作业10 无线电波和无线电通信（含信息题专练）（解析版）.docx

1、 完成时间： 月 日 天气： 作业10 无线电波和无线电通信（含信息题专练）一、无线电波1.无线电波：射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是无线电波。2.无线电波的特征：（1）波速：波传播的快慢。（2）波长：相邻两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。用字母表示。单位是米（m）。（3）频率：波周期性变化的次数与时间之比，用字母表示。单位是赫，还有千赫和兆赫等。（4）波速、波长与频率的关系：。要点：1.在真空中无线电波的波速一定，无线电波的波长和频率互成反比例关系。2.无线电波的用途非常广泛：医生用射线做脑手术；用X光片判断是否骨折；电视机、空调等设备的遥控器都是红外遥控；微波在

2、通信领域、日常生活中大显身手；无线电波，收音机、电视机、飞机和舰船上的雷达都少不了。二、踏上信息高速公路1.光导纤维：光导纤维简称光纤，是传输光信号的器件。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。（3）移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系。3.互联网：互联网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。要点：1.光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离、大容量传输信息。2.卫星定位系统由三部分组成：空间段：在距离地球200

3、00km以上的轨道上，均匀分布着若干颗带有原子钟的卫星；地面段：保证空间原子钟的计时准确，并完成导航数据的计时；用户段：卫星定位接收机等。一、选择题1实施“空中课堂”教学，它传输信息用到的是（）A超声波B次声波C红外线D无线电波【答案】D【详解】“空中课堂”是通过互联网的方式实现远距离教学，信息的传递是通过无线电波实现的，故选D。2关于信息传递，下列说法正确的是（）A光在光导纤维内壁上多次折射传递信息B手机通话是利用超声波传递信息C北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务D宇航员在空间站外交流可以使用超声波【答案】C【详解】A光纤通信是光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的

4、光传导通信模式，所以光在光导纤维内壁上多次反射传递信息，故A错误；B电磁波传输速度快，容量大，可以在真空中传播等优点，手机通话是利用电磁波传递信息，故B错误；C电磁波传输速度快，容量大，可以在真空中传播等优点，北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务，故C正确；D由于太空中是真空，真空不能传声，宇航员在空间站外交流可以使用电磁波，故D错误。故选C。3下列关于电磁波的说法正确的是（）A电磁波在空气中的传播速度是340m/sB电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号C微信聊天时手机发射的电磁波不能在真空中传播D北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收电磁波【答案】D【详解】A电磁波在空气中

5、的传播速度是3108m/s，故A错误；B电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以传递图像信号，故B错误；C电磁波可以在真空中传播，故C错误；D卫星接收和发送信号要靠电磁波传递，我国的北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的，故D正确。故选D。4关于在真空中传播的无线电波，下列说法中正确的是（）A频率较高的电磁波，传播的速度较大B波长较长的电磁波，传播的速度较大C频率较高的电磁波，波长较长D不同频率的电磁波，传播的速度相同【答案】D【详解】AB电磁波在真空中的传播速度与光速相同，保持不变，与频率、波长的大小无关，故A B错误；C由公式可知，波速一定时，频率f和波长成反比，即频率较高的电

6、磁波，波长较短，故C错误；D无论频率高低，波长长短，电磁波传播的速度都是相同的，故D正确。故选D。5关于信息的传递，下列说法正确的是（）A用月球做中继站，实现微波通信B用手机与另一部手机通话时，必须经过基地台才能实现C同步通信卫星作为传播微波的中继站用两颗同步卫星就可以实现全球通信D光纤通信是依靠激光在光导纤维内沿直线传播来传递信息的【答案】B【详解】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，但是不能把月亮当做中继站，因为月亮绕地球转动，故A错误；B由于手机电磁波信号发射和接收能力有限，用手机与另一部手机通话时，必须经过基地台转接才能实现，故B正确；C应该用和地球同步的

7、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，故C错误；D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D错误。故选B。6我们生活在电磁波的海洋中，下列关于电磁波的说法中正确的是（）A在房间内不开收音机、电视机时房间内不存在电磁波B电磁波不能在真空中传播C电磁波在空气中的传播速度是340m/sD电磁波不仅能传递声音信号，也能传递图像信号【答案】D【详解】A电磁波由电台、电视台不断地向外传播，房间内的收音机、电视机不开，只是没有接收电磁波，不是电磁波不存在，故A错误；B电磁波

