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第三节 跨学科：电磁波与信息技术
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光纤通信 1
题型2 现代通信网络 3
题型3 互联网 7
【能力培优练】 9
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 光纤通信
1．什么是激光：
频率单一、方向高度集中的光叫激光。由激光器产生发出。
激光实际也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，比短波、微波能传播更多的信息。
2.光导纤维：
光导纤维简称光纤，是一种非常细的玻璃丝（直径100μm左右），由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
3.光导纤维传光原理：
光的反射。
携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，在内壁上多次反射，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：
（1）通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
【典例1-1】（2026·湖南怀化·一模）雪峰山景区为保障游客安全，在险峻路段安装了智能监控系统。该系统通过 波将实时画面传输至控制中心；同时，利用光纤网络回传数据，在光纤通信中，激光信号从发射端靠光纤壁持续地 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）到达接收端，这样就把信息传到远方。
【答案】 电磁 反射
【详解】[1]电磁波可以传递信息，智能监控系统是利用电磁波将实时画面传输至控制中心的。
[2]利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。
【典例1-2】（2026·河南南阳·期末）光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（　　）
A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式
B．光纤通信用到的光是激光
C．光在光纤中沿直线传播
D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息
【答案】C
【详解】A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式，故A正确，不符合题意；
B．根据光纤通信的特征可知，光纤通信用到的光是激光，故B正确，不符合题意；
C．光在光纤中传播发生的是全反射，不是沿直线传播，故C错误，符合题意；
D．光纤通信要比短波、微波通信容量宽出百万倍，则光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息，故D正确，不符合题意。
故选C。
跟踪训练1 （2026九年级下·辽宁·专题练习）2009年诺贝尔物理奖授予中国香港科学家高琨和两名美国科学家。高琨因“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖，被称为“光纤之父”。光纤通信实际上是激光信号在光纤里 （选填“直线”、“反射”或“折射”）传播的。GPS无线通信是通过 实现信息传递的（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。
【答案】 反射 电磁波
【详解】[1]光纤通信是利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。
[2]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，GPS无线通信是通过电磁波实现信息传递的。
跟踪训练2 ．（2026·安徽滁州·一模）我国光纤通信的发展十分迅速，目前光纤可以通达所有地区。光纤通信的原理是光不断经过光纤的内壁反射向前传播。请在图中完成光在光纤内壁反射的光路图（一次反射即可，并标出反射角的度数）。
【答案】见解析。
【详解】过入射点作出法线，入射角为入射光线与法线的夹角，为60°，根据反射光线、入射光线、法线在同一平面内；反射角等于入射角；反射光线、入射光线分居在法线两侧作出反射光线，并标出反射角60°。如图所示：
题型2 现代电信网络
1．卫星通信：
卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。
2.微波通信：
微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。这就像接力赛跑一样，一棒传一棒，可以把信息传递到远方。
3.移动通信：
（1）移动电话用微波信号与电话网络联系。移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台。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）基站；移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的，这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。
【典例2-1】（2026·湖北·中考真题）我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（　　）
A．鹊桥号利用声波进行信号传输
B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108 m/s
D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
【答案】A
【详解】AB．降落在月球背面的嫦娥六号要时刻与地球保持通信，需要鹊桥二号中继卫星进行信号转发。该通信利用电磁波传递信息，超声波和次声波不能在真空中传播，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。
C．电磁波在真空中传播的速度3×108 m/s，故C正确，不符合题意；
D．根据题意知道，相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近，所以，信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短，故D正确，不符合题意。
故选A。
【典例2-2】（2026·盐城·中考真题）将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明（　　）
A．声音和电磁波都能在真空中传播
B．声音和电磁波都不能在真空中传播
C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播
D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播
【答案】D
【详解】将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮，说明电磁波能在真空中传播；却听不到铃声，说明声音不能在真空中传播。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
跟踪训练1 在微波的传输过程中，必须每隔50千米左右就要建设一个微波中继站。中继站的作用是（ ）
A. 增大微波传输速度 B. 增大微波的频率
C. 处理上一站传来的信号并传递到下一站 D. 反射上一站传来的信号
【答案】C　
【详解】微波的波长较短，绕过障碍物的本领小，即微波沿直线传播，而地球是圆形的，故为了使信息能够传到很远的地方，通常采用接力赛式传递，即每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，接收处理上一站传来的信号并把信号传递到下一站。
故选C.
