專題21 信息的傳遞本專題中考考點及要求（“”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）評價目標和評價水平標準要求 知識性目標技能性目標體驗性目標了解認識理解獨立操作經歷認同內化知道電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。了解電磁波的應用及其對人類生活和社會發展的影響。規律總結1：現代順風耳電話1.電話1876年美國發明家貝爾發明了第一部電話（1）基本結構：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號變成變化的電流，電流沿著導線把信息傳到遠方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音。（話筒把聲信號轉化為電信號；聽筒把電信號轉化為聲信號）2.電話交換機為了提高線路的利用率，人們發明了電話交換機。3.模擬通信和數字通信（1）模擬信號：聲音轉換成信號電流時，信號電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號的“一舉一動”，這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。（2）數字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數學信號，使用數學信號的通信方式叫做數字通信。模擬信號容易失真；數字信號抗干擾能力強，便于加工處理，可以加密。在電話與交換機之間一般傳遞模擬信號，在交換機之間傳遞數字信號。規律總結2：電磁波的海洋1.電磁波的產生導線中電流的迅速變化會在周圍空間激起電磁波。2.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣， c=3108m/s =3105km/s3.電磁波波速、波長和頻率f的關系：（1）波長：電流每振蕩一次電磁波向前傳播的距離叫做波長，用表示，單位是m。波長表示相鄰兩個波峰之間的距離，或相鄰兩個波谷之間的距離。（2）頻率：一秒內電流振蕩的次數交頻率，用f表示，單位是赫茲（Hz），比赫茲（Hz）大的還有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1 MHz=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz（3）波速：一秒內電磁波傳播的距離，用c表示，單位是m/s。（4）波長、頻率和波速的關系c=f = f =。（5）電磁波的波長與頻率f成反比。4.電磁波中用于廣播、電視和移動電話的是頻率為數百千赫至數百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）。無線電波特點：無線電波的波長從幾毫米道幾千米，通常根據波長或頻率把無線電波分成幾個波段，包括：長波、中波、短波、微波等，各個波段的無線電波有各自的傳播方式和用途，如下表所示。規律總結3：廣播、電視和移動通信1.無線電廣播信號的發射和接受：無線電廣播信號的發射由廣播電臺完成，信號的接受由收音機完成。2.電視信號的發射與接收：電視用電磁波傳送圖像信號和聲音信號。電視信號的發射由電視臺完成，接收由電視機完成。3.移動電話：移動電話由空間的電磁波來傳遞信息。移動電話機既是無線發射臺又是無線電接收臺。移動電話的體積很小，發射功率不大，它的天線也很簡單，靈敏度不高，因此，它和其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺轉移，這種固定的電臺叫基地臺。4.音頻、視頻、射頻和頻道：由聲音變成的電信號，它的頻率跟聲音相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號。