初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 跨学科：电磁波与信息技术学案

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 光纤通信 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 现代通信网络3
\l "_Tc200209974" 题型3 互联网5
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】6
\l "_Tc200209979" 【链接中考】10
【重难题型讲解】
题型1 光纤通信
1．什么是激光：
频率单一、方向高度集中的光叫激光。由激光器产生发出。
激光实际也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，比短波、微波能传播更多的信息。
2.光导纤维：
光导纤维简称光纤，是一种非常细的玻璃丝（直径100μm左右），由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
3.光导纤维传光原理：
光的反射。
携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，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。
4.光纤通信的优点：
（1）通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
【典例1-1】（2026·湖南怀化·一模）雪峰山景区为保障游客安全，在险峻路段安装了智能监控系统。该系统通过 波将实时画面传输至控制中心；同时，利用光纤网络回传数据，在光纤通信中，激光信号从发射端靠光纤壁持续地 （选填“直线传播”“反射”或“折射”）到达接收端，这样就把信息传到远方。
【典例1-2】（2026·河南南阳·期末）光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（ ）
A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式
B．光纤通信用到的光是激光
C．光在光纤中沿直线传播
D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息
跟踪训练1 （2026九年级下·辽宁·专题练习）2009年诺贝尔物理奖授予中国香港科学家高琨和两名美国科学家。高琨因“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”而获奖，被称为“光纤之父”。光纤通信实际上是激光信号在光纤里 （选填“直线”、“反射”或“折射”）传播的。GPS无线通信是通过 实现信息传递的（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。
跟踪训练2 ．（2026·安徽滁州·一模）我国光纤通信的发展十分迅速，目前光纤可以通达所有地区。光纤通信的原理是光不断经过光纤的内壁反射向前传播。请在图中完成光在光纤内壁反射的光路图（一次反射即可，并标出反射角的度数）。
题型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。这就像接力赛跑一样，一棒传一棒，可以把信息传递到远方。
3.移动通信：
（1）移动电话用微波信号与电话网络联系。移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
（2）基站；移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的，这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。
【典例2-1】（2026·湖北·中考真题）我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（ ）
A．鹊桥号利用声波进行信号传输
B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108 m/s
D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
【典例2-2】（2026·盐城·中考真题）将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开，放到真空钟罩中，用抽气机抽去罩中空气。然后打电话呼叫手机，看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明（ ）
A．声音和电磁波都能在真空中传播
B．声音和电磁波都不能在真空中传播
C．声音能在真空中传播，电磁波不能在真空中传播
D．声音不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播
跟踪训练1 在微波的传输过程中，必须每隔50千米左右就要建设一个微波中继站。中继站的作用是（ ）
A. 增大微波传输速度 B. 增大微波的频率
C. 处理上一站传来的信号并传递到下一站 D. 反射上一站传来的信号
跟踪训练2 （多选题）北斗卫星导航系统（BeiDu Navigatin Satellite System）是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中（ ）
A．各部分间利用超声波进行信息传递
B．太阳能帆板是卫星的主要电源之一
C．静止轨道卫星相对于地球是静止的
D．导航定位信号的传播速度等于光速
题型3 互联网
1．互联网：
互联网（如因特网 internet）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。它是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一种，是现今最流行、最受欢迎的传媒之一。
2.互联网特点：
具有快捷性、普及性的特点。
3.互联网的应用：
因特网使信息在全球范围内得到了高速共享，在生活中的应用很广泛。
（1）收发电子邮件。
（2）获取世界各地的各种信息。
4.北斗卫星导航系统：
北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统，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时空基础设施。
【典例3-1】将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是 ，这样就能使信息资源 。利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，查到所需的 。
跟踪训练1 下列关于电磁波和现代通信的说法，正确的是（ ）
A．语言、符号和电磁渡是人类特有的三种信息
B．1864年英国物理学家麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．电磁波谱是按波速（或频率）连续排列的电磁波序列
D．光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式
【能力培优练】
1．（2026·广东·中考真题）如图所示是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A，其与地面通信是利用（ ）
A．电磁波B．超声波
C．次声波D．光导纤维
