l 越來越寬的信息之路
l 5分鐘訓練(預習類訓練，可用於課前)
1.下列說法正確的是（ ）
A.無線電波的波長越短，相同時間內傳輸的信息就越多
B.無線電波的波長越長，相同時間內傳輸的信息就越多
C.無線電波的頻率越低，相同時間內傳輸的信息就越多
D.無線電波的速度越快，相同時間內傳輸的信息就越多
答案：A
2.在中國移動通信大樓的頂部常可見到一些鍋形天線。關於這種天線的作用，以下說法中正確的是（ ）
A.這是做廣告用的模型
B.天線凹面斜向上方是用來接收衛星信號的
C.天線凹面朝水平方向是用來接收衛星信號的
D.無論天線朝什麼方向均能接收衛星信號
解析：移動通信是通過微波來傳遞信息的，微波幾乎是沿直線傳播的，不會沿地面繞射，它是以地球同步衛星和地面站作為中繼站不斷地向遠方傳遞信號的。電信大樓的頂部鍋形天線就是用來接收來自衛星的轉接信號的。
答案：B
3.微波的波長在__________________之間，頻率在__________________之間，所以微波的頻率高。當它作為載體時，在相同時間內可以傳輸的信息就越多。
答案：10 m—1 mm 30 MHz—3×105 MHz
4.世界各地的計算機網絡通過交換機和伺服器互相聯結，就成為世界上最大的計算機網絡，稱為__________。計算機可以高速處理大量信息，把計算機聯在一起，可以進行網絡通信。計算機之間的聯結，可以使用___________________________________________________等各種通信手段。目前使用最頻繁的網絡通信形式有__________等。
答案：網際網路 金屬導線、光纜、通信衛星 電子郵件
10分鐘訓練(強化類訓練，可用於課中)
1.「神舟」五號飛船飛行過程中，由多個地面測控站和四艘「遠望」號遠洋航天測量船組成了測控網，通過發射和接收一種波，對飛船進行跟蹤、測量與控制。這種波是（ ）
A.紅外線 B.γ射線 C.微波 D.超聲波
解析：在用於通信的電磁波中，不同用途的設備使用的電磁波的頻率範圍不同，而用於電視、雷達、無線電導航及測控的是微波，它的頻率範圍是3×108Hz—3×1011Hz。
答案：C
2.下列說法不正確的是（ ）
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
B.我們可以把月亮作為一個微波中繼站
C.衛星通信只需要3顆同步衛星就可以實現全球通信
D.光纖通信是靠雷射在光纜中傳播進行信息傳遞的
答案：B
3.關於光纖通信,小明同學曾思考這樣的問題:在漫長的線路上，光纖免不了要拐彎、纏繞，而光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，雷射通信信號怎樣從一端傳到另一端呢？後來在「研究光纖怎樣傳輸光信號」的活動中，終於明白了：雷射信號在光纖中（ ）
A.就像水流沿彎曲水管流動那樣 B.就像電流沿彎曲導線傳播那樣
C.不斷地經光纖壁反射而向前傳播 D.不斷地在光纖中折射而向前傳播
答案：C
4.下列關於移動通信的說法中不正確的是（ ）
A.有一些移動通信設備之間不需基地臺也可以相互聯繫
B.用手機與另一部手機通話時，必須經過基地臺才能實現
C.移動通信無需藉助光纜線，可直接使用無線電波（電磁波）聯繫
D.移動通信不但可以通話，還可以傳遞圖片等
解析：有些通信設備，像對講機、軍用電臺等無需藉助基地臺，可直接建立聯繫，A正確。手機與其他手機（或座機）通話時，必須經基地臺轉接，有些甚至還要經多個基地臺轉接，B正確。移動通信，由一個基地臺向另一個基地臺傳送信號時，需用光纜傳播，C不正確。行動電話現在除通話功能外還可以實現收發信息、拍攝和傳送圖片、接收電視節目和無線上網等功能，D正確。
答案：C
5.關於電子郵件，下列說法正確的是（ ）
A.發送電子郵件必須要輸入對方的信箱地址 B.電子信箱是某用戶計算機上的空間
C.對方的計算機沒開機，郵件就沒法發送 D.發送電子郵件必須要輸入自己的信箱地址
