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第二十一章 《信息的传递》
课程标准 课标解读
1.了解电话的工作原理和工作过程；
1.认识生活中常见的电话机是如何工作的，交换
2.认识模拟通信和数字通信； 机起什么作用；
3.知道电磁波，了解电磁波的产生和传播； 2.知道无线电信息分为模拟信息和数字信号；
4.了解电磁波的特点及应用； 3.知道电磁波在社会生活中的广泛应用；
5.认识无线通信和电视的工作过程； 4.了解电磁波的特点和规律；
6.认识移动通信、网络通信、光纤通信、卫星通信的 5.知道在高科技领域信息传输的特点。
基本情况。
知识点1：现代顺风耳--电话
一、电话：1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话
1、基本结构：主要由话筒和听筒组成。
2、工作原理：话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号；声音→话筒→
产生变化的电流→听筒→振动（声音）。
二、电话交换机
1、为了提高电话线路的利用率而发明的。
2、用来实现两部电话之间的转换。
3、使用交换机，可以大幅度的减少电话线的数量。
三、模拟通信和数字通信
1、模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音
的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信
号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。
2、数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号
的通信方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。
3、模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式
简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。4、电话交换机间的信息是靠数字信号传递，而电话与电话机之间的信息传递靠模拟信号，
但是不论哪种通信都需要电话线。
知识点2：电磁波的海洋
一、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。
1、有关波的物理量：
（1）振幅：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m；
（2）周期：波源振动一次所需要的时间，单位是s；
（3）频率：波源每秒内振动的次数，单位是Hz；
（4）波长：波在一个周期内传播的距离，单位是m；
（5）波速：波在一秒内传播的距离，单位是m/s。
2、 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁
波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。
3、各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成
反比。
二、电磁波的发射和接收
1、发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通
过天线发射到空中的过程。
2、接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号
取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。
3、“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。
三、人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化
1、传播的信息形式从文字→声音→图像。
2、传播的信息量由小到大。
3、传播的距离由近到远。
4、传播的速度由慢到快。
四、电磁波的应用
1、微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。
2、雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显
大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线
性越好，反射性能越强。3、无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹
的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同而有不同传播特
征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离后仍
能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内
能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。
知识点3：广播、电视和移动通信
一、无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，无线电广播
