内容正文:
专题07 电磁波与信息技术、能源利用与人类文明进步(解析版)
清单01 电磁波与信息技术
一、神奇的电磁波
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)。
(1)电磁波可以在 (真空中)传播,不需要任何 (介质)。
(2)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
2.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叫 (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=,f =。
(5)电磁波的波长λ与频率f成 (反比)。
(6)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)。
(7)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。
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
二、电磁波的应用
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)。
三、改变世界的信息技术
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)。
清单02 物理学与能源技术
一、能量守恒定律
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)。
二、能源
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。
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。
4.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。
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。
5.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。
三、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。
3.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。
四、能源开发与可持续发展: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。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
2.绿色植物的光合作用将 (太阳能)转化为生物体的 (化学能)。
3.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)。
4.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)。
5.太阳能具有取之不尽、用之不竭,清洁无污染等优点。
6.煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。
7.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。
8.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。
【练习1】(23-24八年级上·湖南长沙·期末)一般的空调遥控器能够控制空调的开机、关机、调温等,其利用的是不易受到干扰、穿透能力强、无害的 ( )。
A.红外线 B.紫外线 C.X射线 D.红光
【答案】A。
【解析】A.空调遥控器是利用红外线工作的,故A符合题意;
B.紫外线可以用于杀菌,使荧光物质发光,与遥控器无关,故B不符合题意;
C.X射线适用于拍片,故C不符合题意;
D.红光治疗可以促进伤口和溃疡的愈合,促进毛发的生长,促进骨折愈合,加速受损神经的再生,同时也增加白血球的吞噬作用,因而在临床上用它可以治疗多种疾病,与遥控器无关,故D不符合题意。
故选A。
【练习2】(23-24九年级上·陕西西安·期末)2023年2月16日,国内首例5G超远程机器人肝胆手术成功进行,杭州的医生通过5G远程机器人为远在新疆的患者实施了手术。手术时信号传输利用的是 ( )。
A.超声波 B.次声波 C.紫外线 D.电磁波
【答案】D。
【解析】5G网络信号传输,是利用无线电波进行传递信息,无线电波属于电磁波,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
【练习3】(23-24九年级上·山东临沂·期末)2023年9月21日15时48分,“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲,新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮首次在梦天实验舱内进行授课,梦天实验舱和地面交流靠的是 ( )。
A.超声波 B.电磁波 C.红外线 D.次声波
【答案】B。
【解析】电磁波可以在真空中传播,声波不能在真空中传播,所以空间站向地面课堂传递信息是利用电磁波进行的。红外线在大气层中远距离传播时衰减严重,空间站与地面之间的通信是利用电磁波中的微波进行的,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【练习4】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)2022年11月29日,神舟十五号成功发射,所载的三名航天员进驻中国空间站,与神舟十四号航天员在“天和”核心舱会师。下列说法正确的是( )。
A.地面控制中心与空间站是通过超声波进行联系
B.喷出的燃气主要通过热传递使周围空气内能增大
C.随着燃料的燃烧,燃料的热值变小
D.燃料未燃烧时没有内能
【答案】B。
【解析】A.地面控制中心与空间站是通过电磁波进行联系,真空不能传声,故A错误;
B.喷出的燃气,燃气温度比较高,周围空气温度比较低,存在温度差,主要通过热传递使周围空气内能增大,故B正确;
C.燃料与质量无关,随着燃料的燃烧,燃料的热值不变,故C错误;
D.任何物体都会有内能,故D错误。故选B。
【练习5】(23-24八年级下·山东济宁·期末)由科技部、中央宣传部、中国科协主办的2024年全国科技活动周将于5月18日在全国各地展开。为了准备科技活动周,学校举行了“我想象中的月球车”的科技活动,爱动脑的小强提出了以下有关设想,合理的是 (选填字母)。
A.月球车必须配备降落伞,以确保安全落月
B.可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度
C. 宇航员之间可以不用任何工具进行通话交流
【答案】B。
【解析】A. 月球上无空气,降落伞不能利用空气阻力来减慢下落的速度,故A错误,A不符合题意;
B. 因为月球上有弱重力,而重力的方向是竖直向下的,可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度,故B正确,B符合题意;
C. 月球上没有空气,声音不能传播,所以宇航员之间不用任何工具不能进行通话交流,故C错误,C不符合题意。故选B。
【练习6】(23-24八年级上·内蒙古通辽·期末)下列说法正确的是( )。
A.声呐是利用次声波能传的很远的特性来探知海底深度的
B.超声波在医学上能粉碎结石是因为超声波具有能量
C.人眼看不到紫外线,但可以通过紫外线的热效应感知紫外线的存在
D.家庭淋浴间的“浴霸”装有红外线灯泡,主要用于照明和杀菌消毒
【答案】B。
【解析】A.超声波频率高,能传得很远,声呐是利用超声波来探知海底深度的,故A错误;
B.超声波具有能量,在医学上利用超声波来粉碎结石,故B正确;
C.人眼看不到紫外线,可以通过观察到荧光物质发光等方法,感知紫外线的存在,故C错误;
