专题26 信息与能源-中考物理一轮复习 知识梳理+练习测验

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知道电磁波的产生 传播与简单应用
会对常见能源进行分类
了解核能和太阳能
有节约能源意识和可持续发展思想
知识梳理
一、现代顺风耳——电话
（1）话筒：把声音信号转换成电信号。（类似于发电机）
（2）听筒：把电信号转换成声音信号。（类似于电动机）
二、电磁波
1.电磁波的产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。
2.电磁波的传播：
（1）波峰、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。
（2）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。
（3）波速：用来描述波传播速度的物理量。
（4）电磁波的传播速度：c=2.99792458×108m/s（可以粗略等于3.0×108m/s）
（5）电磁波频率的单位：赫兹（Hz）
注意：
（1）电磁波可以在真空中传播。
（2）电磁波包含范围很广：光波（包括可见光和红外线、紫外线），无线电波（包含微波），X射线，γ射线等都属于电磁波。
三、越来越宽广的信息之路
1.微波通信：微波的波长在10m—1mm之间，频率在30MHz～3×105MHz之间，微波的频率高，其性质更接近光波，大致沿直线传播，所以需要在高处架设微波中继站来接转电磁波信号。
2.卫星通信：用通信卫星做微波中继站来进行通信。
在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
3.光纤通信：激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方。
由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量的信息。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。
4.网络通信：把计算机联在一起可以进行网络通信。网络通信的形式是电子邮件，如图所示。当甲给乙发送一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到乙的服务器B，存储起来。
计算机间的连接，除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。
四、能源
凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
一次能源和二次能源：
像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。
我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
常见的化石能源有：煤、石油、天然气。
常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。
常见的二次能源有：电能。
五、核能
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式：核裂变能和核聚变能。
1、核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
2、核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。（太阳内部发生的是核聚变）
3、核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在浙江和广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。
六、太阳能
1、太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。
2、太阳能的利用
（1）间接利用太阳能：化石能源（光能 化学能）
生物质能（光能 化学能）
（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能 内能）
太阳能电池：（光能 电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。
（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。
七、能源与可持续发展
1、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。
我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。
2、能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。
3、能源与可持续发展
（1）不可再生能源和可再生能源
化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。而水的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。
人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。
常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。
常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。
（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理想能源的开发。未来的理想能源必须满足以下条件：必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
练习
类型一：电磁波及其应用
1. 下列关于电磁波和信息技术说法正确的是( )
A. 电磁波既能传递信息也能传递能量
B. 电磁波的传播需要介质
C. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D. 由我国华为公司主导的5G通讯技术主要是利用超声波传递信息的
【答案】A
【解析】
B. 电磁波的不传播需要介质
C. 电磁波和声波都可以传递信息
D. 由我国华为公司主导的5G通讯技术主要是利用电磁波传递信息的
【拓展】在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了( )
