2023年中招物理復(fù)習(xí)專題21信息傳遞能源與可持續(xù)發(fā)展（講練）（原卷版）

1、專題21 信息傳遞 能源與可持續(xù)發(fā)展（講練）（原卷版）1.了解：信息傳遞的特點(diǎn)；模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)；現(xiàn)代通訊特點(diǎn)；核能的利用。2.會(huì)：判斷能源的類型。3.理解：電磁波的傳播特點(diǎn)；能源的利用。4.認(rèn)識(shí)：核裂變和核聚變；太陽(yáng)能利用特點(diǎn)；再生能源和不可再生能源。一、思維導(dǎo)圖1.信息傳遞2.能源與可持續(xù)發(fā)展二、知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一：信息傳遞與電磁波1.現(xiàn)代順風(fēng)耳-電話（1）電話的組成：話筒-把聲信號(hào)變成變化的電流信號(hào)；聽(tīng)筒-把變化的電流信號(hào)變成聲音信號(hào)。（2）電話的工作原理：聲音話筒產(chǎn)生變化的電流聽(tīng)筒振動(dòng)（聲音）。（3）電話交換機(jī)：1)為了提高電話線路的利用率而發(fā)明的；2）用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩部電話之間的轉(zhuǎn)換；3）

2、使用交換機(jī)，可以大幅度的減少電話線的數(shù)量。（4）電話“占線”原因：1）對(duì)方電話沒(méi)有扣好；2）對(duì)方正在通話；3）電話交換機(jī)忙。2.模擬通信和數(shù)字通信（1）模擬信號(hào)：在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)時(shí)，信號(hào)電流的頻率，振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化情況完全一樣，模仿聲音的“一舉一動(dòng)”這種電流傳遞的信號(hào)叫模擬信號(hào)。模擬通信：使用模擬信號(hào)的通信方式叫模擬通信，例如：傳統(tǒng)的市話通話，長(zhǎng)途通話。（2）數(shù)字信號(hào)：用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫做數(shù)字信號(hào)。數(shù)字通信：使用數(shù)字信號(hào)通信的方式叫數(shù)字通信，例如電子計(jì)算機(jī)是利用二進(jìn)制碼識(shí)別信息和處理信息。（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過(guò)程中抗干擾能力差，噪聲大，失

3、真大；而數(shù)字信號(hào)形式簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，噪聲小，失真小。（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過(guò)程中抗干擾能力差，噪聲大，失真大；而數(shù)字信號(hào)形式簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，噪聲小，失真小。3.電磁波：如果在空間某處產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，如果這個(gè)磁場(chǎng)也隨時(shí)間變化，那么它又會(huì)在空間產(chǎn)生新的電場(chǎng)，這個(gè)變化的電場(chǎng)，磁場(chǎng)并不局限于空間某個(gè)區(qū)域，而是由遠(yuǎn)及近的傳播出去，這樣的傳播就形成了電磁波，即導(dǎo)體中電流的迅速變化在空間激起電磁波。4.電磁波性質(zhì)：是一種看不見(jiàn)摸不到的特殊物質(zhì)，可以在真空中傳播，傳播不需要介質(zhì)；電磁波傳播的速度c=3108m/s，電磁波的波長(zhǎng)為，波速c=f，其中f是電磁波的頻

4、率；電磁波的波譜：射線，X射線，紫外線，紅外線，微波，短波，中波，長(zhǎng)波。知識(shí)點(diǎn)二：能源與可持續(xù)發(fā)展凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源，都可以叫做能源。1.一次能源和二次能源像化石能源一樣，風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芤约昂四?，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，無(wú)法從自然界直接獲取，必須通過(guò)一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。常見(jiàn)的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見(jiàn)的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能等。常?jiàn)的二次能源有

5、：電能。2.太陽(yáng)能是氫原子核在超高溫時(shí)聚變釋放的巨大能量，太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)，如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來(lái)源于太陽(yáng)。3.太陽(yáng)能的利用（1）間接利用太陽(yáng)能：化石能源（光能-化學(xué)能）；生物質(zhì)能（光能-化學(xué)能）。（2）直接利用太陽(yáng)能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能-內(nèi)能）；太陽(yáng)能電池：（光能-電能）一般應(yīng)用在航空、航天、通訊、計(jì)算器、手表等方面。（3）太陽(yáng)能來(lái)源豐富，不需要運(yùn)輸，無(wú)污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽(yáng)能帶來(lái)一些新的技術(shù)課題?？键c(diǎn)一：電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用【備考方略】（1）電磁波是一種看不見(jiàn)摸不到的特殊物質(zhì)，可以在真空中傳