信号的接收由收音机完成。
1、发射：话筒把播音员的音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电
磁波（载波）上，再通过天线发射到空中。
2、接收：收音机天线接到电磁波，经过收音机的调谐器选出特定频率的信号，电子电路在
把音频信号从中选出来，进行放大，送到扬声器里，把音频电信号转换成声音。
3、注意：调谐器和调制器易错：调制器是把音频电信号加载到电磁波上的过程，而调谐器
通俗叫做选台，是在接收过程中。
二、电视信号的发射和接收：电视信号的发射由电视台完成，电视信号的接收由电视机完
成。
1、图像信号的产生过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电
磁波上，通过发射电线发射到空中。
2、图像信号的接收过程：电视机的接收天线把高频信号接收下来，通过电视机把图像信号
取出来并放大，由显像管把它还原成图像。
三、移动通信
1、基本原理：移动电话能将我们讲话的信号利用电磁波发射到空中同时又能在空中捕获电
磁波得到对方讲话的信号。
2、优点：利用电磁波传递信息，只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话，比固话方便。
3、缺点：为了保证通话的质量，必须建立较大的无线电台进行信号的转换，这些固定的电
台叫做基地台。
知识点4：越来越宽的信息之路
1、 现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信。
（1）用三颗同步卫星就可以实现全球通信。
（2）光纤通信优点是：容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀。
2、光纤实质是很细很细的玻璃丝，光纤通信利用的是光的反射原理。3、其他通信：微波通信、网络通信。
4、世界上最大的计算机网络是因特网，目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。
问题1：现代顺风耳--电话
【典例1】（2024·河南驻马店·一模）物理学研究成果的应用，深刻地影响着人们的生产生
活，对社会发展起到巨大的推动作用。下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是（
）
A．麦克风 B．扬声器 C．电风扇 D．电熨斗
【典例2】科学家和贡献不符合的是（ ）
A．卢瑟福通过α粒子的散射现象，提出原子的核式结构
B．法拉第提出“由磁生电”，发现了电磁感应定律
C．牛顿通过斜面实验，推断出物体如果不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。首
先提出“物体的运动并不需要力来维持”
D．莫尔斯使信息以电码的形式沿电线传送出去
【典例3】1820年4月，丹麦物理学家 发现了“电生磁”现象；1876年 发明
了电话，使人类迈入了冲破空间和时间的阻隔互通信息的时代。
问题2：电磁波的海洋
【典例4】（24-25八年级上·重庆梁平·期中）2024年10月30日4时27分，神舟十九号载
人飞船成功发射并与在轨的“天和”核心舱实现自主交会对接。下列说法正确的是（
）
A．火箭升空过程中，以地面为参照物，火箭是静止的
B．火箭发射时，发射台周围的“白气”是汽化形成的
C．对接成功后，以核心舱为参照物，神州十九号飞船是静止的
D．地面能跟空间站中航天员交流是因为声音可以在真空中传播
【典例5】（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）中国高铁、移动支付、共享单车、鲲龙
AG600水陆两栖飞机……当今中国的科技进步使得生活更加精彩。下列说法正确的是（）
A．“复兴”号高速列车因为速度很大所以惯性很大
B．鲲龙AG600水陆两栖飞机在高空所受的大气压强比在水面附近受到的大气压强大
C．骑共享单车时，人的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
D．用手机进行移动支付时，是利用电磁波传递信息的
【典例6】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）通常情况下，人们彼此之间能听到对方说话
的声音是因为声波通过 这种介质传播的缘故；太空中通话用无线电波，
是因为声音在真空中 传播（选填“能”或“不能”）。
问题3：广播、电视和移动通信
【典例7】（2023·安徽合肥·模拟预测）物理学引领着人类对自然奥秘的探究，深化着对自
然界的认识。下列生活中的物理现象，解释合理的是（ ）
A．当车逆风行驶时，车外气体流速大于车内，外部空气被压入
B．当人触摸静电球时，形成“怒发冲冠”的景象，说明了散开的头发丝带有异种电荷
C．我国自行研制的北斗卫星导航系统，它是利用电磁波来传递信息的
D．加热过程中，试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
【典例8】（23-24八年级下·江苏宿迁·期中）关于粒子和宇宙，下列说法中正确的是（
）
A．在天文学中，用“光年”作为时间单位
B．在夸克、质子和原子中，尺度最大的是原子
C．太阳是宇宙的中心，地球是太阳的一颗行星
D．原子是最小的粒子，不可再分