A. 红外线 B. 电磁波 C. 超声波 D. 次声波
【答案】B
【解析】手机、电视、广播等主要是利用电磁波传递信息
2.在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。与4G相比，5G电磁波( )
A. 频率更高 B. 频率更低
C. 传播速度更小 D. 传播速度更大
【答案】A
【解析】4G和5G电磁波都是电磁波，波速相同，5G信号频率更高，所以在相同时间内传输的信息量更大，即我们生活中所说的 “网速快”。
【拓展】正当4G网络被人们所熟悉时，更快的5G网络也在路上，5G技术具有高速率、大宽带和低延迟三大特点，5G手机是利用________ (选填 “电磁波”“超声波” 或“次声波”)来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是________m/s。
【答案】电磁波 3.0×108
【解析】4G和5G电磁波都是电磁波。电磁波的传播速度：c=2.99792458×108m/s≈3.0×108m/s
3.北斗三号卫星于2020年6月23日成功发射，标志着中国北斗卫星定位系统组网成功在太空工作时，卫星是通过_______与地面通信的。在地球周围均匀地配置_______颗同步通信卫星，可以实现全球通信。
【答案】电磁波 3
【解析】用通信卫星做微波中继站来进行通信，微波属于电磁波。
在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
类型二：能源的分类
4.下列能源属于可再生能源的是( )
A. 核能 B. 太阳能 C. 石油 D. 天然气
【答案】B
【解析】生活中常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。
【拓展】因为电能便于输送和转化，已成为现代社会离不开的一种能源。电能属于( )
A. 一次能源 B. 二次能源 C. 可再生能源 D. 不可再生能源
【答案】B
【解析】常见的二次能源有：电能。
类型三：太阳能和核能
5. 下列说法中错误的是( )
A. 热机是把内能转化为机械能的机械
B. 风力发电机将电能转化为机械能
C. 太阳能电池将太阳能转化为电能
D. 太阳能和核能均属于一次能源
【答案】B
【解析】风力发电机将机械能转化为电能
【拓展】关于原子、能源和能量，下列说法正确的是( )
A. 原子由原子核和质子构成 B. 石油是不可再生能源
C. 核电站利用核聚变发电 D. 太阳能是核裂变释放的能量
【答案】B
【解析】
A. 原子由原子核和电子构成
C. 核电站利用核裂变发电
D. 太阳能是核聚变释放的能量
类型四：节能与环保
6.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
【答案】D
【解析】
A. 电池中含汞等重金属，故废旧电池不可随意丢弃
B. 应该增大城市绿地和湖泊的面积
C. 工业废水经处理合格后方可排放到江河中
【拓展】能源的开发利用提倡节能环保，下列符合节能环保理念的是( )
A. 废旧电池对环境没有污染
B. 空矿泉水瓶随意丢弃
C. 水资源丰富的地方可以不节约用水
D. 购买商品时用布袋替代塑料袋
【答案】D
【解析】
A. 电池中含汞等重金属，废旧电池对环境有污染
B. 空矿泉水瓶不能随意丢弃，会造成环境污染，树林中可能聚光起火
C. 无论水资源是否丰富都应该节约用水
类型五：能源综合题
7.关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是( )
A. 垃圾分类有利于环保和节约能源
B. 太阳能和核能都属于可再生能源
C. 5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
D. 若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】B
【解析】太阳能和核能都属于不可再生能源
【拓展】我国现有两艘常规动力航母，国产核动力航母也指日可待。关于核动力航母，下列说法正确的是( )
A. 核动力航母核反应堆中发生聚变反应，是可控的
B. 核动力航母使用的核能是一次能源
C. 核动力航母与北斗卫星之间的导航信息是用光导纤维传输的
D. 核动力航母产生的核废料对环境无污染
【答案】B
【解析】
A. 核动力航母核反应堆中发生裂变反应，是可控的
C. 核动力航母与北斗卫星之间的导航信息是用电磁波传输的
D. 核动力航母产生的核废料对环境无有污染
测验
1．下列关于能源的说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气属于一次能源
B. 煤、石油、天然气属于可再生能源
C. 风能、水能、地热能属于不可再生能源
D. 风能、水能、地热能属于二次能源
【答案】A
【解析】
B. 煤、石油、天然气属于不可再生能源
C. 风能、水能、地热能属于可再生能源
D. 风能、水能、地热能属于一次能源
2．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。
【答案】用电器 可再生
【解析】给蓄电池充电时，蓄电池将电能转化为化学能存储起来，消耗了电能，故是用电器。
3．为了减少对环境的污染，未来我国占能源消费总量的比例逐步降低的能源是( )
A. 煤炭 B. 核能 C. 风能 D. 水能
【答案】A
【解析】煤炭燃烧后会对环境污染比较严重，因为含有硫、磷、氯等元素。核电站的废料被深埋无人区的地下，对大气环境没有污染。风能和水能属于清洁能源。
4.下列关于信息、能源和材料的说法中正确的是( )
A. 太阳能、水能、天然气是可再生能源
B. 手机用无线Wifi信号上网是利用电磁波传递信息
C. 电动机线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为内能
D. 现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
【答案】C
【解析】
A. 太阳能、水能、是可再生能源，天然气是不可再生能源
B. 电动机线圈用超导材料可以实现将电能全部转化为机械能
D. 现有的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的
5. 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。
【答案】二次 聚变
【解析】电能需要消耗风能、水能呢个、核能、化石能源等进行转化，故为二次能源。氢弹是氘核与氚核在超高温下聚变。