由圖像變成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號。音頻電流和視頻電流在空間激發電磁波的能力很差，需要把它們加載到具有更好的發射能力的電流上，才能發射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流教做射頻電流。不同的電視臺使用不同的射頻范圍進行廣播，以免互相干擾；這一個個不同的頻率范圍就叫做頻道。規律總結4：越來越寬的信息之路1.微波通信。微波的波長在10m1mm之間，頻率在30 MHz 3105MHz之間。微波的性質更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球繞射，因此，必須每隔50km左右就建設一個微波中繼站。2.衛星通信。通信衛星相當于微波通信的中繼站。通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信。3.光纖通信。光纖通信是光從光導纖維的一端射入，在內壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。光導纖維是很細很細的玻璃絲，由內芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國科學家梅曼發現的。光纖通信的保密性強，不受外界條件的干擾，傳播距離遠，容量大。4.網絡通信。目前使用最頻繁的網絡通信形式是電子郵件。例如：電子郵件地址：xiaolin server.com.cn用戶名：xiaolin服務器名，其中“cn”是China的縮寫，表示這個服務器是在中國注冊的。 世界上最大的計算機網絡，叫做因特網。計算機之間的聯結，除了使用金屬線外，還使用光纜、通信衛星等各種通信手段。寬帶網是指頻率較高，能傳輸更多信息的網絡。【例題1】（2018大慶）關于電磁波和現代通信，下列說法正確的是（）A導體中電流的迅速變化會在空間激起電磁波B我國建立的“北斗”衛星導航系統是利用超聲波進行導航的C固定電話、移動電話、廣播和電視都是利用導線中的電流傳遞信息的D電話聽筒是把聲信號轉換成電信號【答案】A【解析】A.導體中電流的迅速變化會在空間激起電磁波，故A項說法正確。B.衛星在太空中，太空中是真空，聲波在真空中不能傳聲，所以不能利用超聲波導航，故B項說法錯誤。C.固定電話是利用導線中的電流來傳遞信息的，移動電話、廣播和電視都是利用電磁波來傳遞信息的，故C項說法錯誤。D.電話的話筒是把聲信號轉化為電信號，聽筒是把電信號轉化為聲信號，故D項說法錯誤。【例題2】（2019無錫）中國的創新發展戰略使科技領域不斷取得新成果，下列說法正確的是（ ）A.智能機器人只能通過聲音信號控制 B.北斗衛星導航是通過光纖傳遞信息C.無人自動駕駛汽車行駛不需要消耗能量 D.用5G手機上網是通過電磁波傳遞信息【答案】D【解析】A.智能機器人可以通過電磁波信號控制。B.北斗衛星通過電磁波傳遞信息。C.無人駕駛汽車需要消耗能量。【2019年題組】一、填空題1（2019成都）人們在使用手機時，芯片上晶體管中的電阻會發熱，是將電能轉化為能；手機通話過程中，是利用 來傳遞信息的。【答案】內；電磁波。【解析】（1）電流流過導體時會產生熱量，這是電流的熱效應；人們在使用手機時，芯片上晶體管中的電阻會發熱，芯片的溫度升高，內能增加。（2）手機是靠發射和接收電磁波來工作的。2（2019濟南）WiFi是將電腦、手機與互聯網以無線方式連接的技術，可進行信息、文件等材料的無線傳輸，此過程中各種信息是靠 來傳輸的，它在真空中的傳播速度是 。【答案】電磁波；3108m/s。【解析】利用WiFi無線上網時，路由器利用電磁波向四周有效范圍內的終端傳遞信息；電磁波的傳播速度等于光速，為3108m/s。3（2019江西）漁民出海捕撈，常常滿艙而歸。