专题21 信息与能源（复习讲义）（山东专用）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题21 信息与能源 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·时空导航·网络构建 3 03·考点通关·靶向突破 4 考点1 信息传递 4 教材·知识夯基 1．电磁波的海洋 2．广播、电视和移动通信 3．卫星通信和光纤通信 中考·考法聚焦 考法1 结合科技应用 考法2 教材素材链接 考点2 能源与可持续发展 6 教材·知识夯基 1．能源利用的现状和面临的挑战 2．新能源的发展 中考·考法聚焦 考法1 物理概念辨析 考法2 结合前沿科技 04·优题精选·百炼成钢 12 考点 考查形式 考查内容 考法分析 信息传递 ☑选择题 ☑填空题 电磁波、广播、电视及移动通信、卫星通信和光纤通信 1.结合科技应用：通过结合科技应用（连通器、磁极间的相互作用、浮力原理、流体压强），考查学生对磁极间相互作用力的理解。如2025・山东青岛卷T1。 2.教材素材链接：以课本教材的素材为依托，回归教材，考查学生课本基础知识的掌握程度，以及对电磁波概念的理解。如2025・山东德州卷T13。 能源与可持续发展 ☑选择题 ☑填空题 能源利用的现状和面临的挑战、新能源的发展 1.物理概念辨析：以能源、信息的基本物理概念为入手点，考查学生对基础概念的理解能力和辨析能力。2025・山东淄博卷T2。 2.结合前沿科技：以“新一代人造太阳”为背景，考查学生对核裂变和核聚变的理解和辨析。2025・山东德州卷T15。 命题新趋势 本专题的主要内容是学生了解性和常识性内容，命题将从基础记忆转向情境化、跨学科、 探究性、价值观融合的综合考查。考题难度不大，要求考生对本专题的内容做到熟记的程度，除此之外，本专题的内容还与社会科技前沿、材料应用、能源和太空探索相结合，考生在复习时应重点关注。 命题预测 1. 结合前沿科技及生活生产场景：天问二号、光伏声屏 障、氢能汽车、抽水蓄能电站； 2. 跨学科融合：传感器原理、风电场选址评估、光伏发电； 3. 价值导向：核能安全、新能源开发、航天探索成果。 考点1 信息传递 1．电磁波 产生 导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。 传播特点 电磁波的传播不需要介质，在真空中能传播，传播速度约是3×10 8 m/s。 特征 波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，字母符号是λ，单位是m。 波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是m/s。 频率：某确定位置，单位时间内通过波峰（或波谷）的次数，字母符号是f，单位是Hz。 三者的关系是c = λf 。波长越长的电磁波，频率越低。 电磁波谱 频率由小到大依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 应用 ①传递信息：如广播、电视、移动电话等信号； ②传递能量：如微波炉利用微波加热食物、 激光武器等。 2．广播、电视和移动通信 相同点 不同的 载体 发射过程 接收过程 信号形式 载体电磁波的特点 发射和接收设备 广播 电磁波 信号转换、调制、天线发射 天线接收、调谐、解调 音频信号 频率最小 广播电台发射、收音机接收 电视 音频信号和视频信号 频率较小 电视台发射、电视机接收 移动 电话 各种形式的信号 频率最大 移动电话发射、接收，基地台转接 【特别提醒】 1. 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。 2. 卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。同步卫星的优点是覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。 3. 光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一。激光的特点是频率单一、方向集中，可以用来传递信息。 4. 网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。 世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。 宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。 1．【结合科技应用】（2025·山东青岛·中考真题）2025年4月25日，神舟二十号航天员乘组入驻中国空间站，后续开展了多项空间科学实验，获得的实验数据和图像等信息能及时传回地面所利用的是（  ） A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波 考查知识 电磁波 命题解读 命题意图：本题以航天科技中的数据和图像传输为背景，精准考查学生对红外线、紫外线、电磁波、超声波的辨析。 解题思路：抓住红外线、紫外线、电磁波、超声波的特点及其应用，根据各自的物理特性进行匹配，便可准确找到答案。 2．【教材素材链接】（2025·山东德州·中考真题）如图所示，不同频率范围的无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于 （选填“超声波”或“电磁波”），在我们的生活中发挥着重要作用。 考查知识 电磁波的分类 命题解读 命题意图：本题以不同波的频率分布情况为背景，精准考查学生对电磁波概念的理解。 解题思路：抓住各种波的频率分布情况，同时了解波的分类情况，根据各自的物理特点进行匹配，便可准确找到答案。 考点2 能源与可持续发展 1．能源 能源 一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源，这类能源叫作不可再生能源。水能和风能等能源可以在短时间内从自然界得到补充，叫作可再生能源。 一次能源 可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。 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叫二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等。 2．能源利用面临的挑战 能源危机 原因 ①化石能源储量并不丰富； ②化石能源的开发利用后不能再生。 应对措施 面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。 3．核能 原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。 核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。 裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。 聚变 将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。 太阳能 1.太阳能的产生—氢核聚变 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。因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说，太阳是一个巨大的“核能火炉”。 2.太阳能的传递—热辐射 太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面。太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。 4. 裂变与聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程 条件 用中子轰击较大的原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 5. 