备战2023物理新中考二轮复习重难突破（广东专用）专题16 信息的传递

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重点一、电磁波的产生
导线中的电流迅速变化会在周围空间激起电磁波。电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。真空中电磁波的传播速度c=m/s。
波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离，用表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。
频率：一秒钟内电流振荡的次数，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。
（3）波速：一秒钟内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（4）波长、频率和波速的关系：。
重点二、电视信号的发射与接收
电视用电磁波传送图像信号和声音信号，摄像机把图像信号转化成电信号，话筒把声音信号转化成电信号；
发射器把两路电信号同时加载到同一高频电磁波上；
发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中；
电视机天线把高频信号接收下来。移动电话既是无线发射台，又是无线接收台。
重点三、微波通信：
1.它是无线通信的一种。微波的波长在10 m~1 mm之间，频率在30 MHz~MHz之间。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站。
2.卫星通信：用通信卫星做微波通信的中继站。在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，能实现全球通信。
3.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。实际上光也是一种电磁波，与微波相比，光的频率更高。
4.光纤通信传送的是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光的频率比无线电波高得多，频率越高，传递信息的容量越大。
真题演练
一、单选题
1．（2021·广东·中考真题）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．紫外线属于可见光
B．红外线的波长比可见光的短
C．X射线的频率比无线电波的低
D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
2．（2021·广东清远·二模）手机已进入千家万户，手机传递信息是利用（ ）
A．超声波B．电磁波C．次声波D．红外线
3．（2021·广东·惠州一中二模）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．原子的核式结构模型提出原子由质子和中子构成
B．在微观粒子中，按质量从大到小的排序是：原子、电子、原子核
C．光也是一种电磁波
D．阳光下尘土飞扬，表明分子在永不停息地做无规则运动
4．（2021·广东惠州·一模）下列说法正确的是（ ）
A．石油是可再生能
B．光是一种电磁波，不能在真空中传播
C．核电站是利用核裂变来发电的
D．验钞机是利用红外线来工作的
二、双选题
5．（2021·广东深圳·模拟预测）能、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法正确的是（ ）
A．海洋声呐系统和北斗导航系统是利用电磁波传递信息的
B．超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于不可再生能
D．光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离大容量信息传输
三、填空题
6．（2021·广东·广州市育才中学二模）国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资如下表。1GHz=103MHz=109Hz。根据下面的波谱图解答问题：
（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中传播速度快”？________ （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？_______ （选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）；
（2）中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？________ （选填“微波”、“红外线”、“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波比中国电信的5G信号的电磁波的波长更长？________ ）选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）。
7．（2021·广东惠州·一模）2020年6月23日，我国成功发射了第55颗“北斗”卫星，卫星在加速升空过程中，动能______ ，机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）；“北斗”卫星导航系统是利用______ （选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。
8．（2021·广东梅州·一模）电磁波是一个大家族，如图甲是它们的家族谱，下面对应是各种电磁波的主要应用。
