第21.1讲 信息的传递【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：现代顺风耳—电话
1876 年贝尔发明了电话。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。

模拟通信和数字通信：电话信号分为模拟信号和数字信号两种。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。
用点“ · ”和画“-”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子了。“电报”信号就是这样组成的。像这样用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫做数字通信。

【典例探究】近一年来在我们的生活中，5G手机通信业务已经逐渐推广，使用5G手机不仅通话信号好，还要在无线网络上网时效果更佳。下列说法正确的是( )
A．电磁波和声波在空气中的传播速度都是3×102km/s
B．电磁波和声波都是由物体振动产生的
C．手机无线上网是利用电磁波传输信息
D．电磁波能传递能量，声波不能传递能量
【答案】C
【解析】A．声波在空气中的传播速度是340m/s，电磁波在空气中的传播速度约是3×108m/s，合3×105km/s，该选项说法不正确；
B．电磁波是由振荡电流产生的，而声波是由物体的振动产生的，该选项说法不正确；
C．手机无线上网是利用电磁波传输信息，该选项说法正确；
D．电磁波和声波都能传递能量，该选项说法不正确。
故选C。
知识点2：电磁波的海洋
电磁波是怎样产生的：木棍在水面上振动会产生水波；说话时声带的振动在空气中形成声波。与水波、声波的形成相似，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。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递各种信息。

电磁波是怎样传播的：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰； 凹下的最低处， 叫做波谷。邻近的两个波峰（ 或波谷） 的距离， 叫做波长（wavelength）。在某确定位置，1 s 内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。水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（wave velcity）。跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速。
真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30 万千米每秒。c 是物理学中一个十分重要的常数，目前公认的数值是
c =2.997 924 58×108 m/s
电磁波频率的单位也是赫兹。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）。
电磁波是个大家族，通常用于广播、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。
日常生活中可以看到各种各样的天线，它们有的是发射电磁波的，有的是接收电磁波的。我们生活在电磁波的海洋中。

【典例探究1】2020年7月23日，“天问一号”成功发射，奔向火星；至2021年5月15日（农历四月初四），携带“祝融号”火星车的着陆巡视器在火星着陆，我国成为首个在一次火星探测任务中完成“绕、落、巡”三项目标的国家。下列描述错误的是（ ）
A．图甲中箭头所指的行星是火星
B．2021年5月15日，地球上看到的月相是下弦月
C．陨石撞击火星可以形成撞击坑
D．“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的
【答案】B
【解析】A．离太阳最近的行星是水星，向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故图甲中箭头所指的行星是火星，A正确，故A不符合题意；
B． 2021年5月15日是农历四月初四，而农历每月二十二、二十三日，因为只能看到月亮东边的半圆，即地球上看到的月相是下弦月，B错误，故B符合题意 ；
C．力可改变物体的形状，陨石撞击火星可以形成撞击坑，C正确，故C不符合题意；
D．电磁波不仅能传递声音信息，还能传递图像信息，“天问一号”拍摄的照片信息是以电磁波的形式传回地球的，D正确，故D不符合题意。
故选B。
知识点3：广播、电视和移动通信
收音机的天线接收到各种各样的电磁波。电视用电磁波传递图像信号和声音信号。移动电话与固定电话的工作原理基本一样，只是声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。

【典例探究1】2020年4月天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次利用射电望远镜拍到黑洞的照片如图1，已知射电望远镜通过收集太空中3.75×1010Hz的亚毫米波段电磁波进行记录最后生成这幅黑洞照片。图2是电磁波家族，请根据图中信息判断下列说法不正确的是（ ）
A．亚毫米电磁波属于无线电波
B．亚毫米电磁波的频率高于可见光，所以人类无法看见
C．真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光相同
D．亚毫米波段电磁波的传播不需要介质
【答案】B
【解析】A．根据图中的标注，3.75×1010Hz的亚毫米波段电磁波是属于无线电波这个范围的，故A正确，不符合题意；
B．望远镜收集到的波长比可见光波长更长的亚毫米波，在波速相同时，波长和频率成反比，所以收集的亚毫米波长比可见光的频率小，故B错误，符合题意；
C．真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光的传播速度相同，故C正确，不符合题意；
D．电磁波可以在真空中传播，因此亚毫米波段电磁波的传播不需要介质，故D正确，不符合题意。
故选B。
知识点4：越来越宽的信息之路
微波通信：微波的波长为10 m~1 mm，频率为30 MHz~3×105 MHz。一条微波线路可以同时开通几千、几
万路电话。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。因此，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。

