物理九年级全册第4节 越来越宽的信息之路优秀复习练习题

21.4 越来越宽的信息之路（解析版）

考点1  网络通信

（1）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型的通信方式，主要是满足数据通信的需要；

（2）目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，每个电子邮箱都有自己的“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@、域名；

（3）目前网络通信广泛应用于购物、查阅资料、远程教育、远程医疗等方面。 

【典例1】初二（3）班的同学们上完信息课，从微机室中出来，大家议论纷纷，有以下几种说法，你认为不正确的是（　　）

A．利用上网可以查阅所需的各种资料，比资料室中要全多了 

B．利用上网可以看到不断更新的新闻，比报纸要快多了 

C．利用上网可以发送电子邮件，把人们的空间距离缩短了 

D．只有收件人的计算机打开着，我们才能向他发送电子邮件

【答案】D。

【解答】解：网络上的资料内容丰富，什么资料都有。而且新闻每时每刻都在进行更新，信息容量大。电子邮件还可以向远在千里之外的人发送，进行联系。因此A、B、C都正确，但不合题意。

D、电子邮件随时都可以发送，收件人可以在任何时候打开信箱，查看邮件。符合题意。

故选：D。

【典例2】世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、机关、某些居民小区等，大都已经把自己的计算机联在一起了，这些网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做　互联网　；“歼20”是我国自主研发的具有隐形功能的第五代新型战机（如图所示），它的机身材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的　吸收　（选填“吸收”或“反射”）作用。

【答案】互联网；吸收。

【解答】解：世界各地的计算机互相连接，成为世界上最大有计算机网络，称为因特网或互联网。

现代战争中为了使雷达“看”得更远，雷达装在预警机上飞上几万米的高空，雷达发出的是电磁波。“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；

故答案为：互联网；吸收。

【变式训练1】下列各种活动中，能通过互联网做到的是（　　）

A．传送网购的运动鞋 B．远程学习物理课程 

C．输送发电厂的电能 D．传输纸质信件

【答案】B。

【解答】解：

人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等；

传送网购的运动鞋、传输纸质信件要利用交通工具完成，输送发电厂的电能需要利用电网完成，故B正确，ACD错误。

故选：B。

【变式训练2】把计算机联在一起，可以进行网络通信，小红近来学会了上网冲浪，她的电子邮箱是：Xiaohong﹣168@163．com，这表示这个电子邮箱属于　Xiaohong﹣168　，邮箱的服务器名叫　163．com　。

【答案】Xiaohong﹣168；163．com。

【解答】解：电子邮件是目前使用最频繁的网络通信形式，对于一个邮箱来说，要有以下几部分组成：

①邮箱是谁的，也就是该邮箱属于谁；

②@表示在什么上；

③邮箱的服务器的名字。

则该邮箱的Xiaohong﹣168 是①部分，该邮箱的163．com是③部分。

故答案为：Xiaohong﹣168；163．com。

【变式训练3】小刚晚上，上网给小李发了一封E﹣mail，第二天，小刚问小李收到了没有，小李说他昨天晚上没开机，小刚说：“那你肯定收不到这个信件了。”小刚的说法对吗？

【解答】答：不对。因为在发送电子邮件时，信息是存储在服务器上的，无论对方是正在上网还是没有开机，信息都不会丢失，当开机时，服务器会及时把该信息发送过去。

考点2  光纤通信

（1）概念：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线通信；

（2）光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时（如图所示），发生全反射，光就不会跑到外层了。

