![19.3 踏上信息高速公路 同步练习 初中物理沪科版九年级全一册(2022年)第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/12917738/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![19.3 踏上信息高速公路 同步练习 初中物理沪科版九年级全一册(2022年)第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/12917738/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![19.3 踏上信息高速公路 同步练习 初中物理沪科版九年级全一册(2022年)第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/12917738/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
初中物理沪科版九年级全册第三节 踏上信息高速公路精练
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这是一份初中物理沪科版九年级全册第三节 踏上信息高速公路精练,共16页。试卷主要包含了下列说法中不正确的是等内容,欢迎下载使用。
基础巩固
一.选择题
1.2019年4月20日,长征三号乙运载火箭载着第44颗北斗导航卫星顺利升空。“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统,可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务,该系统在传递信息过程中主要依靠( )
A.超声波B.次声波C.电磁波D.紫外线
【答案】C
【解析】卫星和地面的联系靠电磁波,将图片和声音等信号调制到电磁波上,把电磁波当成载体发射回地面。所以它传递信息利用的是电磁波。超声波与次声波都属于声波,不能在真空中传播,所以不能用于卫星与地面的联系。
故选:C。
2.5G网络是第五代移动通信网络的简称,其采用的电磁波频率比4G网络更高,网络下载速度比4G网络快数百倍,与4G相比( )
A.5G电磁波的波长更长
B.在相同时间内5G传输的信息量更多
C.5G信号在真空中传播速度更快
D.5G信号在空气中的传播速度是340m/s
【答案】B
【解析】A、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,所以5G电磁波的波长比4G更短,故A错误;
B、5G网络作为第五代移动通信网络,将于2020年投入使用,其传输速度比4G网络的传输速度快数百倍,所以在相同时间内5G传输的信息量更多,故B正确;
CD、电磁波在真空或空气中的传播速度是3×108m/s,故CD错误。
故选:B。
3.五十年前,华裔物理学家高锟在光导纤维通信领域取得突破性的进展并因此获得2009年的诺贝尔物理学奖。光纤传播信息利用的原理是( )
A.光的反射B.光的折射
C.光的直线传播D.光的色散
【答案】A
【解析】光纤通信利用的就是全反射的道理,光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.“北斗”导航系统是我国自行研制的通信系统,该系统在传递信息过程中主要依靠( )
A.电磁波B.超声波C.次声波D.激光
【答案】A
【解析】 “北斗”导航卫星和地面的联系靠电磁波,将图片和声音等信号调制到电磁波上,把电磁波当成载体发射回地面,所以它传递信息利用的是电磁波,故A正确。
故选:A。
5.下列说法中不正确的是( )
A.微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站
B.我们可以把月亮作为一个微波中继站
C.卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
【答案】B
【解析】微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站,但是不能把月亮当做中继站,因为月亮绕地球转动;应该用和地球同步的卫星作为微波中继站,在地球周围均匀的分配三颗人造卫星就能实现全球通信;
光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的。故A、C、D正确,不符合题意。
故选:B。
6.中国北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是第三个成熟的卫星导航系统,它是利用电磁波工作的。下列说法中正确的是( )
A.使用超声波传递信息B.使用次声波传递信息
C.使用电磁波传递信息D.使用红外线传递信息
【答案】C
【解析】电磁波传播可以在真空中传播,并且电磁波可以传递信息,太空中是真空,真空不能传声,所以卫星导航系统是利用电磁波来传递信息,故ABD错误,C正确。
故选:C。
7.关于电磁波和现代通信,下列说法正确的是( )
A.移动电话是利用电磁波传递信息的
B.光纤是利用光在玻璃中不断折射来传递信息的
C.中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同
D.我国建立的“北斗“卫星定位系统是利用超声波进行定位的
【答案】A
【解析】A.手机都是靠电磁波传递信号的。故选项A正确。
B.光纤是利用光波在光导纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。故选项B错误;
C.电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的,故中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同,故选项C错误;
D.我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的,故选项D错误。
故选:A。