卫星通信：利用卫星来发射和接收电磁波信号应用非常广泛，例如中国建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的即时定位服务。
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，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。
网络通信：计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。

【典例探究1】国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资源如下表。。根据下面的波谱图解答问题：
（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中传播速度快”？________ （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？_______ （选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）；
（2）中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？________ （选填“微波”、“红外线”、“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波比中国电信的5G信号的电磁波的波长更长？________ ）选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）。
【答案】否 一样大 微波 中国电信
【解析】（1）[1]中国移动5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅；它们同属于电磁波，在空气中传播速度相同。
[2]4G的电磁波和5G的电磁波，都是电磁波的一种，在空气中传播速度相同。
（2）[3]由图可知：中国移动5G信号的电磁波属于微波。
[4]由表可知，中国移动5G信号的频率高， 根据公式c=λf可知，中国移动5G信号的电磁波波长较短，中国电信5G信号的波长较长。
一、单选题
1．（2023·江苏徐州·统考中考真题）消防员戴的5G智能头盔可以把火灾现场的信息及时传回指挥中心，头盔传递信息是通过（ ）
A．超声波B．次声波C．红外线D．电磁波
2．（2023·湖南益阳·统考中考真题）2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通讯实验。这次实验突破了海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是（ ）
A．通过声波传递数据B．通过电磁波传递数据
C．通过光纤传递数据D．数据传输有较长时间的延迟
3．（2023·广东广州·统考中考真题）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430m~662nm之间的光。真空中，波长650nm的光（ ）

A．是紫光
B．不是电磁波
C．波长比蓝光的长
D．比波长500nm的光传播速度大
4．（2023·山东临沂·统考中考真题）2023年5月17日，我国成功发射了第56颗北斗导航卫星。对其进行在轨测试时。地面测试系统与该卫星之间的通讯利用了（ ）
A．红外线B．电磁波C．超声波D．次声波
5．（2023·四川成都·统考中考真题）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
二、填空题
6．（2023·江苏南通·统考中考真题）2023年5月17日10时49分，第56颗北斗导航卫星成功升空进入轨道。卫星的惯性 （选填“会”或“不会”）消失，卫星通过地面通信站发出的 接受指令，助推器喷气调整卫星的运行轨迹，说明力能改变物体的 。
7．（2023·四川甘孜·统考中考真题）手机是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的，通话过程中手机发热是因为电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。
8．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）遥感卫星利用 （选填“红外线”或“紫外线”）遥感设备探测海水温度，再通过 把信息传输到地球。
9．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）2023年5月30日，如图是搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭点火发射时的情景。火箭在加速上升过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的 能，所搭载的载人飞船的质量 （填“变大”“不变”或“变小”）。神舟十六号载人飞船与核心舱通过 （填“超声波”或“电磁波”）进行联系，自主完成对接。
三、科普阅读题
10．（2023·山东烟台·统考中考真题）阅读短文，回答问题：
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”；目前中国空间站呈现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天和核心舱作为“T”字的一竖；中国空间站为什么选用“T”字构型？

“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对大型太阳翼都能接收到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间站运行的安全性；
我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天强国建设迈出了坚实步伐；
（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁波”或“超声波”）；
（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选填“静止”或“运动”）的；
（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因）( )
一、单选题
1．（2023上·九年级校联考课前预习）2023年5月30日上午9时31分，我国神舟十六号飞船成功发射，地面上科技人员对神舟十六号飞船的控制是利用（ ）
A．超声波B．微波C．次声波D．紫外线
2．（2023·福建三明·一模）如图，2022年10月12日，新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，授课过程中“太空教师”与地面师生之间的互动交流主要依靠（ ）

