九年級(jí)物理下 第十七章 電磁波與現(xiàn)代通信（解析版）

蘇科版九年級(jí)下冊(cè)

第十七章《電磁波與現(xiàn)代通信》

【知識(shí)梳理】

一、信息與信息傳播

1.信息：各種事物發(fā)出的有意義的消息。

(1)人類特有的三種信息：語言、符號(hào)和圖像。

(2)人類歷史上，信息和信息傳播活動(dòng)經(jīng)歷了五次巨大的變革：①語言的誕生；②文字的

誕生；③印刷術(shù)的誕生；④電磁波的應(yīng)用；⑤計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。

2.早期的信息傳播工具：烽火臺(tái)、驛馬、信鴿、電報(bào)機(jī)和早期電話等。

莫爾斯發(fā)明了電報(bào)機(jī)：貝爾發(fā)明了電話。

3.人類儲(chǔ)存信息的工具有：（1）牛骨、竹簡(jiǎn)、木牘；（2）書；（3）磁盤、光盤、磁帶。

二、電磁波及其傳播

I.波

（1）波的概念：波是能傳播周期性變化的運(yùn)動(dòng)形態(tài),還能傳遞能量以及信息。

波谷

（2）波的基本特征：

振幅A：振動(dòng)的幅度，它反映了震動(dòng)的強(qiáng)弱。

周期八振動(dòng)一次所需要的時(shí)間，單位是s。

頻率/：其數(shù)值等于每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，單位是Hz,頻率與周期反映了振動(dòng)的快慢，

f=~.

T

波長(zhǎng)九波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，或相鄰的兩個(gè)波峰或波谷的距離，單位是m。

波速火波傳播的速度，單位是m/s,它反映波傳播的快慢。

（3）波的傳播速度u與波長(zhǎng)人頻率/、周期7的關(guān)系是：尸打二方

2.電磁波

（1）導(dǎo)線中電流迅速變化會(huì)在空間激起電磁波，電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁

場(chǎng)。

記住：麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論并預(yù)言了電磁波的存在；赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波

的存在。

（2）特性：①電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，但金屬可以屏蔽電磁波；②

一切電磁波都具有能量，可以傳遞信息。

（3）電磁波在真空中傳播的速度為3xlO，m/s,與光速相同，光波屬于電磁波。

3.電磁波譜（按波長(zhǎng)由小到大或頻率由高到低排列）：了射線、X射線、紫外線、可見光

（紅橙黃綠藍(lán)靛紫）、紅外線、微波、無線電波。

電磁波譜

無儀電波微坡紅外段可見光紫外我X射線期馬射戰(zhàn)

Radio.Microwave!InfraredVisible^UltravioletX-ray^GammaRaj

波長(zhǎng)（米）103W*21（T55x10，IN1g。ig2

…i^vZXZX/WWVWWl

■if小需姆咸砂

建筑人奧蜜蜂大失什原生動(dòng)物分子原子原子植

4.人類應(yīng)用電磁波傳播信息的歷史經(jīng)歷了以下變化：

（1）傳播的信息形式從文字（BB機(jī)）t聲音（早期手機(jī)）t圖像（當(dāng)代手機(jī)）；

（2）傳播的信息量由小到大；

（3）傳播的距離由近到遠(yuǎn)；

（4）傳播的速度由慢到快。

三、現(xiàn)代通信…走進(jìn)信息時(shí)代

1.衛(wèi)星通信

（1）衛(wèi)星通信：用衛(wèi)星作為中繼站的微波通信。

（2）優(yōu)點(diǎn)：①覆蓋面大；②通信距離長(zhǎng)；③不受地理環(huán)境限制。

缺點(diǎn)：①造價(jià)較高：②信號(hào)有零點(diǎn)幾秒的時(shí)間延遲；③保密性差。

（3）應(yīng)用：電話、電報(bào)、電視廣播、全球定位、導(dǎo)航。

2.光纖通信

（1）光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種通信方式。

（2）發(fā)明人：高銀

（3）原理：攜帶信息的光從光導(dǎo)纖維的一端射人，在內(nèi)壁上多次全反射，從另一端射出，這

樣就把光攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。

內(nèi)芯

光源外套

(4)優(yōu)點(diǎn)：①容量極大；②不會(huì)受外界電磁場(chǎng)的干擾；③不怕潮濕、耐腐蝕、能量損耗低。

(5)缺點(diǎn)：①架設(shè)線路受地理?xiàng)l件限制；②光纜易被拉斷。

3.互聯(lián)網(wǎng)與信息高速公路

(1)互聯(lián)網(wǎng)通信：計(jì)算機(jī)通過各種通信方式連接在一起，傳遞信息。

服

服

務(wù)導(dǎo)線、光纜、微波務(wù)計(jì)算機(jī)：

計(jì)算機(jī)器

?r-器?_______I

4

、計(jì)算機(jī)乙

計(jì)算機(jī)甲HelloHello

(2)互聯(lián)網(wǎng)的用途：①發(fā)送電子郵件；②召開視頻會(huì)議；③網(wǎng)上發(fā)布新聞；④遠(yuǎn)程教育;

