第21讲 通信 能源（课件+讲义+练习）-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

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2023年中考物理重难点突破第21讲  通信   能源【重难点与突破】一、通信1.电磁波的产生与传播（1）产生：当导体中的电流迅速变化时，导体就会向周围空间发射电磁波。（2）传播：电磁波在空间向各个方向传播；可以在真空中传播。（3）波速（c）、波长（λ）、频率（f）的关系：c=λf。2.电磁波的应用（1）信息方面：①电磁波自身携带有信息；②电磁波可以传递信息；③电磁波可以携带信息。（2）能量：①电磁波自身具有能量：②电磁波可以传递能量；③电磁波可以携带能量。3.电话机（1）1876年贝尔发明了电话。（2）电话机的话筒把声音信号变成变化的电流；听筒把变化的电流变成声音。【例1】（2022德阳）2022年5月10日，“天舟”四号货运飞船成功发射，并与“天和”核心舱完成精准对接，“太空快递”完美送达。期间地面工作人员与“天舟”四号依靠 　　来传递信息；货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行，此时以“天舟”四号为参照物，“天和”核心舱是 　　的。【分析】电磁波能在真空中传播，地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程；货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行，它们之间没有位置的改变，所以以“天舟”四号为参照物，“天和”核心舱是静止的。【答案】电磁波     静止【突破】1.光属于电磁波。2.电磁波本身携带有信息，也可以传递信息和能量。3.电磁波的传递不需要介质，即真空中也能传递电磁波，但是声波在真空中不能传播。二、能源1．能源的分类（1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源，如：煤、石油、天然气等。（2）二次能源：由一次能源转化获得的能源。如：电、水煤气等。2．核能（1）核能：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放的能量。（2）核裂变：质量较大的原子核变成质量较小的原子核。核裂变时发生的是链式反应，释放大量的核能。核电站就是利用核裂变释放的能量通过汽轮机，带动发电机发电的。（3）核聚变：将某些质量较小的原子核组合成新的原子核，同时释放大量的核能。氢弹和太阳都是利用核聚变。3．太阳能与能源的可持续发展（1）太阳核心释放的能量向外扩散，以光和热的形式向四周辐射开去，这就是太阳能。（2）太阳能的利用方式主要有：①利用集热器把水等物质加热；②利用太阳能电池板把太阳能转化为电能。4.能量的转移和转化都是有方向性的。5.能源的消耗对环境会造成影响。能源的利用要考虑可持续发展。合理利用可再生能源，减少不可再生能源的消耗。【例2】（2022张家界）“低碳引领生活”，太阳能越来越受到人们的青睐，太阳能属于 　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳能集热器是通过 　　方式增加水的内能。【分析】太阳能可以从太阳源源不断的获取，是可再生能源；太阳能热水器是通过热传递的方式将太阳能转化为内能。【答案】可再生    热传递【突破】1.能源的分类：（1）按照来源分为：一次能源和二次能源。一次能源主要是化石能源，如石油、天然气、煤等；二次能源是由一次能源加工转化而来的，如电能、煤气等。（2）按照是否可再生分为：不可再生能源和可再生能源。不可再生能源主要指化石能源、核能等；可再生能源主要有：风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等。2．核裂变与核聚变的区分（1）核裂变：质量较大的原子核变成质量较小的原子核。核裂变时发生的是链式反应，释放大量的核能。目前核电站是利用核裂变工作。（2）核聚变：将某些质量较小的原子核组合成新的原子核，同时释放大量的核能。氢弹和太阳都是利用核聚变。【针对练习精编】1.（2022玉林）“北斗+5G”技术将用于助力北京打造智慧型冬奥会，这项技术主要利用（  ）A. 电磁波 B. 超声波 C. 次声波 D. 红外线【解析】北斗卫星系统靠电磁波传递信息；5G通信也是靠电磁波传递信息。A正确。【答案】A2.（2022攀枝花）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【解析】A. “祝融号”火星车需在地球之外的真空中传递信息，所以需要在真空中也能传播的电磁波传递信息。A正确。B.电磁波的产生就是因为导线中的电流迅速变化，所以导线中的电流迅速变化会在空间产生电磁波。B正确。C. 微波炉是通过磁控管所发射的微波加热食物的，微波是电磁波。C正确。D.光波也是电磁波。D错。【答案】D3.（2022永州）关于能源、环境保护及能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）A．可燃冰、石油都属于可再生能源 B．废旧电池可以随意丢弃 C．用电动汽车替代燃油汽车，可以减少二氧化碳的排放 D．随着时代的进步，永动机是可以造出的【解析】A.