在平靜的海面上，一艘空船受到的浮力是F1，裝滿魚后受到的浮力是F2，則F1______F2（選填“”、“”或“=”）。漁船編隊在某個海域捕撈時，漁民用特定頻率的電臺通信是利用________傳遞信息。【答案】 電磁波【解析】根據漂浮條件，得F1=G空，F2=G滿，因為G空G滿，所以得F1F2；電臺是利用電磁波進行通信的，這是利用了電磁波可以傳遞信息的特點。二、選擇題4.（2019北京）電話的聽筒工作時主要是利用了電流的（）A化學效應B磁效應 C熱效應D以上三種效應均有【答案】B【解析】在電話的話筒中有能振動的膜片和隨話音跳動的碳粒，人們對著話筒說話時，膜片便隨著聲音的高低強弱而發生振動，從而壓縮碳粒一緊一松，這樣就把強度不同的聲波變成了相應大小的電信號；聽筒里有電磁鐵和膜片，當強弱不同的電信號傳到聽筒后，電磁鐵便將電信號變成膜片的強弱振動，把傳輸的聲音還原出來聽筒里有電磁鐵，是把變化的電流轉化為聲音信號，是利用電流的磁效應工作的5（2019綏化）目前中國網民數量和網絡規模均位居全球第一，WiFi上網是當今廣泛使用的一種無線網絡傳輸技術，它傳遞信息用到的載體是（）A次聲波B超聲波C電磁波D可見光【答案】C【解析】WiFi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網（WLAN）的技術，它是用微波來傳遞信息的。次聲波、超聲波都屬于聲波不能再真空中傳播。而WIFI是用微波來傳遞信息的，微波與可見光的波段不同，屬于不同的電磁波。6（2019河南）2019年被稱為5G元年，6月6日我國開始發放5G商用牌照。5G技術也是依靠電磁波傳遞信息的，下列有關電磁波的說法正確的是（）A太空中是真空，電磁波不能傳播B電磁波在空氣中的傳播速度是340m/sC光是一種電磁波D中央電視臺和郴州電視臺發射的電磁波傳播速度不同【答案】C【解析】A.電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；B.聲音在空氣中傳播速度約為340m/s，電磁波在空氣中的傳播速度約為3108m/s，故B錯誤；C.光是一種電磁波，故C正確；D.中央電視臺和郴州電視臺發射的電磁波頻率不同，但不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，故D錯誤。三、綜合計算題7.（2019貴州黔東南）閱讀下面材料，請參照所給示例，從材料中找出兩處與物理現象或物品的描述，并分別說明所涉及的物理知識或規律（物理知識或規律不能與示例重復）。2019年春晚深圳分會場上主持人從云軌中走出來拜年的場景令人印象深刻。云軌（如圖）搭載了永磁輪邊直驅電機，電機軸直接驅動行走輪；采用輕型鋁制車身，輕量化效果顯著。每天清晨，它可以在完成牽引、制動、車門、照明等多項檢測之后，自動上線，隨后自動運行，自動“回家”及自動“休眠”。在市電中斷的情況下，可自動切換成車載動力電池供電，并在無人駕駛模式下，驅動車輛安全運行至車站。它還具有人臉識別功能，通過攝像鏡頭來捕捉人臉信息，讓來客快速通過。每節車廂設有高速WIFI（無線）服務，可在線分享照片、視頻等。【示例】通過攝像鏡頭來捕捉人臉信息的物理現象，反映了凸透鏡成像的物理知識或規律。【答案】見解析。【解析】采用輕型鋁制車身，輕量化效果顯著，是利用鋁密度比較小的物理知識；每節車廂設有高速WIFI（無線）服務，可在線分享照片、視頻等。是利用電磁波可以傳遞信息的知識；每天清晨，它可以在完成牽引、制動、車門、照明等多項檢測之后，自動上線，隨后自動運行，自動“回家”及自動“休眠”。是利用電能可以轉化為其他能量的知識。【2018年題組】一、填空題1.（自編題）電話之間是通過電話交換機來實現通話，一個地區的電話都接到同一臺交換機上，每部電話都編上_____.使用時，交換機把需要通話的兩部電話接通，通話完畢再將線路_______.現代的程控電話交換機利用了電子計算機技術，實現了按用戶所撥的號碼_______接通話機.