D.红外线有很强的热效应,家庭淋浴间的“浴霸”装有红外线灯泡,主要用于照明和取暖,故D错误。
故选 B。
【练习7】(23-24九年级上·四川广安·期末)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )。
A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,机械能转化为内能
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,内能转化为太阳能
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,电能转化为机械能
D.随着科技的进步和发展,如图所示的永动机是可以制造出来的
【答案】A。
【解析】A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故A正确;
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,是太阳能转化为内能,故B错误;
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,是摩擦起电现象,将机械能转化为电能,故C错误;
D.机械能在转化的过程中一定会有损耗,永动机违背了能量守恒定律,不可能制造出来,故D错误。
故选A。
【练习8】(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)下列能量转化或转移的情景中,属于能量转移的是( )。
A.冬天人们在室外晒太阳,感觉暖和
B.植物吸收太阳光进行光合作用
C.摩擦生热
D.水电站里水轮机带动发电机发电
【答案】A。
【解析】A.晒太阳,人们吸收太阳光,太能的能量转移到人身上,人的内能增大,感觉暖和,故A符合题意;
B.植物吸收太阳光进行光合作用,是太能能转化为化学能,故B不符合题意;
C.摩擦生热,是机械能转化为内能,故C不符合题意;
D.水电站里水轮机带动发电机发电,将机械能转化为电能,故D不符合题意。故选A。
【练习9】(23-24八年级上·江苏扬州·期末)地球是人类共同的家园,人人都应增强节能环保意识,下列相关说法中错误的是( )。
A.过量排放二氧化碳等气体会引发温室效应
B.由于水循环,所以无需节约用水
C.城市人口稠密排放过多热量是引发热岛效应的原因之一
D.光的不当利用也会导致光污染
【答案】B。
【解析】A.二氧化碳是造成温室效应的主要原因,二氧化碳的过度排放会加剧温室效应,故A正确,不符合题意;
B.由于水资源是有限的,所以应该节约用水,故B错误,符合题意;
C.造成热岛效应的因素有燃料燃烧产生的内能,大部分成为环境热源;现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多的人口散发的热量;故C正确,不符合题意;
D.由于镜面特别的光滑,所以光线照射到玻璃幕墙上时会发生镜面反射,就是光污染,故D正确,不符合题意。故选B。
【练习10】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列关于信息与能源、材料的说法中,错误的是( )。
A.移动电话在传递信息的过程中依靠电磁波 B.光纤通信是利用光的反射传递信息的
C.超导材料可用于远距离输电 D.煤、石油、天然气、电能都属于一次能源
【答案】D。
【解析】A.移动电话比固定电话更方便,通过电磁波来传递信息,故A正确,不符合题意;
B.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,把信息传到远方,所以是利用光的反射传递信息的,故B正确,不符合题意;
C.超导材料的电阻为0,用于远距离输电时,可减少发热损失的能量,故C正确,不符合题意;
D.煤、石油、天然气是一次能源,电能需要消耗一次能源才得到,是二次能源,故D错误,符合题意。
故选D。
【练习11】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列关于信息与能源、材料的说法中,错误的是( )。
A.移动电话在传递信息的过程中依靠电磁波 B.光纤通信是利用光的反射传递信息的
C.超导材料可用于远距离输电 D.煤、石油、天然气、电能都属于一次能源
【答案】D。
【解析】A.移动电话比固定电话更方便,通过电磁波来传递信息,故A正确,不符合题意;
B.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,把信息传到远方,所以是利用光的反射传递信息的,故B正确,不符合题意;
C.超导材料的电阻为0,用于远距离输电时,可减少发热损失的能量,故C正确,不符合题意;
D.煤、石油、天然气是一次能源,电能需要消耗一次能源才得到,是二次能源,故D错误,符合题意。
故选D。
【练习12】(23-24九年级上·安徽安庆·期末)下列说法正确的是:( )。
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
【答案】D。
【解析】A.可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源;短时间内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源,核能是不可再生能源,故A错误;
B.激光可以在光导纤维里传播,从而传播信息,所以,光纤通讯是依靠激光来传递信息的,故B错误;
C.容易导电的物体是导体,铜、碳棒是导体;不容易导电的物体是绝缘体,如空气、陶瓷、塑料、橡胶等,故C错误;
D.发生热传递时,热量总是从高温物传到低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分,火焰的温度一直高于水的温度,所以,酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰,故D正确。故选D。
【练习13】(23-24九年级上·海南海口·期末)建设海南自由贸易港国际互联网数据专用通道建成并投用,推进了“互联网+大数据”智慧型城市的发展。让数据信息在移动终端之间连接起来的载体是 (填“超声波”或“电磁波”),这种波在真空中的传播速度是 m/s。
【答案】 电磁波;。
【解析】[1][2]电磁波可以传递信息且速度约等于光速,在移动终端间传播信息的是电磁波。电磁波在真空中的传播速度是。
【练习14】(23-24八年级下·山西临汾·期末)阅读短文,回答问题
可持续航空燃料
航空业每年产生的二氧化碳排放占全球总量的2~3%,根据预测,2022年至2050年间航空业的排放量将达到39千兆吨。电动汽车在陆地交通中的使用正迅速增加,但航空业在减少碳排放方面面临困境,因为长途飞行需要更高能量密度的燃料。此外,更换飞机的高成本意味着现有机队将继续运营数十年,而且电动或氢燃料飞机可能在任何情况下都无法用于长途飞行。
目前,出现了一种无需对现有航空基础设施和设备进行大规模改变的解决方案:可持续航空燃料(SAF),它由生物(例如生物质)和非生物(例如二氧化碳)资源生产。结合其他减碳策略,包括系统范围的运营效率、新技术和碳抵消,SAF应该可以使航空业在未来几十年内实现净零碳排放。
越来越多的航空公司承诺使用SAF,这一趋势将通过全球努力加速,例如世界经济论坛的“清洁明天蓝天计划”和“先行者联盟”。利用可再生能源从生物原料中生产SAF的能力正在稳步增加,将世界更近地推向净零航空。
(1)航空业在减少碳排放方面面临困境,因为长途飞行需要 。
(2)为实现净零航空,短途飞行可用电动或 燃料飞机。
(3)SAF是指 ,它由生物和非生物资源生产。目前,现有的减碳策略有: 。
【答案】(1)更高能量密度的燃料;(2)氢;(3)可持续航空燃料;系统范围的运营效率、新技术和碳抵消。
【解析】(1)由短文第三行可知,航空业在减少碳排放方面面临困境,因为长途飞行需要更高能量密度的燃料。
(2)虽然电动或氢燃料飞机可能在任何情况下都无法用于长途飞行,但是短途飞行仍然可用。
(3)[1]SAF是指可持续航空燃料,它由生物(例如生物质)和非生物(例如二氧化碳)资源生产。