⑤遠(yuǎn)程會(huì)診；⑥網(wǎng)上購物；⑦網(wǎng)上聊天；⑧汽車導(dǎo)航；⑨進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)資源共享等。

【易錯(cuò)點(diǎn)】

1.要想實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星通信，至少需要三顆衛(wèi)星。

2.激光在光導(dǎo)纖維中傳播時(shí)，由于光發(fā)生反射時(shí)，反射角較大，此時(shí)只發(fā)生反射不發(fā)生折

射，因此稱為全反射。

3.不同電磁波的頻率不同，周期不同，在同種介質(zhì)中傳播速度相同。

【典例分析】

1.(2023?河北石家莊?九年級(jí)期末)關(guān)于信息傳遞，卜列說法止確的是()

A.光在光導(dǎo)纖維內(nèi)壁上多次折射傳遞信息

B.手機(jī)通話是利用超聲波傳遞信息

C.北斗衛(wèi)星是通過電磁波傳遞信息，從而提供導(dǎo)航和通信服務(wù)

D.宇航員在空間站外交流可以使用超聲波

【答案】C

【詳解】A.光纖通信是光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)通信

模式，所以光在光導(dǎo)纖維內(nèi)壁上多次反射傳遞信息，故A錯(cuò)誤；

B.電磁波傳輸速度快，容量大，可以在真空中傳播等優(yōu)點(diǎn)，手機(jī)通話是利用電磁波傳遞

信息，故B錯(cuò)誤；

C.電磁波傳輸速度快，容量大，可以在真空中傳播等優(yōu)點(diǎn)，北斗衛(wèi)星是通過電磁波傳遞

信息，從而提供導(dǎo)航和通信服務(wù)，故c正確；

D.由于太空中是真空，真空不能傳聲，宇航員在空間站外交流可以使用電磁波，故D錯(cuò)

誤。

故選c。

2.（2023?吉林長(zhǎng)春?九年級(jí)期末）下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）

A.電磁波在空氣中的傳播速度是340m/s

B.電磁波只能傳遞聲音信號(hào)，不能傳遞圖像信號(hào)

C.微信聊天時(shí)手機(jī)發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播

D.北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)既可以發(fā)射也可以接收電磁波

【答案】D

【詳解】A.電磁波在空氣中的傳播速度是3xl08m/s,故A錯(cuò)誤；

B.電磁波作為載波使用時(shí)，既可以傳遞聲音信號(hào)，也可以傳遞圖像信號(hào)，故B錯(cuò)誤；

C.電磁波可以在真空中傳播，故C錯(cuò)誤；

D.衛(wèi)星接收和發(fā)送信號(hào)要靠電磁波傳遞，我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)也是利用電磁波來傳

遞信號(hào)的，故D正確。

故選D。

3.利用光導(dǎo)纖維在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸較大量的信息，這是因?yàn)楣獠ǖ模ā?/p>

A.波長(zhǎng)長(zhǎng)B.波速快

C.頻率高D.看得見

【答案】C

【詳解】因?yàn)楣獠ǖ念l率高，所以光導(dǎo)纖維在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸較大量的信息，故ABD

