第二十一章 电磁波及其应用 第二十二章 能源与可持续发展 整合拔尖--2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第二十一、二十二章整合拔尖 第二十二章　能源与可持续发展 01 知识体系构建 02 高频考点突破 03 综合素能提升 目 录 返回目录 考点一 电磁波的传播与应用 典例1　中国航天科技集团研发的太阳能无人机已完成临近空间飞行实验，飞行高度超过2万米，是中国制造的又一经典之作。地面指挥系统利用  　电磁波　（填“超声波”或“电磁波”）控制无人机，无人机搭载的电动机与图中的 　乙　（填“甲”或“乙”）装置原理相同。 　 电磁波　 乙　 返回目录 [跟踪训练] 1. 2023年5月10日，我国天舟六号货运飞船被成功发射升空。天舟六号的载货量为7.4t，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。当它进入外太空后，所装载的货物质量 　不变　（填“变大”“变小”或“不变”），与地球间传递信息是通过 　电磁波　（填“超声波”“电磁波”或“次声波”）。 不变　 电磁波　 返回目录 考点二 光纤通信 典例2　（2023·益阳）2022年，中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通信实验。这次实验突破了海水深度达到6000m的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法，正确的是（　B　） B A. 通过声波传递数据 C. 通过光纤传递数据 B. 通过电磁波传递数据 D. 数据传输有较长时间的延迟 返回目录 [跟踪训练] 2. （2024·武汉模考）如图所示，当光从水斜射入空气中时，在交界面上同时发生反射和折射，但折射角总大于入射角。当入射角增大到一定程度时，折射角会达到90°。入射角继续增大时，便没有 　折射　，只有反射了。这种反射叫全反射。光纤通信就是利用激光在光纤内壁不断 　反射　（填“反射”或“折射”）而实现的。激光和广播、电视、移动电话的信号都是 　电磁波　，只是它们的波长和频率不同。 折射　 反射　 电磁波　 返回目录 考点三 能源分类　太阳能　能量转化和转移 典例3　（2023·河北）秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一条有效的途径。核能是质量较大的原子核发生 　裂变　或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用 　100　年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。 人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例： 　太阳能集热器（合理即可）　。 裂变　 100　 太阳能集热器（合理即可）　 返回目录 [跟踪训练] 3. （2023·扬州）我国天宫二号上的太阳能电池板将太阳能转化为 　　能。太阳能属于 　可再生　（填“可再生”或“不可再生”）能源。在太空，给天宫二号加注燃料需要用特制的压气机，它是利用压力差的原理让液体燃料流动起来的，这说明力可以改变物体的 　运动状态　。 电　 可再生　 运动状态 返回目录 考点四 核能、核裂变和核聚变 典例4　（2023·鞍山）核电站通过核反应堆中的核 　裂变　（填“聚变”或“裂变”）来加热水，将核能转化为水蒸气的 　内　能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于 　二次　（填“一次”或“二次”）能源。 裂变　 内　 二次 返回目录 [跟踪训练] 4. （2023·德州）1988年，中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下300m处，此处的液体压强是 　3×106　Pa，核潜艇是利用 　核裂变　（填“核裂变”或“核聚变”）提供动力的。（g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3） 3×106　 核裂变　 返回目录 1. 关于信息、能源和材料，下列说法中正确的是（　A　） A. 太阳内部发生的核反应是不可控制的聚变反应 B. 能量是守恒的，只要充分利用，就不会发生能源危机 C. 常温下的超导体可以制成发热材料，提高发热效率 D. 在只有一部电话的空房间内，不接打电话时，房间内就不存在电磁波 A 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 2. （2024·陕西模拟）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法中，正确的是（　A　） A. 该核反应是核裂变 B. 太阳内部发生的也是这种核反应 C. 核能属于可再生能源 D. 原子核是由中子和电子组成的 A 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 3. （2024·临汾期末）下列关于信息、能源、材料的说法，正确的是（　A　） A. 太空中的载人飞船是通过电磁波把实时信息传递回地球的 B. 火力发电不符合“节能减排”的要求，应该即刻关停 C. “超导材料”可以应用于任何用电器 D. 核电站是利用核聚变释放的能量发电的 A 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 4. 新情境·现代科技 （2024·西安校级模拟）目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法中，错误的是（　A　） A. 太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放出的能量 B. 