跟踪训练2 （多选题）北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System）是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中（　　）
A．各部分间利用超声波进行信息传递
B．太阳能帆板是卫星的主要电源之一
C．静止轨道卫星相对于地球是静止的
D．导航定位信号的传播速度等于光速
【答案】BCD
【详解】A．北斗导航各部分是利用电磁波进行信息传递的，故A选项不符合题意；
B．太阳能帆板是是将太阳能转化为电能，故是电能的主要电源之一，故B选项符合题意；
C．静止在轨道卫星，与地球同样的速度运动，故相对于地球是静止的，故C选项符合题意；
D．导航定位信号是电磁波，而光也是一种电磁波，故传播的速度等于光速，故D符合题意。
故选BCD。
题型3 互联网
1．互联网：
互联网（如因特网 internet）将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。它是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一种，是现今最流行、最受欢迎的传媒之一。
2.互联网特点：
具有快捷性、普及性的特点。
3.互联网的应用：
因特网使信息在全球范围内得到了高速共享，在生活中的应用很广泛。
（1）收发电子邮件。
（2）获取世界各地的各种信息。
4.北斗卫星导航系统：
北斗卫星导航系统是我国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。
【典例3-1】将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是 ，这样就能使信息资源 。利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，查到所需的 。
【答案】 因特网 共享 各种资料
【详解】将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是因特网，因特网上的信息可以以电磁波或电流的形式传递到网络中任何一台电脑，这样就能使信息资源共享。
利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，通过搜索引擎，查到所需的各种资料。
跟踪训练1 下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（　　）
A．语言、符号和电磁渡是人类特有的三种信息
B．1864年英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．电磁波谱是按波速（或频率）连续排列的电磁波序列
D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式
【答案】D
【详解】A．语言、声音和图象是人类特有的三种信息交流形式，故A错误；
B．1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；1888年，德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C．电磁波谱是按电磁波的波长或频率将电磁波连续排列起来的图谱，故C错误；
D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信，故D正确。
故选D。
【能力培优练】
1．（2026·广东·中考真题）如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（　　）
A．电磁波 B．超声波
C．次声波 D．光导纤维
【答案】A
【详解】“隐形战机”可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收，减弱电磁波反射回雷达，从而有效避开敌方的侦测，飞机与地面指挥中心联系也是通过电磁波来实现的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2026·江苏宿迁·二模）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（　　）
A．太阳能热水器是将太阳能转化为内能进行利用的
B．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．光纤是传输光信号的器件，抗干扰能力强，其工作原理是光的反射
【答案】B
【详解】A．太阳能热水器吸收太阳能加热水，是将太阳能转化为内能进行利用的，故A正确，不符合题意；
B．超导材料电阻为零，可用于制作远距离输电导线，但不可用于制作电炉的电阻丝，故B错误，符合题意；
C．随着人类科技的发展，信息储存的介质越来越先进，介质容量密度越来越大，竹简、纸、录音磁带、光盘等容量密度依次增大，故C正确，不符合题意；
D．光纤，即光导纤维，是传输光信号的器件，光线通信具有抗干扰能力强、传输容量大、信号衰减小等优点，其工作原理是光的反射，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2026·四川成都·二模）近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为
B．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
【答案】A
【详解】A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为，故A错误，符合题意；
B．电磁波的传播不需要介质，传播速度快，北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务，故B正确，不符合题意；
C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波，从而实现双向通信，故C正确，不符合题意；
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的，这种通信容量大、抗干扰能力强，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．（2026·湖北襄阳·二模）如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（ ）
A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息
B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息
C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质
D．毫米波传播的速度比激光小
【答案】B
【详解】A．超声波是频率高于20000Hz的声波，属于声波的一种。而毫米波是电磁波的一种，毫米波雷达感知技术是利用毫米波来传递信息的，并非超声波，故A错误；
B．激光属于电磁波的一种。 激光雷达感知技术是通过发射激光信号，然后接收反射回来的激光信号来获得周边环境的信息，故B正确；
C．毫米波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播；激光同样属于电磁波，其传播也不需要介质，在真空中也能以光速传播。故C错误；