不符合題意，C符合題意。

故選C。

【奪冠訓(xùn)練】

一、單選題

1.（2022?山東青島?自主招生）新冠病毒疫情期間，額溫槍因快速無接觸測(cè)溫的特點(diǎn)被廣

泛使用。額溫槍，學(xué)名是‘紅外線測(cè)溫儀”，測(cè)溫原理中最關(guān)鍵的是從“電磁波信息”到“溫度

信息''的轉(zhuǎn)換。下列說法中錯(cuò)誤的是（）

A.額溫槍掃人的頭部，對(duì)人體有輻射傷害

B.額溫槍接收人體輻射的電磁波，推測(cè)其重要結(jié)構(gòu)為紅外接收傳感器

C.紅外線的頻率比可見光的頻率低

D.紅外線與無線電波在真空中的傳播速度相等

【答案】A

【詳解】A.額溫槍能測(cè)溫度是因?yàn)闇囟炔煌娜梭w輻射的紅外線強(qiáng)弱不同，它接收的是

人體發(fā)出的紅外線，對(duì)人體沒有任何傷害，故A錯(cuò)誤，符合題意；

B.額溫槍接收人體輻射的電磁波，測(cè)溫原理是從“電磁波信息”到“溫度信息”的轉(zhuǎn)換過程，

所以推測(cè)其重要結(jié)構(gòu)為紅外接收傳感器，故B正確，不符合題意；

C.可見光的排列是從紅光到紫光，紅光頻率最低，紫光頻率最高，紅外線在紅光的外

側(cè)，紅外線的頻率低于可見光，故C正確，不符合題意；

D.電磁波是一個(gè)大家族，無線電波、可見光、紅外線、紫外線、微波等都是電磁波。它

們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣仁窍嗤模蔇正確，不符合題意。

故選Ao

2.（2022?江西贛州?八年級(jí)期中）如圖所示，光在玻璃纖維中的傳輸情況是光線每次由內(nèi)

層玻璃芯射向外包層的分界面時(shí)，均要發(fā)生反射，而不發(fā)生折射，從而使光在不斷的反射

中沿內(nèi)層玻璃心向遠(yuǎn)處傳播。當(dāng)增大入射光線人8的入射角時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的有

（）

A.光線C。的入射角將增大B.點(diǎn)。將要向右側(cè)移動(dòng)

C.信息傳輸所需時(shí)間更少D.N8CO將減小

【答案】D

【詳解】AD.在光的反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角，當(dāng)入射角增大時(shí)，反射角也隨著增

大。由圖示知，上下兩個(gè)外包層的反向面是平行的，所以任何一個(gè)入射角增大，其它人射

角也隨著增大，同時(shí)反向角也增大。即光線CO的入射角增大，3c的入射角增大，CQ的

反射角增大，力將增大，故A正確，不符合題意，D錯(cuò)誤，符合題意；

BC.由于光線BC的反射角增大，則在上面外包層上的入射點(diǎn)向圖示中的C點(diǎn)的右側(cè)移

動(dòng)，同理D點(diǎn)也向右側(cè)移動(dòng)，玻璃纖維的長(zhǎng)度一定時(shí)，反射次數(shù)會(huì)變少，傳遞信息的時(shí)間

變少，故BC正確，不符合題意。

故選D。

3.（2022?山東日照?中考真題）下列說法正確的是（）

A.通過手語向聽力障礙者傳遞信息，這是數(shù)字通信

B.沒有手機(jī)、收音機(jī)、目視機(jī)的海邊就沒治電磁波

C.光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是340m/s

D.通過調(diào)頻95MHz日照新聞廣播頻道能聽到頻率為95MHz的聲音

【答案】A

【詳解】A.用點(diǎn)“■”和畫“一”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個(gè)漢字，干

是，一系列點(diǎn)和畫組成的信號(hào)就可以代表一個(gè)完整的句子。像這樣用不同符號(hào)的不同組合

表示的信號(hào)叫做數(shù)學(xué)信號(hào)，使用數(shù)學(xué)信號(hào)的通信方式叫做數(shù)字通信。通過手語向聽力障礙

者傳遞信息，這是數(shù)字通信，故A正確；

B.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成?個(gè)不可分離的場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)，而變化的電磁場(chǎng)在

空間的傳播形成電磁波，手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)、微波爐等動(dòng)能發(fā)出電磁波，故B錯(cuò)誤；

C.光在真空中的傳播速度約為3xl（）8m/s,光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中的傳播速度是3xlO8nVs,

故C錯(cuò)誤；

D.用調(diào)頻95MHz口照新聞廣播頻道廣播時(shí)，接收的是無線電波的頻率，不是聽到頻率

為95MHz的聲音，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.（2022?廣東廣州?中考二模）據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息，WIFI商業(yè)聯(lián)盟，Wifi版本，標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間以及

對(duì)應(yīng)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)如圖，由圖可知（）

Wifi版本wifi標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間最高傳輸速率工作頻段

Wifi7IEEE802.1Ibc2022年30Gbits2.4GHz,5GHz,6GHz

Wifi6IEEE802.1lax2019年1IGbps2.4GHz或5GHz

11?11

111■1

111?1

Wifi1IEEE802.1la1999年54Mbps5GHz

10R10,010,2IO'4I0'610”穩(wěn)率/Hz

無線電波紅外線可見光紫外線K射線丫射線

A.隨著Wifi版本的提升，信號(hào)電磁波的傳播速度越來越快

B.某Wifi6版本的家用路由器工作信號(hào)屬于無線電波

C.從電磁波譜圖可以看出紅外線的波長(zhǎng)明顯小于紫外線的波長(zhǎng)