【答案】號碼，斷開。自動。【解析】電話交換機的作用是為了提高線路的利用率。同一個縣城或者區域用一臺電話交換機，不同的地區之間把電話交換機連接即可。2（2018武漢）如圖所示是嫦娥4號的中繼衛星“鵲橋”由長征4號丙運載火箭發射時的情景。火箭中的燃料燃燒時，燃氣推動火箭和衛星上升，衛星的機械能會______（填“增大”“不變”或“減小”），火箭外殼的溫度會______（填“升高”“不變”或“降低”）。“鵲橋”最終在距地球約45萬千米的軌道上運行，由此可知，從地球上發射的電磁波信號經過______秒后就會被“鵲橋”接收到。【答案】增大；升高；1.5。【解析】火箭中的燃料燃燒時，燃氣推動火箭和衛星上升，衛星的質量不變，速度變大，高度增加，所以衛星的動能、重力勢能都增大，其機械能會增大； 火箭上升過程中，克服與大氣間的摩擦，機械能轉化為內能，所以火箭外殼的溫度會升高； 電磁波在太空中的傳播速度為3108m/s=3105km/s， 由v= s t可得，電磁波傳播時間： t=s/v=1.5s。 3（2018新疆）北斗衛星定位系統既可以發射也可以接收 （選填“超聲波”或“電磁波”）。晚自習時，教室中正常發光的某一盞燈突然熄滅了，原因可能是該燈 （選填“短路”或“斷路”）。【答案】電磁波；斷路【解析】電磁波是移動通信傳遞信息的介質；家庭電路中各用電器是并聯的。衛星接收和發送信號要靠電磁波傳遞，我國的北斗衛星定位系統也是利用電磁波來傳遞信號的；教室中正常發光的某一盞燈突然熄滅了，其他燈不受影響，由于是并聯電路，故燈泡的故障是斷路。二、選擇題4（2018重慶）2019年1月3號嫦娥四號著陸器與巡視器成功分析月球車“玉兔二號”順利抵達月背表面如圖所示，玉兔二號月球車在月球表面展開探測工作。下面說法不正確的是（）A月球車是利用超聲波與地面保持聯系的B太陽能帆板的作用是將太陽能轉化為電能C紅外成像光譜可調查月表物質成分，紅外線屬于不可見光D“玉兔二號”的輪子做的較為寬大是為了減小對月表的壓力【答案】AD【解析】（1）衛星信號都是通過無線電波來傳遞信息的；（2）玉兔號月球車上太陽能帆板的作用是為月球車提供能量，根據能量守恒，能量的來源只能是太陽能，故其作用是將太陽能轉化為電能；（3）電磁波譜中人眼可以感知的部分叫可見光，紅外線、紫外線屬于不可見光；（4）壓強的大小與壓力和接觸面的面積有關。A.月球上沒有空氣，聲音無法傳播，因此月球車把月球上獲取的信息通過無線電波傳輸到地球上；故A錯誤；B.太陽能帆板的作用是將太陽能轉化為電能，故B正確；C.紅外線屬于不可見光，故C正確；D.玉兔二號的輪子比較寬大是為了增大受力面積，減小對月球表面的壓強，故D錯誤。5（2018海南）人造地球同步衛星常用于通訊、氣象、廣播電視等方面，以實現對同一地區連續工作，下列關于同步衛星的說法正確的是（ ）A. 衛星相對于地面來說是運動的B. 衛星是利用超聲波來傳遞信息的C. 衛星上的太陽能電池板將化學能轉化為電能D. 衛星相當于太空中的微波中繼站【答案】D【解析】A.同步衛星相對于地面來說沒有發生位置的變化，以地面做參照物，同步衛星是靜止的；故A錯誤；B.超聲波和次聲波都屬于聲波，不能在真空中傳播；電磁波可以在真空中傳播，故衛星是利用電磁波來傳遞信息的，故C錯誤；C.衛星上的太陽能電池板將太陽能轉化為電能，故C錯誤；D.同步衛星作為傳播微波的中繼站，地球上空只需3顆就幾乎能覆蓋全世界，故D正確。6（2018天津模擬題）作為第一次踏上月球的“中國制造”月球車“玉兔”，在月球上的每一步都創造著中國航天的新歷史如圖所示是月球車“玉兔”樣機展示，下面說法正確的是（）A.玉兔的輪子較多是為了減小對月球表面的壓力B.由于月球上晝夜溫差高達330，所以“玉兔”的零件應使用熱脹冷縮較微弱的材料制作C.玉兔安裝有探測器，利用電磁波和超聲波進行探測，在月球上遇到障礙時會發出預警D.