第18章 信息的传递 能源与可持续发展 课件 2025年中考物理 考点探究（广东）

第十八章 信息的传递 能源与可持续发展 回归教材 真题精粹 ⁠ ⁠电磁波 温馨提示：可见光也属于电磁波，可见光的部分性质可以迁移到电磁波，如光的传播速度，另外电磁波与声音可以部分进行对比学习。 1.电磁波的产生：导体中 　电流　⁠的迅速变化会在空间产生电磁波。 电流　 （1）电磁波的传播 　不需要　⁠（选填“需要”或“不需要”）介质。 （2）在真空中电磁波的波速v约为 　3.0×108 m/s　⁠， 　等于　⁠（选填“等于”或“不等于”）光速。 不需要　 3.0×108 m/s　 等于　 2.电磁波的传播 ⁠ ⁠能源的分类 课标要求：结合实例，说出能源与人类生存和发展的关系。列举常见的不可再生能源和可再生能源。 分类标准 类型 说明 举例 获取方式 一次 能源  　可以直接　⁠从自然界获取的能源 风能、水能、太阳能、地热能以及核能 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 电能 可以直接　 无法　 一次能源　 分类标准 类型 说明 举例 可否再生 可再生 可以从自然界源源不断地得到的能源 太阳能、风能、水能 不可 再生 不能在短期内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气 分类标准 类型 说明 举例 是否为清 洁能源 清洁 对环境无污染或污染很小的能源 太阳能、风能、水能 非清洁 对环境污染较大的能源 煤、石油、天然气 ⁠ ⁠核能 课标要求：知道核能等新能源的特点和可能带来的问题。 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　⁠，就有可能释放出惊人的能量，这些能量就是核能。 分裂　 相互结合　 2.获得核能的两种途径 （1）核裂变 ①定义： 　较重　⁠的原子核裂变为 　较轻　⁠的原子核的一种核反应。 ②应用：核电站、原子弹。 ③核电站的工作过程（如图所示）： 较重　 较轻　 （2）核聚变 ①定义：将两种 　较轻　⁠的原子核聚合成一个 　较重　⁠的原子核，这种反应叫作核聚变。 ②应用：氢弹。 较轻　 较重　 ⁠ ⁠太阳能 1.来源：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。 2.利用 间接 利用 化石燃料（开采化石燃料获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能） 直接 利用 太阳能集热器 太阳能转化为内能 太阳能电池 太阳能转化为电能 课标要求：知道能量守恒定律。列举生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。能列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。列举常见的不可再生能源和可再生能源。从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。 1.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　⁠到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 　保持不变　⁠。 2.能量的转化和转移的方向性：能量在转化和转移的过程中都是具有 　方向性　⁠的。 消灭　 产生　 转化　 转移　 保持不变　 方向性　 ⁠ ⁠能源与可持续发展 ⁠ ⁠核心突破点一　信息的传递——电磁波 电磁波在信息方面的应用： （1）电磁波携带信息（分析材料包含的元素）； （2）电磁波帮人们获得信息（鉴别物质）； （3）电磁波能承载并传播信息（电视、广播等）。 　　⁠ ⁠2022年6月5日，搭载“神舟十四号”飞船的长征运载火箭点火发射。地面控制中心通过 　电磁　⁠波向它发出指令。 电磁　 　　⁠ ⁠（电磁波的传播）这种波在真空中传播速度为 　3×108　⁠m/s，航天员到达太空后，在太空舱外出舱活动时，他们不能直接交流而要靠电磁波互相联系，其中的道理是 　声波不能在真空中传播，电磁波能够在真空中传播　⁠。 3×108　 声波不能在真空中传播，电磁波能够在真空中传播　 ⁠ ⁠核心突破点二　能源分类 　　不能在短期内从自然界得到补充的能源称为不可再生能源；可以在自然界里源源不断地得到的能源称为可再生能源。可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。 　　⁠ ⁠2021年10月20日，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造了世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束，“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生 　聚变　⁠（选填“裂变”或“聚变”）释放出巨大的核能。 　　⁠ ⁠（能源分类）太阳能安全、清洁，它属于 　可　⁠（选填“可”或“不可”）再生能源，同时它也是 　一　⁠次能源。 聚变　 可　 一　 ⁠ ⁠核心突破点三　能量转化和守恒定律 　　能量的转移发生在同种形式的能量之间，能量的转化发生在不同形式的能量之间。各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化。能量的转移和转化具有方向性，我们可利用的能源是有限的。 　　⁠ ⁠现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的 　机械　⁠能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。 　　⁠ ⁠（能的转化与守恒）有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 　能量守恒定律　⁠。 机械　 能量守恒定律　 现代生活中，人类对于能源的需求越来越大。如图，这是我国西部某地区风力发电的外景，风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成的。已知该地区空气密度平均为1.3 kg/m3，年平均风速为10 m/s，该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示： 平均风速/（m·s－1） 5 10 15 20 25 1 min内获得的能量/×106 J 4.8 7.2 9.6 12 14.4 （1）100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000 h计算）获得的风能是 　1.728×1014　⁠J，这相当于 　5.76×106　⁠kg焦炭完全燃烧所释放出来的能量。（已知焦炭的热值是3×107 J/kg） （2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机利用 　电磁感应　⁠的原理，把 　机械　⁠能转化为电能。 （3）如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80％，那么该地区一台风力发电机的电功率为 　96　⁠kW。 （4）请你写出风能的一个优点： 　清洁无污染　⁠。 1.728×1014　 5.76×106　 电磁感应　 机械　 96　 清洁无污染　 ⁠ ⁠原子结构（10年6考） 1.（2022·广东）下列微观粒子中，尺度最大的是（　A　） A.原子 B.电子 C.质子 D.中子 2.（2021·广东节选）原子由 　原子核　⁠和电子组成，电子带 　负　⁠电。 A 原子核　 负　 【解析】 原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成。 ⁠ ⁠电磁波及其应用（10年6考） 3.（2023·广东）如图，这是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是 　静止　⁠的。空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自太阳内部的核 　聚　⁠变。空间站的图像信号是通过 　电磁　⁠波传回地面的。 静止　 聚　 电磁　 4.（2022·广东节选）由图可知，紫外线 　是　⁠（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为 　3×108　⁠m/s。 是　 3×108　 【解析】 紫外线属于电磁波；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s。 5.（2016·广东）广播电台的发射线路靠迅速变化的交变电流向外发射电磁波，交变电流在每秒周期性变化1次发射的电磁波频率为1 Hz。若某电台节目发射频率为88.2 MHz，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为 　8.82×107　⁠次。收音机通过 　接收　⁠电磁波来工作，手机通过 　发射和接收　⁠电磁波来实验远距离通话。（后两空均选填“发射”、“接收”或“发射和接收”） 8.82×107　 接收　 发射和接收　 【解析】 1 MHz（兆赫）＝1000 kHz（千赫）＝1000000 Hz，所以88.2 MHz＝8.82×107 Hz。交变电流在每秒周期性变化1次发射的电磁波频率为1 Hz，发射频率为88.2 MHz，说明发射线路中的交变电流每秒钟周期性变化为8.82×107次；收音机只能接收电磁波，不能发射电磁波；手机既能接收电磁波，也可以发射电磁波。 ⁠ ⁠能源的分类及应用（10年5考） 6.（2021·广东节选）用中子轰击铀－235原子核，可使其发生核 　裂变　⁠（选填“聚变”或“裂变”）并释放核能。 裂变　 【解析】 用中子轰击铀－235原子核，可使其发生核裂变并释放核能。 7.（2020·广东）目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是 　不可再生　⁠（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核 　裂变　⁠（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于 　二次能源　⁠（选填“一次能源”或“二次能源”）。 不可再生　 裂变　 二次能源　 【解析】 不可再生能源，泛指人类开发利用后，在现阶段不可再生的能源资源。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的演化而形成的（故也称为“化石燃料”），一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。除此之外，不可再生能源还有天然气、核能、页岩油。原子弹和核电站都是利用原子核裂变的链式反应发电的；一次能源，即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。二次能源指由一次能源加工转换而成的能源，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。电能是通过消耗一次能源而得到的能源，故属于二次能源。 ⁠ ⁠能量的转化（10年8考） 8.（2022·广东节选）汽车尾气带走的能量 　不能　⁠（选填“能”或“不能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有 　方向性　⁠。 不能　 方向性　 【解析】 大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明能量的转化和转移具有方向性。 9.（2019·广东）如图甲所示，这是某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10％），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103 J（即为1.2×103 W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60 W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12 V　3 W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则： （1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为 　化学　⁠能的过程。 （2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关 　S1　⁠。 （3）10盏“12 V　3 W”节能灯正常工作时的总电功率为 　30　⁠W。 （4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电 　1.5　⁠h。若充电电压为20 V，则充电电流为 　3　⁠A。 （5）该百叶窗电池板的面积为 　0.5　⁠m2。 化学　 S1　 30　 1.5　 3　 0.5　 【解析】 （1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为化学能的过程。（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关S1。（3）10盏“12 V　3 W”节能灯正常工作时的总电功率为P＝10×3 W＝30 W。（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12 V　3 W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为W＝Pt＝0.03 kW×6 h＝0.18 kW·h；要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为t＝＝＝1.5 h；若充电电压为20 V，根据P＝UI可得，则充电电流为I＝＝＝3 A。 （5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103 J（即为1.2×103 W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10％），故有η＝×100％＝×100％＝×100％＝＝10％，解得该百叶窗电池板的面积为S＝0.5 m2。 $$