[2]目前现有的减碳策略有系统范围的运营效率和新技术和碳抵消。
1.(23-24九年级上·山东济南·期末)随着科技的高速发展,光纤的应用使人们踏上了“信息高速公路”,电话、电视、广播等的信号及数据文件都可以在光纤中传播。主要是利用光纤能够 ( )。
A.照明 B.输电 C.通信 D.导热
【答案】C。
【解析】利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入,经内壁多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传递到了远方,这种通信方式叫做光纤通信,电话、电视、广播等的信号及数据文件都可以在光纤中传播。主要是利用光纤能够通信,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)下列说法正确的是:( )。
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
【答案】D。
【解析】A.可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源;短时间内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源,核能是不可再生能源,故A错误;
B.激光可以在光导纤维里传播,从而传播信息,所以,光纤通讯是依靠激光来传递信息的,故B错误;
C.容易导电的物体是导体,铜、碳棒是导体;不容易导电的物体是绝缘体,如空气、陶瓷、塑料、橡胶等,故C错误;
D.发生热传递时,热量总是从高温物传到低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分,火焰的温度一直高于水的温度,所以,酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰,故D正确。故选D。
3.(23-24八年级下·山东济宁·期末)2023年10月26日上午,神舟十七号载人飞船点火升空,并于下午与空间站组合体成功对接,“太空之吻”再现苍穹。下列说法正确的是( )。
A.对接后在太空运动过程中,以空间站为参照物,神舟十七号飞船是静止的
B.在微重力环境下的空间站内,航天员是漂浮的,说明此时他们的质量变小了
C.空间站利用太阳能帆板提供能量,太阳能是不可再生能源
D.地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
【答案】A。
【解析】A.对接后在太空运动过程中,以空间站为参照物,神舟十七号飞船位置不变,是静止的,故A正确;
B.物体的质量不随形状、状态、位置和温度的改变而改变。在微重力环境下的空间站内,航天员是漂浮的,但他们的质量不变,故B错误;
C.太阳能可以源源不断获得,是可再生能源,故C错误;
D.地面与太空相距比较远,且太空是一个真空环境,超声波无法在真空中传播,地面控制中心是通过电磁波与空间站内的航天员相互交流信息的,故D错误。故选A。
4.(23-24九年级上·河南商丘·期末)绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一。组委会在几年的筹办过程中,努力践行绿色理念,使用清洁能源和可再生能源。为实现绿电入网,你推荐使用下列哪一组能源( )。
A.核能;石油 B.风能;太阳能
C.地热能;煤 D.氢能;石油
【答案】B。
【解析】A.核能和石油在短时间内不能再次产生的,是不可再生能源,故A不符合题意;
B.风能和太阳能在短时间内可以再次产生,是可再生能源,故B符合题意;
C.地热能是可再生能源,煤是不可再生能源,故C不符合题意;
D.氢能是可再生能源,石油是不可再生能源,故D不符合题意。故选B。
5.(23-24九年级上·山东滨州·期末)能源科技的发展促进了人类文明的进步,下列有关信息和能源说法正确的是( )。
A.光纤通信是利用光的反射传递信息的
B.频率越高的电磁波在空气中传播速度越大
C.太阳能、水能、风能、核能都是可再生能源
D.北斗导航系统是利用超声波进行定位和导航的
【答案】A。
【解析】A.光纤通信利用激光传递信号,激光在光导纤维中经多次反射向前传播,故A正确;
B.电磁波在空气中的传播速度等于3×108m/s是一个定值,与频率无关,故B错误;
C.太阳能、水能和风能都是可再生能源,核能属于不可再生能源,故C错误;
D.北斗导航是利用电磁波进行定位和导航的,故D错误。故选A。
6.(23-24九年级上·河南郑州·期末)白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程,如图所示。下列说法正确的是( )。
A.水力发电是把水的内能转化为电能
B.利用水能来发电有利于减少碳排放
C.水越用越少,水能是不可再生能源
D.电能输送有损失,是因导线有电阻
【答案】BD
【解析】A.利用水能发电是利用水的机械能较大,将水的机械能转化为电能,故A错误;
B.水能属于清洁能源,利用水能发电有利于减少碳排放,故B正确;
C.水能可以在自然界源源不断地得到,属于可再生能源,故C错误;
D.由焦耳定律可知,电流在通过有电阻的导线时会产生热量,将一部分电能转化为内能,故D正确。
故选BD。
7.(23-24九年级上·海南·期末)下列说法正确的是( )。
A.电磁波能在真空中传播
B.一切物体都具有热量
C.煤、石油、天然气都属于可再生能源
D.原子核是由质子和电子组成的
【答案】A。
【解析】A.电磁波的传播不需要介质,能够在真空中传播,故A正确;
B.热量是过程量,不能用具有描述,故B错误;
C.煤、石油、天然气是化石能源,都属于不可再生能源,故C错误;
D.原子核是由质子和中子组成的,故D错误。故选A。
8.(23-24九年级上·山东济南·期末)科普小组同学调研了我省不同的发电站,如图所示,其中利用不可再生能源发电的是( )。
A.济宁华瀚光伏电站 B.日照海上风电基地
C.济南黄台火力发电厂 D.文登抽水蓄能电站
【答案】C。
【解析】A.太阳能发电站利用的能源是太阳能,太阳能属于可再生能源,故A不符合题意;
B.风力发电站利用的能源是风能,风能属于可再生能源,故B不符合题意;
C.火力发电站利用的能源是煤,煤属于不可再生能源,故C符合题意;
D.水力发电站利用的能源是水能,水能属于可再生能源,故D不符合题意。故选C。
9.(23-24九年级上·云南昆明·期末)关于信息、材料和能源,下列说法正确的是( )。
A.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,物体所含热量越多
B.超导材料可以应用于电饭锅的电热丝
C.华为Matc60pro手机芯片的主要材料是半导体材料
D.核电站是利用核能来发电的,其核心设备是核反应堆,里面发生的是可控的核聚变
【答案】C。
【解析】A.热量为过程量,不能用“所含”“具有”来描述热量,故A错误;
B.超导材料的电阻为零,而电饭锅为电热器,所以不能用超导材料,故B错误;
C.手机芯片的主要材料是半导体材料,故C正确;
D.核电站是利用核能来发电,核心设备是核反应堆,发生的是可控的核裂变,故D错误。
故选C。
10.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)我国科技正在飞速发展,很多技术已领先世界水平,以下科技应用中,说法正确的是( )。
A.北斗卫星是利用超声波导航
B.光纤通信是利用光的折射传递信息
C.核电站是利用核裂变产生的能量发电
D.风能、电能、太阳能、水能都是一次能源
【答案】C。
【解析】A.北斗卫星导航是利用电磁波来传递信息进行导航的,故A错误;
B.光纤通信是利用激光在光导纤维里的全反射来传递信息的,故B错误;
C.核电站利用的是核裂变的链式反应产生的能量的原理来工作的,故C正确;
D.风能、太阳能、水能都是一次能源,但电能是消耗一次能源才能得到的,属于二次能源,故D错误。
故选C。
11.(23-24九年级上·福建莆田·期末)北京时间2023 年8 月24 日12 时, 日本福岛第一核电站启动核污染水排海,转嫁核污染风险, 极不负责任.日本政府将福岛污染水含氚量同核电站正常排放冷却水含氚量相提并论, 刻意混淆核污水和核废水两个概念.
