2018-2019版高中物理 第四章 電磁波及其應用 第4講 信息化社會學案 新人教版選修1 -1.doc

第4講信息化社會目標定位1.了解常見傳感器及其應用，體會傳感器的應用給人們帶來的方便.2.了解信息的拾取、信息的傳遞、信息的處理、信息的記錄的基礎知識.3.了解信息時代給人們的生活和工作方式帶來哪些變革.一、信息的拾取和傳感器1.現(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息的拾取、傳輸和處理.2.各種代替、補充、延伸人的感覺器官功能的科學技術手段發(fā)展起來，出現(xiàn)了各種用途的傳感器.3.雙金屬溫度傳感器：把兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片貼合在一起，制成一條雙金屬片，溫度變化時，因為兩種金屬片伸長不一樣而發(fā)生彎曲，使電路的開關閉合或斷開.4.光敏電阻傳感器：光敏電阻的阻值能隨光照的強度而變化.5.壓力傳感器：根據(jù)電容器的電容隨兩極板間距離的變化而改變的原理制成的.想一想電子秤秤量物體重量所用的傳感器是什么傳感器？答案壓力傳感器.二、信息的傳遞1.電磁波可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，還可以進行無線傳輸.2.電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大.想一想你所知道的現(xiàn)代信息的傳輸方式有哪些？答案(1)有線通訊傳輸，如電話、傳真、電報、電視等；(2)無線通訊傳輸，如對講機、移動電話、收音機；(3)數(shù)字通訊傳輸，如連網(wǎng)的電腦、數(shù)字電視；(4)紙張通訊傳輸，如書信、報紙等三、信息的處理和數(shù)字通信1.對著話筒講話，話筒輸出音頻信號，音頻信號電流(或電壓)的振幅是隨著聲振動而變化的，電信號在“模擬”著聲信號，叫做模擬信號.2.電報的工作方式與電話不同，它只有點“”與畫“”，不同的點與畫的組合，代表不同的意思.電報的信號是一種數(shù)字信號.3.數(shù)字信號的優(yōu)點：(1)抗干擾能力強、容易加密；(2)便于用計算機處理；(3)不僅聲音，圖像和各種其他數(shù)據(jù)都可以轉變成數(shù)字信號.因此同一條通信線路可以綜合傳輸聲音、圖像和各種數(shù)據(jù).想一想數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式.現(xiàn)代電話已全部采用數(shù)字信號進行處理.若用“0”和“1”代表“開”和“關”這兩個動作，組成一組數(shù)字信號，可以表達一句話.例如：開關動作開關開、關開、開關、開表示數(shù)字01010010中文意義我他和同學是那么，“我和他是同學”的數(shù)字信號為“0，01，1，10，00”，請照此代碼用另一組信號表達你想說的一句話_.答案例：“1，01，0，10，00”即：他和我是同學四、信息的記錄存儲容量迅速增加，信息的存儲和讀出速度大大提高，信息存儲的可靠性也不斷增強.信息加密和防病毒等各種安全技術，在社會信息化過程中接受挑戰(zhàn)、得到發(fā)展.想一想你所知道的從古代到現(xiàn)代的信息記錄方式是什么？答案刻寫書寫印刷拷貝五、數(shù)字電視數(shù)字高清晰度電視，可以給我們提供更清晰的圖像、更富臨場效果的聲音.不僅如此，由于使用了計算機及現(xiàn)代通信兼容的技術，通過數(shù)字電視線路可以跟電視臺進行交互式的信息傳輸，并賦予電視許多新的功能.想一想據(jù)你了解的數(shù)字電視都有哪些功能？答案通過數(shù)字電視可以在因特網(wǎng)上瀏覽、收發(fā)電子郵件，可以實現(xiàn)網(wǎng)上購物和網(wǎng)上銀行等業(yè)務.六、信息時代1.因特網(wǎng)是世界上最大的計算機互聯(lián)網(wǎng).2.人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)聽音樂、看電影、聊天、經(jīng)商、購物；可以通過互聯(lián)網(wǎng)查閱各種資料，進行遠程教學、遠程醫(yī)療，甚至可以為身處世界各地的人召開電視會議.想一想你用互聯(lián)網(wǎng)做過什么？答案聊天、購物、查閱資料、下載視頻、音樂等.一、傳感器及其應用1.傳感器傳感器是這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷.2.常見的傳感器(1)雙金屬溫度傳感器原理：把兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片貼合在一起，制成一條雙金屬片，溫度變化時，因為兩種金屬片膨脹系數(shù)不同，兩金屬片伸長也不同而導致彎曲，使電路的開關閉合或斷開.