D．在真空中，所有电磁波的传播速度都相同，都等于光速c=3×108m/s。 毫米波和激光都属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等；在其他介质中，虽然传播速度会小于真空中的速度，但二者在相同介质中的传播速度仍然是相等的，故D错误。
故选B。
5．（2026·福建泉州·模拟预测）我国发射的鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。鹊桥二号与地面间的通信是利用（　　）
A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．空气
【答案】A
【详解】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。可知鹊桥二号与地面间的通信是利用电磁波来传递信息的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．（2026·广东·二模）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　）
A．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s
D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
【答案】D
【详解】A．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式：波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故B错误；
C．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近3.0×108m/s，故C错误；
D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故D正确。
故选D。
7．（2026·福建漳州·一模）中国的北斗系统正在服务全世界，“北斗”卫星向地面传递信息是利用（ ）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．引力波
【答案】A
【详解】卫星作为中继站，利用微波传递信息，微波属于电磁波，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2026·湖北荆州·二模）2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（ ）
A．激光雷达发射的是超声波
B．通过激光雷达可以识别红绿灯
C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响
D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s
【答案】C
【详解】A．激光雷达发射的是激光，故A错误；
B．摄像头可以识别红绿灯，故B错误；
C．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，不易受光线影响；摄像头工作根据凸透镜成像原理，更容易受光线影响，故C正确；
D．激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号。通过激光雷达发现前面300m处的物体时通过排路程为
通过激光雷达发现前面300m处的物体所用时间
故D错误。
故选C。
9．（2026·湖南张家界·一模）我国自行研制的北斗卫星导航系统，集定位、导航和通信等多功能于一体，是航天、航空、航海、各类导弹、地面部队乃至民用领域不可或缺的导航信号和数据提供源。导航卫星在传递信息时主要是利用（　　）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线
【答案】C
【详解】A．超声波是声波的一种，其传播需要介质，不能在真空中传播。太空中是真空环境，因此导航卫星无法使用超声波传递信息，故A不符合题意；
B．次声波也是声波，同样需要介质传播，无法在真空中传播，故B不符合题意；
C．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。导航卫星与地面之间处于真空环境，因此通过电磁波来传递信息，故C符合题意；
D．红外线属于电磁波的一种，但其波长较短，穿透能力较弱，且主要用于热成像和短距离通信。卫星导航系统使用微波段的电磁波进行远距离、高精度的信息传递，而非红外线，故D不符合题意。
故选C。
10．（2026·吉林长春·模拟预测）华为Mate60pro手机采用超坚固玄武架构、搭载自坣研制的麒麟9000S芯片、集成5G基带，是全球首款支持卫星通话的大众智能手机。下列说法正确的是（　　）
A．“玄武架构”边框材料的硬度大
B．麒麟9000S芯片的基本材料是半导体
C．该手机通过超声波与卫星直连
D．4G、5G信号在真空中的传播速度相同
【答案】ABD
【详解】A．“超坚固玄武架构” 强调坚固，说明边框材料的硬度大，能更好地保护手机，故A正确；
B．芯片的基本材料是半导体，麒麟 9000S 芯片也不例外，半导体的特性使其能实现复杂的电路功能，故B正确；
C．电磁波的传播不需要介质，该手机通过电磁波与卫星直连，故C错误；
D．4G、5G信号在真空中的传播速度相同，都为3×108m/s，传播速度相同 ，故D正确。
故选ABD。
11．（2026·广东茂名·模拟预测）北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。
【答案】 电磁波 做功 全反射
【详解】[1]电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此北斗卫星导航系统是使用电磁波与地面站通信。
[2]火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过做功的方式改变外壳内能，将机械能转化为内能。
[3]光纤通信是传输信息的一种通信技术，是利用了光的全反射原理传递信息。
12．（2026·江西上饶·二模）光纤制导导弹是通过光纤利用 （选填“光的反射”或“光的折射”）传输制导信息，主要用于打击坦克和低空飞行的直升机；从地面发射升空时，导弹的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
【答案】 光的反射 增大
【详解】[1]光纤制导导弹是通过光纤利用光的反射传输制导信息，利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方，这种通信方式叫做光纤通信。
[2]从地面发射升空时，导弹的质量不变，高度增大，则重力势能增大。
13．（2026·吉林·模拟预测）汽车的倒车雷达是利用 波传递信息的。车载导航是利用 波传递信息的，屏幕主要是将 能转化为 能，长时间看电子屏幕容易造成眼睛近视，应该佩戴镜片是 透镜的眼镜进行校正。它的散热器常用水作为冷却剂，是利用了水的 的性质，这是通过 方法改变物体的内能。
【答案】 超声 电磁 电 光 凹 比热容大 热传递
【详解】[1]汽车的倒车雷达是利用超声波传递信息的。超声波频率高于 20000 赫兹，方向性强，倒车雷达发出超声波，遇障碍物反射后被接收，从而计算出车体与障碍物的距离。
[2]车载导航是利用电磁波传递信息的。车载导航系统通过内置天线接收来自卫星的电磁波信号，结合电子地图确定车辆位置，为驾驶者提供导航信息。
[3][4]汽车屏幕主要是将电能转化为光能。屏幕通过电路控制像素点发光，将电能转化为光能来显示图像和文字等信息。
