2025年中考物理一轮复习专题专题20 信息 能源 材料 宇宙 课件+练习+讲义

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考点一 信息的传递考点二 能源与可持续发展考点三 材料考点四 宇宙
电话—1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话（1）基本结构：主要由话筒和听简组成。（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号;听筒把电信号转化为声信号）电话交换机为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。
模拟通信和数字通信（1）模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。
产生：导线中的电流迅速 会在空间激起（产生）电磁波。传播特点：电磁波的传播不需要介质，在真空中能传播，传播速度约是 m/s 。特征波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，字母符号是λ,单位是m。波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是m/s 。频率：某确定位置，单位时间内通过波峰（或波谷）的次数，字母符号是f,单位是Hz。三者的关系是 。波长越长的电磁波,频率越低。电磁波谱：频率由小到大依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。应用：①传递信息：如广播、电视、移动电话等信号；②传递能量：如微波炉利用微波加热食物、激光武器等。
无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。
音频、视频、射频和频道由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流教做射频电流。不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰;这一个个不同的频率范围就叫做频道。
微波通信：（1）微波：波长在10m--1mm之间，频率在30MHz--300000MHz之间的电磁波。（2）优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。（3）缺点：传播近似直线，不能沿地球表面传播，在地面的传播距离短。（4）改进方式：需要大量的中继站，约50km一个。（5）结论：不能用月球做中继站，但可以用卫星做中继站。卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。同步卫星的优点是覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。
光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一。激光的特点是频率单一、方向集中，可以用来传递信息。网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。
1．（2024·江苏淮安·中考真题）利用北斗卫星导航系统进行定位和导航时，导航仪与北斗卫星之间通过 传递信息，它在真空中传播的速度为 m/s。
能源：一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。常见能源（1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万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。（2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。（4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。（5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。（6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。能源的分类能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。
（1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等。能源危机（1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。
（2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。开发利用新能源已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。
原子的结构（1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。（2）原子核几乎集中了原子的全部质量。（3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。（4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。
核能（1）质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。（2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。裂变用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
链式反应（1）类比理解链式反应将火柴搭成图甲所示的结构，点燃第一根火柴会引燃两根火柴，接着会引燃四根火柴… 甲 乙（2）链式反应如图乙所示，一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。
裂变的利用（1）核电站①核反应堆及核电站的工作原理如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。②核反应堆中的能量转化
③核电站的特点a.消耗的热量少，产生的能量巨大；b.产生废渣少，对大气基本无污染；c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。（2）原子弹链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。聚变（热核反应）将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。
（1）聚变的应用大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。（2）可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点1）燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。2）不污染环境，是一种真正的清洁能源。
（3）裂变与聚变的比较
太阳能的产生—氢核聚变在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说，太阳是一个巨大的“核能火炉”。太阳能的传递—热辐射太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面。太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。太阳的寿命太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年，目前它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。可以说，太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。
太阳是人类能源的宝库地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能，所以说太阳是人类的能源宝库。（1）化石能源的形成远古时期的陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油（如图所示）。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。也就是说，化石能源间接地来源于太阳能。（2）地球上的风能、水能（江、河湖泊等水体）、生物质能的来源地球上的风能、水能、生物质能等都来自于太阳能。①风能的形成：由于太阳照射到地球时，地面上各个位置受热不均匀，空气的冷暖程度就不一样。暖空气膨胀变轻后上升，冷空气变冷后变重下降，这样冷暖空气流动形成了风。风能来源于太阳能。