應用：日光燈啟動器、電熨斗、電飯鍋中的自動控溫等.(2)光敏電阻傳感器原理：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，無光照時，光敏電阻阻值很大，流過電路的電流很小.有光照時，光敏電阻的阻值變小，電路中的電流增大.因此，根據(jù)電路中電流的大小，可以探知光的強弱.也可以在電路中達到進行自動控制的目的.應用：聲光控開關、電腦鼠標器、路燈控制等.(3)壓力傳感器原理：電容器的電容隨兩極板間距離的變化而變化，這樣可將壓力大小轉換為電信號.應用電容式壓力傳感器：圖441是測定壓力F的電容式傳感器，待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化.知道C的變化，就可以知道F的變化情況.電容式話筒：圖441原理：如圖442所示，Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電.當聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是聲信號就被話筒轉換為電信號輸出.圖442優(yōu)點：保真性好.例1家用電飯鍋使用的傳感器類型是( )A.溫度傳感器 B.紅外傳感器C.聲音傳感器 D.濕度傳感器答案A解析家用電飯鍋需要溫度自動控制，所以使用了溫度傳感器，選項A正確.針對訓練1 下列器件不是應用溫度傳感器的是( )A.電熨斗 B.話筒C.電飯鍋 D.測溫儀答案B二、數(shù)字信號及其應用1.數(shù)字信號的特點(1)抗干擾能力強、容易加密；(2)便于用計算機處理；(3)不僅聲音，圖像和各種其他數(shù)據(jù)都可以轉變成數(shù)字信號.因此同一條通信線路可以綜合傳輸聲音、圖像和各種數(shù)據(jù).2.數(shù)字信號的應用數(shù)字信號目前廣泛應用于因特網(wǎng)、數(shù)字電視和無線電通訊、遙控等領域.例2 數(shù)字信號比模擬信號具有的優(yōu)點是()A.抗干擾能力強 B.容易加密C.便于用計算機處理 D.傳輸簡單答案ABC解析數(shù)字信號較模擬信號抗干擾能力強，容易加密、安全，便于計算機處理，但傳輸比較復雜.針對訓練2在生活中打電話的電信號是_信號，而發(fā)電報的電信號是_信號.答案模擬數(shù)字傳感器及其應用1.下列說法不正確的是()A.話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號B.電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷C.電子秤所使用的測力裝置是壓力傳感器D.熱敏電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量答案A解析話筒將聲信號轉換為電信號，A錯誤；控制電熨斗溫度的是雙金屬片溫度傳感器，B正確；電子秤能夠測力是因它安裝有壓力傳感器，C正確；熱敏電阻的特點是溫度升高時，它的阻值減小，因此它可以將溫度這一非電學量轉換為電阻這一電學量，D正確.2.通常當人走向商場或銀行的門口時，有的門就會自動打開，是因為門上安裝了下列哪種傳感器()A.溫度傳感器 B.壓力傳感器C.紅外線傳感器 D.聲音傳感器答案C解析人時刻在向四周輻射紅外線，當人靠近自動門時，門中安裝的紅外線傳感器會收到信息，控制自動門打開.信息的記錄、處理和傳輸3.大量信息的存儲和多用戶的使用對信息安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn).下列四項中對計算機系統(tǒng)的信息危害最大的是()A.內(nèi)存大小 B.計算機病毒C.電腦的存儲速度 D.電腦的計算速度答案B解析計算機病毒能夠修改、刪除計算機內(nèi)的信息，嚴重時不能使計算機正常工作，因此對系統(tǒng)的信息危害最大.4.下列各項與信息記錄有關的是()A.信息的存儲量 B.信息的提取(讀出)C.存儲的可靠性 D.信息加密和防病毒答案ABCD解析信息的存儲量、提取、存儲的可靠性以及信息的加密和防病毒均與信息記錄有關.(時間：60分鐘)題組一、傳感器及其應用1.關于傳感器的下列說法正確的是()A.所有傳感器都是由半導體材料做成的B.金屬材料也可以制成傳感器C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D.以上說法都不正確答案B解析半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，所以A錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感知力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，所以C錯誤.2.