[5]长时间看电子屏幕容易造成眼睛近视，应佩戴镜片是凹透镜的眼镜进行校正。近视是因为眼球前后径过长或晶状体屈光能力过强，光线聚焦在视网膜前方，凹透镜对光线有发散作用，可使光线后移聚焦在视网膜上。
[6]汽车散热器常用水作为冷却剂，是利用了水的比热容大的性质。相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度，水能吸收更多热量，可有效带走发动机热量，保持其在合适温度范围。
[7]这是通过热传递方法改变物体的内能。发动机的热量传递给冷却水，使水的内能增加，温度升高，是热量从高温物体转移到低温物体，属于热传递过程。
14．（2026·重庆渝北·二模）某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能，如图所示，在身处荒漠无人区等无地面网络信号覆盖环境下，该手机可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出，信息是通过 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传递的，手机收到信息会发“响铃”，铃声是由于发声物体 产生的。
【答案】 电磁波 振动
【详解】[1]卫星通信是利用电磁波来传递信息的，所以手机通过畅连APP发信息是通过电磁波传递。
[2]声音是由物体振动产生的，铃声是发声物体振动产生。
【链接中考】
1．（2026·河南驻马店·三模）近年来，我国的通信行业蓬勃发展。5G是第五代移动通信技术的简称，5G网络是利用 波传递信息的；专家预计，到2030年5G网络将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施，其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 （选填“反射”或“折射”）将信息传到远方的。
【答案】 电磁 反射
【详解】[1]电磁波可传递信息，且传递信息的质量高、传输距离远，5G是利用电磁波传递信息的。
[2]光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到了远方，即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。
2．（2026·山东济宁·一模）济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。
【答案】 光的反射 反射
【详解】[1]水中的倒影是平面镜成像的结果，本质上是由于光的反射形成的虚像。
[2]光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生反射来实现信息传输的。是由于激光的多次反射来传递信息的。
3．（2026·辽宁本溪·三模）2025年春晚首次使用由30台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过AI算法将抗干扰能力强的 （选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用LED立方体光源呈现3D效果，LED光源主要是由 材料制成。
【答案】 数字 半导体
【详解】[1]数字信号与模拟信号相比，具有抗干扰能力强的特点。
[2]LED灯即发光二极管，二极管是由半导体材料制成的，所以LED光源主要是由半导体材料制成。
4．（2026·广东佛山·二模）航天员执行舱外任务时无法直接对话交流，这是因为声音的传播需要 ；他们可以借助 进行通讯，其传播速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）声音在空气中传播的速度。
【答案】 介质 电磁波 大于
【详解】[1]太空是真空环境，航天员执行舱外任务时无法直接对话交流，是因为声音的传播需要介质，声音无法在真空中传播；
[2]他们可通过电子通信设备（如无线电）即电磁波实现交流，原因是电磁波可在真空中传播；
[3]电磁波在空气中的传播速度略小于，声音在空气中传播的速度约为，故电磁波传播速度大于声音在空气中传播的速度。
5．（2026·广东广州·三模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　）
A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波
B．人眼可以看到波长为5.70×10﹣7m的电磁波
C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小
【答案】D
【详解】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，可见光的光谱在400nm～700nm之间，波长为5.70×10﹣7m＝570nm
在可见光的光谱范围之内，所以人眼可以看到波长为5.70×10﹣7m的电磁波，故B正确，不符合题意；
C．红外线显著的作用是热作用，相比紫外线，红外线更容易被物体吸收，转化为物体的内能，故C正确，不符合题意；
D．由图可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在相同条件下的波速是相同的，故D错误，符合题意。
故选D。
6．（2026·安徽安庆·三模）新素材北京时间年月日时分，天舟八号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟八号将转入组合体飞行段。信息从空间站传回地球，利用的是（　　）
A．电磁波 B．光导纤维 C．超声波 D．次声波
【答案】A
【详解】电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息。空间站利用电磁波将信息从空间站传回地球，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．（2026·辽宁沈阳·三模）建筑物在平静水面下形成的倒影，下列事例与上述文字的光学原理相同的是（ ）
A．在阳光下，浓密的树林里，地面上的圆形光斑
B．太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
C．插入水中的筷子看起来“弯折”
D．信息在光导纤维中传输的过程
【答案】D
【详解】建筑物在平静水面下形成的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的。
A．在阳光下，浓密的树林里，地面上的圆形光斑属于小孔成像，是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光，属于光的色散，是由光的折射形成的，故B不符合题意；
C．插入水中的筷子看起来“弯折”是筷子反射的光在水面处发生折射形成的，故C不符合题意；
D．信息在光导纤维中传输利用的是光的反射，故D符合题意。
故选。
8．（2026·福建宁德·一模）“星闪技术”是一种比蓝牙传输速率更高、延迟更低的近距离无线通信技术，其传递信息主要利用（　　）
A．光导纤维 B．次声波 C．超声波 D．电磁波
【答案】D
【详解】A．光导纤维是传输光信号的介质，故A不符合题意；
BC．次声波和超声波不能在真空中传播，故BC不符合题意;
D．电磁波可以在真空中传播，“星闪技术”传递信息主要利用电磁波，故D符合题意。
故选D。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三节 跨学科：电磁波与信息技术
