2021_2022学年初中物理一轮复习15　材料　信息　能源与可持续发展 专题练习

专题练习15　材料　信息　能源与可持续发展

基础训练    

1.（2020·云南）科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，目前领先全球的是5 nm工艺芯片技术，5 nm=　　　　　 m。利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有　　　　导电性。 

2.（2020·湖南长沙）2020年6月，“张北柔性直流电网”成功组网，这项工程是北京2022年冬奥会重点配套工程，投运后，北京冬奥会场馆将100%使用绿色清洁电能，假如你是这项工程的设计师，你会选择将　　　　能等可再生能源转化为电能，将来若能在输送电能等方面采用　　　　材料，由于没有电阻，就可以大大降低电流的热效应引起的电能损耗。 

3.（原创）2020年6月23日，最后一颗组网卫星的成功发射，标志着我国自主研发的北斗全球导航系统全部部署完成。无人驾驶车的摄像头是车的“眼睛”；车顶的激光雷达可以接收北斗卫星的　　　　波信号。 

4.（2020·安徽埇桥区一模）手机是现代最常用的通信工具，手机之间是利用　　　　　　传递信息的。人们在不同场合需要选择不同的音量，改变的是手机声音的　　　　。 

5.（2020·安徽C20教育一模）石墨烯是一种高分子构成的片状结构材料，这种材料在一定条件下电阻可以降为零，它是由我国少年科学家曹原发现的，这一特点可以在生活中用于　　　　　（选填“电饭锅发热丝”“电动机线圈”或“小灯泡的灯丝”）。 

6.（2020·安徽宿州二模）核能是目前被广泛应用的新能源，我国已建成十余座核电站，它们是利用　　　　　　（选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的，电能是　　　　　　　　　（选填“一次能源”或“二次能源”）。 

7.（2020·江苏连云港，改编）将手机放在真空罩中，打电话呼叫手机，同时用抽气机抽去罩中的空气，直到听不到铃声，但手机仍能接收到呼叫信号，说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，如果将手机放在密闭的金属容器内，手机　　　　（选填“能”或“不能”）接收到呼叫信号。 

8.（2020·湖南湘潭）如图所示，是用太阳能电池板做成叶片的百叶窗，既能遮阳，还能发电。电池板将太阳能转化为电能，为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于　　　　　　（选填“用电器”或“电源”）；太阳能属于　　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 

9.（2020·四川南充）生活中的各种用电器工作时都要消耗电能，电能属于　　　　（选填“一次”或“二次”）能源；我国核能利用的技术已居于世界领先地位，其中氢弹利用的就是　　　　（选填“裂变”或“聚变”）在瞬间释放的能量。 

10.（2020·安徽滁州二模）某太阳能热水器装有100 kg初温为20 ℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65 ℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧　　　　 m3天然气所放出的热量。（已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）、天然气的热值为4.2×107 J/m3）。 

11.（2020·四川成都）防控“新冠疫情”，检测体温是重要的措施。如图所示的红外测温仪，是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温。下列说法正确的是（　　）