（1）判断手骨折部位要照X射线，其电磁波波长比无线电波_______（选填“长”或“短”）；
（2）红外线与紫外线的频率用f表示，由图可知f红外线”、“<”或“=”）；
（3）“铱-192”发出的物质能穿透三十多mm厚的钢板，这一性质可用于金属内部探伤，结合图乙所示推知：“铱-192”发出的用于金属内部探伤的物质最有可能的是___________。
9．（2021·广东肇庆·一模）如图所示，是某公司设计的“都市蚂蚁”概念车，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。车载的GPS全球定位系统是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）工作的，车厢顶部安装了太阳能设备，该装备可以把太阳能转化为______能，太阳能是属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能。
10．（2021·广东汕头·一模）如图为无人驾驶清洁车，它在遇到障碍物时通过头顶的雷达发射的___________自动绕开，结合人工智能和5G模块将高清摄像头拍摄的路面情况实时通过___________（以上两空均选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”）传送到后台终端，它们都是利用电力行驶的新能车，工作过程中将电能转化为___________能。
11．（2021·广东阳江·一模）如图所示，闭合开关S，此时电磁铁的右端为______极。手机已进入5G时代，5G技术传递信息的载体是______（选填“超声波”或“电磁波”）。“低碳环保”是当今世界能利用的主题，太阳能已被人们广泛利用，太阳能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能。
四、综合题
12．（2021·广东·江门市第二中学二模）阅读短文，回答问题
“天问一号”——中国航天史上又一重要里程碑
5月15日，“天问一号”着陆巡视器与环绕器实现分离，成功登陆火星。这是人类航天史上的又一次壮举，是中国航天史上又一重要里程碑。
探测器要想成功着陆火星需要在短短9分钟时间内将两万多公里时速降为零，其间需要经历气动减速、降落伞减速、动力减速、着陆缓冲等多个环节。火星与地球的距离为3亿千米，“天问一号”来到距离火星表面约2公里处，经过一系列减速措施，以约100m/s的速度不断接近火星表面。这个速度相当于目前我国高铁的最高运行时速。由航天科技集团第六研究院研制的7500N变推力发动机就是最后动力减速环节的主要工具。
因探测环境差异巨大，天问一号需要接受“冰火两重天”的温度考验。纳米气凝胶是一种不为大众熟知的神奇材料。它是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络，其密度可以做到比空气还轻，是世界上最轻的固体；导热系数仅为静止空气的一半，是导热系数最低的固体，这使它成为“天问一号”应对极寒、极热等严酷环境所需热防护材料的不二之选。
回首60载，中国航天，逐月追星，步履从未停歇；放眼未来，每一个航天材料人都将不忘初心、砥砺前行，为下一个十年的空天征途续写新的辉煌篇章。
（1）探测器着陆火星的过程中动能______，机械能______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）作为“天问一号”应对极寒、极热等严酷环境所需热防护材料的纳米气凝胶主要优点是______；
（3）从火星到地球用______（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息，信息传递到地球大约需要______s；
（4）在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时质量为m，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为______。
13．（2021·广东梅州·一模）阅读短文，回答问题。
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电波（无线电波与光的性质一样，可以在真空中传播）遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的巡航速度可以达到每小时90-150千米，可以搭载高分辨率的摄像机、专业光学相机、红外相机等。如图所示是航拍“无人机”，下表是本款无人机的部分技术参数。
（1）下列关于无人机的说法正确的是( )；
A．无人机是利用超声波进行遥控的
B．该款无人机设备在工作时的噪声会对人的听力造成严重损伤
C．无人机上的红外相机可以利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体从而进行拍摄
D．无人机上面装有的高清摄像机，成像性质与投影仪工作原理一样
（2）该无人机竖直匀速升空时，地面相对无人机是______（选填“上升”、“静止”或“下降”）的，若无人机飞离地面10m高处，其重力为______N；（g=10Nkg）
（3）无人机在飞行过程中将信息传递给地面指挥中心，信息传递速度与光速相同，若该无人机在距离遥控者3000m处，信息传递到遥控者处所用时间约为______s。不考虑遥控距离的影响，该无人机以最快速度飞行，最多能飞行______km。当无人机需要拍摄地面上全景照片时必须上升，此时要______（选填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。
14．（2021·广东梅州·一模）去年，新型冠状病毒（Cvid-19）席卷而来，在短短的两个月时间就迅速发展成为全球公共卫生事件。我国政府采取迅速有效的措施，使国内的疫情在较短时间内得到缓解，医学专家们已经初步认识到这种新型冠状病毒的特点。
