中考物理二轮复习题型归纳与变式演练专题21信息与能源（2份，原卷版+解析版）

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目录
一、热点题型归纳
【题型一】 信息传递与电磁波
【题型二】 能源与可持续发展
二、最新模考题组练
【题型一】信息传递与电磁波
【典例分析】2020年11月24日4时30分，中国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。2020年12月17日，嫦娥五号任务轨道器与返回器分离，返回器携带月球样品返回地球。下列说法正确的是（ ）。
A．火箭升空过程中机械能不变；
B．火箭升空过程中机械能转化为内能；
C．控制中心是通过电磁波来控制嫦娥五号任务轨道器；
D．嫦娥五号任务轨道器是通过超声波来控制返回器的
【答案】C
【解析】A．火箭升空过程中，速度变大，重力势能变大，故机械能变大，故A错误；
B．火箭升空过程中，燃料的内能转化机械能，故B错误；
C．控制中心是通过电磁波来控制嫦娥五号任务轨道器，故C正确；
D．嫦娥五号任务轨道器是通过电磁波来控制返回器的，超声波并不能在真空中传播，故D错误。
故选C。
【提分秘籍】
1.现代顺风耳-电话
（1）电话的组成：话筒-把声信号变成变化的电流信号；听筒-把变化的电流信号变成声音信号。
（2）电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。
（3）电话交换机：1)为了提高电话线路的利用率而发明的；2）用来实现两部电话之间的转换；3）使用交换机，可以大幅度的减少电话线的数量。
（4）电话“占线”原因：1）对方电话没有扣好；2）对方正在通话；3）电话交换机忙。
2.模拟通信和数字通信
（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。
（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。
（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。
（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。
3.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。
4.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介质；电磁波传播的速度c=3×108m/s，电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。
【变式演练】
1．（2022·四川攀枝花·统考中考真题）电磁波在我们的生产、生活以及科学研究中扮演着非常重要的角色。下列关于电磁波的说法中错误的是（ ）
A．“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息
B．导线中的电流迅速变化会在空间产生电磁波
C．微波炉是用电磁波来加热食品的
D．光不是电磁波
【答案】D
【解析】A．电磁波既可以在真空中传播，又可以传递信息，且传播速度快，所以火星车是利用电磁波向地球传递信息，故A正确，A不符合题意；
B．当导体中的电流迅速变化时，导体就会向四周发射一种波，这种波是由电磁现象产生的，叫做电磁波，所以产生电磁波的条件是要有迅速变化的电流，故B正确，B不符合题意；
C．微波炉内有很强的电磁波，它的波长很短，所以叫做微波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高，所以微波炉是用电磁波来加热食品的，故C正确，C不符合题意；
D．电磁波是一个大家族，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、无线电波、微波等等，光本身就是一种电磁波，故D错误，D符合题意。
故选D。
2．（2022·山东青岛·统考中考真题）2022年5月10日凌晨，“天舟四号”货运飞船搭载“长征七号遥五”运载火箭升空，8点54分与“天和”核心舱精准对接，万里穿针也能轻盈优雅。
（1）火箭升空时，燃气向下喷出，火箭向上运动，说明物体间力的作用是______的；
（2）飞船运行过程中，通过______（选填“电磁波”或“超声波”）与地面遥控中心进行信息传递；
（3）飞船与核心舱对接后，一起绕地球飞行，以核心舱为参照物，飞船是______的；
（4）飞船把货物从地球运送到太空后，货物的质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 相互 电磁波 静止 不变
【解析】（1）[1]火箭升空时，燃气向下喷出，燃气向下喷的同时反向对火箭施加力的作用，使火箭向上运动，说明物体间力的作用是相互。
（2）[2]电磁波的传播不需要介质，超声波的传播需要介质，飞船运行过程中，通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递。
（3）[3]飞船与核心舱对接后，一起绕地球飞行，飞船与核心舱的相对位置没有发生改变，以核心舱为参照物，飞船是静止的。
（4）[4]飞船把货物从地球运送到太空后，货物所含物质的量不变，质量不变。
3．（2022·贵州安顺·中考真题）2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题：
