2018沪科版初中物理-走进信息时代

第十九章走进信息时代知识点电磁波课标要求知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。知道波长、频率和波速一、感受信息1.信息记录:(1)发展史:大脑→_____→光记录、_______。(2)_____________为信息的记录作出了杰出贡献。2.电报:用_______________代表字母,使信息以电码的形式沿电缆传送出去,由_______发明。3.电话:话筒把强度不同的_____转化为相应大小的_______;听筒又把_______转化为_____。文字磁记录造纸和印刷术短脉冲和长脉冲莫尔斯声波电信号电信号声波二、电磁波1.电磁波谱:按波长由短到长排列,γ射线→X射线→_______→可见光→_______→微波→_________。2.应用:(1)医生用_______做脑手术,用______判断是否骨折。(2)电视机、空调等设备的遥控器用_______遥控。(3)_____在通信领域大显身手。(4)_________用于收音机、电视机、雷达等。紫外线红外线无线电波γ射线X光片红外线微波无线电波3.特征:(1)波速(c):电磁波在真空中的传播速度是c=________m/s。(2)波长(λ):两相邻_____________间的距离。(3)频率(ν):电磁波单位时间内振动的次数,单位是___。(4)三者关系:c=_____;在真空中,电磁波的波长和频率成_____关系。3.0×108波峰(或波谷)Hzλν反比三、信息高速公路1.光纤通信:(1)光纤:传输光信号的介质。(2)方式:光信号从光纤一端进入线芯后,在线芯与包层的交界面上反复发生_____向前传播,如图所示。2.现代电信网络:包括_____通信、_____通信、_____通信等。3.因特网:又称互联网,它利用通信线路和_______,将分布于世界各地的计算机网络连接起来,用来传送___________。反射卫星微波移动电磁波计算机信号(1)话筒和听筒是电话机的两个重要组成部分,话筒的作用是把强度不同的声波变成相应大小的信号;听筒的作用是把信号变成信号。(2)授课时,宇航员的声音和图像都是通过传播的。(3)地面指挥中心所发出的电磁波的频率越高,其电磁波的波长就越。参考答案：(1)电电声音(2)电磁波(3)短1.三个特征:波长、频率和波速,它们之间的关系为c=λν。(1)电磁波在同种介质中的传播速度相同,与波长和频率无关。由公式可知,此时电磁波的波长和频率成反比关系,即频率越高,波长越短;频率越低,波长越长。(2)一种确定的电磁波在不同介质中的传播速度不同,而它的频率不变。由公式c=λν可知,波长改变。高频考点电磁波的特征与应用中考题眼①电磁波的波速、波长、频率的关系②不同频率的电磁波在不同领域的应用2.电磁波的应用:分类典型波长应用举例γ射线0.01nm做脑手术X射线1nmX光片检查紫外线0.1μm杀菌消毒可见光0.4～0.7μm照明红外线0.01mm遥控器、电取暖器微波1cm微波炉无线电波1m～1km广播电视、卫星通信、移动通信【易错警示】关于电磁波,易出现以下失误:(1)错误认为声波和电磁波的传播都需要介质,声波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质;(2)误认为电磁波不能在真空中传播;(3)分不清红外线与紫外线及其应用;(4)错误认为频率与波长成正比。【拓展延伸】电磁污染1.种类:(1)天然电磁污染源,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁暴都能产生电磁干扰。(2)人为电磁污染源,如大功率输电线路、无线电或射频设备工作过程产生的电磁辐射。2.危害:(1)干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出令人难受的噪声;干扰通信系统工作,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。(2)电磁辐射对人体危害程度因波长而异,波长愈短对人体作用愈强,微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场(高频电磁场)的操作人员,经受一定强度与时间的暴露,将产生身体不适感,严重者引起神经衰弱,如心血管系统的植物神经失调。3.防护:(1)安设电磁屏蔽装置:安装屏蔽装置,使有害的电磁强度降低到容许范围内,这种装置为金属材料的封闭壳体。(2)其他综合性的防治对策,如工业布局合理,使电磁污染源远离居民稠密区;改进电气设备;在近场区采用电磁辐射吸收材料或装置;实行遥控。【典例】(2013·雅安中考)关于电磁波的说法正确的是()A.可见光不是电磁波B.电磁波的波长越短则频率越低C.红外线和可见光在真空中传播速度相同D.电磁波、声波都可以在真空中传播【思路导引】【精讲精析】选C。本题考查电磁波的理解。可见光是光的一种形式,属于电磁波,A错;由c=λν可知,光速是一定值,电磁波的波长越短,则频率越大,B错,C对;电磁波可以在真空中传播,声波则不能,D错。1.光纤通信:传递信息的载体是激光,属于有线通信。其优点是传输损耗小、传输距离长、容量极大、不受电磁干扰、通信质量高、保密性好。2.卫星通信:传递信息的载体是微波。通信卫星相当于微波中继站,因此能进行远距离传送信息,并且通信容量大、干扰小、质量好、功效高。高频考点现代通信技术中考题眼光纤的作用与原理现代通信方式3.微波通信:传递信息的载体是微波,其波长在1m～1mm之间,频率在300MHz～3×105MHz之间。主要用于广播、电视、移动通信、雷达、导航、加热等方面。4.移动通信:移动电话用微波信号与电话网络联系。5.因特网:传递信息的载体是互联网,即利用有线通信线路和无线通信(电磁波)来传递计算机信号。优点:能传输文字、图像和声音,并且有交换性,能高速传输和处理。【拓展延伸】全球卫星定位系统(GPS)全球卫星定位系统(GPS)是一个能够快速提供精确的位置和时间等信息的系统,全球通用、全天候服务。GPS全球卫星定位系统由三部分组成:(1)空间段:GPS卫星。在太空中有24颗带有原子钟的卫星组成一个分布网络,分别分布在6条离地面2万公里以上、倾斜角为55°的地球准同步轨道上,每条轨道上有4颗卫星。GPS卫星每隔12小时绕地球一周,使地球上任一地点能够同时接收7颗～9颗卫星的信号。