玉兔兩側展開的光電設備可以將太陽能直接轉化為機械能，供月球車行走【答案】B 【解析】A“玉兔”的輪子較多是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小對月球表面的壓強；故A錯誤；B由于月球上晝夜溫差高達330，所以“玉兔”的零件應使用熱脹冷縮較微弱的材料制作，故B正確；C聲音不能在真空中傳播，因此“玉兔”安裝有探測器，利用電磁波和超聲波進行探測是錯誤的，故C錯誤；D光電設備先把太陽能轉化為電能再把電能轉化為機械能，供月球車行走，故D錯誤綜合計算題7.（2018赤峰）閱讀短文回答問題：激光的應用1958年，人類在實驗室里激發出一種自然界中沒有的光，這就是激光。激光束的平行度特別好，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度。激光的這個特點使它可以用來進行精確的測距。對準目標發出一個極短的激光脈沖，測量發射脈沖和接收反射脈沖的時間間隔，就可以求出目標的距離。激光測距雷達就是根據這個原理制成的。由于平行度好，激光可以會聚到很小的一點上，讓這一點照射到光盤上，就可以讀出光盤上記錄的信息，經處理后還原成聲音和圖象，由于會聚點很小，光盤記錄信息密度很高。激光還有一個特點是亮度高，也就是說，它可以在很小的空間和很短的時間內集中很大的能量，如果把強大的激光束會聚起來照射到物體上，可以使物體被照的部分迅速上升到極高的溫度，最難熔化的物質在一瞬間也要汽化了。因此可以利用激光束來切割各種物質、焊接金屬以及在硬質材料上打孔。醫學上可以用激光作“光刀”來切割皮膚，切除腫瘤，還可以用激光“焊接”脫落的視網膜。強激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器，在軍事上有廣泛的應用。（1）激光在真空中的傳播速度為 km/s。（2）激光測距與初中物理學到的 測距原理相同。（3）用激光作“光刀”來切割皮膚、切除腫瘤、“焊接”脫落的視網膜，是利用激光的 的特點。【答案】（1）3105（2）回聲（3）亮度高【解析】（1）激光在真空中的傳播速度與光速相等為3105km/s。（2）激光測距與初中物理學到的回聲測距原理相同。（3）激光還有一個特點是亮度高，也就是說，它可以在很小的空間和很短的時間內集中很大的能量，如果把強大的激光束會聚起來照射到物體上，可以使物體被照的部分迅速上升到極高的溫度，最難熔化的物質在一瞬間也要汽化了。因此可以利用激光束來切割各種物質、焊接金屬以及在硬質材料上打孔。醫學上可以用激光作“光刀”來切割皮膚，切除腫瘤，還可以用激光“焊接”脫落的視網膜。強激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器，在軍事上有廣泛的應用。【2020年模擬壓軸題組】一、填空題1（2020濟南模擬）1876年________發明了電話，最簡單的電話由________和________組成，在電話的一端話筒把聲音變成變化的電流，電流沿著導線把信息傳到遠方.在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音.【答案】貝爾，話筒 聽筒，【解析】1876年美國發明家貝爾發明了第一部電話。基本結構是主要由話筒和聽筒組成。工作原理是話筒把聲信號變成變化的電流，電流沿著導線把信息傳到遠方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音。（話筒把聲信號轉化為電信號；聽筒把電信號轉化為聲信號）2（2020河北模擬）微信是時下廣為流行的一款手機軟件，微信信息是手機利用 （選填“電磁波”或“超聲波”）進行傳播的。小軍看到平面鏡中自己的像，當他走近平面鏡時，他在平面鏡中像的大小將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】電磁波；不變。