A.测温仪的电子元件都是由导体材料制成

B.测温仪工作时电池将化学能部分转化为电能

C.人体辐射的红外线不是电磁波

D.乱扔废弃电池不会对环境产生危害

12.（2020·四川广元）下列关于电磁波的说法正确的是（　　）

A.电磁波在空气中的传播速度是340 m/s

B.电磁波只能传播声音信号，不能传递图象信号

C.电磁波不能在真空中传播

D.北斗卫星定位系统既能发射也能接受电磁波

13.（2020·四川眉山）下列关于能源信息说法中正确的是（　　）

A.原子弹爆炸是加以控制的链式反应

B.打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用

C.光缆通信是通过光在光导纤维内壁上多次反射传递信息的

D.日常生活中可以看到各式各样的天线，它们只是用来发射电磁波的

14.（2020·湖南邵阳）下列有关材料说法正确的是 （　　）

A.绝缘体在任何情况下都不能导电

B.航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料

C.铁、钴、铝都能被磁体吸引

D.用光导纤维制成的光缆，可以高速传递大量信息

15.（2020·湖北随州）在2020年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是（　　）

A.电磁波可以在真空中传播

B.电磁波既能传递信息也能传递能量

C.“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快

D.即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能

16.（2020·安徽淮南联考）目前世界上共有四个卫星导航系统，为了国家安全和更好地服务全球，我国自主研发的卫星导航系统的命名是（　　）

A.天宫 B.嫦娥

C.北斗 D.神舟

17.（2020·安徽太和一模）新材料的开发和应用是多方面的，当前主要是从两个方面去开发新材料，一是寻找一些特殊的物质在特定条件下出现的特性来加以应用；二是利用科学技术的进步将物质加工到一定的程度出现的特性来加以应用。下列新材料属于第二种情况的是（　　）

A.记忆合金 B.纳米材料

C.隐性材料 D.超导体

18.（2020·广西贵港）能源、信息和材料是现代化社会发展的三大支柱，下列关于能源、材料、信息说法错误的是（　　）

A.太阳能、风能、石油都是可再生能源

B.手机话筒的主要作用是把声音信号变成电信号

C.半导体是制成集成电路（俗称芯片）的主要材料之一

D.电饭锅煮饭时把电能转化为内能

19.（2020·福建）我国城乡建设和管理越来越注重环保，以下做法符合环保要求的是（　　）

A.废旧电池随意丢弃

B.减少城市绿地和湖泊的面积

C.工业废水直接排放到江河中

D.使用太阳能、风能等清洁能源

20.（2020·贵州黔南州）今天，科技正在改变人们的生活，下列有关新科技应用说法正确的是（　　）

A.北斗卫星导航是通过光纤传递信息

B.智能机器人只能通过声音信号控制

C.用5G手机上网是通过电磁波传递信息

D.无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量

能力提升

21.（2020·安徽蒙城县二模）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，某热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到40 ℃。求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×103 J/（kg·℃）]

（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；（太阳能热水器吸热W=Pt）

（3）热水器的效率η。

参考答案

1.【答案】 5×10-9　单向

【解析】 因为1 nm=10-9 m，所以5 nm=5×10-9 m；电流由正极经过LED流向负极时，LED发光，为通路；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，相当于断路，这说明发光二极管具有单向导电性。

2.【答案】 太阳　超导

【解析】 太阳能是清洁无污染的可再生能源，我们可以将太阳能转化为电能，供我们使用；超导材料由于电阻为零，所以不产生电热，用作输电导线没有电能损耗。

3.【答案】 电磁

【解析】 电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，北斗卫星导航系统在实现定位、导航和授时服务时，主要是利用电磁波传递信息的。

4.【答案】 电磁波　响度

【解析】 用手机打电话时，是利用电磁波的发射和接收来完成信息的传递；响度指声音的大小（或强弱）；手机选择不同的音量，是改变了声音的响度。

5.【答案】 电动机线圈

【解析】 石墨烯在一定条件下电阻可以降为零，这样的材料叫做超导体；超导体的电阻为0，电饭煲发热丝、小灯泡的灯丝都是利用电流热效应工作的，它们不能使用超导体；电动机线圈与电流的热效应无关，可以使用超导体。

6.【答案】 核裂变　二次能源

【解析】 核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的；电能不能从自然界直接获得，需要消耗其他能源经过加工转换获得，电能是二次能源。

7.【答案】 电磁波可以在真空中传播　不能

【解析】 将手机放在真空罩中，打电话呼叫手机，同时用抽气机抽去罩中的空气，直到听不到铃声，手机仍能接收到呼叫信号，说明电磁波可以在真空中传播；电磁波遇到金属会被反射，将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手机不能收到呼叫信号。