解析：發送電子郵件，需要先進入自己的信箱，然後把郵件發送到對方的伺服器上，無論對方的計算機是否開機，都可以收到電子郵件。因為電子信箱佔有的是網絡伺服器上的空間，所以只要對方開機後，就可以從伺服器上收到郵件。
答案：A
6.通信衛星大多是相對於地球「靜止」的__________________，從地面上看，它好像懸掛在空中_________________。在地球周圍均勻地配置__________顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面。通過衛星電視，一個地方的突發事件，全世界幾乎可以_____________看到現場的畫面。
答案：同步衛星 靜止不動 3 同時
7.電子郵箱heqing1020@，該郵箱的伺服器名叫_____________，其中「cn」表示_____________。
答案：heqing1020 在中國註冊的
30分鐘訓練(鞏固類訓練，可用於課後)
1.關於微波，下面說法不正確的是（ ）
A.微波是指頻率很高、波長很短的無線電波
B.微波大都沿地球表面繞射，所以可以實現全球通信
C.衛星通信就是用通信衛星作為微波的中繼站
D.微波大致沿直線傳播，需要每隔50 km左右建一個中繼站
答案：B
2.CD機對光碟內信息是通過雷射來讀取的，這是利用雷射的（ ）
A.單色性 B.方向性 C.高能量 D.頻率高
解析：雷射具有極強的單色性、方向性和亮度。用雷射來讀取光碟內的信息是利用了雷射的方向性好，基本上只沿發射的方向傳播，能集中一點的特點。
答案：B
3.無線電波和光波的主要區別在於無線電波( )
A.不能反射 B.不能通過真空
C.傳播速度低於光速 D.具有較長的波長
答案：D
4.現代航空和航運中使用的雷達是利用電磁波來發現目標的，如果一臺雷達搜尋到了目標，從發射信號到接收信號的時間是1.2×10-4s,那麼這個目標離雷達的距離是（ ）
km km km D.18 km
解析：電磁波的傳播速度和光在真空中的傳播速度相同，為3.0×105 km/s。
×3.0×105 km/s×1.2×10-4s=18 km。
答案：D
5.(2010河北課改實驗區模擬，17)關於電磁波和現代通信，下列敘述不正確的是（ ）
A.衛星通信是利用人造地球衛星作為中繼站進行通信的
B.光纖通信具有傳輸信息量大、高抗幹擾及光能損耗小等優點
C.電磁波可以在真空中傳播
D.電磁波的頻率越高，在空氣中傳播的速度越大
解析：選項A、B、C中的說法都是正確的。電磁波在空氣中傳播的速度是不變的，和它的頻率沒有關係。故D錯。
答案：D
6.以下特點中不屬於雷射特點的是( )
A.亮度高 B.單色性強 C.平行度好 D.只有一種顏色
答案：D
7.下面關於雷射應用的描述中，不正確的是（ ）
A.利用雷射進行通信 B.利用雷射進行距離的精確測量
C.利用雷射加工堅硬材料 D.利用雷射進行室內照明
解析：雷射有很強的方向性，亮度很高，因此雷射可以通信，可以進行長距離的精確測量，可用於機械加工（如切割、打孔），但是由於雷射的平行度好，不能進行室內照明。
答案：D
8.1960年，美國科學家________製成了世界上第一臺紅寶石_________，它能產生_________單一、_________高度集中的光——_________，這才使得用光進行通信的夢想得以實現。
答案：梅曼 雷射器 頻率 方向 雷射
9.利用網際網路發送電子郵件比手寫信件再通過郵局傳遞要快得多，並且還可以把照片、動畫、語言等作為附件一起發送。你能簡單地描述一下如何使用電子郵件嗎？
答案：（1）登錄你自己的電子信箱所在伺服器的主頁；
（2）輸入你的用戶名和密碼登錄；
（3）打開新郵件，填入收件人、主題和內容，把照片或語言等列為附件；
（4）點擊發送即可。
10.你會上網嗎？計算機上網，在沒有專用線路時可使用電話線路，但這時要增用一套調製器和解調器（俗稱「貓」），這是為什麼？