（1）这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？
（2）飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少m/s？
（3）航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？（天宫空间站所在位置g取8.7N/kg）
（4）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？（P、η、S、t均为已知量）
【答案】（1）电磁波；（2）7×103m/s；（3）522N；（4）
【解析】（1）电磁波可以在真空中传播，所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。
（2）根据速度公式得
所以，天宫空间站的平均速度是7×103m/s。
（3）根据G=mg得
则设备在空间站中受到的重力为522N；
（4）由题意可得
W电=Pt=ηES
解得，即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为。
【题型二】 能源与可持续发展
【典例分析】
关于能源信息与材料。下列说法不正确的是（ ）。
A．核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的；
B．化石能源和核能都属于可再生能源；
C．5G和4G通讯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】A．核反应堆中发生的是重核裂变的链式反应，是可以控制的，应用在核能发电方面，故A正确，A不符合题意；
B．化石能源和核能用过之后都不可再生，都属于不可再生能源，故B不正确，B符合题意；
C．电磁波的波速是一个定值，与波长和频率无关。5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度相等，故C正确，C不符合题意；
D．超导是指导体电阻为0，若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗，故D正确，D不符合题意。
故选B。
【提分秘籍】
凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
1.一次能源和二次能源
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。
2.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。
3.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。
【变式演练】
1．（2022·江苏盐城·统考中考真题）我市大规模利用太阳能发电，下列与太阳能同属于可再生能源的是（ ）
A．风能B．石油C．煤炭D．天然气
【答案】A
【解析】煤炭、石油、天然气都属于化石能源，是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源；风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题）在图书馆里，智能机器人可以辅助或替代图书馆管理员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。读者与智能机器人图书管理员“小i”对话，咨询某图书所在位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与___________ （ 选填“发电机”或“电动机”）的原理相同；在阳光充足的时候，“小i”可以通过将___________能转化为电能，实现无线充电；“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过___________来传递信息。
【答案】 发电机 太阳 电磁波
【解析】[1]“小i”将读者的声音信号转化为电流信号，是由机械能转化为电能，与发电机的原理相同。
[2]在阳光充足的时候，“小i”可以吸收太阳能，并将太阳能转化为电能，实现无线充电。
[3]“小i”也提供无线上网服务，无线上网信号属于电磁波，因此它与互联网之间通过电磁波来传递信息。
3．（2022·四川宜宾·统考中考真题）中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核______变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核______变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
【答案】 裂 聚
【解析】[1]由核反应示意图可知，此核变属于中子轰击铀核使铀核裂变，重原子核分裂成较轻的原子核，叫做裂变；核电站的核反应堆是一种能够控制的链式反应装置，利用的是核裂变。
[2]氢弹利用的是氢的同位素氘和氚的原子核在超高温下就可能聚合成氦核，释放出巨大的能量，这种轻原子核结合成较重的原子核释放出核能，这样的核反应叫做核聚变。
一、单选题
1．（2023·山东济南·统考一模）我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护做出了巨大贡献。以下利用可再生能源发电的是（ ）
A．燃气发电B．风能发电
C．核能发电D．煤炭发电