8、的传播不需要介质，能在真空中传播，故B错误；C电磁在空气中的传播速度约为3108 m/s，故C错误；D电磁波既可以传递声音信号，也可以传播图象信号，故D正确。7我国科研团队利用（米口径球面射电望远镜）发现了世界首例持续活跃的快速射电暴。快速射电暴（）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象。下列说法正确的是（）A无线电波只能在真空中传播B无线电波的传播速度小于光的传播速度C如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息DFAST可先后收到火星、月球、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波【答案】C【详解】A无线电波可以在真空和其它介质中传播，故A错误；B无线电波与光都是电磁波，无线电波的传

9、播速度等于光的传播速度，故B错误；C电磁波可以携带信息，如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息，故C正确；D电磁波速度一定，根据可知：FAST可先后收到月球、火星、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波，故D错误。故选C。8据网络信息，WIFI商业联盟，Wifi版本，标准和时间以及对应的参数统计如图，由图可知（）Wifi版本wifi标准发布时间最高传输速率工作频段Wifi 7IEEE 802.1 lbc2022年30Gbits2.4GHz，5GHz，6GHzWifi 6IEEE 802.1 lax2019年11Gbps2.4GHz或5GHzWifi 1 IEEE 802.1

10、 la1999年54Mbps5GHzA随着Wifi版本的提升，信号电磁波的传播速度越来越快B某Wifi6版本的家用路由器工作信号属于无线电波C从电磁波谱图可以看出红外线的波长明显小于紫外线的波长D1999年实施的第一代Wifi工作频段为5GHz，说明当时已进入5G通信时代【答案】B【详解】A上网用的Wifi是电磁波，电磁波在空气中的传播速度约为3108m/s，故A不符合题意；BWiFi利用了电磁波中的微波技术进行信息传输，故B符合题意；C从电磁波谱图中可以得到红外线的频率小于紫外线的频率，故C不符合题意；D5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。5G信

11、号一般采用3300MHz5000MHz频段的无线电波，故D不符合题意。故选B。二、填空题9一节新干电池的电压为 伏；四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的冲程是 冲程；在太空中，空间站通过 把信息传输到地面指挥中心（选填“无线电波”或“声波”）。【答案】 1.5 做功 无线电波【详解】1一节新干电池的电压为1.5V，家庭电路电压为220V。2四冲程汽油机工作时有两个冲程存在能量转化，将内能转化为机械能的是做功冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程。3声波需要介质传播，太空中没有空气，因此空间站通过无线电波传递信息。10航天员在太空出舱作业的过程中，地面工作人员是通过 （选填“无线电波”或“声波”

12、）与该航天员进行交流；航天员返回实验舱的过程中，以实验舱为参照物，该航天员是 的（选填“运动”或“静止”），他的惯性 （选填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】 无线电波 运动 不变【详解】1声波不能在真空中传播，地面工作人员与该航天员是通过电磁波（无线电波）进行信息的传递。2返回过程中，以实验舱为参照物，航天员与实验舱的位置发生了变化，因此航天员是运动的。3惯性的大小只与物体的质量有关，航天员返回实验舱的过程中质量不变，则他的惯性大小不变。11现代社会手机已成为人们普遍使用的通信工具，它是由 来传递信息的。某手机发射的信号频率是2000MHz，那么信号的波长约为 m。【答案】 电磁波 0.

13、15【详解】12手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的；手机信号的频率为电磁波的传播速度为手机信号的波长为12我国发电厂发出的交变电流的周期是 ，频率是 。【答案】 0.02s 50Hz【详解】12我国供生产和生活用的交流电的频率是50Hz，频率和周期互为倒数，即13光纤通信光纤通信是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 ，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的 ，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性 ，不受外界条件的 ，传播距离 ，容量 。【答案】 玻

14、璃丝 激光 强 干扰 远 大【详解】11966年英籍华人高锟发表论文提出用石英制作玻璃丝，即光导纤维，可实现大容量的光纤通信。2光纤通信传送的是一种高方向性、高相干性、高单色性的激光，所以光纤通信又叫激光光纤通信。34由于激光的高方向性、高相干性、高单色性等优点，使得光纤通信的保密性强，不受外界环境的干扰，5光纤通信传播损耗低，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里，因此，光纤通信传播距离远。6一根光纤的潜在带宽可达20THz，因此，光纤通信的容量大。14太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 能源（选填“一次”或“二次”），用户是利用卫星接收和发射的 信号来收看现场画面的。【

