人教版初中物理九年级全册同步分层练习-21.3 《卫星通信和光纤通信》（培优版）
试卷更新日期：2026-03-15 类型：同步测试
一、选择题（每题4分，共40分）
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1. 现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的，如图所示。打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距离是36000km，则延迟的时间约为（ ）
A、0.12s B、0.24s C、2.4s D、0.012s2. 关于卫星通信，下列说法正确的是（ ）A、要完成全球卫星通信至少需要4颗地球同步卫星 B、通信卫星只能用来传递声音信号 C、卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波 D、通信卫星既能传递声音信号，又能传递图像信号3. 近年来，我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技术，下列说法错误的是（ ）A、电磁波可以在真空中传播，传播速度约为 B、北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务 C、移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波 D、光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的4. 某光纤通讯利用了波长为1310nm的“光”通过光导纤维进行传输信息，各色光在真空中的波长和部分电磁的频率如图所示，光纤通讯用的“光”
A、的频率比紫光小 B、的波长比红光小 C、在真空中传播速度为340m/s D、在真空中传播的速度比紫光大5. 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6. 如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，外形像大白鲸，整体呈流线型，尾部有三个尾翼。其内部有两个气囊，一个气囊装有密度比空气小的氦气，另一个气囊内充有空气，艇体通过排放空气实现上升。艇体用特种缆绳与地面相连，缆绳中布置细电缆和光纤。下列关于浮空艇分析错误的是（ ）
A、艇体整体呈流线型是为了减小空气阻力的影响 B、浮空艇在上升过程中受到的浮力变大 C、缆绳中布置光纤，目的是实时传输通信数据 D、缆绳应选择密度小、强度大的材料7. 人造地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视等方面，以实现对同一地区连续工作，下列关于同步卫星的说法正确的是（ ）A、卫星相对于地面来说是运动的 B、卫星是利用超声波来传递信息的 C、卫星上的太阳能电池板将化学能转化为电能 D、卫星相当于太空中的微波中继站8. nbsp；物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响，为人类文明和社会 的进步做出了巨大贡献。下列应用实例与物理知识不对应的是
A、如图甲所示，公元 843 年，一些中国人驾驶帆船利用罗盘即指南针成功开辟了 新航线——在地磁场的作用下，指南针有指南指北性 B、如图乙所示，1966 年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，如今光纤通 信已经成为我国长途通信的骨干力量——加载有通信信号的激光在光导纤维里 发生了光的折射 C、如图丙所示，绿色节能的太阳能建筑实现了太阳能与建筑的完美结合——太阳 能电池能将光能转化为电能 D、如图丁所示，中国天眼“FAST”是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜， 收集遥远星系的信号，让我们看到了“古老的光”——凹面镜对光起会聚作用9. 下列关于电磁波与现代通信的说法中错误的是（ ）A、语言、声音和图象是人类特有的三种信息 B、在真空罩内只能听到很微弱的手机声是因为真空罩能屏蔽电磁波 C、电流周围存在磁场，电磁波是在空间传播的电磁场 D、光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式10. 我们的身边有许多种“波”，下列有关“波”的说法中正确的是（ ）A、微波、红光、紫外线都是电磁波 B、声波、超声波、电磁波的传播速度都相同 C、水波、声波、电磁波都是由物体振动产生的 D、微波通信、卫星通信和光纤通信都是通过光缆来传输信号的二、填空题（每空2分，共24分）
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11. 北斗卫星导航系统是使用（选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的原理传递信息。12. 电磁波在真空中的传播速度为m/s，某电磁波的频率为此电磁波的波长为m。光纤通信实际上是激光信号在光纤里（选填“直线”“反射”或“折射”）传播的。13. 光纤通信主要利用波长很（选填“短”或“长”）的激光传输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次 ， 从另一端射出，把信息传到远方，无线电广播的音频信号在发射出去之前，必须加载到频率更（选填“高”或“低”）的电流信号上。
14. 汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过来传递信息，如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是信号。如图所示的光纤通信是利用了激光在纤维中经过多次（“反射”或“折射”）从一端传到另一端。
三、计算题（共12分）
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15. 按照题目要求作图：(1)、
如图甲所示是光纤传输的原理图，画出光信号从一端传播到另一端的路径图．
(2)、根据图乙中给出的已知条件，画出螺线管的绕法．
(3)、小明想自己制作一个楼梯门铃，准备的器材有：电池组、一个电铃、一个电动机、开关导线若干．要求：当楼下有人按开关时时，楼上的门铃响，他可以通过室内的开关来控制开门的电动机、请你在图丙方框内画出小明设计的电路图．
四、综合题（共2题，共16分）
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16. 在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水。在瓶的另一侧放一只激光电筒。调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔(如图所示)。揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光随弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。
(1)、在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的(选填“内”或“外”)壁经过多次(选填“反射”或“折射”)，最后射到盆底；(2)、实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的 ， 由此说明用来进行激光通信的导管(选填“能”或“不能”)弯曲；(3)、猜想：在激光通信中，每一根导管能不能同时传导多束激光束而不致相互干扰？17. 在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水。在瓶的另一侧放一只激光电筒。调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔(如图所示)。揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光随弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。(1)、在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的(选填“内”或“外”)壁经过多次(选填“反射”或“折射”)，最后射到盆底；(2)、实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的 ， 由此说明用来进行激光通信的导管(选填“能”或“不能”)弯曲；(3)、猜想：在激光通信中，每一根导管能不能同时传导多束激光束而不致相互干扰？五、科普阅读题（共8分）
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18. 阅读短文《光导纤维》，回答问题：
英国物理学家丁达尔研究发现，光从水中射向空气，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90°，此时，折射光线消失，只剩下反射光线，这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角，只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时，光在水流中发生了多次全反射，表面上看，好像光在水流中弯曲前进，实际上，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播。后来人们制造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。因这种纤维能够用来传输光，故称它为光导纤维。
光导纤维在现代技术中有着广泛的应用，一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆，能容纳50万对用户同时通话，或者同时传送5000个频道的电视节目。除通信领域外，光纤还有许多其他的应用。例如“传能光纤”可以传递高功率的激光能量，广泛应用于激光加工机、激光手术刀等；“传像光纤”可以用来传递图像，用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。
(1)、一束光从水中斜射入空气，入射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）折射角；(2)、“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是：；(3)、请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点，设计一个应用于生活中的工具：。
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