資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第二十一章 信息的傳遞 專題21.4 越來越寬的信息之路
1.了解微波通訊、衛星通訊、光纖通訊、網絡通訊。
2.通過了解現代通訊知識，了解科技給人類帶來的便利，提高學生學習科學的興趣。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 微波通信
微波的波長 之間，頻率在 之間。
微波的性質更接近光波，大致沿直線傳播， 能沿地球繞射，因此，必須每隔 左右就建設一個微波 。中繼站作用是把上一站傳來的信號處理后，在發射到下一站去。
知識點2. 衛星通信
通信衛星相當于微波通信的 。通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現 通信。
知識點3. 光纖通信
光纖通信是光從 的一端射入，在內壁上 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 ，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 單一、 高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國科學家 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。
知識點4. 網絡通信
目前使用最頻繁的網絡通信形式是 。例如：
電子郵件地址xiaolin @ .cn ( mailto:電子郵件地址[email protected] )
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】WiFi上網是當今廣泛使用的一種無線網絡傳輸技術，它快遞信息用到的是（　　）
A．紅外線 B．紫外線 C．電磁波 D．超聲波
【演練】我們的生活已經離不開信息的傳遞。我們不知不覺地把各種通信方式融入自己的生活和工作之中。請想一想：自己哪些地方用到了微波通信、衛星通信、光纖通信和網絡通信？各舉一個例子。
本節記憶以下基本知識
1．微波通信需要建立微波中繼站 ，現代通信都是用通信衛星作微波通信的中繼站．
2．光導纖維是很細很細的玻璃絲，利用激光在內壁上多次反射, 從另一端射出來傳遞信息．
3．目前人們經常使用的網絡通信形式是電子郵件，世界上最大的計算機網絡為因特網.
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
1.（20分）現在許多長途電話是以地球同步衛星做中繼站的。打這種長途電話時，會感到對方的反應有些延遲。造成這種延遲的原因之一，是無線電波在射向衛星和從衛星返回時需要一定的時間。假設某人造衛星與地球的距離是36 000 km，請你估算延遲的時間。為什么打市內電話時沒有這種延遲？
2.（20分）微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信，這些通信方式是從不同的視角進行分類的：微波通信按加載信號的電磁波的波長來分類；衛星通信、光纖通信按傳播介質或設備來分類，網絡通信按通信者之間的聯絡關系來分類。網絡通信也可以采用光纖通信方式，微波通信也可以通過衛星傳播，這些分類是可以重疊的。請你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，設計一個通信方式分類圖，并在圖中側重說明以上四種方式的優點。
3.（30分）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。
4.（30分）閱讀材料，回答問題
微波通信
電磁波可以用來傳遞信息，通常用于廣播、電視等通信。微波是電磁波家族中的一員，它的性質比中波和短波更接近光波。信息理論表明，作為載體的電磁波，與中波和短波相比，微波在相同的時間內可以傳輸更多的信息。
用微波傳遞信息時，必須每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，如圖甲所示。信號傳遞的距離越遠，需要的中繼站越多。在雪山上、大洋中，根本無法建設中繼站，所以人類用地球同步通信衛星做微波通信的中繼站來進行通信如圖乙所示，在地球的周圍均勻地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三顆同步通信衛星作為太空微波中繼站可使地球上任意兩點間保持通信，接收地面站傳來的電信號，經過處理后，再發送到另一個或幾個地面站。現在通過衛星電視，某地舉行體育賽事，其他地方的人幾乎可以立刻看到現場的畫面。
請根據上述材料，回答下列問題：
(1)用微波傳遞信息時，必須每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，這是因為______（選填序號）。
①多修建中繼站，有利于微波產生更多的信息
②微波的傳播距離比中波近，只能傳播50km
③微波沿直線傳播，不能沿地球表面繞射
(2)如圖丙所示，a、b分別是Ⅰ、Ⅱ兩顆衛星正下方的地面站，把通信衛星假想成一個平面鏡，要使地球上b處地面站接收到a處發送的信號，請仿照光路圖，在圖中畫出平面鏡及微波傳播的路徑和方向（ ）。
(3)已知三顆通信衛星距地面的高度都是3.58×104km，任意兩顆衛星之間的距離都是7.30×104km。則a處發送的微波信號傳送到b處所用的時間是______s。
機器人是誰發明的
機器人是美國人約瑟夫·恩格爾伯格發明的。