核能的特点 核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。 6. 太阳能的优缺点 优点 清洁无污染 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染 分布广、获取方便 太阳能分布广，不需要挖掘、开采和运输 持久、可再生 太阳能取之不尽用之不竭，太阳能内部的热核反应还足以持续50亿年之久，是人类可以利用的最丰富的新能源 缺点 分散 太阳能到达地球上时非常分散，接收装置需要有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价 不稳定 太阳能的利用受天气、昼夜、地理位置的影响很大，而且还必须有储存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使经济效益降低 转换效率低 太阳能的转换效率较低 7. 能源与可持续发展 （1）人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面： 热污染 化石能源在使用中产生大量的内能，其中未被利用的能量会造成热污染。例如，汽车尾气就是造成城市热岛效应的因素之一。 大气污染 化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构建造成危害。 温室效应 使用化石能源的过程中会产生大量的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，进一步加剧地球的温室效应。 生态破坏 一些欠发达地区过分依赖柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。 有害辐射 核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害。 （2）能源与可持续发展 为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。 【方法技巧】 1. 裂变的利用 （1）核电站： ①核反应堆及核电站的工作原理 如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。 ②核反应堆中的能量转化 ③核电站的特点 a.消耗的热量少，产生的能量巨大； b.产生废渣少，对大气基本无污染； c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。 （2）原子弹 链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。 2. 聚变的应用 （1）大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。 （2）可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点 ①燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。 ②不污染环境，是一种真正的清洁能源。 3. 太阳能的利用：太阳能的利用就是将太阳能转化为其他形式的能。 （1）太阳能的间接利用 由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。 （2）太阳能的直接利用：目前直接利用太阳能方式主要有：一种是光热转换，一种是光点转换。 ①光热转换：通过集热器直接利用太阳能进行加热，直接把太阳能转化为内能加以利用。例如，生活中的太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等。 太阳能热水器 太阳能灶 ②光电转换：光电转换是把太阳能转化为电能再加以利用，一般是通过太阳能电池来实现的。能将光能直接转化为电能的太阳能电池可作为人造卫星、航标灯、交通信号灯、晶体管收音机等的电源。现在不少城市大规模使用的太阳能路灯也是依靠太阳能电池来工作的。 4. 太阳能的优缺点：能直接利用太阳能作为一种新能源，有一定的缺点，但具有其他能源不可比拟的优点。 1．【物理概念辨析】（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　） A．风能、水能都属于可再生能源 B．石油、太阳能都属于清洁能源 C．手机、声呐都利用电磁波传递信息 D．银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 考查知识 能源、信息 命题解读 命题意图：本题属于物理概念辨析题，考查学生对基础物理概念的理解和掌握情况。 解题思路：抓住各物理概念的基本定义，根据定义进行判断辨析，进而快速找到正确答案。 2．【结合前沿科技】（2025·山东德州·中考真题）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控 （选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 考查知识 核聚变 命题解读 命题意图：本题以“新一代人造太阳”为背景，考查学生对核裂变和核聚变的理解和辨析。 解题思路：抓住“其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样”这一核心信息。明确太阳内部发生的是核聚变反应，从而，便可迅速写出正确答案。 易错点：不要潜意识中认为可控的原子反应就是核裂变反应，从而导致出错，要根据题目中的信息进行大胆判断。 1．【物理概念辨析】（2025·山东·中考真题）下列属于不可再生能源的是（　　） A．风能 B．地热能 C．石油 D．太阳能 2．【物理概念辨析】（2025·山东济南·一模）新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源。以下既属于新能源又属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．地热能 C．石油 D．核能 3．【物理概念辨析】（2025·山东滨州·三模）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（　　） A．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 B．太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核聚变 C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大 D．光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减 4．【结合生活场景】（2025·山东济宁·一模）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是（    ） A．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据 B．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能 C．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的 D．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 5．【物理概念辨析】（2025·山东济宁·三模）下列有关电磁波与能量的说法中正确的是（　　） A．利用卫星系统进行导航，其信息传递的媒介与“B超”相同 B．在空气中，声传播的速度远小于电磁波的传播速度 C．太阳能是核裂变释放的核能 D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量不守恒 6．