15、答案】 可再生 二次 电磁波【详解】1太阳能可以从自然界源源不断获得，故太阳能是可再生能源。2电能必须通过一次能源的消耗才能得到，属于二次能源。3卫星通信是一种利用人造卫星作为中继站来转发电磁波而进行的两个或多个地面站之间的通信。用户是利用卫星接收和发射的电磁波信号来收看现场画面的。15收音机通过 接收无线电波，机内的电子电路从接收到的无线电波中把选出的音频电信号加以放大，再通过扬声器把 转换成 ，这就是无线电广播的接收过程。【答案】 接收天线 电信号 声信号【详解】1收音机是靠接收天线来接收无线电波的，通过天线接收高频信号，再经过一定的解调还原成音频信号，之后通过输出部件转变成音波，然后再播

16、放出来。23电子电路将接收的无线电波中的音频电信号卸载下来并放大，扬声器将电信号转换为声信号，我们就听到了声音。16 是传递信息的载体。无线电通信系统由 和 两大部分组成。无线电广播信号的发射和接受：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。【答案】 电磁波 发射装置 接收装置【详解】1无线电通信的载体的电磁波，根据电磁波波长差异，可将无线电通信分为长波通信、中波通信、短波通信、超短波通信和微波通信。23无线电通信系统由发射装置和接收装置两部分组成。而对于移动电话，则既是发射装置又是接收装置，比如手机。三、简答题17小晶用收音机收听中央人民广播电台1008kHz频道播放的钢琴

17、节目，某时刻他听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音。问：（1）在该时刻，射频电流的频率是多少、音频电流的频率是多少？（2）此时收音机接收到空中电磁波的频率是多少？【答案】（1）见解析；（2）见解析【详解】（1）中央人民广播电台1008kH频道，所以，在该时刻电磁波的射频电流的频率是1008kHz；听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音，则音频电流的频率为440Hz。（2）收音机也要收到电磁波，则必须调节本身的接收频率和电磁波的频率一样，故此时收音机接收到电磁波频率为1008kHz。18如图所示是6月23日9时43分，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空的场景，卫

18、星准确进入预定轨道，发射任务取得圆满成功，标志着北斗全球系统星座部署完成。如图乙所示的北斗系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，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空间基础设施。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品将广泛应用于如图丙所示的交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。请找出一个与上述情景相关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。示例：物理信息：卫星

19、发射点火升空；物理知识：燃料燃烧，将化学能转化为内能。作答：物理信息： ；物理知识： 。【答案】 北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品将广泛应用于如图丙所示的交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域 信息传递，电磁波的应用【详解】12通过阅读材料内容：“北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品将广泛应用于如图丙所示的交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域。”可以知道北斗系统传输的信息是通过电磁波进行信息传递的。19阅读短文，回答问题。“嫦娥四号”怀抱“玉兔二

20、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

21、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】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析【详解】(1)由题意可知，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，由于光是沿直线传播的，月球背面反射的光无法反射到地球上，所以人类在地球上只能看见月球的正面。(2)由于电磁波沿

22、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”既能看到月球表面，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。 一、填空题1图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1 MHz=106赫兹），若受到频率相同或相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz 300000 MHz，可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。（1）该微波炉正常

23、工作0.1小时，耗电 度；（2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ；（3）若要加热牛奶到60左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热； A耐高温的玻璃杯B耐高温的不锈钢杯 C耐热温度 50 的一次性纸杯【答案】 0.08 见解析 A【详解】（1）1由图（b）知道，该微波炉的额定功率是800W，由 知道，该微波炉正常工作0.1小时，消耗电能（2）2根据题意知道，微波炉加热食物的原理是：食物中含有水分子，微波炉的微波频率与水分子固有频率相同，水分子受到频率相同微波激发，水分子热运动加剧，内能增加，温度升高。（3）3根据题意知道“微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会

24、发生反射”，所以，要加热牛奶时，需要把牛奶倒入耐高温的玻璃杯中，再放入微波炉加热，故A符合题意。故选A。2电磁波是指在空间传播的交变电磁场，在真空中的传播速度为3108米/秒，无线电波是其中的一种电磁波。无线电波、红外线、可见光（即人眼能看到的光）、紫外线、X射线、射线都是电磁波，它们的产生方式不尽相同，波的长度也不同，把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱，如图所示。请根据上述信息及所学知识，结合电磁波谱图回答：(1)白光（可见光）可以发生色散，分解成红、橙、黄等七种颜色的光，其中波长最长的单色光是 光。广播和电视利用电磁波谱中 来传递声音和图像；(2)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系

25、，可以得出初步结论 ；(3)请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出结论： 。【答案】 红 无线电波 电磁波谱中各种波的波长随频率增大而减小 波长与频率的乘积是一个定值（或电磁波谱中各种波的波长与频率成反比）【详解】(1)1由图可知，白光分解成红、橙、黄等七种颜色的光，其中波长最长的单色光是红光，波长为780纳米。2广播和电视利用电磁波谱中无线电波来传递声音和图像，无线电波的波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。(2)3观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出初步结论：电磁波谱中各种波的波长随频率增大而减小。(3)4进一步观察和计算，发现无线电波、红外线