1925年7月26日，約瑟夫·恩格爾伯格出生，他于1959年研制出了世界上第一臺工業機器人，所以被稱為“機器人之父”。1983年，恩格爾伯格和他的同事們將Unimation公司賣給了西屋公司，并創建了TRC公司，開始研制服務機器人。1988年，恩格爾伯格的新公司開始銷售護士助手（Helpmate）醫療機器人。依靠大量的傳感器，護士助手能夠在醫院自由行動，協助護士提供送飯、送藥和送信等服務。
現代機器人的應用：
1.客戶聊天機器人。極大地減輕了客戶服務團隊的壓力，并在需要時增加了可用性，從而在很大程度上節省了組織的資源。
2.醫療機器人。這些機器人具有內置的人工智能醫療功能，包括功能齊全的癥狀檢查器、可信任來源的醫療內容，以及為理解醫療和臨床術語而開發的語言理解模型。
3.教育機器人。主要用于回答學生的重復性問題，包括與課程材料有關的問題，以及與校園有關的其他問題。
學習目標
自學知識點梳理
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。
用戶名
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第二十一章 信息的傳遞 專題21.4 越來越寬的信息之路
1.了解微波通訊、衛星通訊、光纖通訊、網絡通訊。
2.通過了解現代通訊知識，了解科技給人類帶來的便利，提高學生學習科學的興趣。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 微波通信
微波的波長10m—1mm之間，頻率在30MHz—3×105MHz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。中繼站作用是把上一站傳來的信號處理后，在發射到下一站去。
知識點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。
知識點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。
知識點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 @ .cn ( mailto:電子郵件地址[email protected] )
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】WiFi上網是當今廣泛使用的一種無線網絡傳輸技術，它快遞信息用到的是（　　）
A．紅外線 B．紫外線 C．電磁波 D．超聲波
【答案】C
【解析】WiFi利用了電磁波中的微波技術進行信息傳輸，故應選C。
【演練】我們的生活已經離不開信息的傳遞。我們不知不覺地把各種通信方式融入自己的生活和工作之中。請想一想：自己哪些地方用到了微波通信、衛星通信、光纖通信和網絡通信？各舉一個例子。
【答案】見解析。
【解析】微波通信：可以用于各種電信業務的傳送，如電話、傳真以及彩色電視等均可通過微波電路傳輸。
衛星通信：衛星電視、衛星導航等。
光纖通信：寬帶網絡。
網絡通信：電子郵件。
本節記憶以下基本知識
1．微波通信需要建立微波中繼站 ，現代通信都是用通信衛星作微波通信的中繼站．
2．光導纖維是很細很細的玻璃絲，利用激光在內壁上多次反射, 從另一端射出來傳遞信息．
3．目前人們經常使用的網絡通信形式是電子郵件，世界上最大的計算機網絡為因特網.
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
1.（20分）現在許多長途電話是以地球同步衛星做中繼站的。打這種長途電話時，會感到對方的反應有些延遲。造成這種延遲的原因之一，是無線電波在射向衛星和從衛星返回時需要一定的時間。假設某人造衛星與地球的距離是36 000 km，請你估算延遲的時間。為什么打市內電話時沒有這種延遲？
【答案】延遲0.24s；
【解析】打市內電話沒有這種延遲的原因是：由于電磁波傳播的速度非常快，市內電話相互之間的距離近，電磁波傳播造成的延遲時間非常短，人們根本感覺不到。
2.（20分）微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信，這些通信方式是從不同的視角進行分類的：微波通信按加載信號的電磁波的波長來分類；衛星通信、光纖通信按傳播介質或設備來分類，網絡通信按通信者之間的聯絡關系來分類。網絡通信也可以采用光纖通信方式，微波通信也可以通過衛星傳播，這些分類是可以重疊的。請你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，設計一個通信方式分類圖，并在圖中側重說明以上四種方式的優點。
【答案】見解析。
【解析】通信方式的分類方法有多種形式，分類圖就有更多形式。
（1）按通信信號的傳輸特點分為：有線傳輸和無線傳輸兩大類。
（2）按通信手段分：
有線通信手段方面有：有線電話、有線電視、計算機網絡通信和光纖通信等；
無線通信手段有：衛星通信、移動通信、微波中繼通信、短波通信、地波通信，等等。
（3）按信號本身的特點分為：模擬通信、數字通信。
四種通信方式的優點是：
（1）微波通信優點：具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響。
（2）衛星通信優點：通信范圍大；只要在衛星發射的電波所覆蓋的范圍內，從任何兩點之間都可進行通信；不易受陸地災害的影響（可靠性高）；只要設置地球站電路即可開通（開通電路迅速）；同時可在多處接收，能經濟地實現廣播、多址通信（多址特點）。
（3）光纖通信優點：傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節省金屬材料，有利于資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點，可在特殊環境或軍事上使用。
（4）網絡通信優點：數字化、寬帶化、高速化、智能化、綜合化、網絡化.