(2)地面段:地面监控系统。保证空间原子钟的计时准确,并完成导航数据的计算。(3)用户段:GPS信号接收机。GPS系统最初是由美国陆、海、空三军于20世纪70年代联合研制的,它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要部署。现在GPS系统的应用不仅局限在军事领域内了,而是发展到汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。【典例】(2012·绵阳中考)下列关于信息传递的说法,正确的是()A.声、光和电磁波都能够传递信息B.无论何种信息的传递都需要介质C.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D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电波传递信息【思路导引】【精讲精析】选A。本题考查信息传递的相关知识。声、光、电磁波都可以传递信息,A项对;光、电磁波的传播不需要介质,真空也能传播,B项错;固定电话是利用导线中的电流传递信息的,移动电话、广播和电视属于无线通信,是利用电磁波传递信息,C项错;光纤通信利用光的反射传递信息,D项错。1.比较下列各类记录和传递信息的方法中,信息量最大的是()A.甲骨文B.固定电话C.信鸽传书D.计算机硬盘【解析】选D。本题考查信息的存储和传递。古代的甲骨文只能记录很少的文字,利用信鸽传递书信,也只能传递很少的文字,通过固定电话只能传输语言信号,计算机的硬盘可以记录大量的文字、声音、图像等各种形式的信息,故选D。2.关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波和声波一样不能在真空中传播B.电磁波的应用对人体有利无害C.根据公式c=λν可以推断,频率越高的电磁波,波长越短D.电磁波的传播速度为340m/s【解析】选C。本题考查了电磁波的传播及应用。电磁波可以在真空传播,电磁波对人体有辐射,在真空中电磁波的波速是3×108m/s,根据公式c=λν可以推断,频率越高的电磁波,波长越短,故选C。【规律总结】电磁波和声波有许多不同之处,将其放在一起进行比较学习,可以大大提高我们的学习效率。电磁波的波速是一个常数,而波长跟频率成反比的关系,即频率越高的电磁波,其波长越短。3.下列有关电磁波及信息传输的说法中错误的是()A.现代生活中手机通话主要是利用电磁波传递信息B.光纤是网络中传输媒介最理想的一种,它的特点是传输容量大、质量好、损耗小C.家用微波炉是利用电磁波来加热食品的D.电磁波可以在真空中传播,波速c、波长λ和频率ν之间的关系是λ=cν【解析】选D。手机是人们常用的通讯工具,它传递信息依靠的是电磁波,A说法正确。光纤已经成为现代通信的主要传输工具,它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点,B说法正确。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波属于电磁波的一种,C说法正确。真空中电磁波的波速c、波长λ和频率ν的关系是c=λν,D说法错误。故选D。4.关于光纤通信,下列说法错误的是()A.光纤通信中使用的“导线”是光导纤维B.光纤通信中使用的“导线”是金属导线C.在光纤中光是经过多次反射向前传播的D.采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息【解析】选B。光纤通信中使用的“导线”是光导纤维,它是用很细的透明玻璃丝制成的,不是金属导线。传输信号时,激光光纤一端进入线芯后,在线芯与包层的交界面上反复发生全反射向前传播。由于光波的频率很高,故光波所运载的信息容量很大。5.我国新研制的歼20飞机具有一定的隐身功能,主要是由于飞机的机身()A.对电磁波有吸收作用B.对电磁波有反射作用C.对超声波有吸收作用D.对超声波有反射作用【解析】选A。雷达系统是利用电磁波工作的,隐形飞机是由于飞机的机身对电磁波有很好的吸收作用。6.月球上是真空,但宇航员可以把拍到的照片及时传回地球,可见电磁波的传播(选填“需要”或“不需要”)介质。微波炉利用加热食品,可见电磁波不仅用于传递信息,还可用于传递能量。【解析】月球上是真空,但我们仍然可以把拍到的照片及时传回地球,说明电磁波可以在真空中传播,故可知电磁波的传播不需要介质,电磁波既可以传递信息,也可以传递能量,可以用于手机、微波炉上等。答案：不需要电磁波(或微波)7.探究电磁波特性的实验过程如下:(1)将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机背景灯光闪烁。这个事实表明:电磁波(选填“能”或“不能”)在真空中传播。(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触),打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机(选填“能”或“不能”)接收到信号。【解析】手机是接收和发射电磁波的通信工具。只要真空中的手机能接收到信号,就说明电磁波能够在真空中传播。金属容器具有很强的“屏蔽”作用,电磁波不能穿过金属容器,所以金属容器内手机不能接收到信号。答案：(1)能(2)不能1.(2013·白银中考)在我们的生活中,3G手机通信业务已经非常普遍,使用3G手机不仅可以通话,还可以随时通过无线网络上网。下列说法正确的是()A.电磁波和声波都是由物体的振动产生的B.电磁波和声波在空气中的传播速度都是340m/sC.手机无线上网是利用电磁波传输信息D.电磁波和声波一样不能在真空中传播【解析】选C。本题考查电磁波和声波的区别。电磁波是变化的电流产生的,声波是由于物体的振动产生的;电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s,声波在空气中的传播速度是340m/s;手机上网是利用电磁波传输信息的;电磁波传播不需要介质,声波传播需要介质。故选C。2.(多选)(2013·潍坊中考)电磁波家族成员很多,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波与人们的生活密不可分,已渗透到我们生活的各个方面。关于电磁波的应用,下列说法正确的是()A.验钞机利用红外线来辨别钞票