8.【答案】 用电器　可再生

【解析】 太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于用电器；太阳能可以源源不断地从自然界中得到，属于可再生能源。

9.【答案】 二次　聚变

【解析】 电能是消耗其他能源经过加工转换来的，属于二次能源；氢弹是利用氢核的聚变在瞬间释放的能量。

10.【答案】 0.45

【解析】 水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（65 ℃-20 ℃）=1.89×107 J，由题知，Q吸=Q放=Vq，需要完全燃烧天然气的体积：V==0.45 m3。

11.B　【解析】 测温仪的电子元件都是由半导体材料制成，故A错误；测温仪工作时电池对外供电时，将化学能部分转化为电能，故B正确；人体辐射的红外线属于电磁波，故C错误；乱扔废弃电池，电池中的重金属能污染环境，故D错误。

12.D　【解析】 电磁波在空气中的传播速度是3×108 m/s，故A错误；电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以传递图象信号，故B错误；电磁波可以在真空中传播，故C错误；卫星接收和发送信号要靠电磁波传递，我国的北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的，故D正确。

13.C　【解析】 核能发电是利用铀原子核裂变的可控链式反应来发电的，原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的，故A错误；打电话时，出现“占线”可能是由于对方正在使用电话，可能是对方电话没有放好，也可能是用电话的人太多，故B错误；光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故C正确；天线既能发射电磁波，同时也能接受电磁波，故D错误。

14.D　【解析】 绝缘体在条件发生变化时可以变为导体，例如常温下玻璃是绝缘体，在温度升高到一定程度时会变为导体，故A错误；航空器材常采用密度小、强度高的合金材料或新型合成材料，故B错误；磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，故C错误；由于光的频率高，在一定时间内光纤通信可以传输大量的信息，所以用光导纤维制成的光缆，可以高速传递大量信息，故D正确。

15.C　【解析】 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A正确；电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，例如微波炉就是利用电磁波传递能量的，故B正确；5G和4G技术使用的电磁波在真空中传播速度都一样，都为3×108 m/s，故C错误；在使用手机的过程中，由于手机有一定的电阻，根据焦耳定律可知，会产生一定的热量，即一部分电能转化为内能，故D正确。

16.C　【解析】 我国正在实施的自主研发、独立运行的卫星导航系统为北斗导航系统。

17.B　【解析】 纳米材料是利用科学技术的进步将物质加工到一定的程度出现的特性来加以应用。形状记忆合金、隐形材料、超导体，都是在特定条件下出现的特性来加以应用。

18.A　【解析】 太阳能、风能是可再生能源；石油属于化石能源，是不可再生能源，故A错误；话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，也就是把声音信号变成电信号，故B正确；半导体可以制成大规模的集成电路，故C正确；电饭锅煮饭时，是电流做功，将电能转化为内能，故D正确。

19.D　【解析】 废旧电池中含有重金属离子，随意丢弃会对土壤、地下水造成污染，故A错误；减少城市绿地和湖泊的面积，不利于改善空气质量和调节空气温度等，故B错误；工业废水直接排放到江河中会严重污染水资源，且工业用水处理后重复利用可以节约用水，故C错误；使用太阳能、风能等清洁能源可以大大减少能源使用带来的污染，同时可以节约能源，减少能源危机带来的影响，故D正确。

20.C　【解析】 我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用电磁波来实现的，故A错误；智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段，故B错误；5G手机上网属于移动电话，所以它传递信息是通过电磁波来实现的，故C正确；无人自动驾驶汽车行驶也需要消耗能量，故D错误。

21.【答案】 （1）1.26×107 J　（2）2.52×107 J　（3）50%

【解析】 （1）热水器中的水吸收的热量

Q=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（40 ℃-20 ℃）=8.4×106 J；

（2）热水器5小时内接收的太阳能E=4.2×106 J/h×5 h=2.1×107 J；

（3）热水器的效率

η=×100%=×100%=40%。