8.2018年11月19日2时7分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级),以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星,这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是我国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。北斗导航卫星(如图所示)传递信息是利用( )
A.超声波B.次声波C.激光D.电磁波
【答案】D
【解析】卫星导航系统传递信息利用的是电磁波,电磁波可以在真空中传播,故D正确。
故选:D。
9.我国“神州五号”载人飞船,在飞船绕地球飞行过程中,测控部门利用了通信卫星和在国内布置的多个测控站,对飞船进行了连续跟踪和测控。在连续跟踪和测控中需要通信卫星的颗数至少是( )
A.1颗B.2颗C.3颗D.4颗
【答案】C
【解析】卫星通信是微波通信的一种,其实质是用卫星作为微波通信中继站,在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星,就可以实现全球通信。
故选:C。
10.近年来,随着网络技术的全球性铺开、移动智能终端的广泛普及和应用,手机的“扫一扫”移动支付已成为我们的生活常态。手机移动支付过程中用来传递信息的是( )
A.声波B.空气C.电磁波D.光导纤维
【答案】C
【解析】手机既可以接收电磁波,也可以发射电磁波,是利用电磁波来传递信息的,因此手机的“扫一扫”移动支付过程中用来传递信息的是电磁波,故C正确。
故选:C。
二.填空题(共3小题)
11.手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 (填“超声波”或“电磁波”);智能手机传递信息的电信号采用 (填“模拟”或“数字”)信号。
【答案】见试题解答内容
【解析】手机是利用电磁波传递信息的;
手机的声音、图象信息都是数字信号。
故答案为:电磁波;数字。
12.我国大卡车安装北斗导航仪是利用 与卫星联系来传递信息,以确定汽车所处的位置。而小汽车上常安装一些设备来传递信息,如倒车雷达利用 来传递信息。(选填“电磁波”或“超声波”)
【答案】见试题解答内容
【解析】据课本可知,汽车导航是利用电磁波传递信息的;
汽车倒车雷达是利用超声波的回声定位原理制作的。
故答案为:电磁波;超声波。
13.地球同步通讯卫星相对于地面是 的,它是利用 向地面传递信息的。
【答案】见试题解答内容
【解析】因为地球同步通讯卫星的转动和地球的转动是同步的,地球怎么转卫星也怎么转,所以它相对地球的位置没有发生变化,而地球上的人观察卫星自然是以地球为参照物,所以地球同步通讯卫星相对与地球的位置没有改变,所以它相对于地面是静止的;
卫星是利用电磁波向地面传递信息的。
故答案为:静止;电磁波。
三.解答题
14.阅读《从传声筒到移动通信》,回答25题。
从传声筒到移动通信
我们每天都离不开电话,你知道科学家们发明它是受什么启发吗?是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅﹣﹣声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,图1左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。
声音是由物体振动所产生。在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率f、波长λ和波速v。通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。显然,f=1/T.频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高,音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。这三者的关系是v=λf。
人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz,称为音频波。在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s。
现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。
随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。
请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:
(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声,管路中的 振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。
(2)以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是
A.医生给病人看病用的听诊器 B.水杯琴 C.天坛回音壁 D.超声波医学检查
(3)下列说法中正确的是
A.一切发声的物体都在振动
B.声音的传播速度一定是340m/s
C.声波和电磁波都能传递信息,且都可以在真空中传播
D.潜入水中的潜艇通信使用电磁波
(4)一列声波从空气中传入水中,以下说法正确的是
A.频率增大,波速变大 B.频率不变,波速变小
C.频率不变,波长变长 D.波速变小,波长变长
【答案】见试题解答内容
【解析】(1)“传声筒”的管道中有空气,当一名观众在管路一侧发声,引起管路中的空气震荡,另一侧的观众能够听到空气传输的声音,两人可进行对话;
(2)“传声筒”中的声音在管道中传播,减小了声音的分散,提高声音的响度,从而可以听到更清楚的声音。
A、听诊器的工作原理就是利用声音在管内空气中集中传播,减小声音的分散,提高声音的响度,从而可以听到更清楚的声音,然后根据经验判断是否有病症,故A符合题意;
B、水杯琴说明液体振动可以发出声音,故B不符合题意;