（1）新型冠状病毒大小约100nm=________m。飞沫是新型冠状病毒的主要传播途径，人们在打喷嚏时如果没有阻拦，则有上万个飞沫以50ms=________kmh（相当于超级台风）的速度带出，所以为了自己和他人的安全请佩戴口罩；
（2）感染病毒的病人通过负压救护车送至负压隔离病房，火神山和雷神山医院提供的就是这种病房。负压病房内气压___________（选填“低于”、“高于”或“等于”）病房外大气压，这样空气在自由流动时只能由室外流向室内，减少疾病传播和交叉感染的风险；
（3）病人的检查涉及到肺部影像学，主要指的是肺部CT，原理是利用了X光的穿透性，它属于电磁波的一部分，此时是利用它传递___________（选填“信息”或“能量”），显示身体是否发生病变；
（4）体温检测是必要的防控措施，如图所示为水银体温计的横截面。凸起圆弧型玻璃可以看清体温计内极细的汞柱，便于读数，这是因为凸起圆弧型玻璃的作用相当于___________镜，能看到汞柱被放大后正立放大的___________像。
15．（2021·广东佛山·一模） 阅读材料，回答问题。
微波通信
电磁波可以用来传递信息，通常用于广播、电视等通信。微波是电磁波家族中的一员，它的性质比中波和短波更接近光波。信息理论表明，作为载体的电磁波，与中波和短波相比，微波在相同的时间内可以传输更多的信息。
用微波传递信息时，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，如图甲所示。信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在雪山上、大洋中，根本无法建设中继站，所以人类用地球同步通信卫星做微波通信的中继站来进行通信如图乙所示，在地球的周围均匀地配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信，接收地面站传来的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，某地举行体育赛事，其他地方的人几乎可以立刻看到现场的画面。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）普通手机通过地面基地台接收和发射信息，卫星电视直接通过卫星传递信息。它们都是利用______传递信息的，速度约为______km/s。在地球的周围均匀地配置______颗同步通信卫星作为太空微波中继站可使地球上任意两点间保持通信；
（2）利用微波通信的原因是( )；
A．因为微波比中波和短波的波长要长一些 B．因为微波比中波和短波负载的信息多
C．因为微波比中波和短波传播得远 D．因为利用微波通信的成本低
（3）如图丙所示，a、b分别是Ⅰ、Ⅱ两颗卫星正下方的地面站，把通信卫星假想成一个平面镜，使地球上b处地面站接收到a处发送的信号。请仿照光路图，在图丙图中画出（a处发送的微波信号传送到b）平面镜及微波传播的路径和方向______；
（4）已知三颗通信卫星距地面的高度都是3.58×104km，任意两颗卫星之间的距离都是7.30×104km。则a处发送的微波信号传送到b处所用的时间是______s。
运营商
中国移动
中国联通
中国电信
中国广电
频谱资
4.8-4.9GHz
3.5-3.6GHz
3.4-3.5GHz
700-800MHz
风扇数量
4个
工作噪声
<90dB
遥控距离
3000m
整机质量
500g
充电时间
200分钟
飞行时间
6-12分钟
参考答案：
1．D
【解析】
A．由图可知，紫外线在可见光之外，属于不可见光，故A错误；
B．由图可知，红外线的波长比可见光长，故B错误；
C．由图可知，X射线的频率比无线电波的大，故C错误；
D．可见光与γ射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
手机属于移动电话，它既是电磁波发射台也是电磁波接收台，所以手机是利用电磁波来传递信息的。
故选B。
3．C
【解析】
A．原子的核式结构模型提出原子由原子核和核外电子构成，故A错误；
B．原子、电子、原子核按照质量从大到小排列顺序是原子、原子核、电子，故B错误；
C．因为光具有波粒二象性，所以光也是电磁波，故C正确；
D．阳光下尘土飞扬是灰尘颗粒的机械运动，不是分子的运动，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
A．石油在地球上的储量是有限的，消耗后短期内不能得到补充，属不可再生能，故A错误；
B．光是一种电磁波，电磁波的传播不需要介质，所以光可以在真空中传播，故B错误；
C．核反应有核裂变和核聚变两种，核电站是利用核裂变释放能量来发电的，故C正确；
D．紫外线可以使荧光物质发光，所以可以用来检验钞票中的荧光物质，从而辨别真假，故D错误。
故选C。
5．CD
【解析】
A．海洋声呐系统是利用超声波传递信息的，北斗导航系统是利用电磁波传递信息的，故A错误；
B．电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，超导材料电阻为零无法将电能转化为内能，故B错误；
C．可燃冰在短时期内不能形成，属于不可再生资，故C正确；
D．光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式，具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离大容量信息传输，故D正确。
故选CD。
6． 否 一样大 微波 中国电信
【解析】
（1）[1]中国移动5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅；它们同属于电磁波，在空气中传播速度相同。
