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1、專題19 電磁波與信息時(shí)代
?知識(shí)點(diǎn)1信息的傳遞
信息的傳遞:一般傳遞的內(nèi)容有語言、文字、圖像、聲音等;常常借用的傳遞工具有烽火、信鴿、信號(hào)兵、電話、互聯(lián)網(wǎng)等。
?知識(shí)點(diǎn)2認(rèn)識(shí)電磁波
電磁波看不到、摸不著,我們可以通過和水波類比來研究。
水波的形成。通過水使振動(dòng)向外傳播形成水波,與電磁波類似。
1、產(chǎn)生:導(dǎo)體中的電流迅速變化時(shí),導(dǎo)體周圍就會(huì)產(chǎn)生電磁波。
2、波長:相鄰的兩個(gè)波峰(波谷)的距離。符號(hào)λ,單位是米(m)
3、波速:電磁波的傳播速度,單位是m/s。
4、頻率:波源一秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫做頻率。用字母?表示,單位是Hz,頻率反映了波源振動(dòng)的快慢。
2、
c=λ?
波速的大小跟介質(zhì)有關(guān),跟波長、頻率無關(guān)。對(duì)于同種介質(zhì)而言,電磁波的波速是定值。比如真空電磁波的速度始終等于光速,即C=3x108m/s。
在真空中的電磁波,當(dāng)波長越小,頻率越高;波長越大,頻率越低。
例1(2018?昆明)下列說法中,正確的是()
A.電磁波的頻率越高,傳播的速度就越大
B.電磁波可以在真空中傳播
C.手機(jī)間通話靠超聲波傳遞
D.微波不具有能量
【答案】B
【解析】
例2(2018?宿遷)下列關(guān)于聲波和電磁波的說法中正確的是()
A.音調(diào)的高低與聲源的振幅有關(guān)
B.聲音在真空中傳播的速度為340m/s
C.電磁波在任何介質(zhì)
3、中傳播的速度都為3.0×108m/s
D.密閉的金屬容器對(duì)電磁波有屏蔽作用
【答案】D。
【解析】
A、音調(diào)是指聲音的高低,音調(diào)高低與聲源的振動(dòng)頻率有關(guān);故A錯(cuò)誤;
B、聲音的傳播需要介質(zhì),聲音不能在真空中傳播,故B錯(cuò)誤;
C、電磁波在真空中的傳播的速度為3.0×108m/s,在其他介質(zhì)中的傳播速度小于3.0×108m/s,故C錯(cuò)誤;
D、實(shí)驗(yàn)證明,密閉的金屬容器對(duì)電磁波有屏蔽作用,故D正確。
?知識(shí)點(diǎn)3電磁波的應(yīng)用
針對(duì)不同頻率的電磁波特點(diǎn)不同,生活中產(chǎn)生不同的應(yīng)用。
1、醫(yī)療上利用γ射線做外科手術(shù);利用X射線判斷身體某些部位是否異常。
2、通信上利用微波及無
4、線電波來傳送信息,無線電波更是廣泛應(yīng)用于廣播、電視、移動(dòng)通信、導(dǎo)航雷達(dá)等方面。
3、生活中的空調(diào)、電視機(jī)遙控器用的是紅外線;微波爐用的是微波;我們看東西是因?yàn)榭梢姽狻?
例1(2018?懷化)下列技術(shù)應(yīng)用中,不是利用電磁波工作的是()
A.利用微波雷達(dá)跟蹤飛行目標(biāo)
B.利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位和導(dǎo)航
C.用手機(jī)打電話
D.利用聲吶系統(tǒng)探測(cè)海底深度
【答案】D
【解析】
例2(2018?齊齊哈爾)WiFi是將電腦、手機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)以無線方式連接的技術(shù),可進(jìn)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?shù)?,它在真空中的傳播速度是___
5、__________。
【答案】電磁波;3×108m/s。
【解析】
?知識(shí)點(diǎn)4無線電廣播和電視
1、無線電廣播信號(hào)的發(fā)射與接收
①在播音室,通過話筒把聲音信號(hào)變成電信號(hào),即音頻信號(hào);
②在控制室里,將音頻信號(hào)加載到高頻電流上,形成調(diào)制信號(hào);
③放大后的調(diào)制信號(hào)再通過天線向空間發(fā)射載有音頻信號(hào)的電磁波;
④接收天線收到帶有音頻信號(hào)的電磁波后,收音機(jī)通過調(diào)解和減波取出音頻信號(hào),通過放大器把音頻信號(hào)放大,還原成聲音。
①、攝像機(jī)把圖像變成電信號(hào),話筒把聲音變成電信好,發(fā)射機(jī)把兩種電信號(hào)加載到頻率很高的電磁波上,通過天線發(fā)射到空中;
②、電視機(jī)的接
6、收天線把高頻信號(hào)接收下來,把圖像信號(hào)和音頻信號(hào)取出并放大,由顯示器還原成圖像,由揚(yáng)聲器還原成聲音。
例1(2018?益陽)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)功能。完全建成后可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù),并具有短報(bào)文通信功能。下列關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)說法正確的是()
A.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳送信息的速度與光速相同
B.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段采用光纖傳送信息
C.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用超聲波為汽車導(dǎo)航
D.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)已全面建成
【答案】A
【解析】
例2(2018?