答案：打電話時,在電話線路中傳送的是一種由聲音信號變換而來的電信號,是模擬電信號。模擬電信號的頻率變化被限制在能進行正常通信的很窄的範圍之內。對於上網的計算機來說,在線路中來回傳輸的都是數字電信號。數字電信號比起模擬電信號來,頻率範圍要寬得多。如果數位訊號在電話線上傳輸,會使信號發生畸變而失真,所以需要調製器和解調器。調製器能把數字電信號極寬的頻率範圍變成模擬電信號相同的頻率範圍,解調器的作用是將頻率範圍變窄了的數字電信號變回原來的模樣。有了數據機,一條電話線上就既能打電話,又能上網了。
11.衛星通信系統由衛星和地面站兩部分組成。衛星在空中起中繼站的作用，即把地面站發上來的電磁波放大後再返送回另一地面站。地面站則是衛星系統與地面公眾網的接口，地面用戶通過地面站出入衛星系統形成鏈路。由於同步衛星在赤道上空36 000 km，它繞地球一周的時間恰好與地球自轉一周時間（23 h 56 min 4 s）一致，從地面看上去如同靜止不動。3顆相距120°的衛星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛星通信易於實現越洋和洲際通信，最適合衛星通信的頻率是1—10 GHz頻段，即微波頻段。
（1）衛星通信是遠距離的無線通信，要從衛星上接收信號必須在地面上建立__________。
（2）關於同步衛星，以下說法中正確的是（ ）
A.同步衛星的轉動周期和地球的自轉周期相同
B.同步衛星和月球一樣每天繞地球一周
C.同步衛星固定在空中一直不動
D.作為傳播微波的中繼站，地球上空的同步衛星越多越好
（3）頻率為1—10 GHz的電磁波對應的波長是多少？
（4）赤道上的地面站向衛星發射信號需要多長時間？
解析：地球同步衛星，就是衛星繞地球轉動一周所用的時間和地球自轉一周所用的時間相同，從地球上看，它好像懸掛在空中靜止不動。在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛星，就可覆蓋幾乎所有地球表面，可以實現全球通信。根據c=λf,頻率為1—10 GHz的電磁波對應的波長分別是0.3 m—0.03 m。從赤道上的地面向赤道上空36 000 km的衛星發射信號需要的時間為。
答案：（1）地面站 （2）A （3）0.3—0.03 m (4)0.12 s
12.閱讀下列材料並回答問題。
傳遞信息的電信號有兩種：模擬信號和數位訊號。
例如打電話聲音轉換成電流時，電流的頻率和幅度全都「模仿」著聲音的頻率和幅度變化，所以這種信號稱為模擬信號。目前的廣播和電視中的聲音和圖像使用的都是模擬信號。錄音帶和錄像帶上記錄的也是模擬信號。模擬信號的特點是連續變化，如圖10-4-1所示，模擬信號的缺點是放大時會使信號的「形狀」改變而造成失真。傳輸過程中受到的幹擾不易排除。例如汽車發動機的火花塞工作時會產生電磁波，使得電視畫面上出現雜亂的點或條紋。
計算機中的信息，無論文字、聲音、圖像都是用二進位數「0」和「1」編碼的，稱為數位訊號，數位訊號的特點是跳躍變化的；「0」代表低電壓，「1」代表高電壓。如圖10-4-1乙表示字母「K」的數位訊號，它的編碼是「01 001 011」。數位訊號的優點是易於用計算機識別和進行複雜的處理，抗幹擾能力強，能夠進行高密度的存儲等等。CD盤、VCD盤和計算機軟體光碟上記錄的都是數位訊號。
圖10-4-1
圖10-4-2
由上可知，如圖10-4-2所示，甲是聲音信號波形，乙和丙是通過處理後傳遞的電流信號，其中__________是模擬信號，__________是數位訊號。
思路解析：模擬信號的圖像是連續變化的，數位訊號是跳躍變化的。利用這點就很容易進行區別。
答案：甲和乙 丙
練習2
1．關於微波，下面說法正確的是( )
A．微波是指頻率最高、波長最短的無線電波
B．微波大都沿地球表面繞射，所以可以實現全球通信
C．月球可以作為微波的中繼站
D．微波大致沿直線傳播，需要每隔50 km左右建一個中繼站
2．下列頻段中，能傳遞頻道容量最大的是( )
A．長波 B．中波
C．短波 D．微波
3．1966年，華裔物理學家高錕提出光纖通信的設想．光纖通信傳輸信息的載體是( )
A．電流 B．超聲波
C．無線電波 D．光波
4．利用網絡能夠進行( )
①查閱資料、看新聞 ②購物 ③收發電子郵件 ④上網聊天 ⑤遠程教育和教程醫療