（3）1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光----激光；

（4）激光属于电磁波，频率较大、传递信息的容量较大；

（5）光在光纤里只发生全反射；

（6）光纤通信抗干扰能力强，信号衰减小，传递的信息量大，保密性好，通信质量高。

【典例3】“能量”和“信息”是人类赖以生存的基本需求，每个房子都通过各种管线与外界进行“能量”和“信息”的交换。以下房子的管线主要用于传送信息的是（　　）

A．输电线 B．天然气管道 C．光纤 D．暖气管道

【答案】C。

【解答】解：A、输电线主要用于输送电能，故A错误；

B、天然气管道主要用于输送天然气，属于输送能量，故B错误；

C、光导纤维简称光纤，主要用来传送信息，故C正确；

D、暖气管道主要用于输送内能，故D错误。

故选：C。

【典例4】下列关于电磁波与现代通信的说法中错误的是（　　）

A．语言、声音和图象是人类特有的三种信息 

B．在真空罩内只能听到很微弱的手机声是因为真空罩能屏蔽电磁波 

C．电流周围存在磁场，电磁波是在空间传播的电磁场 

D．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

【答案】B。

【解答】解：

A、语言、声音和图象是人类特有的三种信息交流形式。此选项正确；

B、在真空罩内只能听到很微弱的手机声是因为声音传播需要介质。电磁波传播不需要介质。此选项错误；

C、电流周围存在磁场，电磁波是在空间传播的电磁场。此选项正确；

D、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。此选项正确。

故选：B。

【典例5】光纤熔接机（如图）主要用于光通信项目中光缆的对接和维护，主要是靠高压电弧放电将需要对接的两光纤断面 　熔化　（填写物态变化名称），同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根，再让光纤 　放热　（选填“吸热”或“放热”）凝固，即完成对接

【答案】熔化；放热。

【解答】解：

光纤熔接机在对接光缆时，靠高压电弧放电，使光纤温度升高，将需要对接的两光纤断面熔化，同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根，然后再让光纤放热凝固，即完成对接。

故答案为：熔化；放热。

【变式训练1】光纤网络已经进入普通百姓家庭。光纤的主要用途是（　　）

A．输电 B．通信 C．导热 D．照明

【答案】B。

【解答】解：光导纤维是很细的玻璃丝，通常数条光纤并成一束在敷上保护层，制成光缆，用来传达电视、电话和网络信号。

故选：B。

【变式训练2】光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，关于光纤以下说法正确的是（　　）

A．光纤是超导体 

B．光波在光纤中不断折射向前传播 

C．光波在光纤中的传播速度为3×108m/s 

D．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰

【答案】D。

【解答】解：AD．光纤是绝缘体，不导电，不会受外界电磁场的干扰。故A不正确，D正确；

B．光波在光纤中不断反射向前传播。故B不正确；

C．光波在光纤中的传播速度小于3×108m/s。故C不正确。

故选：D。

【变式训练3】光纤通信是利用光信号在光纤中　全反射　（选填“直线传播”、“全反射”或“折射”）实现信息传输的，它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和　通信质量高　等优点。

【答案】全反射；通信质量高。

【解答】解：光也是一种电磁波，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，光纤的抗干扰能力强，不受外界电磁波的干扰与影响，而且本身也不向外界辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合，在传输过程中，一般不会受到外界的影响，只有将光缆弄断，信号的传输才有可能中断。

故答案为：全反射；通信质量高。

考点3  卫星中继通信

（1）概念：利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递；
（2）卫星通信系统由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信；

（3）同步卫星相当于一个固定在地球上空的中继站，将接收到的信号放大后再发送到地面站；
（4）卫星通信能远距离传送信息，且通信容量大、干扰小、质量好和效率高。

【典例6】下列关于电磁波和通信技术说法正确的是（　　）

A．用三个同步卫星可以实现全球通信 

B．手机在偏远山区没信号，是电磁波的频率变小了，传播距离变短了 

C．手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快 

D．光纤通信中使用的导线是金属导线

【答案】A。

【解答】解：A、在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信，故A正确；

B、手机在偏远山区没信号，是因为手机信号弱等原因，电磁波在传播过程中频率不会变化，故B错误；

C、手机5G技术“传输的信息多”是指传输速度的增加，这是多种技术应用的结果，不是电磁波的传播速度的增加，故C错误；

D、光纤通信利用玻璃做成的光导纤维传递信息，故D错误。

故选：A。

【典例7】现在的卫星通信，大多采用相对地球“静止”的同步卫星作中继站，是需要　3　颗同步卫星就可以实现全球通信，卫星与地面之间的通信是通过　电磁波　实现的。

【答案】3；电磁波。

【解答】解：（1）一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围，故只需3颗即可实现对全球信号覆盖，实现全球通信；

（2）太空中没有空气，是真空，所以卫星与地面之间的通信是利用电磁波传递信息的。

故答案为：3；电磁波。

【变式训练1】．京东在一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航+5G技术+传感器进行360度环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 

B．5G技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 

C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 

D．其北斗导航+5G技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波

【答案】D。

【解答】解：A、北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用电磁波来实现的，故A错误；

B、5G手机上网属于移动电话，所以它传递信息是通过电磁波来实现的，故B错误；

C、无人机内部的核心“芯片”是用半导体材料制作的，故C错误；

D、其北斗导航+5G技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波，故D正确。

故选：D。

【变式训练2】我国大卡车安装北斗导航仪是利用　电磁波　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　超声波　来传递信息。（选填“电磁波”或“超声波”）