6、播，傳播不需要介質(zhì)；電磁波傳播的速度c=3108m/s，電磁波的波長(zhǎng)為，波速c=f，其中f是電磁波的頻率；電磁波的波譜：射線，X射線，紫外線，紅外線，微波，短波，中波，長(zhǎng)波。（2）按照波長(zhǎng)或頻率的順序把這些電磁波排列起來(lái)，就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線及射線。以無(wú)線電的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，宇宙射線的波長(zhǎng)最短。（3）電磁波的應(yīng)用1）微波爐：利用電磁波（波長(zhǎng)很短的微波）來(lái)加熱食品。2）雷達(dá)：利用無(wú)線電波測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備；工作原理：電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長(zhǎng)的障礙物就要發(fā)生反射，雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)原理，波長(zhǎng)越

7、短，傳播直線性越好，反射性能越強(qiáng)。3）無(wú)線電波：電磁波中用于廣播、電視和移動(dòng)電話的頻率為數(shù)值數(shù)百千赫茲至數(shù)百兆赫茲的那部分叫做無(wú)線電波（無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波）；根據(jù)波長(zhǎng)的不同而有不同傳播特征：分為地波，天波，空間波三種；激光：激光束平行度特別好，在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度，制成激光測(cè)距雷達(dá)；激光束的亮度高，在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)能集中很大的能量，利用激光束切割物質(zhì)，焊接金屬，醫(yī)學(xué)上稱作“光刀”?！窘?jīng)典例題】（2021江蘇江蘇中考真題）今年5月21日晚，在云龍湖畔的無(wú)人機(jī)燈光表演中，數(shù)百架無(wú)人機(jī)在夜空中按照指令排列出“100”“初心使命”等字樣。地面工作人員向無(wú)人機(jī)發(fā)送指令通過(guò)

8、的是（）。A紫外線B電磁波C超聲波D次聲波【舉一反三】1.（2021廣西貴港中考真題）2020年11月24日4時(shí)30分，中國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器，順利將探測(cè)器送入預(yù)定軌道。2020年12月17日，嫦娥五號(hào)任務(wù)軌道器與返回器分離，返回器攜帶月球樣品返回地球。下列說(shuō)法正確的是（）。A火箭升空過(guò)程中機(jī)械能不變；B火箭升空過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；C控制中心是通過(guò)電磁波來(lái)控制嫦娥五號(hào)任務(wù)軌道器；D嫦娥五號(hào)任務(wù)軌道器是通過(guò)超聲波來(lái)控制返回器的2.（2021黑龍江大慶中考真題）下列說(shuō)法中正確的是（）。A額溫槍是利用紅外線熱效應(yīng)來(lái)工作的；B手機(jī)之間通話是利用光

9、纖傳送的；C核電站是利用核聚變?cè)韥?lái)發(fā)電的；D能量是守恒的，不存在能源危機(jī)3.（2021湖北荊州中考真題）2021年3月4日，新華社消息，我國(guó)自行研制的北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、持續(xù)為全球用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，系統(tǒng)服務(wù)能力步入世界一流行列。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）。A北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用超聲波實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航；B北斗導(dǎo)航系統(tǒng)主要通過(guò)傳遞信息來(lái)實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航；C北斗導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞信息的速度小于光速；D北斗導(dǎo)航系統(tǒng)能為用戶提供定位服務(wù)的最小精度為1千米考點(diǎn)二：能源及其分類【備考方略】1.一次能源和二次能源像化石能源一樣，風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芤约昂四?，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然

10、界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，無(wú)法從自然界直接獲取，必須通過(guò)一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。常見(jiàn)的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見(jiàn)的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能等。常?jiàn)的二次能源有：電能。2.再生能源和不可再生能源一次能源又分為可再生能源(水能、風(fēng)能及生物質(zhì)能)和非再生能源(煤炭、石油、天然氣、核能等)，其中煤炭、石油和天然氣三種能源是一次能源的核心，它們成為全球能源的基礎(chǔ)。除此以外，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物能等可?/p>

11、生能源也被包括在一次能源的范圍內(nèi);二次能源則是指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成其他種類和形式的能量資源，例如:電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等能源都屬于二次能源。3.污染能源和清潔能源根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水力、電力、太陽(yáng)能、風(fēng)能以及核能等?！窘?jīng)典例題】（2021山東煙臺(tái)中考真題）人類社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)能源的開(kāi)發(fā)和利用，隨著社會(huì)對(duì)能源的需求不斷增加，造成了能源的短缺，而開(kāi)發(fā)和利用可再生能源是解決能源危機(jī)的有效途徑。下列能源屬于可再生能源的是（）。A風(fēng)能 B天然氣 C核能 D石油【舉一反三】1（2021廣

12、西貴港中考真題）細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)貴港的很多山頭都安裝有如圖所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A風(fēng)能是可再生能源；B風(fēng)力發(fā)電是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；C風(fēng)力發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的；D風(fēng)力發(fā)電機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的原理制成的2.（2021四川攀枝花中考真題）關(guān)于能源信息與材料。下列說(shuō)法不正確的是（）。A核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是可以控制的；B化石能源和核能都屬于可再生能源；C5G和4G通訊信號(hào)的電磁波在真空中傳播的速度相等；D若用超導(dǎo)材料制造輸電線可大大降低電能損耗3.（2021遼寧遼寧中考真題）煤炭是_（選填“可再生”或“不可再生”）能源，煤炭的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染，為了