7、徐州)今年3月30日,我國成功發(fā)射第30、31顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星向地面?zhèn)鬟f信息是通過()
A.超聲波 B.次聲波 C.電磁波 D.紅外線
【答案】C
【解析】
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞信息利用的是電磁波,電磁波可以在真空中傳播。
?知識(shí)點(diǎn)5衛(wèi)星通信
1、 組成:由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)三部分組成。
2、作用:通信衛(wèi)星是一個(gè)空中微波中繼站,它從一個(gè)地面站接收反射來的電信號(hào),經(jīng)過放大變頻后,再發(fā)射到一個(gè)或幾個(gè)地面站。
3、特點(diǎn):用于通信的衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的,又叫地球同步衛(wèi)星,利用這些衛(wèi)星作微波通信的中繼站,在地球周圍均勻配置三顆同步衛(wèi)星就可以幾乎覆蓋全部的地球表
8、面,實(shí)現(xiàn)全球通信。
4、微波:是指波長在10m-1mm之間的電磁波,其頻率在30MHz-3x105MHz之間。微波的性質(zhì)接近光波,大致沿直線傳播,不能沿地球表面繞射。
例1(2018?鹽城)我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航和通信等功能,它傳遞信息是利用()
A.微波 B.次聲波 C.超聲波 D.紅外線
【答案】A
【解析】
我國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、導(dǎo)航和通信等功能,它傳遞信息是利用電磁波(微波)傳遞信息的,故A正確。
例2(2018?烏魯木齊)同步通信衛(wèi)星是在離地面高度為3.6×107m,繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的圓軌道(同步軌道)上運(yùn)行的衛(wèi)星,運(yùn)行周期跟地
9、球自轉(zhuǎn)周期相同。
(1)同步通信衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)(選填“受”或“不受”)地球的引力,周期是h.同步通信衛(wèi)星相對(duì)于地面的建筑物是的,顆同步通信衛(wèi)星基本可以實(shí)現(xiàn)全球通信。
(2)理論和實(shí)踐表明,質(zhì)量不同的同步通信衛(wèi)星都以相同的速度在同步軌道上運(yùn)行,若同步通信衛(wèi)星上的天線脫落,天線(選填“仍然”或“不會(huì)”)在同步軌道上運(yùn)行。
(3)地面上的甲乙兩人用衛(wèi)星電話通過同步通信衛(wèi)星聯(lián)系,從甲發(fā)出信號(hào)到他收到乙自動(dòng)回復(fù)的信號(hào)至少需要s。
【答案】(1)受;24;靜止;3;(2)仍然;(3)0.48。
【解析】
?知識(shí)點(diǎn)6光纖通信
1、光纖通信:利用激光在光導(dǎo)纖維里傳播進(jìn)行通信的方
10、式。
2、特點(diǎn):可以長距離傳輸信息,容量大,不怕雷擊,不受電磁干擾,通信質(zhì)量高,保密性好。激光的特點(diǎn),頻率單一,方向高度集中;光纜是光信息的路徑,是一種玻璃做成的光導(dǎo)纖維,光從其一端射入,在里面經(jīng)過無數(shù)次的反射,最終從另一端射出。
3、原理:光纖通信利用電光變換技術(shù)把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào),讓光信號(hào)在光導(dǎo)纖維里傳播,在接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),從而實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
例1(2018?六盤水)我國是世界上手機(jī)用戶最多的國家,手機(jī)是通過波來傳遞信息的。
【答案】電磁。
【解析】
例2(2018?赤峰)閱讀短文回答問題:
激光的應(yīng)用
1958年,人類在實(shí)驗(yàn)室里激發(fā)出一種自然
11、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(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度。激光的這個(gè)特點(diǎn)使它可以用來進(jìn)行精確的測(cè)距。對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)出一個(gè)極短的激光脈沖,測(cè)量發(fā)射脈沖和接收反射脈沖的時(shí)間間隔,就可以求出目標(biāo)的距離。激光測(cè)距雷達(dá)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。
由于平行度好,激光可以會(huì)聚到很小的一點(diǎn)上,讓這一點(diǎn)照射到光盤上,就可以讀出光盤上記錄的信息,經(jīng)處理后還原成聲音和圖像,由于會(huì)聚點(diǎn)很小,光盤記錄信息密度很高。
激光還有一個(gè)特點(diǎn)是亮度高,也就是說,它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量,如果把強(qiáng)大的激光束會(huì)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(zhì)
12、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(zhì)、焊接金屬以及在硬質(zhì)材料上打孔。醫(yī)學(xué)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(wǎng)膜。強(qiáng)激光可以在瞬間破壞敵人的飛行器,在軍事上有廣泛的應(yīng)用。
(1)激光在真空中的傳播速度為km/s。
(2)激光測(cè)距與初中物理學(xué)到的測(cè)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(wǎng)膜,是利用激光的的特點(diǎn)。
【答案】(1)3×105;(2)聲吶;(3)能量大。
【解析】
?知識(shí)點(diǎn)7互聯(lián)網(wǎng)和電子郵件
隨著進(jìn)入21世紀(jì),互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,它是利用通信網(wǎng)絡(luò)和電磁波,將世界各地的計(jì)算機(jī)連接起來,用來傳遞文字、圖像、和聲音信息,最大程度的實(shí)現(xiàn)異地資源共享,互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)使信息得到告訴共享。
電子郵件又叫E-mail,是人們使用頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式,可以傳遞文字、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息,它具有方便、快捷、內(nèi)容豐富、節(jié)省開支等特點(diǎn)。
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