26、、紫外线、X射线、射线的波长与频率乘积相同，结果恒定为3108，则可以得出结论：波长与频率的乘积是一个定值（或电磁波谱中各种波的波长与频率成反比）。3我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试，潜水器配备了国际先进水平的声学系统，声学系统由母船部分和潜水器本体部分组成，为“奋斗者”号实现了水声通信、精细探测和定位导航。水声通信是“奋斗者”号与母船之间唯一的沟通方式。由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，也无法通过一根连接母船的线缆来进行通信。所以科学家为“奋斗者”号量身定制了一套数字水声通信系统，如图所示，通过换能器进行发射和接收，实现数据交互精细探测为“奋斗者

27、”号在水下航行和作业提供了安全保障。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者”号安装有前视成像声呐设备，可对前方海山的距离和轮廓进行实时探测。定位导航使“奋斗者”号水下作业精准高效。由于水下没有卫星定位，必须使用声学定位。下潜之前，科学家通过设备的标定实验，再将定位与多普勒测速仪、惯性导航设备组合后进行导航，就能实现万米海底“大海捞针”。（1）由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，因此 是“奋斗者”号与母船之间沟通的唯一方式；（2）前视成像声呐设备能发出 （选填“超声波”或“次声波”）；让潜水器在漆黑的万米深海中精准避障。这说明声音能传递 （选填“信息”或“能量”）；（3）请写

28、出“奋斗者”号声学系统的一个优点： 。【答案】 水声通信 超声波 信息 精准高效【详解】（1）1由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，因此水声通信是“奋斗者”号与母船之间沟通的唯一方式，水声通信利用声波传递信息。（2）23前视成像声呐设备能发出超声波，让潜水器在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声音能传递信息（3）4“奋斗者”号声学系统的一个优点是精准高效。4图甲为部分电磁波的频率分布示意图。（1）由图可知，紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为 m/s，其波长为 m；（2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）；A遥控器控制电视B体检时拍X光片C医院杀菌消毒灯

29、D“测温枪”测量体温（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验；步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在 （选填“”“”或“”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。由此可推断，该防晒霜 （选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。【答案】 是 3108 310-8 C

30、不能【详解】（1）123由图甲可知，紫外线的频率在电磁波的频率范围之内，因此紫外线属于电磁波；电磁波在真空中的传播速度等于光速，即3108m/s；波长（2）4B体检时拍X光片，由图甲可知，X射线不属于紫外线，故B不符合题意；AD遥控器和的测温枪是利用红外线工作的，故AD不符合题意；C紫外线化学作用强，可以杀死微生物，医院杀菌消毒灯是利用紫外线工作的，故C符合题意。故选C。（3）5涂有荧光物质的硬纸板可以用来检验有没有紫外线射到硬纸板上，因此应将玻璃板放在紫外线灯和硬纸板之间，即位置。6由步骤二、三可知，没有紫外线射到硬纸板上时，荧光物质不发光；有紫外线照射到硬纸板上时，荧光物质发光，由步骤四可

31、知，荧光物质有微弱发光，说明有少量的紫外线透过涂有防晒霜的玻璃板射到硬纸板上，因此防晒霜不能阻挡全部紫外线。5紫外线可以穿透大气层到达地球表面，图为紫外线的三个波段示意图。某地区冬至正午，测出不同波长紫外线的强度随海拔高度变化情况如下表：强度（104W/m2）海拔（km）波长（nm）00.511.522.52800.010.050.10.51529071020507080300200300400500600700390100010001000100010001000（1）海拔2km，波长为290nm的紫外线，其强度为 W/m2；（2）该地区强度最大的紫外线为波段 （选填“UVC”、“UVB”、

32、“UVA”）；（3）根据表归纳“波长为300nm的紫外线强度与海拔高度的关系”： ；（4）请根据表中数据推测大气对波长为 nm的紫外线阻挡作用最弱。（选填“280”、“290”、“300”、“390”）【答案】 7103 UVA 紫外线的强度随海拔高度的增加而增加 390【详解】（1）1由表中数据可知，海拔2km，波长为290nm的紫外线，强度为（2）2该地区强度最大的紫外线为海拔2.5km，波长为390nm的紫外线，波段为UVA。（3）3由表中数据可知，波长为300nm的紫外线的强度随海拔高度的增加而增加。（4）4表中波长为390nm的紫外线在各个海波高度均为1000W/m2，故对390nm的紫外线阻挡作用最弱。