②水能的形成：地表水在太阳的照射下，吸热蒸发变成水蒸气上升到高空中，液化形成的小水滴悬浮在高空中形成云；云中的小水滴聚集，凝结成大水滴下落形成雨，雨滴降落到地面汇入江、河、湖海中而流动，从而有了水的动能。水能来源于太阳能。③生物质能的形成：植物通过光合作用将太阳能以化学能的形式存储在植物体内，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。生物质能来源于太阳能。可见，人类利用风能、水能、生物质能等其实都是间接地利用太阳能。太阳能的利用：太阳能的利用就是将太阳能转化为其他形式的能。（1）太阳能的间接利用由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。
（2）太阳能的直接利用：目前直接利用太阳能方式主要有：一种是光热转换，一种是光点转换。①光热转换通过集热器直接利用太阳能进行加热，直接把太阳能转化为内能加以利用。例如，生活中的太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等。②光电转换光电转换是把太阳能转化为电能再加以利用，一般是通过太阳能电池来实现的。能将光能直接转化为电能的太阳能电池可作为人造卫星、航标灯、交通信号灯、晶体管收音机等的电源。现在不少城市大规模使用的太阳能路灯也是依靠太阳能电池来工作的。太阳能的优点：清洁无污染；获取方便；持久、可再生。
1.能量的转移和转化具有方向性。2.能源消耗对环境产生影响：温室效应、大气污染等。3.可持续发展：①开发利用新能源和可再生能源。②提高能源的利用率，节约能源。4.未来的理想能源必须满足以下条件：①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
1．（2024·陕西·中考真题）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（    ）A．该核反应是核裂变B．太阳内部发生的也是这种核反应C．核能属于可再生能源D．原子核是由中子和电子组成的
金属材料：由金属元素或以金属元素为主制成的材料。无机非金属材料：陶瓷、玻璃、金刚石、半导体是常见的无机非金属材料。有机高分子材料：指以有机高分子为基础构成的材料。复合材料：将优缺点能互补的材料复合在一起，制造出的性能优良的新材料。合金不是复合材料。材料的物理性质（1）弹性：材料受力发生形变，除去外力后，材料又自动回复到原状。（2）硬度：描述材料的坚硬程度。（3）延展度：材料具有的可以锻打成片、拉成丝的性质。材料与社会发展：如何合理地利用资源，有效保护环境，已成为人类关注的一个重大课题。
材料的导电性分类（1）导体：容易导电。（2）半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间。（3）绝缘体：不容易导电。半导体二极管：单向导电性。半导体三极管：放大电信号。半导体的应用：（1）太阳能电池；（2）条形码扫描器；（3）微处理器；（4）机器人。
超导材料：电阻为零的材料。超导材料的应用：远距离输电、超导磁悬浮、增加磁性。纳米材料特点：空间尺度小，硬度高、强度大。纳米材料的应用：使计算机运行速度加快，芯片体积减小。制造纳米机器人。气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能，在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。
1．（2024·山东威海·中考真题）“长安一片月，万户捣衣声．”如图为唐代张萱《捣练图》的部分截图，图中仕女用熨斗来熨烫布匹，你认为熨斗手柄的材料可能是（    ）A．陶瓷B．铁C．木材D．铜
对于宇宙认识的改变（1）天圆地方：古人认为地球是一块平坦的、并不太大的土地；天空似乎是一个固定的圆形屋顶，他从远处自上而下，和人看到的远处的地面融为一体。（2）地心说：公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出以地球为宇宙中心的"地心说"，他认为天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转。（3）日心说：16世纪初期，波兰天文学家哥白尼在传世之作《天体运行论》提出了“日心说”，他认为宇宙的中心就是太阳
基本概念（1）恒星：相对位置似乎是不变的（例如太阳）（2）银河系：有群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统。注：太阳是银河系中数以千亿计的恒星中的一颗，而银河系又只是浩瀚宇宙中普通的一员。目前人们观测到的星系约1000亿个，仙女星系是里银河系较近的星系，他离里我们超过200万光年。（3）宇宙起源：宇宙诞生于137亿年前的一次大爆炸。宇宙起始于一个原始火球，在原始火球中，温度和密度都高的无法想象，里面的物质可能极不稳定，最终爆炸，涉及宇宙的全部物质及时间、空间爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降，降到一定程度形成行星、恒星、星系、星系团和超星系团等。
1．（24-25八年级上·福建泉州·期中）在物理学发展的过程中，很多科学家披荆斩棘为了真理甚至付出生命。《日心说》的代表人物是（   ）A．托勒密 B．哥白尼 C．伽利略 D．牛顿
证据一：根据哈勃发现的哈勃定律推断，星系在远离我们而去。证据二：用粘有小塑料粒的气球类比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去。证据三：根据多普勒效应，当一个星系离我们远去时，我们观测到的星系发出的光的频率降低（波长变长），科学家用仪器观察星系发出的光，就可以看到它的光谱，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称为谱线“红移”。
题型一 电磁波的特点及应用题型二 能源的分类题型三 核能题型四 太阳能题型五 材料的应用题型六宇宙的探索
1．（2024·海南·中考真题）升空后，探测器与火箭成功分离，进入预定轨道，此过程探测器相对于火箭是 （选填“静止”或“运动”）的；“鹊桥二号”是通过 传递信息的（选填“电磁波”或“超声波”）。2．（2024·江苏镇江·中考真题）我国珠峰地区建有全球海拔最高的5G基站。手机和5G基站之间信息传输依靠（    ）A．电磁波B．超声波C．次声波D．可听声
3．（2024·江苏盐城·中考真题）“立式大风车”是一种由风力驱动使轮轴旋转的机械。下列与大风车所用能源同属于可再生能源的是（　　）A．太阳能B．天然气C．石油D．煤炭4．（2024·四川眉山·中考真题）近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是（    ）A．电动汽车使用的电能是一次能源B．太阳能电池板将太阳能转化为电能C．“无侦—8”无人机利用超声波来传递信息D．“华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
5．（2024·山东聊城·中考真题）2024年5月21日，全球首个陆上商用模块式小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。核反应堆通过 （选填“核聚变”或“核裂变”）产生惊人的能量，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。6．（2024·广西·中考真题）（多选）“华龙一号”核电机组落户广西防城港。下列关于核能的说法正确的有（　　）A．核能是可再生能源B．核能是不可再生能源C．核能发电利用核聚变原理D．核电站将核能最终转化为电能
7．（2024·吉林·中考真题）鹊桥二号中继星是嫦娥六号与地球之间的“通信桥梁”，鹊桥二号中继星是通过 传递信息的。嫦娥六号利用太阳能电池供电，太阳能属于 能源。8．（2024·四川宜宾·中考真题）太阳是人类能源的宝库。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 ，释放出巨大的核能。太阳能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
9．（2024·江苏常州·中考真题）西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料，弹性好、韧性好（不易断裂）、绝缘性好、隔热性好、耐高温．这种材料不宜用来制作（    ）A．沙发垫B．电工手套C．消防服D．炒菜锅10．（2024·宁夏·中考真题）气凝胶是当今世界上密度最小的固体。某种气凝胶具有隔热、耐高温、绝缘等性能，有多种用途。将它应用于实际生产生活中，以下可行的是（　　）A．保险丝B．暖气散热片C．建筑保温材料D．压路机的碾子
11．（2024·上海·中考真题）地球上的科学家可以通过 和天宫空间站中的宇航员进行交流，地球在太阳系里属于 （选填“行星”或“卫星”或“恒星”），若空间站在太空中执行任务时，撞到较小的太空垃圾，太空垃圾会被“撞飞”，说明力可以改变物体的 。12．（24-25九年级上·河南·阶段练习）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）A．鹅毛大雪说明分子在永不停息地运动B．地球是距离太阳最近的行星，并围绕太阳做椭圆轨道的运动C．“破镜难重圆”是因为固体分子间存在着斥力D．构成物质的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能