A．空气B．电磁波C．超声波D．次声波
3．（2023·安徽芜湖·校联考模拟预测）2023年2月10日，国产C919飞机从上海浦东起飞，圆满完成了第一次超3000公里的航程。下列说法正确的是（ ）
A．飞机是通过超声波与地面控制台取得联系的
B．飞机加速起飞时，飞机的惯性变大
C．飞机在高空受到的大气压强比在地面附近的大
D．飞机起飞时机翼上方空气流速大于下方空气流速
4．（2023·福建泉州·统考模拟预测）2023年2月，国内首例5G超远程机器人肝胆手术成功进行。杭州的医生利用5G技术操纵机器人的机械臂，远程控制手术钳和电刀，为5000公里外新疆的患者实施了手术，突破了医疗资源的时空限制。手术时信号传输利用的是（ ）
A．超声波B．次声波C．无线电波D．红外线
5．（2023·广东·统考模拟预测）电磁波是个大家族，图中所示的是其家族成员。下列关于电磁波及其应用的说法中，不正确的是（ ）
A．红外线是一种电磁波
B．在真空中，γ射线传播速度最快
C．无线电波的传播不需要介质
D．遥控器利用红外线实现对空调的控制
二、填空题
6．（2023·江苏常州·校考二模）如图所示的“翔龙”无人机是我国中航工业自主研究和生产的一种高速隐身侦察机。可在万米高空长时间作业。机身涂有特殊涂层、打磨成完美的流线造型，正常巡航速度100m/s。涂层材料极易 （吸收/反射）雷达发射的电磁波；电磁波在真空中的传播速度为 m/s；“翔龙”无人机的升空原理是 。

7．（2023·吉林·统考三模）为了落实防疫政策，很多小区门口用扩音器实时播放相关要求，这是利用声音可以传递 的道理；市民每到一个场所都需要用手机扫描“吉祥码”，此时手机所用的网络信号和 线都属于电磁波。
8．（2023·云南曲靖·校考二模）Wifi是一种可以将电脑、手机等终端设备互相连接的技术，常见的连接方式是通过如图所示的一个无线路由器来实现的。路由器是通过 向四周的终端设备传递信息的。正在推广使用的5G数据传输技术与传统的4G相比， （选填“波速”、“波长”或“频率”）更高。

9．（2023·广东·统考模拟预测）光是一种 波。如图是某电磁波的波形图，其频率为 Hz。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km，地球指挥中心向探月卫星发射的指令，经 s到达卫星。

10．（2023·江苏淮安·统考一模）如图所示，探究电磁波的产生和传播特性。
（1）如图甲，在验证电磁波的存在的实验中，实验成功的关键是要用导线 （直接/时断时续）接触电池两端，才能听到收音机发出的“咔咔”声；
（2）如图乙将手机放在真空罩中，用抽气机抽去罩中的空气，打电话呼叫罩内的手机，发现手机能收到呼叫信号，说明 ；
（3）如图丙，将手机放到金属盆中，扣上金属网罩，打电话呼叫盆中的手机，不能收到呼叫信号；再将手机放在纸盒中，打电话呼叫，手机能收到呼叫信号，说明 。
三、综合题
11．（2022·山东青岛·统考中考真题）2022年5月10日凌晨，“天舟四号”货运飞船搭载“长征七号遥五”运载火箭升空，8点54分与“天和”核心舱精准对接，万里穿针也能轻盈优雅。
（1）火箭升空时，燃气向下喷出，火箭向上运动，说明物体间力的作用是 的；
（2）飞船运行过程中，通过 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面遥控中心进行信息传递；
（3）飞船与核心舱对接后，一起绕地球飞行，以核心舱为参照物，飞船是 的；
（4）飞船把货物从地球运送到太空后，货物的质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
四、科普阅读题
12．（2022·内蒙古赤峰·统考中考真题）阅读短文，回答问题：
如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波向前传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。在某确定位置，1s 内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。
水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。跟水波类似，电磁波也 有自己的频率、波长和波速。
电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相，γ射线用于医疗。
无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播。
（1）电视机遥控器利用 实现对电视机的控制（填电磁波家族成员名称）；
（2）如图丙所示的波，波长为 cm；
（3）波长为1m的无线电波 （选填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向远方传播。
运营商
中国移动
中国联通
中国电信
中国广电
频谱资源