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 光纤通信 1
题型2 现代通信网络 3
题型3 互联网 5
【能力培优练】 6
【链接中考】 10
【重难题型讲解】
题型1 光纤通信
1．什么是激光：
频率单一、方向高度集中的光叫激光。由激光器产生发出。
激光实际也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，比短波、微波能传播更多的信息。
2.光导纤维：
光导纤维简称光纤，是一种非常细的玻璃丝（直径100μm左右），由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
3.光导纤维传光原理：
光的反射。
携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，在内壁上多次反射，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：
（1）通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
【典例1-1】（2026·湖南怀化·一模）雪峰山景区为保障游客安全，在险峻路段安装了智能监控系统。该系统通过 波将实时画面传输至控制中心；同时，利用光纤网络回传数据，在光纤通信中，激光信号从发射端靠光纤壁持续地 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）到达接收端，这样就把信息传到远方。
【典例1-2】（2026·河南南阳·期末）光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（　　）
A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式
B．光纤通信用到的光是激光
C．光在光纤中沿直线传播
D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息
跟踪训练1 （2026九年级下·辽宁·专题练习）2009年诺贝尔物理奖授予中国香港科学家高琨和两名美国科学家。高琨因“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖，被称为“光纤之父”。光纤通信实际上是激光信号在光纤里 （选填“直线”、“反射”或“折射”）传播的。GPS无线通信是通过 实现信息传递的（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。
跟踪训练2 ．（2026·安徽滁州·一模）我国光纤通信的发展十分迅速，目前光纤可以通达所有地区。光纤通信的原理是光不断经过光纤的内壁反射向前传播。请在图中完成光在光纤内壁反射的光路图（一次反射即可，并标出反射角的度数）。
题型2 现代电信网络
1．卫星通信：
卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。
2.微波通信：
微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。这就像接力赛跑一样，一棒传一棒，可以把信息传递到远方。
3.移动通信：
（1）移动电话用微波信号与电话网络联系。移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台。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）基站；移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的，这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。
【典例2-1】（2026·湖北·中考真题）我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（　　）
A．鹊桥号利用声波进行信号传输
B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108 m/s
D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
【典例2-2】（2026·盐城·中考真题）将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明（　　）
A．声音和电磁波都能在真空中传播
B．声音和电磁波都不能在真空中传播
C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播
D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播
跟踪训练1 在微波的传输过程中，必须每隔50千米左右就要建设一个微波中继站。中继站的作用是（ ）
A. 增大微波传输速度 B. 增大微波的频率
C. 处理上一站传来的信号并传递到下一站 D. 反射上一站传来的信号
跟踪训练2 （多选题）北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System）是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中（　　）
A．各部分间利用超声波进行信息传递
B．太阳能帆板是卫星的主要电源之一
C．静止轨道卫星相对于地球是静止的
D．导航定位信号的传播速度等于光速
题型3 互联网
1．互联网：
互联网（如因特网 internet）将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。它是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一种，是现今最流行、最受欢迎的传媒之一。
2.互联网特点：
具有快捷性、普及性的特点。
3.互联网的应用：
因特网使信息在全球范围内得到了高速共享，在生活中的应用很广泛。
（1）收发电子邮件。
（2）获取世界各地的各种信息。
4.北斗卫星导航系统：
北斗卫星导航系统是我国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。
【典例3-1】将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是 ，这样就能使信息资源 。利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，查到所需的 。
跟踪训练1 下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（　　）
A．语言、符号和电磁渡是人类特有的三种信息
B．1864年英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．电磁波谱是按波速（或频率）连续排列的电磁波序列
D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式
【能力培优练】
1．（2026·广东·中考真题）如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（　　）
A．电磁波 B．超声波
C．次声波 D．光导纤维
2．（2026·江苏宿迁·二模）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（　　）
A．太阳能热水器是将太阳能转化为内能进行利用的
