内容正文:
检测内容:第十九章至第二十章
得分________ 卷后分________ 评价________
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 1876年贝尔发明了电话,最简单的电话由__话筒__和听筒组成,则听筒是将电信号转变成__声__信号。
2. 5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用__电磁波__传递信息的。5G网络完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次__反射__将信息传到远方。
3. 如图所示是某电磁波的波形图,其波长为__0.5__m,频率是__6×108__Hz。探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105 km,地球指挥中心向探月卫星发射的指令,经__1.3__s到达卫星。
4. 太阳能属于__可再生__(填“可再生”或“不可再生”)能源。在太阳内部,发生__核聚变__(填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热。光能和内能这些能量却不能再自发地转化为核能,这一现象说明能量转化具有__方向性__。
5. 目前,我国国产客机制造技术越来越成熟。飞机上的计算机系统在高速运算过程中会产生很多热量,若能用__超导__(填“纳米”“半导体”或“超导”)材料制作部分电子元件,则可不用考虑散热问题;客机的机体主结构,主要使用新型复合材料,这大大减小了飞机的质量,这是因为新型复合材料比原来制造材料的__密度__小。
6. 在城市中央的游乐园里,阳光明媚,树木茂密,叶片正在进行光合作用产生大量氧气。小朋友正在滑梯上往下滑,在到达滑梯底端时会感觉屁股有些发烫。道路旁边的小摊上有美味的烧烤,木炭正燃烧自己提供能量,同时可以看到路上有很多人骑着单车锻炼身体。请你从上述描述的情景中选择一个并说明其中的能量转化,不能与示例重复。
【示例)场景:叶片正在进行光合作用。
能量转化:太阳能转化为化学能。
场景:__到达滑梯底端时会感觉屁股有些发烫__。
能量转化:__机械能转化为内能__。
二、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。第7~14题每小题只有一个选项符合题目要求,第15~16题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 下列各种通信方式中,不属于现代通信的是( C )
A. 卫星通信 B. 互联网(有线网络和无线网络)
C. 在战场上的八百里加急 D. 光纤通信
8. 我们生活在电磁波的海洋中,在雷达、B超、电视机遥控器、声呐等设备中,利用电磁波来工作的是( A )
A. 雷达、电视机遥控器 B. B超、电视机遥控器
C. 雷达、B超 D. 雷达、声呐
9. 比较可见光、无线电波以及激光在真空中传播速度的大小,可知( D )
A. 可见光最大 B. 无线电波最大 C. 激光最大 D. 三者相同
10. 为应对地球气候变暖,促进可持续发展,在践行节能低碳的今天,人们应特别重视开发利用的能源是( A )
A. 太阳能 B. 石油 C. 煤炭 D. 天然气
11. 关于光纤通信,下列说法正确的是( C )
A. 光在光纤中是沿中轴线直线传播的
B. 光纤通信与有线通信一样,都需要金属导线
C. 光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”
D. 光纤通信中传播的物质是光,不是电磁波
12. 关于电磁波和现代通信,下列叙述错误的是( B )
A. 电磁波可以在真空中传播
B. 电磁波的波长越长,其频率越高
C. 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站,进行通信
D. 卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
13. 下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是( D )
A. 高山上滚下的石块越来越快,说明重力势能转化为动能
B. 酒精燃烧时,将化学能转化为内能
C. 热机工作时,将内能转化为机械能
D. 人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
14. 我国的大亚湾核电站是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站,下列相关说法中正确的是( C )
A. 核能是可再生能源
B. 核能不会对人类造成危害
C. 核电站是利用裂变的链式反应发电的
D. 核电站发电时,把核能直接转化为电能
15. (双选)“新材料”是相对于传统材料而言的,新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述错误的是( AB )
A. 可采用密度更大、硬度更高的新材料来制作飞机
B. “超导材料”可以应用于任何用电器并使其效率提高
C. “纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级,并且具有特殊性能的材料
D. “半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片
16. (双选)近年来,我国在材料、信息和能源等领域取得了辉煌的成绩,以下说法正确的是( BD )
A. 月球车的零件应使用热胀冷缩较明显的材料制作
B. 北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息,实现星间链路
C. 北京冬奥会主火炬“微火”使用的氢燃料属于不可再生能源
D. 垃圾分类有利于保护环境和节约资源
三、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题4分,第19题4分,共12分)
17. 打开收音机的开关,将旋钮调到没有电台的位置,并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,如图所示,会听到收音机发出“咔咔”声。现将收音机放入玻璃罩中,用抽气机抽去罩中的空气,重复以上实验,却发现听不到收音机发出的“咔咔”声,试分析:
(1)将收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是__声音不能在真空中传播__。
(2)王老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时,发现性能完好的手机接收不到信号,请问这是什么原因?__电梯对电磁波有屏蔽作用__。
(3)验证方法:将手机设置到响铃状态后放入密闭的金属容器内,用另一手机呼叫容器内的手机,若__听不到__容器内手机的响铃声,则说明金属容器对电磁波有__屏蔽__作用。
18. 在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔,用胶带粘住小孔,在瓶中装满水。在瓶的另一侧放一只激光电筒。调节光束的方向,让光束正好能射中对侧的小孔(如图所示)。揭下胶带,让水流到下面的盆里,你会看到光随弯弯的水流照到盆底,在盆底产生一个光斑。
(1)在这个实验中,激光电筒的光束是沿水流的__内__(填“内”或“外”)壁经过多次__反射__(填“反射”或“折射”),最后射到盆底。
(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的光导纤维,由此说明用来进行激光通信的导管__能__(填“能”或“不能”)弯曲。
(3)猜想:在激光通信中,每一根导管能不能同时传导多束激光束而不致相互干扰?__能__。
19. 太阳能电池帆板(简称“电池板”)是为各类太空飞行器提供能源的装置,被称为太空能量“供应商”。电池板通常装有“向日器”,有了“向日器”,电池板就像向日葵一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究影响太阳能电池产生电流大小的因素,他们用材料相同、面积分别为S和S′(S<S′)的电池板进行实验,并改变电池板与光线的夹角θ(0≤θ≤90°),用电流表观察电流大小,实验过程如图所示。
(1)太阳能电池是把太阳能转化成__电__能。
(2)分析比较图甲、乙可得:材料与光线夹角相同的电池板,__面积__越大,产生的电流越大。
(3)分析比较图__甲、丙__可得:材料、面积相同的电池板,与阳光夹角越大,产生的电流越大。
(4)根据实验结论可知,太阳能电池帆板安装“向日葵”,是为了自动改变太阳能电池板的角度,尽量使__太阳光垂直照射电池板__。
四、综合应用题(本题共3小题,第20题7分,第21题8分,第22题9分,共24分)
20. 所谓“黑匣子”并非外表为黑色,而一般为醒目的橙色,以便人们寻找,为了保证能安全回收“黑匣子”,人们把它设计制造成具有耐撞击、耐火烧、耐腐蚀的特殊结构。
(1)黑匣子能发出频率为37.5 kHz的无线电信号,它在真空中的传播速度为__3×108__m/s,它的波长为多长?