[2]4G的电磁波和5G的电磁波，都是电磁波的一种，在空气中传播速度相同。
（2）[3]由图可知：中国移动5G信号的电磁波属于微波。
[4]由表可知，中国移动5G信号的频率高， 根据公式c=λf可知，中国移动5G信号的电磁波波长较短，中国电信5G信号的波长较长。
7． 增大 增大 电磁波
【解析】
[1][2]卫星在加速升空过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能为动能和势能的和，故机械能变大。
[3]电磁波可以在真空中传播，广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，“北斗”卫星导航系统是利用电磁波向地球传递信息。
8． 短 = γ射线
【解析】
（1）[1]由图甲可知，X射线振动频率高于无线电波的振动频率，由电磁波的波速、波长、频率之间的关系可知，电磁波的频率越高，波长越短，故X射线的波长短。
（2）[2]红外线和紫外线都属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故
v红外线=v紫外线
（3）[3]由图乙可知，γ射线的穿透能量最强，故发出的用于金属内部探伤的物质最有可能的是γ射线。
9． 电磁波 电 可再生
【解析】
[1]卫星是利用电磁波传递信息的，故车载的GPS全球定位系统是利用电磁波工作的。
[2]车厢顶部的太阳能设备接收太阳能，获得电能，即把太阳能转化为电能。
[3]太阳能可以不断地得到，属于可再生能。
10． 超声波 电磁波 机械
【解析】
[1][2][3]雷达产生的为超声波，但是路面情况是结合人工智能和5G模块将高清摄像头拍摄通过电磁波传送到后台终端，无人驾驶清洁车是利用电力行驶的新能车，工作过程中将电能转化为机械能。
11． S（或南） 电磁波 可再生
【解析】
[1]由安培定则可知，右手握住螺线管，四指环绕的方向为电流方向，伸开的大拇指所指的方向为螺线管的N极，即螺线管左端为N极、右端为S极；
[2]5G手机是利用电磁波传递信息的；电磁波是传递信息的载体。
[3]太阳能可以从自然界中不断的得到，因此它属于可再生能。
12． 变小 变小 密度小，导热系数低 电磁波 103 mg火
【解析】
（1）[1][2]探测器着陆过程是减速运动，速度减小，高度也降低，质量不变，则动能和重力势能都减小，机械能变小。
（2）[3]能在极寒和极热环境下工作，是因为纳米气凝胶具有导热系数低的优点。
（3）[4]电磁波可以在真空中传播，天问一号是利用电磁波来传递信息的。
[5]火星与地球的距离约为
s=3×1011m
电磁波在这个过程所需时间
t=sv=3×1011m3×108m/s=1000s
（4）[6]探测器在火星上空悬停时，受到火星的吸引力和气体对探测器的作用，这两个力是一对平衡力，所以气体对探测器的作用力
F=G=mg火
13． C 下降 5 1×10-5 30 减小
【解析】
（1）[1]A．由文中信息可知，无人机是利用无线电波进行遥控的，故A错误；
B．无人机设备在工作时的噪声分贝<90dB，对人的听力不会造成严重损伤，故B错误；
C．无人机上装载的红外相机可以利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体从而进行拍摄，故C正确；
D．无人机上面装有的高清摄像机，成像性质与照相机工作原理一样，故D错误。
故选C。
（2）[2]该无人机竖直匀速升空时，无人机越来越高，地面相对无人机越来越远，因此地面相对无人机是下降的。
[3]由表格数据可知，无人机的整机质量500g，其重力为
G=mg=500×10-3kg×10N/kg=5N
（3）[4]信息传递到遥控者处所用时间约为
t=sv=sc=3000m3×108m/s=1×10-5s
[5]不考虑遥控距离的影响，该无人机以最快速度飞行，最多能飞行的路程
s'=v't'=150km/h×1260h=30km
[6]当无人机需要拍摄地面上全景照片时必须上升，此时增大了物距，根据凸透镜成像规律：物远像近像变小，要减小像距，即要减小镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。
14． 10-7 180 低于 信息 凸透（或放大） 虚
【解析】
（1）[1]病毒的大小
100nm=100×10-9m=10-7m
[2]飞沫的速度
50m/s=50×10-3km13600h=180km/h
（2）[3]负压病房内气压会低于病房外大气压，这样病房内被污染的空气才不会流到室外。
（3）[4]CT和X光都是利用电磁波能传递信息来工作的。
（4）[5][6]体温计凸起的圆弧型玻璃相当于放大镜，能把汞柱对应的示数放大成虚像。
15． 微波（电磁波） 3×105 3 B 0.482
【解析】
（1）[1]地面基地台接收和发射信息、卫星登坛拜将信息都是利用电磁波工作的。
[2]电磁波的速度约为3×108m/s，即3×105km/s。
[3]在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星即可实现全球任意两点间的通信。
（2）[4]由题意知，利用微波通信的原因是：微波比中波和短波负载的信息多，所以B选项正确。
（3）[5]要将a点发出的信号传到b，则a点发出的信息先向卫星Ⅰ射出，通过Ⅰ将信息反射向卫星Ⅱ，卫星Ⅱ将接收到的信息再反射向b，两次反射过程都遵循光的反射定律，据此作出入射光线及反射光线，作图如下：
（4）[6]微波由a处传到Ⅰ、由Ⅱ传到b所需的总时间
t1=2s1c=2×3.58×104×103m3×108m/s≈0.239s
微波由Ⅰ传到Ⅱ所需的时间为
t2=s2c=7.30×104×103m3×108m/s≈0.243s
微波由a传到b所用的总时间
t=t1+t2=0.239s+0.243s=0.482s