受天气影响大、信号有损耗；光纤通信信息容量大、抗干扰能力强、保密性好、信号损耗极小，但需要铺设线路，移动性差。学习目标
1.了解卫星通信、光纤通信；知道信息理论，频率越高，相同时间传输的信息越多。
2.经历通信方式演变的过程，体会信息传递的多样性。
3.经历“水流导光”实验，了解光纤通信的原理，提高应用物理知识分析、解决问题的能力。
在无线电波中，微波的波长通常在1m～1mm之间，波长较
短、频率较高。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。
我们怎样才能将微波信号传递到远方呢？
问题
微波中继通信示意图
要想让微波沿地球表面传播就要设中继站。
发射
接收
通常每隔50km建设一个微波中继站
卫星通信
山顶上的微波
中继站
微波中继站在建设的过程中可能会遇见哪些难题呢？
能否用月亮做中继站，实现通信呢？
卫星通信
往返时间约 2.53 s
B
A
C
信号衰减、时间延迟
两个通信点同时见到月球才能完成通信
卫星通信
人们用通信卫星做微波通信的中继站。
通信卫星
同步卫星
同步卫星：绕地球转动的周期跟地球自转周期相同，相对地球静止。
卫星通信
B 处的人无法收到 A 处的人的信息，有什么解决方法吗？需要几颗卫星可以实现全球通信？
一颗同步卫星覆盖的区域
A
B
至少需要三颗同步卫星实现全球通信
至少需要三颗同步卫星实现全球通信
卫星通信
碟形天线
通信卫星从一个地面站接收信号，经过处理，再发送给另一个或几个地面站。
卫星通信示意图
卫星通信
γ 射线
可见光
Ｘ 射线
紫外线
红外线
无 线 电 波
频率/Hz
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
与无线电波相比，光的频率更高。如果用光来通信，可行吗？
光纤通信
普通的光源包含了许多不同波长(频率)的光，难以用它携带信息。
人们可以使用频率单一的、方向高度集中的激光进行通信了。
世界上第一台红宝石激光器
光纤通信
光沿直线传播，容易被遮挡。
光导纤维：非常细的玻璃丝，用于通信的激光传播的管道。
光纤通信
演示实验：
光在水流的内表面发生了多次反射。
实验 水流导光
光纤通信
光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就能把它携带的信息传到远方。
激光频率高：传输信息量大
光纤管道：减少损耗
光纤通信
1. 微波通信需要中继站，原因是( )
C
A. 微波信号衰减特别快
B. 微波信号传播速度慢
C. 微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射
D. 微波信号容易被干扰，信号容易丢失
2. 下列关于地球同步通信卫星的判断中正确的是
( )
A
A. 同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面
是静止的
B. 同步卫星在空中静止不动
C. 同步卫星每天绕地球运转一周
D. 同步卫星作为微波通信的中继站，地球上空至少要4颗才
能将信号覆盖全球
3. 光纤通信就是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信
方式，光导纤维是一种由玻璃制成的纤维，其应用前景非常
广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是( )
B
A. 光导纤维是导体
B. 由于光的频率高，可以在一定时间内传播大量的信息
C. 光波在光导纤维中传播的速度等于
D. 光波不是电磁波
4. 如图所示，在一个无色塑
料瓶的一侧开个小孔，塑料瓶内盛水，让激
光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出
（1）在这个实验中，激光沿水流的____（填“内”或“外”）壁
经过多次______（填“反射”或“折射”），最后照到地面。
内
反射
时，会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面上形成一个
光斑。
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的光导纤
维，由此说明用来进行光纤通信的光纤____（填“能”或“不
能”）弯曲。
能
5. 根据材料回答以下问题：#1
从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信是互联网、电话、电视等信息传
输的主要方式，但存在信号衰减问题，限制了传输距离。短
距离光纤通信时，光信号的最大传播距离和发射功率 之间
存在一定的关系，经验上可以用以下近似公式描述：
，是一个经验常数 在短距离光纤通信条件下可
取 。长距离光纤通信则需借助掺铒光纤放大
器（EDFA）等设备补偿信号损失。
量子通信与传统光纤通信机制不同。传统光纤通信靠光
信号的强度传输信息，量子通信则利用光子的量子特性，如
量子纠缠让处于“纠缠态”的光子无论相距多远，状态同步变
化；量子密钥分发通过光子的量子态加密信息，不依赖功率
传输。
量子通信具备高安全性、长距离信息共享、抗干扰及不
可克隆等优势。窃听会改变光子量子态被察觉；量子纠缠保
障远距离信息共享的完整性；其抗干扰能力强，能在复杂环
境稳定运行；量子信息不可复制篡改，可靠性高。尽管面临
技术挑战，但其在高安全性信息传输领域前景广阔。#1.1.3
（1）与传统光纤通信相比，量子通信的优势是___________
____________________________________________________
______________（请写两个）。
【解】具有
更高的安全性、长距离信息共享能力（或具有抗干扰能力和
不可克隆性）
（2）若某光纤通信系统的发射功率为 ，该光信号的
最大传播距离为_____ 。
630
【点拨】由短文知，当某光纤通信系统的发射功率为
时，该光信号的最大传播距离
。
（3） 量子通信技术在信息安全方面有重
要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，
并说明信息安全的重要性。
在社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系
方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障，这些信息可
能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。
光纤通信和卫星通信
卫星通信
光纤通信
三颗地球静止卫星可实现全球通信
激光：频率单一、方向高度集中
组成：同步通信卫星、地面站
利用激光在光导纤维中传输信息
利用卫星作为微波中继站来进行通信
课堂小结

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