【解析】微信信息是利用手機通過一定頻率的電磁波進行傳播的；平面鏡所成的像與物體是等大的，當小軍向平面鏡走近時，由于他的大小不變，所以他在平面鏡中像的大小不變。3（2020上海虹口模擬）“wifi”是以無線方式互相連接的技術，無線路由器和電腦、手機之間是通過 傳遞信息的；電視遙控器前端的發光二極管可以發出不同的 ，實現對電視的遙控。【答案】電磁波；紅外線。【解析】（1）WiFi利用了電磁波中的微波技術進行信息傳輸；無線路由器和電腦、手機之間是通過電磁波傳遞信息的；（2）紅外線可以進行遙控。電視機的遙控器的前端有一個發光的二極管，可以發射紅外線，用它來傳遞信息，實現對電視的控制。二、選擇題4（2020云南模擬）下列關于能源與可持續發展及信息傳遞的敘述中正確的是（）A石油是可再生能源B婁底廣播電臺發射的電磁波是靠電流的迅速變化產生的C北斗3號衛星定位系統傳遞信息利用的是超聲波D太陽內部每時每刻都在發生著核裂變釋放巨大的核能【答案】B【解析】A.可再生能源是短時間內可以從自然界得到補充的能源，石油是化石能源，短時間沒法從自然界得到補充；故A錯誤。B.迅速變化的電流可以產生電磁波；故B正確。C.衛星通信是用微波進行通信的，微波是電磁波；故C錯誤。D.太陽的內部不斷有氫核聚變成氦核，發生的是核聚變反應；故D錯誤。5（2020四川成都模擬）2019年被稱為5G元年，6月6日我國開始發放5G商用牌照。5G技術也是依靠電磁波傳遞信息的，下列有關電磁波的說法正確的是（）A太空中是真空，電磁波不能傳播B電磁波在空氣中的傳播速度是340m/sC光是一種電磁波D中央電視臺和郴州電視臺發射的電磁波傳播速度不同【答案】C【解析】A.電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；B.聲音在空氣中傳播速度約為340m/s，電磁波在空氣中的傳播速度約為3108m/s，故B錯誤；C.光是一種電磁波，故C正確；D.中央電視臺和郴州電視臺發射的電磁波頻率不同，不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，故D錯誤。6（2020湖北荊州模擬）關于電磁波和現代通信，下列說法正確的是（）A導體中電流的迅速變化會在空間激起電磁波B我國建立的“北斗”衛星導航系統是利用超聲波進行導航的C固定電話、移動電話、廣播和電視都是利用導線中的電流傳遞信息的D電話聽筒是把聲信號轉換成電信號【答案】A【解析】A.導體中電流的迅速變化會在空間激起電磁波，故A項說法正確。B.衛星在太空中，太空中是真空，聲波在真空中不能傳聲，所以不能利用超聲波導航，故B項說法錯誤。C.固定電話是利用導線中的電流來傳遞信息的，移動電話、廣播和電視都是利用電磁波來傳遞信息的，故C項說法錯誤。D.電話的話筒是把聲信號轉化為電信號，聽筒是把電信號轉化為聲信號，故D項說法錯誤。三、綜合計算題7（2020天津模擬）如圖甲的“充電寶”是一種給手機等電子設備提供電能的移動電源。我國民航局專門針對“充電寶”發出公告，公告要求旅客攜帶登機的“充電寶”額定能量不能超過一定標準。這一“標準”的單位是_____（從Ah、 mAh、Wh、VA四個單位中選填一個）。 如圖乙，為了方便市民出行，要求市區公交車全面安裝“北斗衛星導航系統”，市民可以通過手機（導航系統接收器）查詢公交車的動態位置。“北斗衛星”向手機傳送信息，傳播媒介是_______（ 從可見光、電磁波、紅外線、聲波中選填一個）。甲 乙【答案】Wh。電磁波。【解析】對于電學物理量而言，根據P=W/t知道電能W=Pt,所以電能的單位由電功率的單位與時間的單位的乘積來決定。電功率的單位有kW、W，時間的單位有h、 min 、s。組合一下我們發現kWh、 kWmin、 kWs、 Wh、 Wmin、 Ws都是電能單位。對照給出的選項，很容易知道第一個空的答案是Wh。 “北斗衛星”向手機傳送信息，傳播媒介是電磁波，所以第二個空答案是電磁波。13