【结合前沿科技】（2025·山东淄博·二模）在如今快速发展的科技时代，越来越多的人开始考虑使用新能源汽车而非传统的汽油车。不仅因为环保意识的提高，更因为新能源汽车所带来的许多优势。下列关于这两种车的知识说法正确的是（　　） A．新能源汽车的效率可以达到100% B．新能源汽车主要利用的是电能，电能是一次能源 C．汽油机在做功冲程中机械能转化为内能 D．汽油机的压缩冲程是通过做功的方式来改变汽缸内气体的内能 7．【结合生活场景】（2025·山东日照·一模）下图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 8．【结合前沿科技】（2025·山东济南·中考真题）（多选）2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组完成第一次出舱活动，创下空间站建成后入轨出舱间隔时间最短纪录。下列说法正确的是（　　） A．在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息 B．在舱外活动时航天员的质量为零 C．空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能 D．空间站的太阳能帆板工作时利用的太阳能是不可再生能源 9．【结合前沿科技】（2025·山东济南·三模）（多选）科技改变生活，创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是（　　） A．“华龙一号”核电站利用核裂变产生的能量发电 B．“复兴号”动车组控制系统中的芯片由超导体制成 C．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度相等 D．石墨烯电池在充电的时候是将电能转化为化学能 10．【结合前沿科技】（2025·山东威海·中考真题）中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的 （选填“快慢”“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需 s。（c取3.0×105km/s） 11．【结合前沿科技】（2025·山东威海·中考真题）搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有 ；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于 （选填“一次”“二次”）能源。 12．【结合前沿科技】（2025·山东德州·二模）2024年5月，我国发射的“嫦娥六号”探测器开启世界首次月球背面采样，其工作过程的影像资料通过 传回地球，它背后的能量源泉是太阳能电池板，太阳能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 13．【结合生产场景】（2025·山东济南·三模）我国用1.2万块镜子和熔盐建成首批国家光热示范项目——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站，如图为其工作原理图。请根据理解在空白方框内填写合适的内容，完成光热电站发电的主要能量转化流程图。 14．【结合前沿科技】（2025·山东济宁·二模）如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，即通过核 变，释放巨大的核能。核反应的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1 L海水中含有的氘，这些氘完全核反应所释放的能量相当于300L汽油完全燃烧所释放的能量，为 J。（ρ汽油=0.71×103 kg/m3，q汽油=4.6×107 J/kg）。 15．【结合生产场景】（2025·山东滨州·二模）如图所示是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站——高温气冷堆核电站发电的流程图，核电站中的核反应堆是通过可控的 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放核能的设备。发电机发电后通过特高压输送电技术向各地的电网送电，送电电压 （选填“大于”或“小于”）220V。 16．【结合自然现象】（2025·山东济南·二模）如图所示，“太阳风”是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流。“太阳风”中的带电粒子通过地球附近时，运动轨迹发生改变，是由于地球周围的 对其有力的作用；太阳能主要来源于太阳内部发生的 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 17．【结合生产场景】（2025·山东临沂·一模）如图所示，我国“三峡引领号”漂浮式海上风电平台搭载了全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组。风能是 （填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电将空气的 能转化为电能；“三峡引领号”与北斗系统建立关联，利用 （填“超声波”或“电磁波”）向工作人员传递平台运动的动态信息；当海上风速变大时，应 （填“增加”或“减少”）平台内水仓中水的质量，使平台下沉一些，保持平台稳定；给“三峡引领号”风力发电机安装消声器，通过防止噪声 来降低噪声。 18．【结合生产场景】（2025·山东东营·一模）2025年1月7日，国内海上首套高含气井电潜泵在渤中油田D1H井投用，电潜泵适应油井含气量达到，比过去提升一半以上。如图是我国某座海上油井平台，其钻机作业时需要深入海面之下。1t海水的体积为 ；当钻机下放时，其受到的海水压强逐渐 （选填“变大”或“变小”），当它下潜到水下3000m处时，海水对它的压强为 Pa；石油是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。（取，海水密度取） 19．【结合前沿科技】（2025·山东·中考真题）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。 (1)聚焦太阳光熔化月壤过程是 能转化为 能； (2)测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是 ； (3)假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取） (4)小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。 20．【跨学科实践】（2025·山东菏泽·二模）请阅读《光伏发电》并回答下列小题。 光伏发电 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。与常用的火力发电系统相比，光伏发电具有众多优点，它是各国争相发展的一种发电方式。我国在光伏产业的各个领域都具备明显领先优势，发展空间十分广阔。 图中所示为某光伏发电系统结构图，该系统主要由太阳能电池组件、控制器和逆变器等部分组成。太阳能电池组件将太阳能转化为电能。当太阳能充足、发电量超过用户需求时，将发出的多余电能通过控制器存储在蓄电池中当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用该蓄电池的输出电压为24V。 光伏发电结构图 请根据上述材料，回答下列问题： (1)请你写出一条光伏发电的好处 ； (2)根据光伏发电系统结构图，你猜想逆变器的主要作用是 ； (3)如果你家安装了面积为20m2太阳能电池板，太阳能电池板每平方米的平均输出功率为50W，给蓄电池充电的效率为80%，蓄电池的容量为200Ah，则蓄电池从完全没电到充满电需要多长时间？ (4)若蓄电池中的能量全部用来烧水，可使多少kg的水从20℃升高到80℃？（水的比热容 c水=4.2×10³J/(kg·℃)） 21．