【答案】电磁波；超声波。

【解答】解：

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。

【变式训练3】．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”卫星是中国自行研制的通信系统，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　电磁波　。

【答案】电磁波。

【解答】解：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。

故答案为：电磁波。

一、选择题。

1．5G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。

【解答】解：

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。

2．Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术，常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现的。以下有关说法正确的是（　　）

A．无线路由器是通过电磁波向四周有效范围内的终端传送信息的 

B．无线路由器是通过红外线向四周有效范围内的终端传送信息的 

C．无线路由器向四周传送信息的速度大于光速 

D．无线路由器向四周传送信息的速度小于光速

【答案】A。

【解答】解：

WiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，故A正确，B错误；

电磁波的传播速度等于光速，即为3×108m/s＝3×105km/s，故C、D错误。

故选：A。

3．关于信息与材料，下列说法正确的是（　　）

A．5G手机利用超声波传递信息   B．光纤通信用光波传递信息，光导纤维是导体 

C．用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗   D．塑料容器对电磁波能起到屏蔽作用

【答案】C。

【解答】解：

A、5G手机是利用电磁波传递信息的，故A错误；

B、光导纤维是用绝缘体材料制成的，不是导体，故B错误；

C、如果用超导材料作为输电线，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，故C正确；

D、金属物质对电磁波能起到屏蔽作用，塑料容器对电磁波不能起到屏蔽作用，故D错误。

故选：C。

4．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.系统由空间端、地面端和用户端（导航仪）组成，建成后可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航等服务.北斗卫星导航系统传递信息利用了（　　）

A．电磁波 B．激光 C．超声波 D．次声波

【答案】A。

【解答】解：导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的，电磁波能在真空中传播，故A符合题意；BCD不符合题意。

故选：A。

5．2020年10月11日，第三届数字中国建设峰会在福州海峡会展中心举行，数字经济（6号馆）展示云计算、卫星通信、区块链、网络安全等领域的技术创新，以及农业、工业和服务业数字化转型成果。卫星通信输送信号是利用（　　）

A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线

【答案】B。

【解答】卫星系统是利用卫星传递信号，而卫星在高空中是不能够传递声音的，故A、C均错误。根据红外线热效应比较强的特点制成热谱仪，红外线体温计、红外线夜视仪等，红外线还可以进行遥控，故D错误。导航卫星系统传递信息利用的是微波，即电磁波，故B是正确的。

故选：B。

6．下列有关信息与材料的说法不正确的是（　　）

A．微波炉内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 

B．用3颗卫星就可以实现全球通讯 

C．电热锅用超导材料可以提高工作效率 

D．现代电子产品的芯片多是用半导体材料制作的

【答案】C。

【解答】解：A：微波是电磁波，电磁波能够传递能量，微波炉内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，故A正确；

B：卫星通信系统由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信，故B正确；

C：超导材料具有零电阻特性，而电热锅工作是利用电流的热效应，由Q＝I2Rt可得，若用超导材料，无法将电能转化为内能。故C错误；

D：半导体是微电子产业的基础，现代电子产品的芯片多是用半导体材料制作的，故D正确；

故选：C。

二、填空题。

7．现实生活中，越来越多的人使用无线WiFi进行手机上网，WiFi依赖　电磁波　传输信息；遥控器是靠发射　红外线　实现对电视的遥控，“楼台倒影”是光的　反射　形成的。

【答案】电磁波；红外线；反射。

【解答】解：

移动通信是利用电磁波传递信息的，包括Wifi无线上网也是利用电磁波传输信息的；

家中电视机遥控器是靠红外线来实现对电视机控制的；

“楼台倒影”是楼台通过水面所成的虚像，属平面镜成像现象，是光的反射形成的。

故答案为：电磁波；红外线；反射。

8．1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想。由于光的频率很高，光在光纤中传输，在一定时间内可以传输大量信息。光缆是有数条光纤并成一束再附上保护层制成的。光纤通信有许多优点，试举一例：　容量大　。光也是一种 　电磁波　。