下列關于人體感覺器官的說法正確的是( )A.視覺相當于人的光傳感器B.嗅覺相當于人的溫度、氣味傳感器C.味覺相當于人的聲音傳感器D.聽覺相當于人的味傳感器答案AB3.用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉換為電信號的過程.下列屬于這類傳感器的是()A.紅外線報警器B.走廊照明燈的聲控開關C.自動洗衣機中的壓力傳感器D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器答案A解析紅外線報警器是利用了光傳感器.走廊聲控開關應用了聲光傳感器.自動洗衣機應用了壓力傳感器.電飯煲中控制加熱和保溫的是溫度傳感器.4.下列關于幾種傳感器的說法正確的是()A.雙金屬溫度傳感器是用來控制溫度的，應用于日光燈啟動器B.光敏電阻傳感器是用來控制光照強度的，應用于臥室C.煙霧傳感器，應用于舞臺D.聲光傳感器是用來控制光和聲音的，在樓道有應用答案AD解析雙金屬溫度傳感器利用不同膨脹系數(shù)的兩金屬溫度變化后伸長不同來實現(xiàn)對電路的斷開、閉合控制的，A正確；臥室中的燈在晚上休息時需要保持熄滅狀態(tài)，不能用光敏電阻來控制，B錯誤；舞臺上經(jīng)常釋放大量煙霧，不能使用煙霧傳感器，C錯誤；晚上人上、下樓時需要點亮樓道中的燈，此過程可以通過聲光傳感器來實現(xiàn)，D正確.5.為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)將一個傳感器與電燈控制電路相接，當晚上樓道內(nèi)有人走動而發(fā)出聲響時，電燈與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為_傳感器，它輸入的是_信號，經(jīng)傳感器轉換后，輸出的是_信號.答案聲光聲、光電解析樓道中的電燈安裝的聲光控開關，主要構件為聲光傳感器.它將聲、光信號轉換為電信號，實現(xiàn)對電路的控制.題組二、信息的記錄、處理和傳輸6.下列關于模擬信號與數(shù)字信號說法正確的是()A.模擬信號是機器模仿人的聲音的信號B.數(shù)字信號是由阿拉伯數(shù)字組成的信號C.可以在同一條通信線路上綜合傳輸聲音、圖像等多種模擬信號D.電報的信號是一種數(shù)字信號答案D解析模擬信號是電信號的振幅隨信號變化的信號，A錯誤；數(shù)字信號是由“”和“”組成的信號，B錯誤；數(shù)字信號可以在同一條線路上同時傳輸聲音、圖像，但模擬信號不能，C錯誤；電報是使用數(shù)字信號傳輸信息的，D正確.7.數(shù)字電視與模擬電視相比較具有如下優(yōu)點( )A.高清晰度 B.網(wǎng)上瀏覽C.收發(fā)郵件 D.信息處理答案ABCD8.上世紀90年代中期，世界最大的計算機互聯(lián)網(wǎng)因特網(wǎng)出現(xiàn)了爆炸式的發(fā)展，可見，因特網(wǎng)有許多用途，下列有哪些是可以在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)的( )A.遠程教學B.為身處世界各地的人召開電視會議C.遠程醫(yī)療D.可以虛擬一個人完全取代你，為你工作和賺錢答案ABC9.如圖443所示，R1是一個熱敏電阻，下列說法正確的是()圖443A.當R1處溫度升高時，電壓表示數(shù)變大B.當R1處溫度升高時，電壓表示數(shù)減小C.當R1處溫度降低時，電壓表示數(shù)沒有明顯變化D.當R1處溫度降低時，電壓表示數(shù)減小答案AD解析溫度傳感器的原理：用半導體材料制成，電阻隨溫度變化明顯的熱敏電阻.熱敏電阻隨溫度升高電阻值減小，隨溫度降低電阻值增大.有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻亦可制成傳感器，稱熱電阻、熱敏電阻或金屬熱電阻，能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量.10.唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?下列說法正確的是()A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應進行工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應原理進行工作的C.膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電流答案B解析當聲波使膜片前后振動時，膜片后的線圈就跟著振動，從而使處于永磁體磁場中的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應電流，從而將聲音信號轉化為電信號.可見這是利用了電磁感應原理，故只有B正確.