A．①②③④ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
5．光導纖維簡稱光纖，如圖所示．從圖中可看出，光可從任意彎曲的光纖一端傳向另一端，似乎光在其中能隨意「轉彎」，其實這是光在光纖內不斷________而實現的，利用光纖來傳遞電磁波信號，使人類邁上信息高速公路，是華裔科學家高錕的重大貢獻．人們能將光和電磁波聯繫起來，是因為光也是________．
6．(河南中考)下列技術應用中，不是利用電磁波工作的是( )
A．利用微波雷達跟蹤飛行目標
B．利用聲吶系統探測海底深度
C．利用北鬥導航系統進行定位和導航
D．利用移動通信屏蔽器屏蔽手機信號
7．在現代信息傳遞中，電磁波扮演了重要角色．下列信息傳遞方式利用了電磁波的是( )
①有線電話 ②行動電話 ③無線電廣播電視 ④衛星通信 ⑤網絡通信 ⑥光纖通信
A．②③④⑥ B．①②③⑤
C．①③④⑥ D．②④⑤⑥
8．光導纖維的主要用途是用來傳遞信息，進行通訊．把要傳輸的信息變成光信號在光纖中傳播，如圖所示，那麼光在光纖中的傳播方式是( )
A．沿著光纖的中軸線直線傳播
B．沿著光纖的外壁多次折射傳播
C．沿著光纖的內壁多次反射傳播
D．沿著光纖螺旋式的曲線傳播
9．關於現代通信和電磁波，下列敘述正確的是 ( )
A．光纖通信傳輸的信息量很大，主要用於無線電廣播[來源:學科網]
B．衛星通信利用人造衛星作為中繼站進行通信
C．電磁波的應用對人類有利無害
D．電磁波不能在真空中傳播
10．如圖所示為我國「北鬥衛星導航系統」示意圖．截止目前，中國已成功發射4顆北鬥導航試驗衛星和16顆北鬥導航衛星，北導系統區域組網順利實現，可以向亞太地區提供連續無源定位、導航、授時等試運行服務．該系統在傳遞信息過程中主要依靠( )
A．電磁波
B．超聲波
C．次聲波
D．光導纖維
11．中央電視臺節目主持人就南非世界盃分組抽籤情況與現場記者進行電話連線，發現現場記者總是慢一些，其原因是( )
A．信號衰減
B．信號時間延遲
C．現場記者反應慢些
D．視覺錯覺
12．現代通信主要由衛星通信和________通信兩種方式組成；通信衛星轉發信號是通過________來實現的；如圖是通信衛星在赤道上空3.6×104 km高的運行軌道上的圖片，它與地球同步轉動，則衛星相對地面是________．
13．如圖，有一款內置微型「GPS」(全球衛星定位系統)的專用鞋．當穿著它離開指定的區域時，鞋中的「GPS」便會自動發送使用者所在位置信息．該信息被衛星接收後再發送到手機．此過程中由________波傳遞信息，傳播速度約為________m/s.
14．小紅在網際網路上註冊了一個電子郵箱，郵箱的地址是：xiaohong@sohu.com.cn，她電子郵箱的用戶名是________，地址中「cn」表示她的郵箱的伺服器是在________註冊的．
挑戰自我
15．閱讀材料並完成填空．
光纖通信
雷射具有很高的亮度，一臺大功率雷射器發出的雷射，亮度可達太陽亮度的107～1014倍．雷射通信與無線電通信類似，即先將聲音和圖像信號調製到雷射束上，然後把載有聲音和圖像信號的雷射發送出去，最後用接收裝置把聲音和圖像信號檢測出來．
科學家們研究利用雷射進行光纖通信，並取得了很大的成功，光纖是一種非常細的玻璃絲，比人的頭髮絲還要細，直徑只有十分之幾毫米，光纖由內芯和包層兩部分組成，內芯由光速較小的物質做成，包層由光速較大的物質做成，光在內芯中傳播，不斷被包層反射回來，曲折前進，如圖所示，這樣，帶有信號的雷射就沿著光纖向前傳播．容量大，不受外界條件的幹擾，使雷射通信能傳播很遠，並且能提高通信質量．
(1)雷射通信的原理是：_______________________________________________________________.
(2)光纖是一種非常細的玻璃絲，它由內芯和包層兩部分組成，光在內芯中傳播時，不斷被包層________，曲折前進．
(3)雷射的光纖通信具有______________________________________________等優點．