B．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．光纤是传输光信号的器件，抗干扰能力强，其工作原理是光的反射
3．（2026·四川成都·二模）近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为
B．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
4．（2026·湖北襄阳·二模）如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（ ）
A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息
B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息
C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质
D．毫米波传播的速度比激光小
5．（2026·福建泉州·模拟预测）我国发射的鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。鹊桥二号与地面间的通信是利用（　　）
A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．空气
6．（2026·广东·二模）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　）
A．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s
D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
7．（2026·福建漳州·一模）中国的北斗系统正在服务全世界，“北斗”卫星向地面传递信息是利用（ ）
A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．引力波
8．（2026·湖北荆州·二模）2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（ ）
A．激光雷达发射的是超声波
B．通过激光雷达可以识别红绿灯
C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响
D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s
9．（2026·湖南张家界·一模）我国自行研制的北斗卫星导航系统，集定位、导航和通信等多功能于一体，是航天、航空、航海、各类导弹、地面部队乃至民用领域不可或缺的导航信号和数据提供源。导航卫星在传递信息时主要是利用（　　）
A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．红外线
10．（2026·吉林长春·模拟预测）华为Mate60pro手机采用超坚固玄武架构、搭载自坣研制的麒麟9000S芯片、集成5G基带，是全球首款支持卫星通话的大众智能手机。下列说法正确的是（　　）
A．“玄武架构”边框材料的硬度大
B．麒麟9000S芯片的基本材料是半导体
C．该手机通过超声波与卫星直连
D．4G、5G信号在真空中的传播速度相同
11．（2026·广东茂名·模拟预测）北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。
12．（2026·江西上饶·二模）光纤制导导弹是通过光纤利用 （选填“光的反射”或“光的折射”）传输制导信息，主要用于打击坦克和低空飞行的直升机；从地面发射升空时，导弹的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
13．（2026·吉林·模拟预测）汽车的倒车雷达是利用 波传递信息的。车载导航是利用 波传递信息的，屏幕主要是将 能转化为 能，长时间看电子屏幕容易造成眼睛近视，应该佩戴镜片是 透镜的眼镜进行校正。它的散热器常用水作为冷却剂，是利用了水的 的性质，这是通过 方法改变物体的内能。
14．（2026·重庆渝北·二模）某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能，如图所示，在身处荒漠无人区等无地面网络信号覆盖环境下，该手机可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出，信息是通过 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传递的，手机收到信息会发“响铃”，铃声是由于发声物体 产生的。
【链接中考】
1．（2026·河南驻马店·三模）近年来，我国的通信行业蓬勃发展。5G是第五代移动通信技术的简称，5G网络是利用 波传递信息的；专家预计，到2030年5G网络将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施，其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 （选填“反射”或“折射”）将信息传到远方的。
2．（2026·山东济宁·一模）济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。
3．（2026·辽宁本溪·三模）2025年春晚首次使用由30台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过AI算法将抗干扰能力强的 （选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用LED立方体光源呈现3D效果，LED光源主要是由 材料制成。
4．（2026·广东佛山·二模）航天员执行舱外任务时无法直接对话交流，这是因为声音的传播需要 ；他们可以借助 进行通讯，其传播速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）声音在空气中传播的速度。
5．（2026·广东广州·三模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（　　）
A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波
B．人眼可以看到波长为5.70×10﹣7m的电磁波
C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小
6．（2026·安徽安庆·三模）新素材北京时间年月日时分，天舟八号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟八号将转入组合体飞行段。信息从空间站传回地球，利用的是（　　）
A．电磁波 B．光导纤维 C．超声波 D．次声波
7．（2026·辽宁沈阳·三模）建筑物在平静水面下形成的倒影，下列事例与上述文字的光学原理相同的是（ ）
A．在阳光下，浓密的树林里，地面上的圆形光斑
B．太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
C．插入水中的筷子看起来“弯折”
D．信息在光导纤维中传输的过程
8．（2026·福建宁德·一模）“星闪技术”是一种比蓝牙传输速率更高、延迟更低的近距离无线通信技术，其传递信息主要利用（　　）
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