阅读《5G时代》,回答问题。
5G时代
首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。本次大会以“5G改变世界,5G创造未来”为主题,以“国际化、高端化、专业化”为特色,以推进国内外5G应用发展为主线,推出了“智慧城市”、“智慧交通”、“智能制造”、“智慧医疗”等六大主题展览,以及5G仿生机器狗等“黑科技”,描述了5G为社会和生活带来的改变。
“5G”代表什么呢?5G是第五代移动通信技术的简称,是最新一代蜂窝移动通信技术。它的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接,也是继4G系统之后的延伸。5G网络的优势,在于数据传输速率远远高于以往的蜂窝网络,比当前的有线互联网还要快。另一个优点是较低的网络延迟,响应时间低于1毫秒。由于数据传输更快,5G网络将不仅仅能为手机用户提供服务,而且还将成为家庭和办公网络的提供商,与有线网络提供商形成竞争。
博大精深的无线通信技术中的奥秘是什么呢?它全部都蕴含在物理学的基本公式“c = λ f ”中,即“光速=波长×频率”,在国际单位制中,波长的单位为“米(m)”,频率的单位为“赫兹(Hz)”。电磁波的功能特性是由它的频率决定的,不同频率的电磁波,有不同的用途。频率越高,能使用的频率资源越丰富,其传输速率就越高,同时,频率越高,波长越短,越趋近于直线传播,绕射能力越差,在传播介质中的衰减也越大。
由于5G技术采用了高频段传输,其最大的问题就是传输距离大幅缩短,覆盖能力大幅减弱。为了解决这一问题,需要增加覆盖同一区域的5G基站的数量。全国已经建设5G基站11.3万个,将来会更多,将来我们身边将会出现很多的“微基站”、“天线阵列”,这样同一基站下的两个用户就可以不通过基站直接实现手机间的传输。
5G的应用并不仅仅局限于消费端,更广阔的市场在于工业互联网领域的应用,如5G智慧工厂、自动驾驶等。目前,自动驾驶是市场焦点之一,车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯,为无人驾驶提供支持。另外,中国联通已与中国商飞共同打造了5G智慧工厂,实现了飞机制造质量、效率和动力的大幅提升。
阅读上文,回答下列问题:
(1)车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯,为无人驾驶提供支持。如图所示,是用于路口的5G指示灯,则红黄绿指示灯的连接方式以及5G通讯传递信息的形式分别为(________)
A.串联、超声波
B.串联、电磁波
C.并联、超声波
D.并联、电磁波
(2)电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。若使用频率为25吉赫兹(GHz)的电磁波进行5G商用的频段试验,其中1GHz=109Hz,请利用短文中的知识,计算5G商用电磁波的波长为_______ m。
(3)5G技术高频段传输数据遇到的困难是什么______?
某同学测量额定电压为 2.5 V 的小灯泡在不同电压下的电功率:
(1)他连接了如图所示的实验电路,闭合开关后电压表和电流表有示数,但是观察小灯泡不能发光,你分析可能的原因是:______;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量, 测量的数据如下表所示,请完成下列问题:
电压 U/V | 0.9 | 1.4 | 1.7 | 2.1 | 2.5 | 2.8 |
电流 I/A | 0.18 | 0.22 | 0.24 | 0.26 | 0.28 | 0.29 |
①小灯泡 L 正常发光时的电功率 PL=________W;
②若将与上述小灯泡 L 规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图所示。闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 2.8V,则两个小灯泡的总功率应为________W;
③利用图所示实验电路还可以进行的实验有:__________。(写出一个即可)
某同学在做光学实验时,他先将焦距为 10cm 的凸透镜 A 固定在光具座上 50cm 刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜 A 两侧,蜡烛放置在 35cm 刻度线处,如图所示,左右移动光屏,直至光屏上呈现烛焰清晰的像。
(1)上述光屏上所成的像是________(选填“放大”“等大”或“缩小”) 的实像;
(2)将蜡烛和光屏互换一下位置,根据光路可逆原理,实验可见光屏上会成一个______(选填“放大”“等大”或“缩小”) 的实像;
(3)将焦距更小的透镜 B 替换凸透镜 A,保持蜡烛的位置不变,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏向_________(选填“远离”或“靠近”)凸透镜 B 的方向移动,光屏上又呈现烛焰清晰的像,这说明透镜 B 对光线的会聚能力更________(选填“强”或“弱”)。
某同学要测量一枚铁钉的体积,已知铁的密度 ρ=7.9g/cm3。他的主要实验步骤如下:
①取一盒铁钉,清点出数量 n
②用天平测出这盒铁钉的质量 m;
③计算出一枚铁钉的体积 V;
请完成下列问题:
(1)画出本次实验数据的记录表格________;
(2)测量 40 枚铁钉质量时,天平平衡后,右盘中砝码的质量和游码的位置如图所示;则一枚铁钉的质量 m=________g,铁钉的体积V=________cm3。
小华为了探究影响电流产生热量的因素,他用两个完全相同的烧瓶,内装质量相等的煤油,两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计,两根阻值不同的电阻丝R1和R2(已知:R1 >R2),以及电源、开关、滑动变阻器、导线等,连接了如图所示的实验电路。
(1)此电路可探究当 和通电时间一定时,电流产生热量跟电阻的关系。
(2)闭合开关,通电一段时间后,温度升高较少的是 温度计。(选填“甲”或“乙”)。
实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,钩码一盒,滑轮2个。小勇利用上述实验器材测量滑轮组的机械效率。
(1)在图中,请你用笔画线代替细绳,帮助小勇组装滑轮组,使绳子自由端施加竖直向上的拉力。
(_______)
(2)该实验需要测量的物理量有:绳子自由端施加的拉力F、钩码被提升的高度h、绳子自由端移动的距离s和________。
(3)小勇使用该滑轮组做的额外功W额外=________。(用测量的物理量表示)
(4)提高该滑轮组机械效率的方法是________。(写出1个方法即可)