【结合生产场景】（2025·山东滨州·中考真题）2025年5月8日，我国首个“风光火储一体化”特高压工程——陇东至山东±800千伏特高压直流工程竣工投产。工程西起甘肃庆阳换流站，东至山东东平换流站，采用双八百（±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量）特高压直流输电技术，输电距离915公里，每年可向山东省输送电量超过360亿千瓦时，每年减少燃煤消耗约1085万吨，减少二氧化碳排放约1490万吨，减少二氧化硫排放约1800吨，减少氮氧化物排放约2700吨，环境效益显著，对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。 (1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为 能； (2)如图乙，若太阳能电池板的面积为2m2，光电能量转化效率为20%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时可以输出多少电能？ (3)若高压输电线每千米的电阻为0.2Ω，在双八百（额定功率等于额定容量）输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少kg的煤放出的热量？（煤的热值q煤=3×107J/kg） (4)东平换流站将800kV的特高压经降压变压器逐级降低成380V或220V的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不 低压带电体，不靠近高压带电体； (5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题21 信息与能源 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·时空导航·网络构建 3 03·考点通关·靶向突破 4 考点1 信息传递 4 教材·知识夯基 1．电磁波的海洋 2．广播、电视和移动通信 3．卫星通信和光纤通信 中考·考法聚焦 考法1 结合科技应用 考法2 教材素材链接 考点2 能源与可持续发展 6 教材·知识夯基 1．能源利用的现状和面临的挑战 2．新能源的发展 中考·考法聚焦 考法1 物理概念辨析 考法2 结合前沿科技 04·优题精选·百炼成钢 12 考点 考查形式 考查内容 考法分析 信息传递 ☑选择题 ☑填空题 电磁波、广播、电视及移动通信、卫星通信和光纤通信 1.结合科技应用：通过结合科技应用（连通器、磁极间的相互作用、浮力原理、流体压强），考查学生对磁极间相互作用力的理解。如2025・山东青岛卷T1。 2.教材素材链接：以课本教材的素材为依托，回归教材，考查学生课本基础知识的掌握程度，以及对电磁波概念的理解。如2025・山东德州卷T13。 能源与可持续发展 ☑选择题 ☑填空题 能源利用的现状和面临的挑战、新能源的发展 1.物理概念辨析：以能源、信息的基本物理概念为入手点，考查学生对基础概念的理解能力和辨析能力。2025・山东淄博卷T2。 2.结合前沿科技：以“新一代人造太阳”为背景，考查学生对核裂变和核聚变的理解和辨析。2025・山东德州卷T15。 命题新趋势 本专题的主要内容是学生了解性和常识性内容，命题将从基础记忆转向情境化、跨学科、 探究性、价值观融合的综合考查。考题难度不大，要求考生对本专题的内容做到熟记的程度，除此之外，本专题的内容还与社会科技前沿、材料应用、能源和太空探索相结合，考生在复习时应重点关注。 命题预测 1. 结合前沿科技及生活生产场景：天问二号、光伏声屏 障、氢能汽车、抽水蓄能电站； 2. 跨学科融合：传感器原理、风电场选址评估、光伏发电； 3. 价值导向：核能安全、新能源开发、航天探索成果。 考点1 信息传递 1．电磁波 产生 导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。 传播特点 电磁波的传播不需要介质，在真空中能传播，传播速度约是3×10 8 m/s。 特征 波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，字母符号是λ，单位是m。 波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是m/s。 频率：某确定位置，单位时间内通过波峰（或波谷）的次数，字母符号是f，单位是Hz。 三者的关系是c = λf 。波长越长的电磁波，频率越低。 电磁波谱 频率由小到大依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 应用 ①传递信息：如广播、电视、移动电话等信号； ②传递能量：如微波炉利用微波加热食物、 激光武器等。 2．广播、电视和移动通信 相同点 不同的 载体 发射过程 接收过程 信号形式 载体电磁波的特点 发射和接收设备 广播 电磁波 信号转换、调制、天线发射 天线接收、调谐、解调 音频信号 频率最小 广播电台发射、收音机接收 电视 音频信号和视频信号 频率较小 电视台发射、电视机接收 移动 电话 各种形式的信号 频率最大 移动电话发射、接收，基地台转接 【特别提醒】 1. 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。 2. 卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。同步卫星的优点是覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。 3. 光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一。激光的特点是频率单一、方向集中，可以用来传递信息。 4. 网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。 世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。 宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。 1．【结合科技应用】（2025·山东青岛·中考真题）2025年4月25日，神舟二十号航天员乘组入驻中国空间站，后续开展了多项空间科学实验，获得的实验数据和图像等信息能及时传回地面所利用的是（  ） A．红外线 B．紫外线 C．电磁波 D．超声波 考查知识 电磁波 命题解读 命题意图：本题以航天科技中的数据和图像传输为背景，精准考查学生对红外线、紫外线、电磁波、超声波的辨析。 解题思路：抓住红外线、紫外线、电磁波、超声波的特点及其应用，根据各自的物理特性进行匹配，便可准确找到答案。 【答案】C 【详解】A．红外线具有热效应，常用于遥控、红外测温等，但它在信息传输的距离、容量等方面，不适合用于太空与地面的大量实验数据、图像等信息的传输，故A不符合题意； B．紫外线能使荧光物质发光、杀菌消毒等，主要应用于消毒、防伪等领域，无法完成太空到地面的信息传输任务，故B不符合题意； C．电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，且可以高效地传递包括数据、图像在内的各种信息。神舟二十号在太空（真空环境）中，要将实验数据和图像等信息传回地面，利用的就是电磁波，故C符合题意； D．超声波是声波，声波的传播需要介质，而太空是真空环境，没有传播声波的介质，所以超声波无法在太空与地面之间传递信息，故D不符合题意。 故选C。 2．【教材素材链接】（2025·山东德州·中考真题）如图所示，不同频率范围的无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都属于 （选填“超声波”或“电磁波”），在我们的生活中发挥着重要作用。 考查知识 电磁波的分类 命题解读 命题意图：本题以不同波的频率分布情况为背景，精准考查学生对电磁波概念的理解。 解题思路：抓住各种波的频率分布情况，同时了解波的分类情况，根据各自的物理特点进行匹配，便可准确找到答案。 