可燃冰、石油等能源在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，A错。B.废旧电池含有有毒的重金属，随意丢弃会污染环境，B错。C.用电动汽车替代燃油汽车，可以减少二氧化碳的排放，C正确。D.永动机违背了能量守恒定律，“永动机”是不可能制造出来的，D错。【答案】C4.（2022湘潭）有关能源和能量，下列说法正确的是（　　）A．电能是一次能源 B．只有裂变才能释放出核能 C．风能是可再生能源 D．能量是守恒的，我们不需要节约能源【解析】A.电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，A错。B.原子核在分裂或者聚合时释放的能量叫做核能，B错。C.风能是由大气的流动形成的，风能可以从自然界源源不断获得，为可再生能源，C正确。D.能量是守恒的，但是能量的转移或转化是有方向性的，所以节约能源势在必行，D错。【答案】C5.（2022•遵义）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（　　）A．图甲：石油是可再生能源 B．图乙：核电站利用核聚变发电 C．图丙：手机利用超声波传递信息 D．图丁：二极管具有单向导电性【解析】A.煤、石油、天然气是不可再产能源，A错。B.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，B错。C.手机是利用电磁波来传递信息的，C错。D.二极管具有单向导电性，D正确。【答案】D6.（2022成都）新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，下图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法不正确的是（    ）A.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源B.核电站利用核裂变释放的能量来发电C.氢燃料发动机将化学能转化为机械能D.新能源的开发可以有效缓解能源危机  【解析】A. 核燃料、氢燃料和天然气中只有氢燃料属于新能源。A错。B.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的，B正确。C.氢燃料发动机是将氢气中储藏的化学能转化为机械能的装置，C正确。D．新能源的开发可以增加能源的来源于转化方式，可以减少对传统能源的依赖，有利于缓解能源危机，D正确。【答案】A7.（2022柳州）2022年6月5日，“神舟上四号”载人飞船与空间站天和核心舱成功对接，我国三名航天员将在空间站工作生活6个月。空间站在工作时的能源主要来自（　　）A．煤炭 B．地热 C．汽油 D．太阳能【解析】煤炭、地热、汽油在空间站是不能进行补充的，所以空间站在外工作时，消耗的主要能源是太阳能，D正确。【答案】D8.（2022滨州）2022年3月23日，“天宫课堂”第二课正式开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。授课期间，“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过________进行传播的。空间站太阳翼上的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电，电能是________（选填“一次”或“二次”）能源。
【解析】“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流，这些信息的传播需要在真空中传播，所以需要能够在真空中传播的电磁波来传输。电能是由其它形式的能转化而来的，属于二次能源。【答案】 电磁波     二次9.（2022大连）2022年6月5日上车是将四号载人能船成功发射，飞船与火箭分离后，打开了太阳能帆板。太阳能帆板主要是将___________能转化为电能；航天员在舱内的实时画面是通过_________波传回地面指挥中心的。【解析】太阳能帆板主要是将太阳（光）能转化为电能。航天员在舱内的实时画面是通过电磁吧传回地面指挥中心的。【答案】太阳    电磁10.（2022永州）“祝融号”火星车是我国研制的第一台火星表面探测装置，“祝融号”与地面控制中心科学家的通讯是依靠 　   　（选填“声波”或“电磁波”）进行的。某次“祝融号”在牵引力的驱使下，200s内匀速直线运动了10m，“祝融号”在这段时间内运动速度的大小为 　   　m/s。【解析】声波不能在真空中传播，“祝融号”与地面控制中心科学家的通讯是依靠电磁波进行的。v＝s/t=10m/200s＝0.05m/s。【答案】电磁波     0.0511.（2022六盘水）2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为我们带来了天宫课堂第一课。如图所示是王亚平向水球中注入蓝色颜料的情景。观察到透明的水球迅速变成了蓝色，这是 　    　现象。上课时，航天员和地面学生互动交流的信息通过 　   　传递。【解析】如图所示，是王亚平在展示向一个水球内注入蓝色染剂时的情景，我们可观察到透明的水球迅速变成了蓝色，这说明分子在做无规则运动，属于扩散现象；电磁波可以在真空中传播，航天员与学生互动是通过电磁波传递信息的。