专题18 信息，材料，能源，宇宙-(2大模块知识清单+2个易混易错+2种方法技巧+典例真题精析）-【讲练】最新中考物理一轮复习（可通用）

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考点一 信息的传递
知识点一：电话
1. 电话——1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话
（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。
（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）
2. 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。
3. 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。
知识点二：电磁波
1. 电磁波的产生—导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
2. 电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。
3. 电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样， c=3×108m/s =3×105km/s
4. 电磁波波速、波长λ和频率f的关系：
（1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。
（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1 MHz=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz
（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。
（4）波长、频率和波速的关系c=λf λ= eq \f(c,f) f = eq \f(c,λ) 。
（5）电磁波的波长λ与频率f成反比。
5. 电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
6. 无线电波特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，如下表所示。
知识点三：广播、电视和移动通信
电磁波是传递信息的载体。
无线电通信系统由发射装置和接收装置两大部分组成。
1. 无线电广播信号的发射和接受：
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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
知识点四：越来越宽的信息之路
信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，在相同时间内传输的信息就越多。
1. 微波通信
微波的波长在10m~1mm之间，频率在30 MHz~ 3×105MHz之间。
微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。
2. 卫星通信
通信卫星相当于微波通信的中继站。
通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，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
光纤通信是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到了远方。
光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。
光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。
光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。
4. 网络通信
目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。
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。
考点二 能源与可持续发展
知识点一：能源家族
1. 化石能源：煤、石油、天然气。
2. 生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。
3. 一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。
4. 二次能源：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的能源称为二次能源。如电能。
5. 不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。
6. 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。
知识点二：核能
1. 裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。
核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。
2. 聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。，也被成为热核反应。
氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
（1）核能的优点和可能带来的问题：
①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
知识点三：太阳能
1. 在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。
2. 大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
3. 绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
4. 我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。
5. 太阳能的利用：
（1）利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）；
（2）用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。
6. 太阳能具有取之不尽、用之不竭，清洁无污染等优点。
知识点四：能量的转化和守恒
1. 能源革命：
人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。能源革命导致了人类文明的跃进。
第一次能源革命：钻木取火；
第二次能源革命：蒸汽机的发明；
第三次能源革命：核能
能量的转化和转移具有方向性。
2. 能量守恒定律：
能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
知识点五：能源与可持续发展
1. 煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。
2. 未来的理想能源必须满足以下四个条件：
（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。
解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。
易混易错点一：模拟信号和数字信号的对比分析。
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。
易混易错点二：移动通信的优缺点易混。
优点：利用电磁波传递信息，只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话，比固话方便。
缺点：为了保证通话的质量，必须建立较大的无线电台进行信号的转换，这些固定的电台叫做基地台。
移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台。
技巧一、无线电波的理解应用?
技巧二、常见能源的分类?
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。
考向一：信息的传递
【例题1】2022年6月5日，在酒泉卫星发射中心搭载神舟十四号载人飞船的长征2号遥十四运载火箭点火发射，火箭在轰鸣声中拔地而起，冲向太空，轰鸣声是由物体______产生的。如图所示是进驻天和核心舱的航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲向全国人民敬礼的画面，画面信息是通过______波传回地面的。