3.（30分）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）3×105（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3×105km/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。
4.（30分）閱讀材料，回答問題
微波通信
電磁波可以用來傳遞信息，通常用于廣播、電視等通信。微波是電磁波家族中的一員，它的性質比中波和短波更接近光波。信息理論表明，作為載體的電磁波，與中波和短波相比，微波在相同的時間內可以傳輸更多的信息。
用微波傳遞信息時，必須每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，如圖甲所示。信號傳遞的距離越遠，需要的中繼站越多。在雪山上、大洋中，根本無法建設中繼站，所以人類用地球同步通信衛星做微波通信的中繼站來進行通信如圖乙所示，在地球的周圍均勻地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三顆同步通信衛星作為太空微波中繼站可使地球上任意兩點間保持通信，接收地面站傳來的電信號，經過處理后，再發送到另一個或幾個地面站。現在通過衛星電視，某地舉行體育賽事，其他地方的人幾乎可以立刻看到現場的畫面。
請根據上述材料，回答下列問題：
(1)用微波傳遞信息時，必須每隔50km左右就要建設一個微波中繼站，這是因為______（選填序號）。
①多修建中繼站，有利于微波產生更多的信息
②微波的傳播距離比中波近，只能傳播50km
③微波沿直線傳播，不能沿地球表面繞射
(2)如圖丙所示，a、b分別是Ⅰ、Ⅱ兩顆衛星正下方的地面站，把通信衛星假想成一個平面鏡，要使地球上b處地面站接收到a處發送的信號，請仿照光路圖，在圖中畫出平面鏡及微波傳播的路徑和方向（ ）。
(3)已知三顆通信衛星距地面的高度都是3.58×104km，任意兩顆衛星之間的距離都是7.30×104km。則a處發送的微波信號傳送到b處所用的時間是______s。
【答案】 (1) ③ (2) (3)0.482s
【解析】(1)由于微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，同時在傳輸過程中信號存在衰減等。因此，人們在用微波傳輸信息時，需每隔一定距離建一個微波中繼站，來放大上一站傳來的信號并發射，轉向另一條微波中繼站。
(2)要使地球上b處地面站接收到a處發送的信號，則光從a出發經過Ⅰ、Ⅱ再反射到b處，根據光的反射定律，作圖如下圖所示
。
(3)a處發送的微波信號傳送到b處所用時間為
機器人是誰發明的
機器人是美國人約瑟夫·恩格爾伯格發明的。
1925年7月26日，約瑟夫·恩格爾伯格出生，他于1959年研制出了世界上第一臺工業機器人，所以被稱為“機器人之父”。1983年，恩格爾伯格和他的同事們將Unimation公司賣給了西屋公司，并創建了TRC公司，開始研制服務機器人。1988年，恩格爾伯格的新公司開始銷售護士助手（Helpmate）醫療機器人。依靠大量的傳感器，護士助手能夠在醫院自由行動，協助護士提供送飯、送藥和送信等服務。
現代機器人的應用：
1.客戶聊天機器人。極大地減輕了客戶服務團隊的壓力，并在需要時增加了可用性，從而在很大程度上節省了組織的資源。
2.醫療機器人。這些機器人具有內置的人工智能醫療功能，包括功能齊全的癥狀檢查器、可信任來源的醫療內容，以及為理解醫療和臨床術語而開發的語言理解模型。
3.教育機器人。主要用于回答學生的重復性問題，包括與課程材料有關的問題，以及與校園有關的其他問題。
學習目標
自學知識點梳理
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。
用戶名
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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