福岛第一核电站的核能获取方式是( )。
A.轻核裂变 B.重核聚变 C.重核裂变 D.轻核聚变
【答案】C。
【解析】核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量,当前核电站获得核能的途径是重核裂变。
故选C。
12.(23-24九年级上·山东临沂·期末)2023年12月6日,位于我省荣成市的全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产。核电站利用核反应堆内发生核反应产生大量的热将水加热成为高温高压水蒸气,驱动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是( )。
A.核能是可再生能源
B.核反应堆内发生核聚变
C.汽轮机的效率可以达100%
D.发电机的工作原理是电磁感应
【答案】D。
【解析】A.核能不能从自然界中源源不断地获取,所以为不可再生能源,故A错误;
B. 核反应堆内发生的是核的裂变产生能量,而太阳能是核的聚变,故B错误;
C.汽轮机在工作过程中存在能量损失,所以效率不可能达到 100%,故C错误;
D.发电机的工作原理是依据法拉第的电磁感应,故D正确。故选D。
13.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)2023年12月21日21时35分,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了天和核心舱太阳翼修复试验等既定任务。由于在阳照区时,太阳翼在阳光照射下会产生电流,将影响航天员作业安全。因此,航天员需要在阴影区时对核心舱太阳翼进行维修作业,太阳翼在阳光照射下能产生电流是( )。
A.光能转化成电能 B.电能转化成光能
C.机械能转化成电能 D.电能转化成机械能
【答案】A。
【解析】太阳翼在阳光照射下利用光能,能产生电流是光能转化成电能,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
14.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示的“风光互补发电系统”一般由风力发电机组、太阳能电池板、交直流逆变器、蓄电池组等组成。该装置巧妙利用了部分偏远地区光强时风弱、光弱时风强的自然特点,利用风能、光能互补,从而能基本保证发电功率的稳定、满足这些地区的电力使用需求。关于该“风光互补发电系统”,下列说法正确的是( )。
A.风力发电机组的作用是将风能转化为电能
B.风力发电机组工作时,可将风能全部转化为电能
C.给蓄电池组充电时,主要的能量转化过程是:电能→化学能
D.该发电系统的优势之一是,其所利用的能源均属于可再生能源
【答案】ACD。
【解析】A.风力发电机组的作用是利用电磁感应现象将风能转化为电能,故A正确;
B.任何机械的效率都小于,风力发电机组工作时,不可能可将风能全部转化为电能,故B错误;
C.给蓄电池组充电时,电能以化学能的形式储存起来,故C正确;
D.该发电系统利用的风能、太阳能均属于可再生能源,故D正确。故选ACD。
15.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示是中国空间站的基本构型,由核心舱、实验舱Ⅰ实验舱Ⅱ三个段组成,以下说法中正确的是( )。
A.飞船采用液氧、液氢、煤油作为推进剂,所用的燃料都是可再生能源
B.发射时航天器表面与大气摩擦时温度升高,航天器表面所含的热量增加
C.空间站在运行期间,航天员依靠电磁波完成与地面控制中心的信息传递
D.电子设备保障了核心舱的成功发射,晶体元器件是由半导体材料制成的
【答案】CD。
【解析】A.飞船采用液氧、液氢、煤油作为推进剂,所用的燃料液氧、液氢是可再生能源,煤油是石油提炼出来的,是不可再生能源,故A错误;
B.发射时航天器表面与大气摩擦时温度升高,航天器表面的内能增加,热量是过程量,不能说热量增加或减少,故B错误;
C.空间站在运行期间,电磁波能在真空中传播,航天员依靠电磁波完成与地面控制中心的信息传递,故C正确;
D.电子设备保障了核心舱的成功发射,晶体元器件是由半导体材料制成的,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,不同的半导体有不同的性能,故D正确。故选CD。
16.(23-24九年级上·河南安阳·期末)我国航天事业处于世界先进水平。空间站工作的航天员通过 与地面指挥中心进行信息的传递;地磁的南极在地理的北极附近,地理的两极和地磁的两极并不重合,这一现象是我国宋代学者 发现的地磁偏角,比西方早400多年。
【答案】电磁波;沈括。
【解析】[1]空间站处于太空中,太空没有空气,电磁波可以在真空中传播,所以是通过电磁波传递信息的。
[2]我国宋代学者沈括最早发现并记录地磁偏角。
17.(23-24八年级上·江西吉安·期末)看不见的光和听不见的声在我们生活中都有很大用处。例如:电视遥控器利用 线来工作,而B超检测利用了声音可以传递 的性质。
【答案】红外;信息。
【解析】[1]红外线是人们看不见的光,电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的。
[2]声音可以传递信息和能量,B超检测利用了声音可以传递信息的性质。
18.(23-24九年级上·山东东营·期末)电磁波无处不在,根据电磁波谱可将电磁波分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等,其在生活中的应用很广泛, 可用于医用拍片; 可照射人民币出现荧光鉴定真伪。
【答案】X射线;紫外线。
【解析】[1]X射线穿透能力强,医学上用来做透视检查。
[2]紫外线具有荧光效应,在紫外线的照射下,人民币上的荧光物质会发光。
19.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)冬天是病毒性感冒的高发季,勤洗手是降低病毒感染的有效防护措施。在很多公共卫生间都配有自动感应水龙头和自动热风干手机。当手对着水龙头的感应窗时,水会自动流出,这是因为感应窗内的接收器接收到人体向外辐射的 (选填“红外线”或“紫外线”)后,实现控制出水。洗完手后,将手放在热风干手机下吹热风,手上的水很快就干了,这是通过提高水的温度和 ,从而加快水的蒸发。
【答案】红外线;空气流动速度。
【解析】[1]当手对着水龙头的感应窗时,水会自动流出,感应窗内的接收器接相当于水龙头的开关,感应窗内的接收器接收到人体向外辐射的红外线后,实现控制出水。
[2]洗完手后,将手放在热风干手机下吹热风,能提高水的温度和空气流动速度从而加快水的蒸发,手上的水很快就干了。
20.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)2013年12月2日凌晨1点30分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”月球探测器送入太空。“嫦娥三号”将首次实现月球软着落和月面巡视勘察,为我国探月工程开启新的征程。火箭升空时将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能。“玉兔号”月球车上的太阳能“帆板”可以把 能转化为电能。