【答案】B
【解析】A．燃气发电，燃气属于不可再生能源，故A不符合题意；
B．风能发电，风能属于可再生能源，故B符合题意；
C．核能发电，核能属于不可再生能源，故C不符合题意；
D．煤炭发电，煤炭属于不可再生能源，故D不符合题意。
故选B。
2．（2023·安徽淮北·淮北一中校联考二模）下列说法中正确的是（ ）
A．验电器是根据异种电荷相互排斥的原理工作的
B．动车在行驶过程中对地面的压力会大大减小
C．电磁波和声音都不能在真空中传播
D．太阳能、风能、核能都是可以再生的能源
【答案】B
【解析】A．根据验电器的结构特点可知，验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的，故A错误；
B．动车高速行驶时，车顶处的空气流速快，压强小，而底盘处的空气流速慢，压强大，从而产生向上的升力，所以动车在行驶过程中对地面的压力会大大减小，故B正确；
C．声音的传播需要介质，真空不能传播声音，电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，故C错误；
D．太阳能、风能是可再生能源，可从自然界不断获得且可重复利用；核能会越用越少属于不可再生能源，故D错误。
故选B。
3．（2023·广东汕头·校联考模拟预测）下列有关节约能源和信息传递的说法正确的是（ ）
A．频率越高的电磁波在空气中传播速度越大
B．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的
C．太阳能、水能是可再生能源，也是二次能源
D．化石能源的大量使用造成酸雨、雾霾等环境问题
【答案】D
【解析】A．电磁波的波速的大小与频率无关，其波速大小与介质种类有关，故A错误；
B．由于核裂变是可控的而核聚变是不可控的，所以核电站利用核裂变释放的能量来发电，故B错误；
C．太阳能、水能可从自然界不断获得且可重复利用，属可再生能源，并且是一次能源，故C错误；
D．化石能源包括，煤、石油、天然气，他们的使用会产生二氧化硫、二氧化碳、粉尘，引起酸雨、雾霾、温室效应等环境问题，故D正确。
故选D。
4．（2023·四川成都·统考一模）如图，航天器都有很大的太阳能电池板，对它分析正确的是（ ）
A．电池板充电时将太阳能转化为化学能
B．太阳能电池板的能量转化率低于100%
C．电池板利用的太阳能是不可再生能源
D．太阳能来自于太阳内部发生的核裂变
【答案】B
【解析】A．太阳能电池板充电时将太阳能直接转化为电能，故A不符合题意；
B．目前太阳能电池板的能量转化效率在24%左右，远低于100%，故B符合题意；
C．电池板利用的太阳能属于可再生能源，故C不符合题意；
D．太阳能来源于太阳内部的核聚变，故D不符合题意。
故选B。
5．（2023·河南开封·统考一模）如图所示的新型智能笔，无需连接数据线即可将获取的信息传输到手机或电脑上，并处理成文本及语音形式。下列有关信息、能源及材料的说法正确的是（ ）
A．智能笔和手机、电脑之间通过超声波传递信息
B．新型智能笔中的芯片主要使用了半导体材料
C．废旧手机电池能与其它普通垃圾一起处理
D．电脑使用的能源是一次能源
【答案】B
【解析】A．智能笔和手机、电脑之间是通过电磁波传递信息的，故A错误；
B．新型智能笔中的芯片是集成电路，集成电路主要使用了半导体材料，故B正确；
C．废电池中含有重金属，乱扔会严重污染土壤或地下水，不可以与其它垃圾一起处理，故C错误；
D．电脑使用的能源是电能,电能不能从自然界直接获得，需要消耗其它能源经过加工转换获得，电能是二次能源，故D错误。
故选B。
6．（2023·广东广州·广州大学附属中学校考一模）近年来我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就，下列关于信息和能源的说法中正确的是（ ）
A．5G通信是利用电磁波传递信息，真空中电磁波无法传播
B．秦山核电站是利用聚变反应的原理工作的
C．“天和号”太空舱“帆板”接收的太阳能来自于太阳核聚变反应释放的能量
D．新能源纯电动汽车是利用的一次能源驱动汽车行驶的
【答案】C
【解析】A．电磁波的传播速度非常快， 5G通信是利用电磁波传递信息的，电磁波可以在真空中传播，故A错误；
B．秦山核电站是利用可控的核裂变的原理工作的，故B错误；
C．太阳内部处于高温高压状态，发生的是核聚变，故“天和号”太空舱“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部的聚变反应释放的能量，故C正确；
D．新能源纯电动汽车是利用的电能，而电能是二次能源，故D错误。
故选C。
7．（2023·广东茂名·统考一模）如图所示，电磁波是个大家族，下列说法正确的是（ ）
A．红外线的波长比紫外线的短
B．无线电波在真空中传播速度比X射线快
C．紫外线的频率比无线电波的高
D．电磁波不能在真空中传播
【答案】C
【解析】A．红外线的频率比紫外线的低，所以红外线的波长比紫外线的长，故A错误。
B．电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故B错误；
C．由图可知，紫外线的频率比无线电波的频率高，故C正确；
D．电磁波传播不需要介质，电磁波能在真空中传播，故D错误。
故选C。
二、多选题
8．（2023·辽宁抚顺·统考二模）信息、能源和材料是现代文明的三大支柱，下列说法中正确的是（ ）
A．采用超导材料，在远距离输电中可以大大降低电能转化为内能的损耗
B．光纤通信是利用激光在光导纤维中发生折射传递信息的