太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源 C. 太空电站工作过程中依然遵循能量守恒定律 D. 利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波 A 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 5. （2024·聊城）2024年5月21日，全球首个陆上商用模块式小型核反应堆“玲龙一号”的主控室正式启动。核反应堆通过 　核裂变　（填“核聚变”或“核裂变”）产生惊人的能量，核能属于 　一次　（填“一次”或“二次”）能源。 核裂变　 一次　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 6. 新情境·科技前沿 天问一号探测器在飞离地球约120万千米处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了清晰的地月合影。在合影图像中，地球与月球“一大一小”，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互陪伴。天问一号是利用 　电磁波　和地球操控系统互传信息来实现控制的。首次发现电磁感应现象的科学家是 　法拉第　，呈新月状的地球和月球都是光的 　直线传播　造成的现象。 电磁波　 法拉第　 直线传播　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 7. 新情境·现代科技 （2024·西安段考）如图所示为甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站的简化原理图。该发电站通过电脑控制定日镜的朝向，持续将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐，使其温度升高。高温熔盐向下流入高温熔盐罐，热泵将它打入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去，可以实现24小时稳定电力输出。 （1） 太阳能光热电站发电时，将 　太阳　能转化为电能。 太阳　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 该发电站正常工作24h，可以发多少度电？ 解：（2） 该发电站正常工作24h，产生电能W＝Pt＝100×103kW×24h＝2.4×106kW·h＝2.4×106度 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （3） 若该发电站整个系统从接收光照到输出电能的效率为20％，1.2万块定日镜的平均总采热功率为5.04×1012J/h。 ① 利用该装置发电，与火力发电站相比，每年可节约多少吨煤？（全年日照天数按260天算，火力发电站的效率为30％，煤的热值为3×107J/kg） 解：（3） ① 该发电站正常工作24h，可发电W＝2.4×106kW·h＝8.64×1012J；根据W＝ηQ＝ηqm知，每天可节约煤炭质量m＝＝＝9.6×105kg＝960t；一年可节约煤炭的质量m'＝960t×260＝249600t　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 解： （3） ② 1.2万块定日镜的平均总采热功率为5.04×1012J/h，1.2万块定日镜平均发电功率P'＝20％×5.04×1012J/h＝1.008×1012J/h，要获得发电站正常工作24h的发电量，那么该发电站白天至少要光照时间t'＝＝≈8.57h。资料介绍正确 （3） ② 据某资料介绍，要使发电站每天24小时不间断向外输电，需要每天平均光照达到8.5小时，通过计算判断资料介绍是否正确。（结果保留两位小数） 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 8. 新情境·科技前沿 （2024·青岛）阅读材料，回答问题。 一“桥”架地月，天堑变通途 “海上生明月，天涯共此时。”月亮的同一面始终对我们“微笑”，这是因为月球公转和自转周期相同。因此，在探月工程中，当探测器在月球背面工作时，我们无法通过电磁波直接给它发指令。如何解决这个问题？如果给月球发射一个绕月圆形轨道卫星C作为信号传输中转站，如图乙所示，那么卫星C作为信号中转站有一些不足之处。为避免这些不足之处，我国于2018年5月21日发射了“鹊桥”一号中继通信卫星，其轨道在月球背面，如图丙所示。在“鹊桥”一号的帮助下，同年12月8日发射的“嫦娥”四号探测器实现了世界首次月球背面软着陆和巡航探测。 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （1） 如图甲所示，地月连线OO1与月球表面的交点为A、B，当月球公转的角度为θ时，A点绕O1转过的角度也为θ，我们始终看不到月球上 　B　（填“A”或“B”）点。 B　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 文中提到，卫星C作为信号中转站有一些不足之处，这些不足之处可能是 　BC　（多选）。 A. 卫星C离地球太远，信号无法到达 B. 当卫星C转到地月之间时，无法把信号传给探测器，造成信号中断 C. 当卫星C转到月球背面时，地面站无法把信号传给卫星C，造成信号中断 BC　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （3） “鹊桥”一号距地球约4.5×105km，距月球约7.8×104km，电磁波传播的速度约为3×105km/s，“嫦娥”四号通过“鹊桥”一号与地面站来回传递一次信息大约需要 　3.52　s。 3.52　 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 $$