【答案】内;太阳。
【解析】[1]燃料燃烧时,放出热量,产生内能,将内能转化为机械能,为火箭升空提供动力。
[2]月球车上的太阳能帆板,将太阳能转化为电能,为月球车的运动提供能量。
21.(23-24九年级上·福建莆田·期末)第十九届杭州亚运会开幕式主火炬以废碳再生的“绿色甲醇”为燃料,实现了循环内零排放的点火创新。绿色甲醇属于 (选填“次能源”或“二次能源”);当完全燃烧0.03kg的绿色甲醇时,放出 J的热量。(已知)
【答案】二次能源;。
【解析】[1]绿色甲醇是以废碳再生的燃料,是消耗一次能源才能得到的,是二次能源。
[2]完全燃烧0.03kg的绿色甲醇放出的热量。
22.(23-24九年级上·山东济南·期末) 随着世界性能源危机的日益剧,垃圾身价倍增,变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式是将垃圾填埋后,通过厌氧发酵产生沼气,这些沼气燃烧,产生高温燃气,推动汽轮机转动,汽轮机驱动发电机来发电,如图所示为垃圾发电的能量转化过程。垃圾填埋后产生的沼气是一种 (填“可再生”或“不可再生”)能源;②中的能量形式是 。
【答案】可再生;内能。
【解析】[1]可再生能源是指在社会生产和生活消费过程中产生的,已经失去原有全部或部分使用价值,经过回收、加工处理,能够使其重新获得使用价值的各种废弃物,沼气是通过垃圾填埋处理产出的,所以属于可再生能源。
[2]沼气燃烧,向外让热,将化学能转化为内能,故②中的能量形式是内能。
23.(23-24九年级上·河北衡水·期末)如图所示,是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站——白鹤滩水电站,是实施国家“西电东送”战略,优化能源结构的重要骨干工程.水电站将水能转化为电能供我们使用,水能属于 (选填“不可再生”或“可再生”)能源;电能属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。
【答案】可再生;二次能源。
【解析】[1]短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源,短期内不能在自然界得到补充的能源是不可再生能源。水能可以源源不断地获得,水电站发电所用的能源——水的机械能属于可再生能源。
[2]直接从自然界获得不需要加工转换的能源是一次能源,不能直接从自然界获得而是通过消耗其它能源经过加工转换而获得的能源是二次能源。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。
24.(23-24九年级上·陕西西安·期末)人们将信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱,材料是能源和信息的基础。例如锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用,这种材料常常被称作 (选填“导体” “ 半导体”或“绝缘体”)。新时代,我国大力发展新能源赛道,如图所示为某型号的太阳能充电宝,表面贴有太阳能电池板,在阳光照射下为内部锂电池充电,此过程中的能量转化为:太阳能→ 能→化学能;该充电宝充满电之后给手机充电,则充电宝在这个电路构成中相当于 。
【答案】半导体;电;电源。
【解析】[1]锗、硅这类材料的导电能力在导体和绝缘体间,被称作半导体。
[2]太阳能电池板为锂电池充电,即将太阳能转化为电能,锂电池再将电能转化为化学能储存起来。
[3]充电宝约给手机充电过程,为手机提供电能,相当于电源。
25.(23-24九年级上·北京平谷·期末)阅读下列短文,回答问题。
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术,开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略(如图所示)。
小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成,每一部分都很重要。叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13-25V变化的交流电,需经充电器整流,再对蓄电池充电,使风力发电机的电能变成化学能,然后用有保护电路的逆变电源,把蓄电池里的化学能转化成交流的市电,才能保证稳定使用。
依据目前的风力发电技术,大约3m/s的微风速度即开始发电。风力机能正常工作的风速一般为3~22m/s,太小的风速不能利用,超风速时,风力机自动闭锁。据测定,一台55kW的风力发电机组,当风速为9.5m/s时,机组的输出功率为55kW;风速为8m/s时,功率为38kW;风速为6m/s时,功率只有16kW;风速为5m/s时,功率仅为9.5kW。
我国的风力资源极为丰富,许多地区的平均风速都在3m/s以上,特别是东北、西北、西南地区和沿海岛屿,平均风速更大,适宜发展风力发电。风力发电的优点很多:清洁,环境效益好;可再生,永不枯竭;基建周期短;装机规模灵活。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风能属于 能源;(选填“可再生”和“不可再生”)
(2)风力发电机是利用 原理进行发电的;
(3)一台55kW的风力发电机组在风速为6m/s下工作时,1小时输出的电能能使额定功率为40W的白炽灯正常工作 h。
【答案】可再生;电磁感应现象;400。
【解析】(1)[1]在自然界里 可以源源不断地得到的能源属于可再生能源。风能可再生,永不枯竭,属于可再生能源。
(2)[2]根据题意知道,风机中的发电机是利用电磁感应原理进行发电的。
(3)[3] 根据题意知道,当风速为6m/s时,功率只有16kW,1小时输出的电能为
能使额定功率为40W的白炽灯正常工作时间。
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专题07 电磁波与信息技术、能源利用与人类文明进步(原卷版)
清单01 电磁波与信息技术
一、神奇的电磁波
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 。
(1)电磁波可以在 传播,不需要任何 。
(2)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
2.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 ,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叫 ,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=,f =。
(5)电磁波的波长λ与频率f成 。
(6)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)。
(7)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。