【典例9】（23-24九年级下·全国·随堂练习）如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙
中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成 ；扬声器的作用是将音频电
信号转化成 。
问题4：越来越宽的信息之路
【典例10】（24-25九年级上·江苏南通·开学考试）关于能源和信息，下列说法中正确的是（ ）
A．煤气是一次能源，是不可再生能源
B．目前的核电站都是利用核聚变释放的能量来发电的
C．光纤通信是利用激光通过光导纤维来传递信息的
D．电磁波是在空间传播的周期性变化的地磁场
【典例11】（2024·四川成都·二模）2024年2月22日，华为Pocket2折叠手机横空出世，
它的卫星通信、5G、芯片、传感器、鸿蒙操作系统等高科技都与物理有关（ ）
A．超声波 B．次声波 C．光纤 D．电磁波
【典例12】（2024·山东枣庄·二模）如图，被称为“最新版中国高铁”的“复兴号”在京
沪高铁亮相。它采用全新流线型头型，这是为了 ；车厢内实现了WiFi网络全
覆盖，WiFi采用的是低强度的 传输信号；车厢内座椅旁都安装了插座方便旅
客充电的需求，这些插座之间的连接方式是 ；车身长度约400m的“G1720
次”列车，某次通过1600m长的隧道时全部在隧道内运行只用了12s的时间，该列车
的速度约 。
一、单选题
1．（2024·山西临汾·一模）如图所示是一款骨传导蓝牙耳机，手机将信号通过蓝牙传递到
耳机，耳机转化成声波再通过骨传至听觉神经，让使用者能够听到耳机声音的同时仍能
保持对周围环境声音的感知。下列说法中正确的是（ ）
A．骨传导说明声音可以在气体中传播
B．手机和蓝牙耳机之间传递信息的速度为340m/s
C．提高耳机音量是通过增大声音的响度来实现的D．手机声音不是噪声
2．（2024·山西长治·模拟预测）当前神舟十七号“太空出差”的航天员们正在中国空间站
内执行为期6个月的飞行任务。按计划，他们将面对一系列极具挑战性的任务，有一些
甚至是之前没有进行过的——太空出舱维修。下列关于航天员太空出舱维修过程中的说
法，错误的是（ ）
A．地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员
B．地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息
C．舱外的两名航天员大声说话就能直接利用声波进行交流
D．地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的
3．（23-24九年级下·山东滨州·期中）共享电动自行车因其取用方便、低碳环保为人们的出
行提供了便利。如图所示是我县区新上的一批配有安全头盔的电动自行车，下列关于电
动车的说法中正确的是（ ）
A．扫描车上的二维码取车是通过电磁波传递信息的
B．电动车轮胎上凹凸不平的花纹是为了减小对地面的摩擦力
C．骑车戴上安全头盔可以减小惯性
D．电动车中电动机的工作原理是电磁感应
4．（2024·山东枣庄·二模）下列说法正确的是（ ）
A．物质中分子的运动状态跟温度无关
B．电磁波在真空中的传播速度是340m/s
C．摩擦起电不是创造了电荷，只是电子在物体之间发生了转移
D．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
5．（2024·河南新乡·模拟预测）C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制的，具有
自主知识产权的喷气式中程干线客机。2023年5月28日，东航圆满完成C919首个商业
航班的往返飞行。下列说法正确的是（ ）
A．飞机起飞过程机翼上方空气流速大，压强大，从而获得升力
B．乘客系好安全带是为了防止受到惯性的作用而受伤
C．飞行员与地面指挥中心取得联系是利用超声波传递信息
D．飞机平安着陆后滑行时，如果所有外力突然消失，飞机将保持匀速直线运动6．（2024·河北沧州·二模）翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。关于他
们的声音，下列说法正确的是（ ）
A．太空授课的声音是通过电磁波传回地球的
B．太空授课的声音是由实验舱内的空气振动产生的
C．女航天员的音调高是因为振幅大
D．能分辨翟志刚和叶光富的声音主要是依据音调不同
7．（23-24九年级下·河北邯郸·期中）如图，下列关于声现象和电磁波的描述和分析，不正
确的是（ ）
A．图甲：古筝演奏者通过拨动琴弦使其振动发出声音
B．图乙：开启倒车雷达，是利用电磁波传递信息
C．图丙：运动员在水中也能听到音乐，说明声音在液体中也能传播
D．图丁：我们可以接收到移动通信车发出的信号，是因为电磁波的存在
8．（2024·山东聊城·一模）2024年3月20日8时31分，我国成功发射了“鹊桥二号”中
继星，它是月球和地球间的“中继通信站”，解决了月球背面探测器与地球间的通信和
数传问题。“鹊桥二号”于3月25日顺利进入环月轨道飞行。下列说法正确的是（
）
A．地面接收到的“鹊桥二号”发出的信号靠超声波传播
B．“鹊桥二号”从远月点向近月点运动时势能减小、动能增大
C．“鹊桥二号”从近月点向远月点运动时速度越来越大
D．“鹊桥二号”从近月点向远月点运动时机械能越来越大9．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中）2024年10月30日4时27分，长征二号F遥十