【答案】容量大；电磁波。

【解答】解：（1）光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点。

（2）光也是一种电磁波。

故本题的答案为：容量大；电磁波。

9．科技的发展给我们的生活带来了便利。我们观看网络电视，信号是通过光纤传输的，中央电视台的《新闻联播》节目信号从北京传输到我们的电视机，距离约900km，所需时间　大于　3×10﹣3s（选填“大于”、“等于”或“小于”）；我们能分辨出是河南姑娘海霞在播音，是根据　音色　（选填“音调”、“响度”或“音色”）判断的。

【答案】大于；音色。

【解答】解：光在光纤中的传播速度为3×108m/s。根据t＝可计算出，光传播900km的距离所需要的时间为3×10﹣3s，但因为光纤通信实际上是光在光导纤维内壁上多次反射形成的，而不是直线传播，因此实际传播的距离会大于900km，所以所需的时间会大于3×10﹣3s；

每个人发音的音色不同，我们可以根据音色分辨播音员的声音；

故答案为：大于；音色。

三、解答题。

10．互联网在全球范围内使信息得到了高速共享，根据你对互联网的了解，用具体的事例说明：它给我们带来了哪些方便？

【解答】答：目前互联网信息包罗万象，可看新闻、查资料、浏览网上图书室、参观网上博物馆，网上购物等。

11．阅读短文，回答问题：

北斗卫星导航系统﹣﹣﹣夜空中最亮的星

 2020年6月23日，北斗三号最后一颗组网卫星从西昌卫星发射中心发射升空。在我国长期航天技术积累和导航系统技术发展的后发优势下，我国采取了一套与其他任一导航系统都截然不同的思路，北斗三号是唯一采用三种轨道搭配的星座；24颗卫星处在距离地面约21500千米的中圆地球轨道，3颗卫星处在赤道上空约3.6万千米高的地球静止轨道，3颗卫星处在倾斜地球同步轨道，轨道高度与地球静止轨道相同，但运行轨道面与赤道面保持约55度夹角。

卫星定位系统的原理并不复杂。卫星在向接收端发送自己位置信息时，会附上信息发出的时间，接收端接收到信息后，用当前时间减去发送时间，得到信息传播的时间，用信息传播的时间乘信息传播的速度（光速），我们就能得出终端与卫星的距离。

理论上来说，只要我们能得到用户终端与四个不共面卫星的距离，就能在三维空间中确定用户终端所在的位置。

在卫星定位系统中最核心的部分就是要准确测量卫星信号的传播时间。失之毫厘，谬以千里。任何一点细微的时间误差乘上光速，得到的距离误差都会被放大很多倍。在卫星导航系统中，1纳秒（十亿分之一秒）的时间误差将导致0.3米的距离误差。为了尽可能地减小时间误差，在卫星定位系统中我们使用的是目前最精确的时间测量工具一原子钟。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准，由于电磁波的振荡周期很稳定，使得原子钟的精度非常高，数千万年才会差1秒。目前世界上可以提供精确定位的全球定位系统，即美国的CPS俄罗斯的格洛纳斯定位系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略定位系统全部使用了原子钟来测定时间。将原子钟称为卫星定位系统的心脏一点也不夸张。

随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于各个领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面.在定位导航、灾害监测、工程建设、海洋开发等各个方面都能大放异彩。

（1）北斗卫星导航系统工作时，卫星是通过 　电磁波　将信息传回地面的。

（2）如果系统测量卫星信号传播时间的时间误差是1毫秒，那么将导致的距离误差是 　3×105　m。

（3）确定一个位置，至少需要接收 　4　颗卫星的信号。

（4）在卫星定位系统中使用原子钟，是因为 　根据原子振荡时发出固有频率的电磁波来计时　。

【答案】（1）电磁波；（2）3×105m；（3）4；（4）根据原子振荡时发出固有频率的电磁波来计时。

【解答】解：（1）卫星通过电磁波将信息传回地面；

（2）卫星是靠电磁波传递信息的，电磁波在真空中的传播速度是v＝3×108m/s，

当误差为1毫秒时，将导致的距离误差是：s＝vt＝3×108m/s×s＝3×105m；

（3）由材料内容可知，卫星定位需要接收机收到至少4颗卫星信号；

（4）由材料内容可知，原子钟是根据原子振荡时发出固有频率的电磁波来计时的。

故答案为：（1）电磁波；（2）3×105m；（3）4；（4）根据原子振荡时发出固有频率的电磁波来计时。