【答案】电磁波 【详解】无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等都属于电磁波，它们在真空中的传播速度相同，且都能传递能量和信息，在生活中有着广泛的应用，比如无线电波用于通信，红外线用于遥控等。而超声波是频率高于20000Hz的声波，属于机械波，与题目中所提的这些波不同。 考点2 能源与可持续发展 1．能源 能源 一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源，这类能源叫作不可再生能源。水能和风能等能源可以在短时间内从自然界得到补充，叫作可再生能源。 一次能源 可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。 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叫二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等。 2．能源利用面临的挑战 能源危机 原因 ①化石能源储量并不丰富； ②化石能源的开发利用后不能再生。 应对措施 面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。 3．核能 原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。 核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。 裂变 用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。 聚变 将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。 太阳能 1.太阳能的产生—氢核聚变 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。因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说，太阳是一个巨大的“核能火炉”。 2.太阳能的传递—热辐射 太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面。太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。 4. 裂变与聚变的比较 比较 裂变 聚变 定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程 条件 用中子轰击较大的原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制 应用 原子弹、核电站 氢弹 5. 核能的特点 核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。 核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。 选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。 6. 太阳能的优缺点 优点 清洁无污染 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染 分布广、获取方便 太阳能分布广，不需要挖掘、开采和运输 持久、可再生 太阳能取之不尽用之不竭，太阳能内部的热核反应还足以持续50亿年之久，是人类可以利用的最丰富的新能源 缺点 分散 太阳能到达地球上时非常分散，接收装置需要有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价 不稳定 太阳能的利用受天气、昼夜、地理位置的影响很大，而且还必须有储存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使经济效益降低 转换效率低 太阳能的转换效率较低 7. 能源与可持续发展 （1）人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面： 热污染 化石能源在使用中产生大量的内能，其中未被利用的能量会造成热污染。例如，汽车尾气就是造成城市热岛效应的因素之一。 大气污染 化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构建造成危害。 温室效应 使用化石能源的过程中会产生大量的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，进一步加剧地球的温室效应。 生态破坏 一些欠发达地区过分依赖柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。 有害辐射 核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害。 （2）能源与可持续发展 为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。 【方法技巧】 1. 裂变的利用 （1）核电站： ①核反应堆及核电站的工作原理 如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。 ②核反应堆中的能量转化 ③核电站的特点 a.消耗的热量少，产生的能量巨大； b.产生废渣少，对大气基本无污染； c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。 （2）原子弹 链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。 2. 聚变的应用 （1）大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。 （2）可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点 ①燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。 ②不污染环境，是一种真正的清洁能源。 3. 太阳能的利用：太阳能的利用就是将太阳能转化为其他形式的能。 （1）太阳能的间接利用 由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。 （2）太阳能的直接利用：目前直接利用太阳能方式主要有：一种是光热转换，一种是光点转换。 ①光热转换：通过集热器直接利用太阳能进行加热，直接把太阳能转化为内能加以利用。例如，生活中的太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等。 太阳能热水器 太阳能灶 ②光电转换：光电转换是把太阳能转化为电能再加以利用，一般是通过太阳能电池来实现的。能将光能直接转化为电能的太阳能电池可作为人造卫星、航标灯、交通信号灯、晶体管收音机等的电源。现在不少城市大规模使用的太阳能路灯也是依靠太阳能电池来工作的。 4. 太阳能的优缺点：能直接利用太阳能作为一种新能源，有一定的缺点，但具有其他能源不可比拟的优点。 1．【物理概念辨析】（2025·山东淄博·中考真题）下列关于能源、信息、宇宙和粒子的说法正确的是（　　） A．风能、水能都属于可再生能源 B．石油、太阳能都属于清洁能源 C．手机、声呐都利用电磁波传递信息 D．银河系、太阳、地球、中子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 考查知识 能源、信息 命题解读 命题意图：本题属于物理概念辨析题，考查学生对基础物理概念的理解和掌握情况。 解题思路：抓住各物理概念的基本定义，根据定义进行判断辨析，进而快速找到正确答案。 【答案】A 【详解】A．风能、水能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源，故A 正确； B．