九运载火箭点火升空，随后将载有3名宇航员的飞船精准送入预定轨道。下列有关说法
正确的是（ ）
A．火箭应选用密度小、热值大的燃料
B．火箭点火时，为防止发射台被高温熔化，发射台下方修建水池，利用水比热容大来
吸热降温
C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D．地面监控通信系统通过超声波监控火箭发射过程
二、填空题
10．（2024·四川泸州·模拟预测）电光源的发明，照亮了人类生活的每一个角落。白炽灯是
利用电流的 （选填“热效应”或“磁效应”）使灯丝达到白炽状态而发光的；
白炽灯已被节能、环保的LED灯所替代，LED灯的主要材料是 材料（选填
“纳米”“超导”或“半导体”）；在LED灯中安装一个微芯片，点亮LED灯便可让
其变成无线网络发射器，上网的网络信号是靠 （选填“电磁波”、“超声
波”或“红外线”）传输的。
11．（2024·江苏泰州·一模）如图为课本中的制作或实验装置图，请回答：
(1)甲图：带电的塑料棒靠近铝箔条，铝箔条被吸引，说明带电体可以 ；
(2)乙图：取一根导线接在 （选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间会引起熔丝熔断；
(3)丙图：打开收音机，在附近将导线一端与电池的负极相连，另一端与该电池的正极
时断时续接触，从收音机中能听到“咔咔”的声音，这验证了 的存在，它在真
空中传播的速度为 。
12．（2024·江苏无锡·一模）如图所示，“运油－20”给“歼－20”空中加油的情景，“运油
－20”飞机上鲜艳的国旗 红光（选填“吸收”或“反射”，下同）；“歼－
20”飞机表面特殊的油漆能 敌方雷达发射的电磁波，从而躲避侦查；以“运油
－20”为参照物，“歼－20”是 的，以“歼－20”为研究对象，要说明“运动的
相对性”，还需要补充的依据是 。
13．（2024·辽宁锦州·模拟预测）2023年5月30日，神舟十六号飞船飞往中国空间站，飞
船与酒泉卫星发射中心之间通过 （选填“超声波”或“电磁波”）来传递信
息。神舟十五号、神舟十六号航天员乘组完成在轨交接后神舟十五号飞船与空间站组
合体分离，在返回舱落向地面的过程中重力势能变 （选填“大”或“小”）。
14．（2024·江苏徐州·模拟预测）生活处处有物理，以汽车为例：
(1)汽车的导航系统是通过汽车和卫星之间传递信息来确定汽车所处的位置，在这个过
程中是通过电磁波来传递信息的，在真空中它的传播速度是 m/s；
(2)如图甲，有些小汽车的尾部设计有“导流板”，其现状应该是 （选填“上平
下凸”或“上凸下平”），从而使汽车高速行驶时更加平稳；汽车轮胎的外表面有凸
凹不平的花纹，这是为了 摩擦。汽车头枕可以减少汽车在突然 （选填
“刹车”或“被追尾”）时对人体的伤害；
(3)汽车发动机工作时，使汽车获得动力的冲程与如图乙 （选填“相同”或“不
同”），若该四冲程汽油机飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次。15．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）2021年春晚继续运用创新技术，大幅度融合前
沿科技手段，充分展现中央广播电视总台“5G+4K/8K+AI”战略迅猛发展的最新成果。
电视信号是通过 传播的，其传播速度为 m/s。
三、科普阅读题
16．（24-25八年级上·江苏淮安·期中）阅读短文，回答问题。
光纤的奥秘
光纤电缆是本世纪最重要的发明之一、发明光纤电缆的是被誉为“光纤之父”的华人
科学家、诺贝尔奖获得者高锯。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送
信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，这是
为什么呢？
原来，光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角（如图甲）。当入射角增大时，折射
角也增大（如图乙），到某一角度，折射角达到90°，入射角再增大时，折射光完全消
失，只剩下反射光（如图丙），这样光就在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤
（图丁），这种现象叫做全反射，它只有在上述情况下才可能发生，上述情况下的入
射角称为临界角。图戊是光从玻璃射入空气时，折射角随入射角的变化而变化的图像。
所以，一般弯曲的光学纤维（简称光纤〉，只要它的玻璃芯的透明度高、均匀，并且
芯与外皮层之间的分界面光滑，就是一根好的光导管。一根头发般细小的光纤，其传
输的信息量相当于一条饭桌般粗大的铜“线”，为目前的信息高速公路奠定了基础，
数以万计的光学纤维构成的光学纤维束（如图己）不仅能传导光能，也能将图像从一
端传到另一端。传光能的纤维束称传光束，同时能传图像的纤维束称传像束。
(1)光从空气射向玻璃时， （选填“会”或“不会”）发生光的全反射现象；
(2)光发生全反射时，入射角 （选填“大于”或“小于”）临界角；若光从玻璃
进入空气时发生全发射，则入射角必须满足的条件是： ；
(3)请你写出光纤的一个具体应用： （合理即可）；
(4)如图所示，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图中完成这束光的光路
图。（保留作图痕迹）