13、減少環(huán)境污染，我國(guó)已經(jīng)建成了多座利用原子核_（選填“裂變”或“聚變”）釋放能量來(lái)發(fā)電的核電站；消毒柜是利用_（選填“紅外線”或“紫外線”）來(lái)消毒殺菌的；現(xiàn)在廣泛使用的LED節(jié)能燈主要是利用_（選填“超導(dǎo)”或“半導(dǎo)體”）材料制成的。考點(diǎn)三：核能【備考方略】1.核裂變快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)?！昂朔磻?yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。2.核聚變除了裂變外，如果將質(zhì)量很小的原子核，例如氘核（由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子構(gòu)成）與氚核（由一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成），在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會(huì)釋放出更大的核能，這就是聚變，有時(shí)

14、聚變也稱為熱核反應(yīng)。3.核能的利用我國(guó)是核能資源豐富的國(guó)家，現(xiàn)已具備了建造核電站的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)已在浙江和廣東建設(shè)了核電站，分別是浙江秦山核電站、廣東大亞灣核電站。核電站的建立給人類解決能源危機(jī)帶來(lái)了希望，在不可再生資源日趨珍貴之時(shí)，適度發(fā)展核電是人類的一種選擇，全世界已經(jīng)建成幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。【經(jīng)典例題】（2021湖北武漢市中考真題）關(guān)于核能和太陽(yáng)能，下列說(shuō)法正確的是（）。A現(xiàn)有核電站是利用聚變來(lái)發(fā)電的；B核能是一次能源，也是可再生能源；C太陽(yáng)能來(lái)源于太陽(yáng)內(nèi)部氫核的裂變反應(yīng)；D太陽(yáng)能是未來(lái)理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向【舉一反三】1.（2021湖南郴州市中考真題

15、）下列有關(guān)能源的說(shuō)法正確的是（）。A核能是可再生能源；B化石能源只要合理利用就不會(huì)產(chǎn)生污染；C因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以不必?jié)約能源；D風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能都是清潔能源2.（2021黑龍江大慶中考真題）下列說(shuō)法中正確的是（）。A額溫槍是利用紅外線熱效應(yīng)來(lái)工作的；B手機(jī)之間通話是利用光纖傳送的；C核電站是利用核聚變?cè)韥?lái)發(fā)電的；D能量是守恒的，不存在能源危機(jī)3.（2021廣東中考真題）原子由_和電子組成，電子帶_電.用中子轟擊鈾235原子核，可使其發(fā)生核_（選填“聚變”或“裂變”）并釋放核能?？键c(diǎn)四：太陽(yáng)能與可持續(xù)發(fā)展【備考方略】1.太陽(yáng)能是氫原子核在超高溫時(shí)聚變釋放的巨大能量，太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)

16、，如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來(lái)源于太陽(yáng)。2.太陽(yáng)能的利用（1）光熱利用它的基本原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽(yáng)能集熱器和聚焦集熱器等4種。目前低溫利用主要有太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽(yáng)爐等。（2）太陽(yáng)能發(fā)電清立新能源未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。目前已實(shí)用的主要有以下兩種。1）光熱電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。

17、一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱電轉(zhuǎn)換。2）光電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏打效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池。3）光-化轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能電池板材料：耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。太陽(yáng)電池封裝用的EVA膠膜固化后的性能要求：透光率大于90%；交聯(lián)度大于65-85%；剝離強(qiáng)度（N/cm），玻璃/膠膜大于30；TPT/膠膜大于15；耐溫性：高溫85、低溫40。TPT：太陽(yáng)電池的背面，耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等基本

18、要求。（3）光化利用這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。它包括光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)。光化轉(zhuǎn)換就是因吸收光輻射導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質(zhì)化學(xué)變化貯存太陽(yáng)能的光化反應(yīng)。植物靠葉綠素把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)自身的生長(zhǎng)與繁衍，若能揭示光化轉(zhuǎn)換的奧秘，便可實(shí)現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電。目前，太陽(yáng)能光化轉(zhuǎn)換正在積極探索、研究中。（4）生物利用通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。（5）應(yīng)用范圍太陽(yáng)能發(fā)電廣泛用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈、太陽(yáng)能便攜式系統(tǒng)，太陽(yáng)能移動(dòng)電源，太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽(yáng)能燈具，太陽(yáng)能建筑等領(lǐng)域。【經(jīng)典例題】（2021貴州中考真題）關(guān)于信息、能源、材料的描述中，下列說(shuō)法正確的是（）。A北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用超聲波傳遞信息；B人類開(kāi)采的石油，是上億年前地球接收的太陽(yáng)能；C核能是二次能源，也是不可再生能源；D集成電路上的芯片是利用超導(dǎo)材料制成的【舉一反三】1.（2021青海中考真題）我國(guó)在城市建設(shè)和鄉(xiāng)村振興計(jì)劃中，重視環(huán)境保護(hù)和新能源的利用。下列說(shuō)