石油燃烧会产生污染物，不属于清洁能源；太阳能属于清洁能源，故B 错误； C．手机利用电磁波传递信息，声呐利用超声波传递信息，故C 错误； D．尺度由大到小的正确顺序应为银河系、太阳、地球、分子、中子，故D 错误。 故选 A。 2．【结合前沿科技】（2025·山东德州·中考真题）2025年5月，被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置在四川绵阳实现百万安培亿度H模，如图所示。其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，是我国自主研发的可控 （选填“核聚变”或“核裂变”）大科学装置。 考查知识 核聚变 命题解读 命题意图：本题以“新一代人造太阳”为背景，考查学生对核裂变和核聚变的理解和辨析。 解题思路：抓住“其产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样”这一核心信息。明确太阳内部发生的是核聚变反应，从而，便可迅速写出正确答案。 易错点：不要潜意识中认为可控的原子反应就是核裂变反应，从而导致出错，要根据题目中的信息进行大胆判断。 【答案】核聚变 【详解】太阳放出的能量是通过核聚变得到的，“新一代人造太阳”的能量产生原理与太阳发光发热相似，所以人造太阳是通过核聚变释放巨大能量。 1．【物理概念辨析】（2025·山东·中考真题）下列属于不可再生能源的是（　　） A．风能 B．地热能 C．石油 D．太阳能 【答案】C 【详解】不可再生能源是指短期内无法自然再生或需极长时间再生的能源。 A．风能由空气流动产生，可循环再生，属于可再生能源，故A不符合题意； B．地热能来自地球内部，可持续利用，属于可再生能源，故B不符合题意； C．石油是化石燃料，需数百万年形成，无法短期再生，属于不可再生能源，故C符合题意； D．太阳能直接来自太阳，可源源不断获取，属于可再生能源，故D不符合题意。 故选C。 2．【物理概念辨析】（2025·山东济南·一模）新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源。以下既属于新能源又属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．地热能 C．石油 D．核能 【答案】D 【详解】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、风能、地热能、核能等。不可再生能源是指短期内无法再生或循环使用的能源。 A．太阳能是新能源；太阳能是来自太阳的辐射能量，取之不尽、用之不竭，属于可再生能源。故A不符合题意； B．地热能是新能源；地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是可再生能源。故B不符合题意； C．石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于生物沉积变油，其形成过程非常缓慢，是不可再生能源，但它属于传统能源，不是新能源。故C不符合题意； D．核能是通过核反应从原子核释放的能量，需要核燃料，而核燃料（如铀等）在地球上的储量是有限的，一旦消耗就难以再生，同时核能属于新能源。故D符合题意。 故选D。 3．【物理概念辨析】（2025·山东滨州·三模）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（　　） A．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝 B．太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核聚变 C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大 D．光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减 【答案】A 【详解】A．由于超导材料的电阻为0，通电时不会产生热量，适合制作远距离输电导线，但不能用于制作电炉的电阻丝，故A错误，符合题意； B．太阳内部每时每刻都在发生核聚变，释放巨大的能量，是人类能源的宝库，地球上的大部分能量都来自太阳，故B正确，不符合题意； C．随着人类科技的发展，信息储存的介质越来越先进，介质容量越来越大，但其体积越来越小，所以容量密度越来越大，竹简、纸、录音磁带、光盘等容量密度依次增大，故C正确，不符合题意； D．光纤，即光导纤维，是传输光信号的器件，光纤通信具有抗干扰能力强、传输容量大、信号衰减小等优点，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．【结合生活场景】（2025·山东济宁·一模）如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞，可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后，就可以收集其运动数据。下列说法不正确的是（    ） A．手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据 B．锂电池在供电过程中将电能转化为化学能 C．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的 D．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 【答案】B 【详解】A．手机和“智能脚蹬车”之间通过电磁波（比如蓝牙、WiFi属于电磁波范畴）传输数据，故A正确，不符合题意； B．锂电池供电时，是将化学能转化为电能，而不是电能转化为化学能（充电时才是电能转化为化学能），故B错误，符合题意； C．太阳能电池板的核心材料是硅，属于半导体材料，故C正确，不符合题意； D．太阳能可以从自然界源源不断获取，属于可再生能源，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．【物理概念辨析】（2025·山东济宁·三模）下列有关电磁波与能量的说法中正确的是（　　） A．利用卫星系统进行导航，其信息传递的媒介与“B超”相同 B．在空气中，声传播的速度远小于电磁波的传播速度 C．太阳能是核裂变释放的核能 D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量不守恒 【答案】B 【详解】A．利用卫星系统进行导航，是利用电磁波来传递信息的，电磁波的传播不需要介质；B超是利用超声波来传递信息的，超声波的传播需要介质，故A错误； B．声音在15℃空气中的传播速度是340m/s，电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s。在空气中，声传播的速度远小于电磁波的传播速度，故B正确； C．太阳能是核聚变释放的核能，故C错误； D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，总的能量是守恒的，故D错误。 故选B。 6．【结合前沿科技】（2025·山东淄博·二模）在如今快速发展的科技时代，越来越多的人开始考虑使用新能源汽车而非传统的汽油车。不仅因为环保意识的提高，更因为新能源汽车所带来的许多优势。下列关于这两种车的知识说法正确的是（　　） A．新能源汽车的效率可以达到100% B．新能源汽车主要利用的是电能，电能是一次能源 C．汽油机在做功冲程中机械能转化为内能 D．汽油机的压缩冲程是通过做功的方式来改变汽缸内气体的内能 【答案】D 【详解】A．任何机械的效率都不可能达到100%，因为存在能量损耗，新能源汽车也不例外，故A 错误； B．新能源汽车利用电能，电能是二次能源，是由其他形式的能转化而来的，不是一次能源， 故B 错误； C．汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，是内能转化为机械能，而不是机械能转化为内能，故C 错误； D．汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为气体内能，是通过做功改变内能，故D 正确。 故选D。 7．【结合生活场景】（2025·山东日照·一模）下图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于可再生能源 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 【答案】A 【详解】A．风能和太阳能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源，故A正确； B．核反应有可控的核裂变与不可控的核聚变，太阳能来自太阳内部不可控的核聚变，故B错误； C．给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．控制器中的集成电路主要是用半导体材料制成，而不是超导材料，故D错误。 故选A。 8．【结合前沿科技】（2025·山东济南·中考真题）（多选）2025年5月22日，神舟二十号航天员乘组完成第一次出舱活动，创下空间站建成后入轨出舱间隔时间最短纪录。下列说法正确的是（　　） A．在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息 B．在舱外活动时航天员的质量为零 C．空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能 D．空间站的太阳能帆板工作时利用的太阳能是不可再生能源 【答案】AC 【详解】A．太空是真空环境，声音无法传播，而电磁波可以在真空中传播，所以在舱外活动时航天员和地面控制中心通过电磁波传递信息，故A正确； B．质量是物体的一种基本属性，它不随物体的位置、状态、形状等因素的改变而改变，所以在舱外活动时航天员的质量不为零，故B错误； C．空间站的太阳能帆板在有光照时，产生电能，供整舱使用，同时为锂离子蓄电池储存能量，空间站的太阳能帆板在没有光照时，空间站依靠锂离子蓄电池释放电能工作，故空间站的太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能，故C正确； D．太阳能可以源源不断地从自然界中获得，属于可再生能源，故D错误。 故选AC。 9．【结合前沿科技】（2025·山东济南·三模）（多选）科技改变生活，创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是（　　） A．“华龙一号”核电站利用核裂变产生的能量发电 B．“复兴号”动车组控制系统中的芯片由超导体制成 C．5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度相等 D．石墨烯电池在充电的时候是将电能转化为化学能 【答案】ACD 【详解】A．核裂变可以人为控制，核聚变不可控，目前核电站利用核裂变产生的能量发电，故A正确； B．半导体材料的导电性能可以受到外部环境的影响而发生变化，这使得它可以被用于制造各种类型的传感器，“复兴号”动车组控制系统中的芯片由半导体制成，故B错误； C．5G和4G通讯信号都是电磁波，电磁波在真空中传播的速度相等，故C正确； D．石墨烯电池在充电的时候消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故D正确。 故选ACD。 10．【结合前沿科技】（2025·山东威海·中考真题）中国北方中纬高频雷达网是一种利用高频电磁波探测高空电离层带电粒子的科学设施，其通过发射电磁波并接收反射回波来获取信息。电磁波与带电粒子的相互作用改变了电磁波传播的 （选填“快慢”“方向”）；电磁波从地面开始发射到60km高度处被反射回发射点，共需 s。（c取3.0×105km/s） 【答案】 方向 4×10-4 【详解】[1]电磁波与带电粒子相互作用时，主要改变其传播的方向，电磁波在真空中的速度不变。 [2]电磁波往返总路程为s=2×60km=120km 需要的时间 11．【结合前沿科技】（2025·山东威海·中考真题）搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有 ；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于 （选填“一次”“二次”）能源。 【答案】 方向性 二次 【详解】[1]火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，由于能量的转化具有方向性，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭。 [2]我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源。 12．【结合前沿科技】（2025·山东德州·二模）2024年5月，我国发射的“嫦娥六号”探测器开启世界首次月球背面采样，其工作过程的影像资料通过 传回地球，它背后的能量源泉是太阳能电池板，太阳能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 电磁波 可再生 【详解】[1]太空是真空环境，用电磁波传递信息。 [2]太阳能能在自然界中源源不断地得到，是可再生能源。 13．【结合生产场景】（2025·山东济南·三模）我国用1.2万块镜子和熔盐建成首批国家光热示范项目——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站，如图为其工作原理图。请根据理解在空白方框内填写合适的内容，完成光热电站发电的主要能量转化流程图。 【答案】 内能 汽轮发电机 【详解】[1]吸热器的作用是吸收镜子反射的太阳光中的能量。太阳光具有的是太阳能，吸热器吸收太阳能后，使自身以及内部物质的温度升高，内能增加。所以吸热器中发生的能量转化是太阳能转化为内能。 [2]根据题图可知，蒸汽又推动汽轮发电机将内能转化为机械能，汽轮发电机又将机械能转化为电能。 14．【结合前沿科技】（2025·山东济宁·二模）如图所示是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。其反应原理与太阳类似，即通过核 变，释放巨大的核能。核反应的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1 L海水中含有的氘，这些氘完全核反应所释放的能量相当于300L汽油完全燃烧所释放的能量，为 J。（ρ汽油=0.71×103 kg/m3，q汽油=4.6×107 J/kg）。 【答案】 聚 9.798×109 【详解】[1]核反应有核裂变与核聚变，东方超环用核聚变的方式获取核能。 [2]由得，300 L汽油的质量为 完全燃烧放出的热量 15．【结合生产场景】（2025·山东滨州·二模）如图所示是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站——高温气冷堆核电站发电的流程图，核电站中的核反应堆是通过可控的 （选填“核聚变”或“核裂变”）释放核能的设备。发电机发电后通过特高压输送电技术向各地的电网送电，送电电压 （选填“大于”或“小于”）220V。 【答案】 核裂变 大于 【详解】[1]获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核电站中的核反应堆是通过可控的核裂变反应释放核能。 [2]家庭电路的电压是220V，发电机发电后通过特高压输送电技术向各地的电网送电，所以送电电压大于220V。 16．【结合自然现象】（2025·山东济南·二模）如图所示，“太阳风”是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流。“太阳风”中的带电粒子通过地球附近时，运动轨迹发生改变，是由于地球周围的 对其有力的作用；太阳能主要来源于太阳内部发生的 （选填“核裂变”或“核聚变”）。 