C．核电站采用的核反应方式与太阳内部的核反应方式相同
D．电能属于二次能源
【答案】AD
【解析】A．超导材料，电阻非常小，所以在远距离输电中可以大大降低电能转化为内能的损耗，故A正确；
B．光纤通信是利用激光在广岛纤维中发生反射传递信息的，故B错误；
C．核电站采用的核反应方式是核裂变，太阳内部的核反应的核聚变，方式不同，故C错误；
D．电能不能从大自然直接获取，需要由其他能源转化，电能属于二次能源，故D正确。
故选AD。
三、填空题
9．（2023·河北廊坊·统考一模）如图，有一款智能音箱，它内置了声纹识别系统，可以识别主人的声音，按照主人的指令实现语音购物、音乐播放、人机互动、音量调节等功能。音箱能够识别主人的声音主要是因为不同人说话的 _____不同，音量调节是改变了声音的 _____，同时音箱可由蓝牙通过 _____（选填“超声波”或“电磁波”）实现与手机数据的传输。
【答案】 音色 响度 电磁波
【解析】[1]不同人具有不同的声音，是因为他们的音色不同，而音箱能够识别主人的声音主要是因为不同人的音色不同。
[2]响度是声音的大小或强弱，调节音量是改变了声音的大小，即改变响度。
[3]蓝牙传输信号属于电磁波的一种，故音箱可由蓝牙通过电磁波实现与手机数据的传输。
10．（2023·辽宁铁岭·统考一模）煤炭是___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，煤炭的大量使用会造成环境污染。为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核___________释放能量来发电的核电站。电能属于___________次能源。
【答案】 不可再生 裂变 二
【解析】[1]煤炭消耗完短期内不能在自然界得到补充，所以是不可再生能源。
[2]目前人类掌握了核裂变技术，所以我国核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
[3]电能是通过消耗其他能量转化来的，不能直接从自然界直接获取，所以属于二次能源。
11．（2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测）如图所示，无线路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备。可以通过后排接口同时连接多台电脑实现有线连接，则各接口之间是___________（选填“串联’或“并联”）的，还可以通过___________（选填“电磁波”或“超声波”）实现无线连接；由于电流的___________效应，工作时间长了外壳会发烫。
【答案】 并联 电磁波 热
【解析】[1][2]无线路由器是利用无线电波来传递信息的，无限电波是一种电磁波，且各网络端口连接的网线之间互不影响，一条线路出问题后并不会影响其它线路，所以它们是并联的。
[3]由于电流的热效应，电流流过导体的时候会产生热量。
四、综合题
12．（2023·广东深圳·统考二模）阅读下列材料，回答问题。
材料一：风电技术是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将转速提高，从而带动风机内的发电机发电，通过电缆输送到升压变压器提升电压后，再由高压输电线路输送给用户，见图甲。
材料二：光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光电效应是指某些物质在高于特定频率的电磁波照射下，内部的电子逸出而形成电流。图乙为某光伏发电系统简化电路图，当太阳光照射太阳能电池板时可发电。发电后可向蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池向用电器供电。
（1）风能属于 ___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。风机中的发电机是利用___________原理进行发电的；
（2）光伏发电是指太阳能电池板将太阳能转化为___________能，再通过蓄电池转化为化学能储存起来。图乙中，当开关S1闭合、S2断开时，电路中的电源是___________（选填“太阳能电池板”或“蓄电池”）；
（3）小丽查阅资料得知，太阳能电池板的发电功率约每平方米200W。若她家装了一块1.25m2的太阳能电池板，一天光照8h，其产生的电能为___________J。这些能量相当于___________kg煤完全燃烧释放的能量（不计能量损失，煤的热值（q煤=3×107J/kg）。
【答案】 可再生 电磁感应 电 太阳能电池板 7.2×106 0.24
【解析】（1）[1]太阳能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。
[2]风机中的发电机是利用电磁感应原理进行发电，即指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象。
（2）[3]太阳能电池板将太阳能转化电能，蓄电池充电时，再通过蓄电池将电能转化为化学能储存起来。
[4]当太阳光照射太阳能电池发电时，控制器发射控制信号将开关S1闭合、S2断开，太阳能电池向蓄电池充电，电路中的电源是太阳能电池。
（3）[5][6]太阳能电池板8h接收的太阳能为
W=200W/m2×1.25m2×8×3600s=7.2×106J
不计能量损失，电池板可以提供的电能
W电=W=7.2×106J
煤完全燃烧提供的能量
Q=W电=7.2×106J
由Q=qm可得需要煤炭的质量为