(2)黑匣子在水深3 000 m以上的地方发出的超声波可以正常传播(超声波在海水中的传播速度为1 500 m/s),停在海水中的潜艇发出的声波信号在2 s内接收到经黑匣子反射回来的信号,且信号频率不变,则黑匣子到潜艇的距离是多少?
(3)如果黑匣子失落在月球表面,能否用声呐系统来探测黑匣子,为什么?
解:(1)由c=λν可得它的波长:λ===8 000 m。
(2)超声波从发出传到黑匣子的时间:t=×2 s=1 s,由v=可得,黑匣子到潜艇的距离:s=vt=1 500 m/s×1 s=1 500 m。
(3)月球周围是真空,因为真空不能传声,所以如果黑匣子失落在月球表面,用声呐技术无法探测黑匣子。
21. 当前新能源汽车日益普及,某品牌新能源汽车一次最多能装入18 kg硼和45 L水,利用二者化学反应产生的能量,相当于3.5 L汽油完全燃烧产生的能量。当该车以108 km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,燃料产生的能量转化为机械能的效率为80%,该轿车的质量是1.6 t,轿车受到的阻力是车重的0.1倍。(汽油的热值为4.6×107 J/kg,ρ汽油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)发动机的牵引力为多大?
(2)发动机的有用功率多大?
(3)一次加满燃料可以供该车行驶多少千米?
(4)请说出使用该车的优点(一条即可)。
解:(1)汽车受到的重力:G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N;汽车受到的阻力:f=0.1G=0.1×1.6×104 N=1.6×103 N;因为汽车匀速行驶,所以牵引力等于阻力,发动机的牵引力:F=f=1.6×103 N。
(2)汽车的速度:v=108 km/h=108×m/s=30 m/s,由P===Fv得,汽车的功率:P=Fv=1.6×103 N×30 m/s=4.8×104 W。
(3)汽油的质量:m′=ρ汽油V=0.8×103 kg/m3×3.5×10-3 m3=2.8 kg,3.5 L汽油完全燃烧时放出的热量:Q放=m′q=2.8 kg×4.6×107 J/kg=1.288×108 J;由η=×100%得,一次加满燃料汽车发动机做功:W=ηQ放=80%×1.288×108 J=1.030 4×108 J;由W=Fs得,汽车最多行驶的路程:s===6.44×104 m=64.4 km。
(4)水和硼反应产生氢,氢再进入内燃机燃烧,生成物是水,对环境无污染。
22. 为了加快城市生态文明建设,洛阳市广泛使用太阳能亮化照明。如图所示是新区道路上安装的太阳能照明系统,它的照明灯采用“24 V 60 W”的超高亮LED灯具,该系统白天通过太阳能电池板发电并储存于蓄电池中。
(1)该系统白天工作时的能量转化过程是__将太阳能转化为电能,同时对蓄电池充电,进而将电能转化为化学能__。若洛阳地区太阳光照射到地面的辐射功率为800 W/m2,太阳能电池板的光电转化效率为10%,则需要为此款太阳能路灯配置多大面积的太阳能电池板?
(2)该太阳能路灯正常发光时的电流有多大?
(3)若某路段共安装100盏这种规格的路灯,按每天发光10 h计算,一个月(30天)消耗的电能有多少?假设这些电能由热电厂提供,若发电效率为40%,可节约多少标准煤?(q煤=3.0×107 J/kg)
解:(1)照明灯1 s消耗的电能:W=Pt=60 W×1 s=60 J;因为W=P1tηS,所以太阳能电池板的面积:S===0.75 m2。
(2)由P=UI可得,该灯正常发光时的电流:I===2.5 A。
(3)100 盏该型号路灯,一个月消耗的电能:W=P总t=100×0.06 kW×30×10 h=1 800 kW·h=6.48×109 J;由W=Qη′=q煤mη′可得相当于节约标准煤炭的质量:m===540 kg。
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