C、天坛回音壁,是利用了声音的反射,即回声,故C不符合题意;
D、超声波医学检查,是利用声音传递信息,故D不符合题意。
(3)A、声音是由物体的振动产生的,一切发声的物体都在振动,故A正确;
B、声音只有在15℃的空气中传播速度才是340m/s,在其它介质中传播速度是不同的,故B错误;
C、声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D、潜艇是利用无线电进行通信的,所以是通过电磁波来完成的,故D正确;
(4)声波由空气进入水中,波速变大,周期和频率不变,由波速公式v=λf得知,声波的波长变长,故C正确,ABD错误。
故答案为:(1)空气;(2)A;(3)AD;(4)C。
重点突破
一.选择题
1.以下说法正确的是( )
A.超市收银的条形码扫描枪使用时发射的是激光
B.我国已经组网成功的“北斗”卫星依靠超声波传递信息
C.光纤通信时利用了光的直线传播在光导纤维中传输信息
D.汽车的倒车雷达是利用电磁波遇到障碍物发生反射的原理
【答案】A
【解析】A、超市收银用的条形码扫描枪实际发射的红光实际是一种激光,故A正确;
B、我国使用的“北斗”卫星移动通信是利用电磁波传递信息的,故B错误;
C、光纤通信是利用激光在光导纤维内壁不断反射来传递信息的,故C错误;
D、汽车的倒车雷达是利用超声波遇到障碍物发生反射的原理,故D错误。
故选:A。
2.给已关机的手机打电话时,听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“你拔打的用户已关机”;若给不在服务区的手机打电话时,听到的提示音是“你拨打的用户暂时无法接通”。这说明( )
A.手机关机时向基地台发射了一关机信号,手机不在服务区时与基地台失去了联系
B.手机不在服务区时向基地台发射了一不在服务区信号,手机关机时与基地台失去了联系
C.手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号
D.手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号
【答案】A
【解析】 “你拔打的用户已关机”说明手机关机时向基地台发送了一个关机信号。
“你拨打的用户暂时无法接通”,说明手机不在服务区,基地台积极搜索手机信号,但是没有搜索到手机信号。
故选:A。
3.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式,通常用来制作光纤的材料属于( )
A.绝缘体B.导体C.超导体D.半导体
【答案】A
【解析】光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式;光导纤维的制备材料是二氧化硅,即玻璃丝,属于绝缘体,故A正确。
故选:A。
4.下列说法中不正确的是( )
A.微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站
B.我们可以把月亮作为一个微波中继站
C.卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
【答案】B
【解析】微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此需要建立微波中继站,但是不能把月亮当做中继站,因为月亮绕地球转动;应该用和地球同步的卫星作为微波中继站,在地球周围均匀的分配三颗人造卫星就能实现全球通信;
光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的。故A、C、D正确,不符合题意。
故选:B。
5.中国国家航天局宣布,2018年5月21日5时28分,我国在西昌卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭,成功将“鹊桥号”中继星发射升空,为“嫦娥四号”月球探测任务提供地月间的中继通信,负责地球与未来“嫦娥四号”通信的中继接力,如图所示。下列说法正确的是( )
A.中继星与地月间不可能靠电磁波通信
B.地球和太阳系中的其他行星起源于不同的星云
C.发射当天地球运行在绕太阳公转轨道中的夏至与秋分之间
D.月球的自转周期和公转周期相同,人类只能看到月球的正面
【答案】D
【解析】A、地月之间是真空状态,电磁波可以正常传播,所以中继星与地月间必须靠电磁波通信。故A错误;
B、根据康德﹣拉普拉斯星云学说,地球和太阳来自同一星云。故B错误;
C、夏至日是6月22日前后,所以2018年5月21日地球运行在绕太阳公转轨道中的春分与夏至之间。故C错误;
D、因为月球的自转周期与其绕地球的公转周期相同,所以我们只能看到月球的同一面。故D正确。
故选:D。
6.关于电磁波和现代通信,下列说法不正确的是( )
A.移动电话是利用电磁波传递信息的
B.光能在弯曲的光纤中传播
C.我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的
D.中央电视台与成都电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度相同
【答案】C
【解析】A、移动电话既是电磁波的发射台,也是接收台,因此是利用电磁波传递信息的,故A正确;
B、光纤通信是利用激光从光纤的一端射入,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,故B正确;故B正确;
C、我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的,故C错误;
D、电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的,故中央电视台与成都电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同,故D正确。
故选:C。
7.5G网络是第五代移动通信网络的简称,其采用的电磁波频率比4G网络更高,网络下载速度比4G网络快数百倍。以下关于5G网络的说法错误的是( )
A.5G网络信号可以在真空中传播