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
二、电磁波的应用
电磁波是传递信息的载体。无线电通信系统由 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 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 。
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 。
由图像变成的电信号,它的频率在几赫到几兆赫之间,叫做 。
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 。
三、改变世界的信息技术
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 。
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 。
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 ,不受外界条件的 ,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 。
清单02 物理学与能源技术
一、能量守恒定律
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 ,也不会凭空 ,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 。
二、能源
1.化石能源:煤、石油、天然气。
2.生物质能:由 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 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。
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 。如电能。
4.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。
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。
5.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。
三、核能
1.裂变:用中子 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 ,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 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。
3.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 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 环境污染。
四、能源开发与可持续发展:在太阳的内部,氢原子核在超高温度条件下发生 ,释放出巨大的核能。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
2.绿色植物的光合作用将 转化为生物体的 。
3.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 。
4.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 (太阳能转化为电能)。
5.太阳能具有取之不尽、用之不竭,清洁无污染等优点。
6.煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。
7.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。
8.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 ,同时增强节能意识,不断提高能源的 ,这是目前解决能源紧张的重要途径。
【练习1】(23-24八年级上·湖南长沙·期末)一般的空调遥控器能够控制空调的开机、关机、调温等,其利用的是不易受到干扰、穿透能力强、无害的 ( )。
A.红外线 B.紫外线 C.X射线 D.红光
【练习2】(23-24九年级上·陕西西安·期末)2023年2月16日,国内首例5G超远程机器人肝胆手术成功进行,杭州的医生通过5G远程机器人为远在新疆的患者实施了手术。手术时信号传输利用的是 ( )。
A.超声波 B.次声波 C.紫外线 D.电磁波
【练习3】(23-24九年级上·山东临沂·期末)2023年9月21日15时48分,“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲,新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮首次在梦天实验舱内进行授课,梦天实验舱和地面交流靠的是 ( )。
A.超声波 B.电磁波 C.红外线 D.次声波
【练习4】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)2022年11月29日,神舟十五号成功发射,所载的三名航天员进驻中国空间站,与神舟十四号航天员在“天和”核心舱会师。下列说法正确的是( )。
A.地面控制中心与空间站是通过超声波进行联系
B.喷出的燃气主要通过热传递使周围空气内能增大
C.随着燃料的燃烧,燃料的热值变小
D.燃料未燃烧时没有内能
【练习5】(23-24八年级下·山东济宁·期末)由科技部、中央宣传部、中国科协主办的2024年全国科技活动周将于5月18日在全国各地展开。为了准备科技活动周,学校举行了“我想象中的月球车”的科技活动,爱动脑的小强提出了以下有关设想,合理的是 (选填字母)。
A.月球车必须配备降落伞,以确保安全落月
B.可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度
C. 宇航员之间可以不用任何工具进行通话交流
【练习6】(23-24八年级上·内蒙古通辽·期末)下列说法正确的是( )。
A.声呐是利用次声波能传的很远的特性来探知海底深度的
B.超声波在医学上能粉碎结石是因为超声波具有能量
C.人眼看不到紫外线,但可以通过紫外线的热效应感知紫外线的存在
D.家庭淋浴间的“浴霸”装有红外线灯泡,主要用于照明和杀菌消毒
【练习7】(23-24九年级上·四川广安·期末)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )。
A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,机械能转化为内能
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,内能转化为太阳能
