17电磁波与现代通信、18能源与可持续发展 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

17电磁波与现代通信&18能源与可持续发展 知识点一 电磁波与现代通信 1．我国珠峰地区建有全球海拔最高的5G基站。手机和5G基站之间信息传输依靠（    ） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声 2．我国自行研制的长征系列运载火箭已将众多卫星送入太空，火箭主要采用液氢作为燃料，这是因为液氢的 大。航天器与地面指挥中心通过 波联系，航天器与地面指挥中心进行联系时，传递的是 （选填“信息”或“能量”）。 3．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，将于2020年实现全球覆盖。用来传播信号的地球同步卫星相对于地球是 的；光纤传递信息利用了光的 原理，光导纤维是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 4．手机传递信息的电磁波频率有f1=900MHz和f2=1800MHz，与这两个频率相对应的电磁波波长及波速分别是λ1、v1 和λ2、v2， 则λ1 λ2， v1 v2（两空填“＞”、“=”或“＜”）． 知识点二 能源与分类 5．“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核能属于（　　） ①可再生能源    ②不可再生能源    ③常规能源    ④新能源 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 6．下列关于信息和能源的说法，正确的是（   ） A．手机是利用电磁波来传递信号的 B．电磁波不能在真空中传播 C．核电站是利用核聚变释放的能量发电的 D．石油和天然气属于可再生能源 知识点三 能量转化的方向性 7．汽车在刹车过程中，因摩擦将 能转化为地面、轮胎和空气的 。转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有 性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持 。 知识点四 能量转化相关计算 8．类似图1中的原理，物理学家研制了图2中电梯安装的电能回收装置，能将产生的电能回收利用。已知电梯空载时轿厢的质量比配重的小且钢缆的质量可忽略不计。 （1）图1发电的原理是： ，当图2轿厢处于空载 （选填“上行”或“下行”）时，电梯将会发电； （2）图2中电梯在空载匀速下行的某段时间内，配重的重力势能变化量E1＝2.4×105J，轿厢重力势能的变化量E2＝0.8×105J，若此段时间内电机的效率η=80%，求此段时间内电动机消耗的电能E电？ （3）若南京市拥有电梯数n＝2500台，每台电梯平均每天消耗的电能E＝100kW•h，在全部安装了电能回收装置后，可节约20%的电能。则这些电梯每天节约的电能相当于完全燃烧多少千克煤 ；所放出的热量 ？（煤的热值取q＝3×107J/kg）。 9．我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电 10．如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是（　　） A．叶片将光能转化为化学能进行储存 B．电流驱动电动机过程，是将电能转化为机械能 C．太阳能电板将太阳能转化为化学能 D．小花摆动，是将机械能转化为电能 11．1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（　　） A．属超声波，周期为4×10﹣8s B．属超声波，周期为4×10﹣9s C．属电磁波，周期为4×10﹣8s D．属电磁波，周期为4×10﹣9s 12．（1）手机是人们常用的通讯工具，移动网络让我们的生活悄悄发生改变，打电话、微信聊天等这些服务是通过 （选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）来传递信号的，它在真空中的传播速度约为 m/s； （2）光纤也是信息传递的一种重要工具，光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内壁多次 （选填“反射”或“折射”）而实现的； （3）根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量 ；电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有 ； （4）我国已掌握第四代先进核电技术，其首个示范工程——全球首座球床模块式高温气冷堆核电站已经并网发电，其核反应堆中进行的是可控 （选填“核裂变”或“核聚变”），核能属于 能源。（选填“可再生”或“不可再生”） 13．我国制造的超音速滑翔飞行器，从北京到华盛顿只要14分钟。飞行器体表涂敷最新型材料，具有雷达隐形功能。若该飞行器正在飞行，常规导弹从其正后方加速攻击，则导弹相对于飞行器是 的；飞行器具有雷达隐形功能，是因为体表形状及材料能有效 （选填“增强”或“减弱”）对电磁波的反射；飞行器高速飞行时体表与空气摩擦温度升高，这是通过 改变内能。 14．水壶里装有初温为25℃的水2kg，用天然气炉具对水进行加热，当水温升高到100℃时，需要吸收热量 J.［水的比热容4.2×103J/（kg℃）］若天然气炉具烧水的效率是30％，此过程需要燃烧天然气 m3（天然气的热值8.4×107J/m3），损失的能量是 J 15．阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站。已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为2.8×103W，太阳能电池的光电转化效率20%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达70%。 (1)太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）。 (2)太阳能电站相对于地面接收站是 （选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是 W。 (3)在输电过程中所使用的微波的波长λ为 m。（公式：光速=波长×波的频率，即c=λf）。 17电磁波与现代通信&18能源与可持续发展 参考答案 题号 1 5 6 9 10 11 答案 A D A A B D 1．A 【详解】手机和基站之间的信息传输，包括我们日常使用的无线通信，如手机信号、无线网络等，都是依靠电磁波来实现的。