D.1999年實(shí)施的第?代Wifi工作頻段為5GHz，說明當(dāng)時(shí)己進(jìn)入5G通信時(shí)代

【答案】B

【詳解】A.上網(wǎng)用的Wifi是電磁波，電磁波在空氣中的傳播速度約為2xl（）Smk,故A不

符合題意；

B.WiFi利用了電磁波中的微波技術(shù)進(jìn)行信息傳輸，故B符合題意；

C.從電磁波譜圖中可以得到紅外線的頻率小于紫外線的頻率，故C不符合題意；

D.5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，其最顯著的特征之一為具有超高速的數(shù)據(jù)傳播速

率。5G信號(hào)一般采用33COMHZ?5000MHz頻段的無線電波，故D不符合題意。

故選Bo

5.（2022?河北石家莊?九年級(jí)期末）關(guān)于信息的傳遞，下列說法正確的是（）

A.用月球做中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信

B.用手機(jī)與另?部手機(jī)通話時(shí)，必須經(jīng)過基地臺(tái)才能實(shí)現(xiàn)

C.同步通信衛(wèi)星作為傳播微波的中繼站用兩顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信

D.光纖通信是依靠激光在光導(dǎo)纖維內(nèi)沿直線傳播來傳遞信息的

【答案】B

【詳解】A.微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要建立微波中繼站，但

是不能把月亮當(dāng)做中繼站，因?yàn)樵铝晾@地球轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.由于手機(jī)電磁波信號(hào)發(fā)射和接收能力有限，用手機(jī)與另?部手機(jī)通話時(shí)，必須經(jīng)過基

地臺(tái)轉(zhuǎn)接才能實(shí)現(xiàn)，故B正確：

C.應(yīng)該用和地球同步的N星作為微波中繼站，在地球周圍均勻的分配三顆人造衛(wèi)星就能

實(shí)現(xiàn)全球通信，故C錯(cuò)誤；

D.光纖通信是利用激光從光纖的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射后在另一端放射出來，然

后在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.下列關(guān)于移動(dòng)電話的說法中，錯(cuò)誤的是（）

A.移動(dòng)電話既能接收電磁波，也能發(fā)射電磁波

B.移動(dòng)電話發(fā)射功率非常大，其天線的靈敏度很高

C.移動(dòng)電話與其他用戶通話需基地臺(tái)轉(zhuǎn)接

D.移動(dòng)電話用微波信號(hào)與電話網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系

【答案】B

【詳解】A.移動(dòng)電話機(jī)既是無線電發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái)：在講話的時(shí)候，它用電磁

波把信息發(fā)射到空中；同時(shí)它又能在空中捕獲電磁波，得到對(duì)方講話的信息，故A正確，

A不符合題意；

B.移動(dòng)電話的體積很小，發(fā)射功率不大，它的天線也很簡(jiǎn)單，靈敏度不高，故B錯(cuò)誤，B

符合題意；

C.正是因?yàn)橐苿?dòng)電話的發(fā)射功率不大，所以它跟其他用戶的通話要靠較大的固定無線電

臺(tái)轉(zhuǎn)接，這種固定的電臺(tái)叫基地臺(tái)，故c正確，c不符合題意；

D.移動(dòng)電話通過電磁波（或微波）信號(hào)和基地臺(tái)連在一起，而基地臺(tái)則和電話交換機(jī)，

和電話網(wǎng)絡(luò)連在一起，故D正確，D不符合題意。

故選B。

7.（2020?浙江寧波?八年級(jí)期木）中國的創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略使科技領(lǐng)域不斷取得新成果，下列

說法不正確的是（）

A.智能機(jī)器人能完成實(shí)時(shí)圖像傳輸、語音識(shí)別、自動(dòng)避障等重要功能

B.2020年5月，珠峰登頂測(cè)高運(yùn)用了北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過電磁波傳遞信息

C.無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝備操縱的不載人飛機(jī)

D.“5G”采用波長(zhǎng)為1?10毫米的微波更好地傳遞信息，微波在真空中的傳播速度大于光

速

【答案】D

【詳解】A.智能機(jī)器人通過多個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)了圖像傳輸、語音識(shí)別、自動(dòng)避障等重要功

能，故A正確，不符合題意；

B.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波傳遞信息的，故B正確，不符合題意；

C.無人機(jī)是使用自備程序操縱的電磁波控制的不載人飛機(jī)，故C正確，不符合題意：

D.真空中電磁波的波速大約30萬千米每秒，等于光速，微波也屬于電磁波，故D