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,电能转化为机械能
D.随着科技的进步和发展,如图所示的永动机是可以制造出来的
【练习8】(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)下列能量转化或转移的情景中,属于能量转移的是( )。
A.冬天人们在室外晒太阳,感觉暖和
B.植物吸收太阳光进行光合作用
C.摩擦生热
D.水电站里水轮机带动发电机发电
【练习9】(23-24八年级上·江苏扬州·期末)地球是人类共同的家园,人人都应增强节能环保意识,下列相关说法中错误的是( )。
A.过量排放二氧化碳等气体会引发温室效应
B.由于水循环,所以无需节约用水
C.城市人口稠密排放过多热量是引发热岛效应的原因之一
D.光的不当利用也会导致光污染
【练习10】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列关于信息与能源、材料的说法中,错误的是( )。
A.移动电话在传递信息的过程中依靠电磁波 B.光纤通信是利用光的反射传递信息的
C.超导材料可用于远距离输电 D.煤、石油、天然气、电能都属于一次能源
【练习11】(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列关于信息与能源、材料的说法中,错误的是( )。
A.移动电话在传递信息的过程中依靠电磁波 B.光纤通信是利用光的反射传递信息的
C.超导材料可用于远距离输电 D.煤、石油、天然气、电能都属于一次能源
【练习12】(23-24九年级上·安徽安庆·期末)下列说法正确的是:( )。
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
【练习13】(23-24九年级上·海南海口·期末)建设海南自由贸易港国际互联网数据专用通道建成并投用,推进了“互联网+大数据”智慧型城市的发展。让数据信息在移动终端之间连接起来的载体是 (填“超声波”或“电磁波”),这种波在真空中的传播速度是 m/s。
【练习14】(23-24八年级下·山西临汾·期末)阅读短文,回答问题
可持续航空燃料
航空业每年产生的二氧化碳排放占全球总量的2~3%,根据预测,2022年至2050年间航空业的排放量将达到39千兆吨。电动汽车在陆地交通中的使用正迅速增加,但航空业在减少碳排放方面面临困境,因为长途飞行需要更高能量密度的燃料。此外,更换飞机的高成本意味着现有机队将继续运营数十年,而且电动或氢燃料飞机可能在任何情况下都无法用于长途飞行。
目前,出现了一种无需对现有航空基础设施和设备进行大规模改变的解决方案:可持续航空燃料(SAF),它由生物(例如生物质)和非生物(例如二氧化碳)资源生产。结合其他减碳策略,包括系统范围的运营效率、新技术和碳抵消,SAF应该可以使航空业在未来几十年内实现净零碳排放。
越来越多的航空公司承诺使用SAF,这一趋势将通过全球努力加速,例如世界经济论坛的“清洁明天蓝天计划”和“先行者联盟”。利用可再生能源从生物原料中生产SAF的能力正在稳步增加,将世界更近地推向净零航空。
(1)航空业在减少碳排放方面面临困境,因为长途飞行需要 。
(2)为实现净零航空,短途飞行可用电动或 燃料飞机。
(3)SAF是指 ,它由生物和非生物资源生产。目前,现有的减碳策略有: 。
1.(23-24九年级上·山东济南·期末)随着科技的高速发展,光纤的应用使人们踏上了“信息高速公路”,电话、电视、广播等的信号及数据文件都可以在光纤中传播。主要是利用光纤能够 ( )。
A.照明 B.输电 C.通信 D.导热
2.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)下列说法正确的是:( )。
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
3.(23-24八年级下·山东济宁·期末)2023年10月26日上午,神舟十七号载人飞船点火升空,并于下午与空间站组合体成功对接,“太空之吻”再现苍穹。下列说法正确的是( )。
A.对接后在太空运动过程中,以空间站为参照物,神舟十七号飞船是静止的
B.在微重力环境下的空间站内,航天员是漂浮的,说明此时他们的质量变小了
C.空间站利用太阳能帆板提供能量,太阳能是不可再生能源
D.地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
4.(23-24九年级上·河南商丘·期末)绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一。组委会在几年的筹办过程中,努力践行绿色理念,使用清洁能源和可再生能源。为实现绿电入网,你推荐使用下列哪一组能源( )。
A.核能;石油 B.风能;太阳能
C.地热能;煤 D.氢能;石油
5.(23-24九年级上·山东滨州·期末)能源科技的发展促进了人类文明的进步,下列有关信息和能源说法正确的是( )。
A.光纤通信是利用光的反射传递信息的
B.频率越高的电磁波在空气中传播速度越大
C.太阳能、水能、风能、核能都是可再生能源
D.北斗导航系统是利用超声波进行定位和导航的
6.(23-24九年级上·河南郑州·期末)白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程,如图所示。下列说法正确的是( )。
A.水力发电是把水的内能转化为电能
B.利用水能来发电有利于减少碳排放
C.水越用越少,水能是不可再生能源
D.电能输送有损失,是因导线有电阻
7.(23-24九年级上·海南·期末)下列说法正确的是( )。
A.电磁波能在真空中传播
B.一切物体都具有热量
C.煤、石油、天然气都属于可再生能源
D.原子核是由质子和电子组成的
8.(23-24九年级上·山东济南·期末)科普小组同学调研了我省不同的发电站,如图所示,其中利用不可再生能源发电的是( )。
A.济宁华瀚光伏电站 B.日照海上风电基地
C.济南黄台火力发电厂 D.文登抽水蓄能电站
9.(23-24九年级上·云南昆明·期末)关于信息、材料和能源,下列说法正确的是( )。
A.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,物体所含热量越多
B.超导材料可以应用于电饭锅的电热丝
C.华为Matc60pro手机芯片的主要材料是半导体材料
D.核电站是利用核能来发电的,其核心设备是核反应堆,里面发生的是可控的核聚变
10.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)我国科技正在飞速发展,很多技术已领先世界水平,以下科技应用中,说法正确的是( )。
A.北斗卫星是利用超声波导航
B.光纤通信是利用光的折射传递信息
C.核电站是利用核裂变产生的能量发电
D.风能、电能、太阳能、水能都是一次能源
11.(23-24九年级上·福建莆田·期末)北京时间2023 年8 月24 日12 时, 日本福岛第一核电站启动核污染水排海,转嫁核污染风险, 极不负责任.日本政府将福岛污染水含氚量同核电站正常排放冷却水含氚量相提并论, 刻意混淆核污水和核废水两个概念.