【答案】扩散    电磁波12.（2022柳州）被誉为2022年北京冬奥会“防疫神器”的体温贴是一种无线电子测温计，如图所示。使用很简单，它贴在人体皮肤后，吸收人体热量，内能 　  　（选填“增加”或“减少”），达到与皮肤相同的温度，其内部发射电路将体温信息以 　  　波的形式发射到后台，实现对工作人员体温的自动监测。【解析】物体吸收热量，内能增加，故体温贴贴在人体皮肤后，从人体吸收热量，内能增加；电磁波可以传递信息。体温贴达到与皮肤相同的温度，其内部发射电路将体温信息以电磁波波的形式发射到后台，实现对工作人员体温的自动监测。【答案】增加    电磁13.（2022黔西南）如图是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外绕着线圈。戴着这种手环步行时，磁铁随手臂的摆动在管内往复运动，线圈中便会产生电流，这是利用了 　 　原理。手环中记录的运动数据还可通过 　    　无线传送到手机上，与好友分享。【解析】根据运动手环的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。手环中记录的运动数据通过蓝牙技术传送到手机上，蓝牙是通过电磁波传递信息。【答案】电磁感应    电磁波14.（2022阜新）2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船发射圆满成功。航天英雄在太空中利用 　　与地面互相传递信息；当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为 　　能；太阳能属于 　  　能源（填“一次”或“二次”）。【解析】航天英雄在太空中利用电磁波与地面互相传递信息；当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为电能；太阳能可直接从自然界获得，属于一次能源。【答案】电磁波    电   一次15.（2022黔西南）在生产和生活中常用的煤、石油、天然气、太阳能中，属于可再生能源的是 　   　，实现“低碳生活”的途径之一是减少和控制 　        　的使用量。【解析】在生产和生活中常用的煤、石油、天然气、太阳能中，属于可再生能源的是太阳能，实现“低碳生活”的途径之一是减少和控制不可再生能源的使用量。【答案】太阳能    不可再生能源16.（2022鞍山）随着科技发展，太阳能的利用越来越广泛。太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，来自于太阳内部的______（选填“核聚变”或“核裂变”）。太阳发出的光在真空中约以______m/s的速度传播。【解析】太阳使用之后依然存在，所以是可以再生的能源。它来自于自身内部的核聚变。太阳光的在真空中传播速度为光速，约3×108m/s。【答案】可再生    核聚变    3×10817.（2022苏州）阅读材料，回答问题超级镜子发电站我国用熔盐和1.2万块镜子，建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站如图甲所示，该发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去。该电站的两个熔盐罐中共存储3万吨熔盐（熔点为210℃），白天高温熔盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24小时稳定电力输出。
请回答：（1）高温熔盐罐利用熔盐储存___________。高温熔盐进入蒸汽发生器，通过___________（做功/热传递）方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电；（2）低温熔盐罐的温度应___________（>/<）210℃；（3）该发电站正常工作24h，可发电___________度；（4）从图乙中可以看出，镜子大致以吸热塔为中心依次排列，吸热塔南面的镜子较少，北面的较多。请你结合图丙情形分析，在南面和北面同样的镜子a和b，___________反射到吸热塔的光能更多。【解析】（1）根据题意可知，发电站利用镜子将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，故高温熔盐罐利用熔盐储存能量。改变物体内能的方法是做功和热传递。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。故高温熔盐进入蒸汽发生器，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，推动汽轮机带动发电机发电。（2）晶体熔化的条件是达到熔点继续吸热。熔盐熔点为210℃，所以低温熔盐罐的温度应>210℃。（3）该发电站正常工作24h，可发电W=Pt=100×103kW×24h=2.4×106 kW·h=2.4×106度。（4）根据光反射时，反射角等于入射角，因太阳光从吸热塔南面射来，要使反射光线射到吸热器上，若镜子在吸热塔南面，太阳光射到镜面的入射角较大，则反射角也较大，这就使反射光线不容易射到吸热器上。故在南面和北面同样的镜子a和b，b反射到吸热塔的光能更多。【答案】（1） 内能    热传递    （2） >    （3） 2.4×106    （4） b