因此，手机和5G基站之间的信息传输也是依靠电磁波。 故选A。 2． 热值 电磁 信息 【详解】[1]火箭主要采用液氢作为燃料，这是因为液氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比，可以放出更多的热量。 [2][3]电磁波可以传递信息，电磁波的传播不需要介质，航天器与地面指挥中心通过电磁波传递信息。 3． 静止 反射 绝缘体 【详解】[1]地球同步卫星相对地球没有位置变化，是静止的。 [2]光在光导纤维中多次反射，将信息携带传递向远方。所以光纤传递信息利用了光的反射原理。 [3]光导纤维是很细很细的玻璃丝，不易导电，是绝缘体。 4． ＞ = 【详解】电磁波在传播过程中以光速传播且保持不变，即； 由公式可得，电磁波的波速一定，电磁波的波长和频率互成反比例关系． 所以，f1频率低，波长长；f2频率高，波长短，则． 5．D 【详解】①②．不可再生能源指经人类开发利用后，在相当长的时期内不可能再生的能源，核能越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故①不符合题意，②符合题意；③．常规能源是人类利用多年且广泛使用的能源，如煤、石油、电能等，所以核能不是常规能源；④．20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕，故④符合题意。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．A 【详解】A．手机、电视、移动通信等都是利用电磁波来传递信号的，A正确； B．电磁波能在真空中传播，B错误； C．核电站是利用核裂变释放的能量发电的，C错误； D．石油和天然气使用后不能在短时间内获得，属于不可再生能源，D错误。 故选A。 7． 机械 内能 方向 不变 【详解】[1][2][3][4]汽车刹车时，机械能在减小，故因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能；且能量的转化具有方向性，是不可逆的过程；但能的总量是保持不变的。 8． 电磁感应现象 上行 2×105J 6000kg 1.8×1011J 【详解】（1）[1]电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时会产生感应电流。 [2]由于电梯空载时轿厢的质量比配重的小且钢缆的质量可忽略不计，所以，当图2轿厢处于空载下行时，轿厢无法自行下行，要靠电动机带动，无法发电；当图2轿厢处于空载上行时，靠配重的重力来带动轿厢下行，电梯发电。 （2）[3]此段时间内机械能的变化量为 W机=E1﹣E2＝2.4×105J﹣8×104J＝1.6×105J 此段时间内电动机消耗的电能 （3）[4][5]这些电梯每天节约的电能相当于煤完全燃烧放出的热量 Q=E节约＝nEη＝2500×100kW•h×20%＝50000kW•h＝1.8×1011J 这些电梯每天节约的电能相当于完全燃烧煤的质量为 9．A 【详解】A．火力发电主要利用煤、石油、天然气等化石燃料燃烧时产生的热能来发电，会排放大量的二氧化碳，故A符合题意； B．水力发电是利用水的动能和势能来发电，不会排放二氧化碳，故B不符合题意； C．风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，不会排放二氧化碳，故C不符合题意； D．光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，不会排放二氧化碳，故D不符合题意。 故选A。 10．B 【详解】A．塑料小花不是真正的植物，不能将光能转化为化学能，故A错误； BD．电流驱动电动机使小花左右摆动时，将电能转化为机械能，故B正确，D错误； C．花盆表面的太阳能电板在光照下产生电流，将太阳能转化为电能，故C错误。 故选B。 11．D 【详解】真空不能传声，信号应为电磁波，周期为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 12． 电磁波 3.0×108 反射 不变 方向性 核裂变 不可再生 【详解】（1）[1][2]打电话、微信聊天等这些服务是通过电磁波来传递信号的。电磁波在真空的传播速度为3.0×108m/s。 （2）[3]光纤通信利用的就是全反射的道理，光纤在结构_上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外。 （3）[4][5]能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，即由电能转化为内能，但内能不能全部转化成电能。 （4）[6][7]利用核能的方式主要有核裂变和核聚变。目前核电站均是利用可控核裂变释放的核能来发电的，消耗后短期内不能从自然界得到补充的能源是不可再生能源，常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。 13． 运动 减弱 做功 【详解】[1]由于常规导弹的速度高于飞行器的速度，所以它们之间的距离将会越来越小，以飞行器为参照物，常规导弹是运动的。 [2]雷达是利用物体对电磁波的反射进行侦测的设备，机身材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的吸收作用，因此飞行器具备雷达隐形功能。 [3]飞行器高速飞行时体表与空气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使飞行器表面温度升高，这是通过做功改变内能。 14． 6.3×105 0.025 1.47×106 【详解】水吸收的热量：Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J； 完全燃烧天然气放出的热量：， 需要天然气的体积：， 损失的能量：W=Q放-Q吸=2.1×106J-6.3×105J= 1.47×106J． 15． 核聚变 静止的 19.6×109W 0.18m 【详解】(1)[1]太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的核聚变。 (2)[2]太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止。 [3]太阳能电池板面积 S=5×103m×104 m=5×107m2  太阳能电站的发电能力 P0=2.8×103 W/m2×5×107m2×20%=28×109W 地面接收站接收到的功率是 P= P0×η=28×109W×70%=19.6×109W (3)[4]光在空气中速度为c=3×108 m/s，频率f=2.5×109 Hz，由c=λf 知道 1 学科网（北京）股份有限公司 $$