2．（2026·江苏宿迁·二模）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（ ）
A．太阳能热水器是将太阳能转化为内能进行利用的
B．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．光纤是传输光信号的器件，抗干扰能力强，其工作原理是光的反射
3．（2026·四川成都·二模）近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播，传播速度约为
B．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C．移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
4．（2026·湖北襄阳·二模）如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号，然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是（ ）
A．毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息
B．激光雷达感知技术利用电磁波传递信息
C．毫米波的传播需要介质，激光的传播不需要介质
D．毫米波传播的速度比激光小
5．（2026·福建泉州·模拟预测）我国发射的鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。鹊桥二号与地面间的通信是利用（ ）
A．电磁波B．次声波C．超声波D．空气
6．（2026·广东·二模）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（ ）
A．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s
D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
7．（2026·福建漳州·一模）中国的北斗系统正在服务全世界，“北斗”卫星向地面传递信息是利用（ ）
A．电磁波B．超声波C．次声波D．引力波
8．（2026·湖北荆州·二模）2024年我国新能源汽车产销数量均突破1200万辆，连续十年位居世界首位。新能源汽车中，通过激光雷达与摄像头的协同工作可以测量车周围物体的距离和识别交通标志等。激光雷达的工作原理是发射激光脉冲并接收反射信号，生成高精度3D点云地图。下列说法正确的是（ ）
A．激光雷达发射的是超声波
B．通过激光雷达可以识别红绿灯
C．相比于激光雷达，摄像头工作更容易受光线影响
D．通过激光雷达发现前面300m处的物体用时1×10-6s
9．（2026·湖南张家界·一模）我国自行研制的北斗卫星导航系统，集定位、导航和通信等多功能于一体，是航天、航空、航海、各类导弹、地面部队乃至民用领域不可或缺的导航信号和数据提供源。导航卫星在传递信息时主要是利用（ ）
A．超声波B．次声波C．电磁波D．红外线
10．（2026·吉林长春·模拟预测）华为Mate60pr手机采用超坚固玄武架构、搭载自坣研制的麒麟9000S芯片、集成5G基带，是全球首款支持卫星通话的大众智能手机。下列说法正确的是（ ）
A．“玄武架构”边框材料的硬度大
B．麒麟9000S芯片的基本材料是半导体
C．该手机通过超声波与卫星直连
D．4G、5G信号在真空中的传播速度相同
11．（2026·广东茂名·模拟预测）北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。
12．（2026·江西上饶·二模）光纤制导导弹是通过光纤利用 （选填“光的反射”或“光的折射”）传输制导信息，主要用于打击坦克和低空飞行的直升机；从地面发射升空时，导弹的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
13．（2026·吉林·模拟预测）汽车的倒车雷达是利用 波传递信息的。车载导航是利用 波传递信息的，屏幕主要是将 能转化为 能，长时间看电子屏幕容易造成眼睛近视，应该佩戴镜片是 透镜的眼镜进行校正。它的散热器常用水作为冷却剂，是利用了水的 的性质，这是通过 方法改变物体的内能。
14．（2026·重庆渝北·二模）某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能，如图所示，在身处荒漠无人区等无地面网络信号覆盖环境下，该手机可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出，信息是通过 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传递的，手机收到信息会发“响铃”，铃声是由于发声物体 产生的。
【链接中考】
1．（2026·河南驻马店·三模）近年来，我国的通信行业蓬勃发展。5G是第五代移动通信技术的简称，5G网络是利用 波传递信息的；专家预计，到2030年5G网络将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施，其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 （选填“反射”或“折射”）将信息传到远方的。
2．（2026·山东济宁·一模）济宁有着悠久的历史文化，又具有巨大发展潜力，如图为济宁老运河、太白楼和通讯大厦交相呼应的场景，水中的倒影成像原理是 ，通讯大厦是保障济宁有线和无线信号的畅通重要职能部门，其中光纤是利用激光运载着信号在光纤中不断发生 来实现信息传输的。
3．（2026·辽宁本溪·三模）2025年春晚首次使用由30台摄像机阵列组成的多视角拍摄系统，并通过AI算法将抗干扰能力强的 （选填“数字”或“模拟”）信号进行处理，做到实时渲染和调整画面细节。利用LED立方体光源呈现3D效果，LED光源主要是由 材料制成。
4．（2026·广东佛山·二模）航天员执行舱外任务时无法直接对话交流，这是因为声音的传播需要 ；他们可以借助 进行通讯，其传播速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）声音在空气中传播的速度。
5．（2026·广东广州·三模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（ ）
A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波
B．人眼可以看到波长为5.70×10﹣7m的电磁波
C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能
D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小
6．（2026·安徽安庆·三模）新素材北京时间年月日时分，天舟八号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟八号将转入组合体飞行段。信息从空间站传回地球，利用的是（ ）
A．电磁波B．光导纤维C．超声波D．次声波
7．（2026·辽宁沈阳·三模）建筑物在平静水面下形成的倒影，下列事例与上述文字的光学原理相同的是（ ）
A．在阳光下，浓密的树林里，地面上的圆形光斑
B．太阳光通过三棱镜后被分解成各种色光
C．插入水中的筷子看起来“弯折”
D．信息在光导纤维中传输的过程
8．（2026·福建宁德·一模）“星闪技术”是一种比蓝牙传输速率更高、延迟更低的近距离无线通信技术，其传递信息主要利用（ ）
A．光导纤维B．次声波C．超声波D．电磁波