【答案】 地磁场 核聚变 【详解】[1]高速带电粒子定向移动形成电流，由于电流具有磁效应，其产生磁场与地球磁场相互作用，从而使带电粒子的运动轨迹发生变化。 [2]核裂变和核聚变都能释放能量，太阳能来自太阳内部的核聚变反应。 17．【结合生产场景】（2025·山东临沂·一模）如图所示，我国“三峡引领号”漂浮式海上风电平台搭载了全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组。风能是 （填“可再生”或“不可再生”）能源；风力发电将空气的 能转化为电能；“三峡引领号”与北斗系统建立关联，利用 （填“超声波”或“电磁波”）向工作人员传递平台运动的动态信息；当海上风速变大时，应 （填“增加”或“减少”）平台内水仓中水的质量，使平台下沉一些，保持平台稳定；给“三峡引领号”风力发电机安装消声器，通过防止噪声 来降低噪声。 【答案】 可再生 动 电磁波 增加 在声源处 【详解】[1]风能可在短时间内重复使用，所以风能是可再生能源。 [2]空气流动具有一定的动能，风力发电将空气的动能转化为电能。 [3]电磁波能够传递信息且传递不需要空气介质，三峡引领号”与北斗系统建立关联，利用了电磁波。 [4]使平台下沉一些，排开液体体积增大，则浮力增大，根据漂浮时，浮力等于重力，故重力增大，即需增加平台内水仓中水的质量。 [5]防止噪音传播的途径在声源处，在传播处中，在人耳处，此处是在声源处来降低噪声。 18．【结合生产场景】（2025·山东东营·一模）2025年1月7日，国内海上首套高含气井电潜泵在渤中油田D1H井投用，电潜泵适应油井含气量达到，比过去提升一半以上。如图是我国某座海上油井平台，其钻机作业时需要深入海面之下。1t海水的体积为 ；当钻机下放时，其受到的海水压强逐渐 （选填“变大”或“变小”），当它下潜到水下3000m处时，海水对它的压强为 Pa；石油是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。（取，海水密度取） 【答案】 1 变大 不可再生 【详解】[1]1t海水的体积为 [2]当钻机下放时，根据知，深度增大，受到的海水压强逐渐变大。 [3]当它下潜到水下3000m处时，海水压强约为 [4]石油是化石能源，开采后，短时间不能恢复，所以属于不可再生能源。 19．【结合前沿科技】（2025·山东·中考真题）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。 (1)聚焦太阳光熔化月壤过程是 能转化为 能； (2)测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是 ； (3)假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取） (4)小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。 【答案】(1) 太阳 内 (2)电磁波 (3)3.75×108m (4)见解析 【详解】（1）[1][2]聚焦太阳光熔化月壤，是将太阳能转化为内能，使月壤的温度升高从而熔化。 （2）电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，月球是真空环境，因此测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是电磁波。 （3）已知激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，则激光站与“天都一号”间的距离 （4）质量是物体的一种基本属性，与形状、状态、所处空间位置无关，因此在月球上质量不变；月球上g月大约是地球上g的，根据G=mg，在质量m不变的情况下，重力G会变小，做引体向上时需要克服的重力变小，所以完成引体向上会更轻松，小明说质量变小是错误的，说完成引体向上更轻松是正确的。 20．【跨学科实践】（2025·山东菏泽·二模）请阅读《光伏发电》并回答下列小题。 光伏发电 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。与常用的火力发电系统相比，光伏发电具有众多优点，它是各国争相发展的一种发电方式。我国在光伏产业的各个领域都具备明显领先优势，发展空间十分广阔。 图中所示为某光伏发电系统结构图，该系统主要由太阳能电池组件、控制器和逆变器等部分组成。太阳能电池组件将太阳能转化为电能。当太阳能充足、发电量超过用户需求时，将发出的多余电能通过控制器存储在蓄电池中当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用该蓄电池的输出电压为24V。 光伏发电结构图 请根据上述材料，回答下列问题： (1)请你写出一条光伏发电的好处 ； (2)根据光伏发电系统结构图，你猜想逆变器的主要作用是 ； (3)如果你家安装了面积为20m2太阳能电池板，太阳能电池板每平方米的平均输出功率为50W，给蓄电池充电的效率为80%，蓄电池的容量为200Ah，则蓄电池从完全没电到充满电需要多长时间？ (4)若蓄电池中的能量全部用来烧水，可使多少kg的水从20℃升高到80℃？（水的比热容 c水=4.2×10³J/(kg·℃)） 【答案】(1)环保 (2)将直流电转换为交流电 (3)6h (4)68.6kg 【详解】（1）光伏发电不产生污染物和温室气体排放，有助于减少空气污染和应对气候变化。太阳能资源丰富，取之不尽用之不竭。 （2）由图可知，直流电经过逆变器变成交流电，它的作用是将直流电转换为交流电。 （3）蓄电池储存的电能W=UIt=24V×200A×3600s=1.728×107J 有效充电功率 充电时间 （4）水吸收的热量Q吸=W=1.728×107J 水的质量 21．【结合生产场景】（2025·山东滨州·中考真题）2025年5月8日，我国首个“风光火储一体化”特高压工程——陇东至山东±800千伏特高压直流工程竣工投产。工程西起甘肃庆阳换流站，东至山东东平换流站，采用双八百（±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量）特高压直流输电技术，输电距离915公里，每年可向山东省输送电量超过360亿千瓦时，每年减少燃煤消耗约1085万吨，减少二氧化碳排放约1490万吨，减少二氧化硫排放约1800吨，减少氮氧化物排放约2700吨，环境效益显著，对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。 (1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为 能； (2)如图乙，若太阳能电池板的面积为2m2，光电能量转化效率为20%，则在1000W/m2的光照强度下，每小时可以输出多少电能？ (3)若高压输电线每千米的电阻为0.2Ω，在双八百（额定功率等于额定容量）输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少kg的煤放出的热量？（煤的热值q煤=3×107J/kg） (4)东平换流站将800kV的特高压经降压变压器逐级降低成380V或220V的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不 低压带电体，不靠近高压带电体； (5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点 。 【答案】(1)电 (2) (3)； (4)接触 (5)见解析 【详解】（1）风力发电机组工作时消耗机械能，得到电能，即将机械能转化为电能。 （2）电池板总功率为 则一小时获得的光能为 每小时输出的电能为 （3）由可得，电路中的电流为 每根输电线每秒放出的热量为 由可知，相当于每秒燃烧煤的质量为 （4）安全用电的原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 （5）与传统火力发电相比，风、光发电的优点是清洁、无污染、可再生、运行成本低。 1 学科网（北京）股份有限公司 $