【答案】 振动 电磁
【详解】[1]一切发声的物体都在振动，所以轰鸣声是由物体振动产生的。
[2]空间站在太空是真空环境，用电磁波与地面联系，电磁波的传输不需要介质。
考向二：能源与可持续发展
【例题2】不可再生能源：凡是越用_________，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能；
可再生能源：可以从自然界中_________地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
【答案】 越少 源源不断
【详解】[1]不可再生能源：指的是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。
[2]可再生能源：指的是可从自然界中源源不断地得到的能源。
1．（2023·湖北十堰·统考中考真题）2023年5月30日，长征二号F运载火箭搭载神州十六号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火发射，运载火箭的喷气发动机向下喷气，推动火箭升空。各地雷达监测站即时向指挥中心传递火箭运行信息。下列有关说法正确的是（ ）
A．运载火箭应选用密度小、热值大的燃料
B．各地雷达监测站利用超声波向指挥中心传递信息
C．火箭向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量不守恒
【答案】A
【详解】A．运载火箭的燃料使用密度小且热值大的燃料，与其他燃料相比，在燃烧同样质量的燃料的情况下，可以释放更多的热量，故A正确；
B．各地雷达监测站利用电磁波向指挥中心传递信息，故B错误；
C．火箭向下喷气获得推力的过程中，内能转化为机械能，原理与内燃机的做功冲程相同，故C错误；
D．所有的能量转化过程，都遵守能量守恒定律，所以火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量守恒，故D错误。
故选A。
2．（2023·山东淄博·统考中考真题）2023年5月10日21时22分，天舟六号货运飞船成功发射。11日，飞船与空间站组合体完成交会对接，随后航天员开展货物转运等工作。下列相关说法正确的是（ ）
A．飞船在加速升空的过程中，惯性逐渐变大
B．飞船沿轨道绕地球运行，运动状态不再改变
C．飞船与空间站完成交会对接后，飞船相对于空间站是静止的
D．空间站中的航天员通过超声波与地面控制中心传递信息
【答案】C
【详解】A．火箭点火后速度越来越快，其质量不变，所以惯性大小不变，故A错误；
B．飞船沿轨道绕地球运行，方向不断改变，因此运动状态发生改变，故B错误；
C．飞船与空间站完成交会对接后，飞船相对于空间站的位置没有发生变化，飞船相对于空间站是静止的，故C正确；
D．空间站中的航天员通过电磁波与地面控制中心通信，故D错误。
故选C。
3．（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．电能是一次能源
B．太阳释放的能量是核裂变产生的
C．水力发电是将水的机械能转化为电能
D．煤、石油、天然气都是可再生能源
【答案】C
【详解】A．电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故A错误；
B．核聚变和核裂变都可以获得巨大的核能，太阳释放的能量是氢核聚变产生的，故B错误；
C．根据能量转化可知，水力发电机发电时是将水的机械能转化为电能，故C正确；
D．煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源，故D错误。
故选C。
4．（2023·湖北十堰·统考中考真题）某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为c水。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能
C．太阳能热水器将太阳能转化为内能D．该热水器内水的质量为
【答案】C
【详解】A．太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故A错误；
B．由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能电池不能将接收到的太阳能全部转化为电能，故B错误；
C．太阳能热水器吸收太阳能，将太阳能转化为内能，故C正确；
D．太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，则水吸收的太阳能为
Q吸＝ηQ
根据Q＝cmΔt可知，该热水器内水的质量为
故D错误。
故选C。
5．（2023·山东淄博·统考中考真题）能源是人类生存和发展的基础，人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（ ）
A．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径
B．煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染
C．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔
D．能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性的
【答案】A
【详解】A．核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径，故A错误，符合题意。
B．煤不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染，故B正确，不符合题意；
C．太阳能是一次能源，是一种新型的无污染的能源，太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，前景广阔，故C正确，不符合题意；
D． 能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需要节约能源，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）2023年5月10日，我国“天舟六号”货运飞船被成功发射升空。“天舟六号”载货量为7.4t，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。当它进入外太空后，所装载的货物质量 （选填“变大”“变小”或“不变”），与地球间传递信息是通过 （选填“超声波”“电磁波”或“次声波”）。
【答案】 不变 电磁波
【详解】[1]当货物进入外太空后，货物的空间位置发生了变化，但是货物所含物质的多少没有发生变化，所以货物的质量不变。
[2]由于电磁波可以在真空中传播，而且电磁波可以传递能量和信息，所以与地球间传递信息是通过电磁波。
7．（2023·陕西·统考中考真题）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功，并与空间站组合体顺利对接。对接完成后，该飞船相对空间站是 的，空间站与地面控制中心是利用 波来传递信息的。
【答案】 静止 电磁
【详解】[1]对接完成后，飞船相对空间站来说，位置没有发生变化，是静止的。
[2]电磁波可以传递信息且能够在真空中传播，所以，空间站与地面控制中心是利用电磁波来传递信息的。
8．（2023·西藏·统考中考真题）2023年5月30日上午9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射。飞船在上升过程中，它的重力势能越来越 ，飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过 传回到地面指挥中心的。