福岛第一核电站的核能获取方式是( )。
A.轻核裂变 B.重核聚变 C.重核裂变 D.轻核聚变
12.(23-24九年级上·山东临沂·期末)2023年12月6日,位于我省荣成市的全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产。核电站利用核反应堆内发生核反应产生大量的热将水加热成为高温高压水蒸气,驱动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。下列说法正确的是( )。
A.核能是可再生能源
B.核反应堆内发生核聚变
C.汽轮机的效率可以达100%
D.发电机的工作原理是电磁感应
13.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)2023年12月21日21时35分,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了天和核心舱太阳翼修复试验等既定任务。由于在阳照区时,太阳翼在阳光照射下会产生电流,将影响航天员作业安全。因此,航天员需要在阴影区时对核心舱太阳翼进行维修作业,太阳翼在阳光照射下能产生电流是( )。
A.光能转化成电能 B.电能转化成光能
C.机械能转化成电能 D.电能转化成机械能
14.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示的“风光互补发电系统”一般由风力发电机组、太阳能电池板、交直流逆变器、蓄电池组等组成。该装置巧妙利用了部分偏远地区光强时风弱、光弱时风强的自然特点,利用风能、光能互补,从而能基本保证发电功率的稳定、满足这些地区的电力使用需求。关于该“风光互补发电系统”,下列说法正确的是( )。
A.风力发电机组的作用是将风能转化为电能
B.风力发电机组工作时,可将风能全部转化为电能
C.给蓄电池组充电时,主要的能量转化过程是:电能→化学能
D.该发电系统的优势之一是,其所利用的能源均属于可再生能源
15.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示是中国空间站的基本构型,由核心舱、实验舱Ⅰ实验舱Ⅱ三个段组成,以下说法中正确的是( )。
A.飞船采用液氧、液氢、煤油作为推进剂,所用的燃料都是可再生能源
B.发射时航天器表面与大气摩擦时温度升高,航天器表面所含的热量增加
C.空间站在运行期间,航天员依靠电磁波完成与地面控制中心的信息传递
D.电子设备保障了核心舱的成功发射,晶体元器件是由半导体材料制成的
16.(23-24九年级上·河南安阳·期末)我国航天事业处于世界先进水平。空间站工作的航天员通过 与地面指挥中心进行信息的传递;地磁的南极在地理的北极附近,地理的两极和地磁的两极并不重合,这一现象是我国宋代学者 发现的地磁偏角,比西方早400多年。
17.(23-24八年级上·江西吉安·期末)看不见的光和听不见的声在我们生活中都有很大用处。例如:电视遥控器利用 线来工作,而B超检测利用了声音可以传递 的性质。
18.(23-24九年级上·山东东营·期末)电磁波无处不在,根据电磁波谱可将电磁波分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等,其在生活中的应用很广泛, 可用于医用拍片; 可照射人民币出现荧光鉴定真伪。
19.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)冬天是病毒性感冒的高发季,勤洗手是降低病毒感染的有效防护措施。在很多公共卫生间都配有自动感应水龙头和自动热风干手机。当手对着水龙头的感应窗时,水会自动流出,这是因为感应窗内的接收器接收到人体向外辐射的 (选填“红外线”或“紫外线”)后,实现控制出水。洗完手后,将手放在热风干手机下吹热风,手上的水很快就干了,这是通过提高水的温度和 ,从而加快水的蒸发。
20.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)2013年12月2日凌晨1点30分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”月球探测器送入太空。“嫦娥三号”将首次实现月球软着落和月面巡视勘察,为我国探月工程开启新的征程。火箭升空时将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能。“玉兔号”月球车上的太阳能“帆板”可以把 能转化为电能。
21.(23-24九年级上·福建莆田·期末)第十九届杭州亚运会开幕式主火炬以废碳再生的“绿色甲醇”为燃料,实现了循环内零排放的点火创新。绿色甲醇属于 (选填“次能源”或“二次能源”);当完全燃烧0.03kg的绿色甲醇时,放出 J的热量。(已知)
22.(23-24九年级上·山东济南·期末) 随着世界性能源危机的日益剧,垃圾身价倍增,变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式是将垃圾填埋后,通过厌氧发酵产生沼气,这些沼气燃烧,产生高温燃气,推动汽轮机转动,汽轮机驱动发电机来发电,如图所示为垃圾发电的能量转化过程。垃圾填埋后产生的沼气是一种 (填“可再生”或“不可再生”)能源;②中的能量形式是 。
23.(23-24九年级上·河北衡水·期末)如图所示,是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站——白鹤滩水电站,是实施国家“西电东送”战略,优化能源结构的重要骨干工程.水电站将水能转化为电能供我们使用,水能属于 (选填“不可再生”或“可再生”)能源;电能属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。
24.(23-24九年级上·陕西西安·期末)人们将信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱,材料是能源和信息的基础。例如锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用,这种材料常常被称作 (选填“导体” “ 半导体”或“绝缘体”)。新时代,我国大力发展新能源赛道,如图所示为某型号的太阳能充电宝,表面贴有太阳能电池板,在阳光照射下为内部锂电池充电,此过程中的能量转化为:太阳能→ 能→化学能;该充电宝充满电之后给手机充电,则充电宝在这个电路构成中相当于 。
25.(23-24九年级上·北京平谷·期末)阅读下列短文,回答问题。
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术,开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略(如图所示)。
小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成,每一部分都很重要。叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13-25V变化的交流电,需经充电器整流,再对蓄电池充电,使风力发电机的电能变成化学能,然后用有保护电路的逆变电源,把蓄电池里的化学能转化成交流的市电,才能保证稳定使用。
依据目前的风力发电技术,大约3m/s的微风速度即开始发电。风力机能正常工作的风速一般为3~22m/s,太小的风速不能利用,超风速时,风力机自动闭锁。据测定,一台55kW的风力发电机组,当风速为9.5m/s时,机组的输出功率为55kW;风速为8m/s时,功率为38kW;风速为6m/s时,功率只有16kW;风速为5m/s时,功率仅为9.5kW。
我国的风力资源极为丰富,许多地区的平均风速都在3m/s以上,特别是东北、西北、西南地区和沿海岛屿,平均风速更大,适宜发展风力发电。风力发电的优点很多:清洁,环境效益好;可再生,永不枯竭;基建周期短;装机规模灵活。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风能属于 能源;(选填“可再生”和“不可再生”)
(2)风力发电机是利用 原理进行发电的;
(3)一台55kW的风力发电机组在风速为6m/s下工作时,1小时输出的电能能使额定功率为40W的白炽灯正常工作 h。
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