B.5G网络在空气中的传播速度是340 m/s
C.5G电磁波的波长比4G更短
D.5G网络使用微波进行传递信息
【答案】B
【解析】A、5G网络是通过电磁波来传输信息,电磁波可以在真空中传播,故A正确;
B、电磁波在真空或空气中的传播速度是3×108m/s,故B错误;
C、电磁波在真空中传播速度是c=3×108确定不变的,由于c=fλ,因此频率高的波长短、频率低的波长长,所以5G电磁波的波长比4G更短,故C正确;
D、5G网络使用微波进行传递信息,故D正确。
故选:B。
8.北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统,已经初步具备区域导航、定位和授时功能。完全建成后可在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信功能。下列关于北斗导航卫星系统说法正确的是( )
A.北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同
B.北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传送信息
C.北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
D.北斗卫星导航系统现已全面建成
【答案】A
【解析】AB、北斗卫星导航系统是利用电磁波传送信息的,而光属于电磁波,所以电磁波的速度与光速相同,故A正确,B错误;
C、北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车导航,故C错误;
D、根据题意可知,北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统,已经初步具备区域导航、定位和授时功能,
完全建成后可在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信功能。
说明北斗卫星导航系统现还没有全面建成,故D错误。
故选:A。
9.我国已有几十颗通信卫星镶嵌在浩瀚太空,联结成一条“太空丝绸之路”,为我国所倡导的“一带一路”提供全方位通信服务,通信卫星与地面间信息传输的媒介是( )
A.光波B.次声波C.电磁波D.超声波
【答案】C
【解析】电磁波能够在真空中传播,通信卫星与地面间信息传输是依靠电磁波来完成的,故C正确。
故选:C。
10.以下关于材料、信息和能源的说法中,错误的是( )
A.条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料
B.我国已经组网成功的“北斗”卫星通信时主要依靠微波传递信号
C.光纤通信时利用了光的直线传播传输信息
D.自然界中的太阳能属于新能源
【答案】C
【解析】A、条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料,故A正确;
B、我国使用的“北斗”卫星移动通信是利用微波传递信息的,故B正确;
C、光导纤维是利用激光的反射传递信息的,故C错误;
D、太阳能属于新能源,故D正确。
故选:C。
二.填空题
11.小明在电脑上收看春晚直播。小明家使用是光纤上网,因特网的信息是道过光导纤维传送的,在光导纤维中传递的是 (选填“电流”、“激光”或“微波”);除观看视频、浏览网页外,使用因特网还可以 。(只需填写一种)
【答案】见试题解答内容
【解析】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;使用因特网除观看视频、浏览网页外,使用因特网还可以网上聊天。
故答案为:激光;网上聊天。
12.如图是同步通信卫星,板状的两翼是太阳能电池板,它把太阳能转化成电能,供卫星使用;若以地球做参照,同步卫星是 的;现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站,打这种长途电话会感到对方的反应有点延迟。假设某通信卫星距离地球36000km,则打电话会延迟 s。
【答案】见试题解答内容
【解析】同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同,所以叫做“同步”卫星,它们是相对“地球”静止的;
电磁波在真空中的传播速度是3×105km/s;卫星无线电波传播的距离:s=36000km×2=72000km;
由v=可得,信号传输到地面接收机时间:
t===0.24s。
故答案为:静止;0.24。
13.我国已经成功发射了多颗同步通信卫星,它是在绕地心转动的圆轨道(同步轨道)上运行的卫星,运行周期跟地球自转周期相同。那么,同步通信卫星运行周期为 。如果以太阳为参照物,同步通信卫星是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】见试题解答内容
【解析】(1)地球的自传周期为24h,同步通信卫星绕地球运行周期也是24h;
(2)地球不停的绕太阳运动,卫星也不停的绕太阳运动,以太阳为参照物,卫星和太阳之间发生了位置的改变,卫星是运动的。
故答案为:24h;运动。
三.解答题
14.阅读短文,回答问题。
“嫦娥四号”怀抱“玉兔二号”在2019年1月3日上午10点26分,在万众瞩目的期待下,成功在月球背面进行软着陆。这次登陆是人类历史上第一次成功登陆月球背面,这预示着中国航天技术已经达到世界领先水平。如图甲所示是“嫦娥四号”着陆器地形地貌相机对“玉兔二号”巡视器的成像图片。
由于月球自转周期与公转周期相同,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,人类在地球上只能看见月球的正面。由于受到月球自身的遮挡,在月球背面,任何人类探测器都无法直接与地球进行测控通信和数据传输。为了解决这个难题,在发射“嫦娥四号”之前,科学家们在太空里“布”了一个通信链接的中继卫星“鹊桥”,如图乙所示,“鹊桥”既能看到月球的背面,也能看到地球。“鹊桥”可以同时与地球和月球背面进行信息和数据交换,实现实时对地对月通信。
根据短文信息回答下列各题。
(1)请说明为什么人类在地球上只能看见月球的正面?