【答案】 大 电磁波
【详解】[1]飞船在上升过程中，高度越来越高，质量不变，所以它的重力势能越来越大。
[2]电磁波可以在真空中传播，飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过电磁波传回到地面指挥中心的。
9．（2023·陕西·统考中考真题）核聚变能量被称为人类理想的永久能源。近年来，有“人造太阳”之称的中国全超导托卡马克核聚变实验装置不断创造新的记录，使我国人工可控核聚变的研究处于世界领先水平，为加快实现人工可控核聚变贡献了中国智慧。核聚变的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1L海水中含有的氘。在完全核聚变反应中，1L海水中的氘释放出的能量相当于300L汽油完全燃烧所释放的能量。请完成下列问题。
（1）当前运行的核电站是利用核 变的原理工作的，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）1L海水中所含有的氘完全核聚变反应所释放的能量是多少？可以供一盏“220V 0.5A”的电灯正常工作多长时间？，，计算结果保留两位小数 ；
（3）未来实现人工可控核聚变后，若一座核聚变发电站每年消耗340kg的氘，理论上可释放的能量是多少？
【答案】 裂 不可再生
【详解】（1）[1][2]核电站原理是核裂变，核能是用完了就没有了的，根据能源的分类可知，核能属于不可再生能源。
（2）[3]根据1L海水中的氘完全核聚变可放出的能量和300L汽油完全燃烧放出的能量相同由得，300L汽油的质量
300L汽油完全燃烧放出的热量
所以，1L海水中的氘完全聚变可释放的能量
由W=UIt得，这些能量可供电灯正常工作的时间
（3）[4]因为的氘完全核聚变，可放出9.798×10⁹J的能量，所以，340kg氘完全核聚变可放出的能量
10．（2023·山东青岛·统考中考真题）高铁改变着人们的出行和生活方式， 大大提升了人民的幸福感。
（1）复兴号动车组应用了自主开发的新型 EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，这些都是通过 （选填“防止噪声产生”“阻断噪声传播”或“防止噪声入耳”）的方式来减弱噪声的；
（2）动车组运行时消耗的电能属于 次能源，它通常是由其他形式的能转化而来的。例如，电能可以由 能转化而来；
（3）某列复兴号动车组共设置2500个传感器检测点，在动车行驶过程中，当某个传感器检测到异常情况，立刻通过无线电波向相距300km的地面监控站发送信息，则在 秒后，地面监控站收到信息。已知无线电波的传播速度为3×108m/s；
（4）某时段动车组以360km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，硬币可以静止竖立在列车窗台上。
①该时段动车组的运行速度为 m/s；
②该时段动车组在水平方向上受到的牵引力F牵与受到的阻力F阻的大小关系为 ；
③请画出硬币静止在列车窗台时的受力示意图；( )

④若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，这是因为硬币具有 。
【答案】 阻断噪声传播 二 机械能 0.001 100 F牵=F阻 见解析 惯性
【详解】（1）[1]复兴号动车组应用了自主开发的新型 EPM 隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，是在传播过程中减弱声音的传播，这些都是通过阻断噪声传的方式来减弱噪声的。
（2）[2]电能是经过加工得到的能源，属于二次能源。
[3]使用发电机发电时，电能由机械能能转化而来。
（3）[4]由得，地面监控站收到信息需经历
（4）[5]由得，该时段动车组的运行速度为
[6]汽车做匀速直线运动，则
[7]请画出硬币静止在列车窗台时，受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力的作用，且两力时平衡力，大小相等，作用点取硬币的重心即可，过硬币的重心分别做等长的竖直向下的、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力G、支持力F，如图所示：

[8]若动车组减速行驶时，硬币会向前滚动，这是因为硬币具有惯性，会保持原来的运动状态。
波段
波长
频率
传播方式
主要用途
长波
30000m~3000m
10 kHz~100 kHz
地波
超远程无线电通信和导航
中波
3000m~200m
100 kHz~1500 kHz
地波和天波
调幅（AM）、无线电广播、电报
中短波
200m~50m
1500 kHz~6000 kHz
短波
50m~10m
6 MHz~30 MHz
天波
微
波
米波（VHF）
10m~1m
30 MHz~300 MHz
近似直线传播
调频（FM）、无线电广播、电视、导航
分米波（UHF）
10dm~1dm
300 MHz~3000 MHz
直线传播
移动通信、电视、雷达、导航
厘米波
10cm~1cm
3000 MHz~30000 MHz
毫米波
10mm~1mm
30000 MHz~300000 MHz