(2)“玉兔二号”在月球背面为什么不能直接与地球进行测控通信和数据传输?
(3)在月球背面“嫦娥四号”着陆器相机对“玉兔二号”成像的图片是通过怎样的途径传递到地球的?
【答案】见试题解答内容
【解析】(1)由题意知,由于月球自转周期与公转周期相同,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,所以人类在地球上只能看见月球的正面。
(2)由于电磁波沿直线传播,受到月球自身的遮挡,所以“玉兔二号”不能直接与地球进行测控通信和数据传输。
(3)由图乙可知,“鹊桥”既能看到月球背面,也能看到地球,“玉兔二号”在月球背面成像的图片,首先传递到中继卫星“鹊桥”再把图片传递到地球。
15.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】见试题解答内容
【解析】(1)激光在真空中的传播速度为3×105km/s;
(2)用声纳测量海底的深度,就是利用信号脉冲反射,故激光测距与初中物理学到的声纳测距原理相同;
(3)激光可以集中很大的能量,可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度,使最难熔化的物质在瞬间汽化。
故答案为:(1)3×105;(2)声呐;(3)能量大。
16.阅读短文,然后回答文后问题。(本文或许有你没学过的概念,但不影响你作答)
国之大器一量子号卫星
2017年1月,中国发射的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了四个月的在轨测试任务。首颗量子通信卫星是以我国古代科学家墨子的名字来命名的,墨子最早提出光线沿直线传播的观点,并进行了小孔成像的实验。
2017年9月29日,世界首条量子保密通信干线“京沪干线”与“墨子号”科学实验卫星进行天地链路,我国成功实现了洲际量子保密通信。
那么什么是“量子保密通信”呢?所谓量子保密通信是通过量子携带通信信息的方式,利用光子等基本粒子的“量子纠缠”效应实现保密通信过程,它具有普通通信无法企及的安全性和高效性。
如果量子的信息携带者光子在光纤里传播的话,一百公里后由于“光损耗”,大约只有1%的量子信号可以到达最后的接收站。导致了在远距离上量子信息传递效率很低。科学家想出了一个好办法:由于光可以在真空中传播,所以真空里不会有光的损耗,要想实现覆盖全球的量子保密通信,则可以借助卫星的中转。光子穿遗整个大气层后在真空中可以保留到80%左右,再利用卫星的中转,就可以实现地面相距千公里甚至覆盖全球的量子保密通信。
通过发射卫星,去除干扰因素,就可以实现几千公里的量子通信,它抢占了国际竞争主动权。将使产业界和科技界产生巨大变革,的确是令国人骄傲的科技盛事。
(1)小孔成像的实验说明光在同种均匀介质中沿 传播;
(2)传统的光纤通信,是激光携带着通信信息,从光导纤维的一端射入,在内壁上多次 ,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方;
(3)光的传播有其特殊的规律,从文中找出描述光的传播与声音的传播具有不同之处的语句
(也可用自己的语言描述)。
【答案】见试题解答内容
【解析】(1)小孔成像的实验说明光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)激光在传输过程中,从光导纤维的一端射入后,在光导纤维内壁上要发生多次反射,并从另一端射出,这样就把它携带的信息传到远方;
(3)光沿直线传播,声不沿直线传播。
故答案为:(1)直线;(2)反射;3)光沿直线传播,声不沿直线传播。
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