专题17 信息能源与可持续发展（复习讲义）（广东通用）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题17 信息、 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·思维导图·网络构建 3 03·考点通关·靶向突破 3 考点1 电磁波的海洋 3 教材·知识夯基 一、电磁波是怎样产生的 二、电磁波是怎样传播的 三、电磁波大家族 中考·新考法聚焦 考法1 结合智慧手写板的课堂场景考查电磁波传播 考法2 结合穿戴式智能手表的科技场景考查电磁波、电能计算与平均速度 考点2 广播、电视和移动通信 6 教材·知识夯基 一、无线电广播信号的发射和接收 二、电视信号的发射和接收 三、移动通信信号的发射和接收 中考·新考法聚焦 考法1 结合电话手表的科技场景考查电磁波、能量转化与电能计算 考法2 结合广播电台发射塔的科技场景考查电磁波产生、传播特性与波速频率关系 考点3 卫星通信和光纤通讯 9 教材·知识夯基 一、卫星通信 二、光纤通信 中考·新考法聚焦 考法1 结合能源、信息和材料的科技场景考查光纤通信、半导体材料、压强、能量转化 考法2 结合北斗卫星导航与航天发射的科技场景考查电磁波通信、光纤通信原理 考点4 能源利用的现状和面临的挑战 10 教材·知识夯基 一、人类利用能源的历程 二、能源利用面临的挑战 中考·考法聚焦 考法1 结合城市智慧灯杆的科技场景考查电磁波通信、半导体材料、能源分类 考法2 结合超级镜子发电站的科技场景考查热传递、能量转化 考点5 新能源的发展 13 教材·知识夯基 一、核能 二、太阳能 中考·新考法聚焦 考法1 结合 “人造太阳” 的科技场景考查原子核构成、能源分类、核聚变 考法2 结合中国空间站的航天场景考查光源判断、太阳能电池板颜色选择 04·素养拓展·思维进阶 16 拓展01 跨学科实践：为节约能源设计方案 05·优题精选·练能提分 18 考点 考查形式 考查内容 考法分析 电磁波及其应用 ☑选择题 ☑填空题 电磁波的产生与传播特点；电磁波的分类及波长、频率、波速的关系；电磁波在通信、导航、医疗等领域的应用 1、科技场景：结合 5G 通信、北斗导航、卫星遥感、战斗机等我国前沿科技，考查电磁波的传播与应用。如2025深圳T16、2025广东省卷T1。 2、生活应用：以手机通信、Wi-Fi 上网、微波炉加热等日常场景为载体，判断电磁波的应用类型。 能源与可持续发展 ☑选择题 ☑填空题 能源的分类（可再生能源、不可再生能源）；核能的利用（裂变、聚变）；太阳能的利用方式；能源危机与可持续发展策略 1、地域特色：结合广东光伏发电、海上风电等新能源产业发展，考查可再生能源的利用。如2025广东省卷T11、2025深圳T9。 2、科技前沿：引入 “人造太阳” 核聚变实验、核电站运行等场景，考查核能的利用原理。如2024广东省卷T12。 3、生活实践：给出家庭节能方案、新能源汽车推广等情境，判断能源类型及可持续发展措施。 命题新趋势 1、弘扬科技自信：通过引入我国北斗导航系统、“人造太阳”、5G 技术等自主科技成果，丰富考查形式的同时，增强学生的科技自信与家国情怀。 2、生活场景化：以智能家居通信、新能源汽车充电、家庭光伏板安装等贴近生活的场景为载体，展现电磁波与新能源的实际应用。 3、绿色发展导向：紧扣 “双碳” 目标，结合广东绿色能源发展实践，强化对能源分类、节能措施、可持续发展的考查。 命题预测 1、注重情境创设：试题将更多融入我国科技成果、广东本地新能源发展和日常生活节能等真实情境，考查学生对电磁波应用、能源分类的判断及可持续发展理念的践行能力。 2、强化概念辨析：重点考查可再生与不可再生能源的区分、电磁波与声波的差异、核能裂变与聚变的应用场景，侧重基础概念的精准理解。 3、出现跨学科融合：部分题目开始体现物理与地理、道法学科的融合，例如结合我国能源分布分析新能源开发策略，或结合环保政策考查可持续发展的实践路径。 考点1 电磁波的海洋 【课标要求】知道电磁波的产生与传播，了解电磁波可以在真空中传播，知道电磁波的速度、波长、频率的关系，了解电磁波谱。 一、电磁波是怎样产生的 1、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。 2、电磁波产生的原理：变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 3、电磁波的发射和接收 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 二、电磁波是怎样传播的 1、水波 （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作波谷。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 2、电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 3、电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 三、电磁波大家族 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 3、电磁波的应用 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 【易错警示】 1.切忌认为电磁波传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，例如卫星信号能在太空传播。 2.切忌把光速和电磁波速度当成不同量，真空中电磁波速度等于光速，都是 3×108m/s。 1．【结合智慧手写板的课堂场景考查电磁波传播】（2025·广东深圳·模拟预测）近年来智慧手写板逐渐走入深圳课堂，如图所示，小余将一张白纸铺在板上，用板上的架子牢牢固定，并使用手写笔在纸上书写，下列说法正确的是（　　） A．正确书写横向笔画“一”时，白纸受到笔的摩擦力方向向左 B．若想使笔画更粗，小余可将笔适当倾斜，其余条件不变，笔对纸的压强变大 C．书写完毕，小余将笔放在手写板的白纸上，此时笔、白纸、手写板的重力和桌面对手写板的支持力是平衡力 D．作答完毕，老师利用蓝牙将小余的答案投屏在教室屏幕上，该操作在太空中也可以完成 2．【结合穿戴式智能手表的科技场景考查电磁波、电能计算与平均速度】（2025·广东深圳·模拟预测）如图是一款穿戴式“智能手表”，具有接听电话、精准定位、计步统计能量消耗统计和心脏监测等功能，内置规格为“3.7V　300mAh”的锂电池。智能手表是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行精准定位，该手表电池充满电后大约储存了 J电能。某位选手佩戴智能手表跑完半程马拉松，手表记录如下表所示，该选手的平均速度是 km/h。 运动时间 01:10:00 运动距离/km 21km 热量消耗/kcal 1200 考点2 广播、电视和移动通信 【课标要求】了解无线电广播、电视和移动电话的工作过程，知道电磁波在信息传递中的应用。 一、无线电广播信号的发射和接收 1、无线电广播的工作过程 2、无线电广播的发射（如图甲）:发射由广播电台完成,发射过程: 话筒：把播音员的声音信号转换成电信号。 调制器：把音频电信号加载到高频电流上。 天线：通过天线发射到空中。 3、无线电广播的接收（如图乙）:接收由收音机完成,接收过程： 天线：接收到各种各样的电磁波。 调谐器：转动调谐器的旋钮，即选台，可以从中选出特定频率的信号。 检波器：收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来。 扬声器：把音频信号转换成声音。 3、调制、调谐和解调 （1）调制器作用：调制，把音频电信号加载到高频电流上。 （2）调谐器作用：调谐，选出特定频率的信号，即选台。 （3）检波器作用：检波，取出所需要的信号。 （4）解调器：比检波的范围更广，中考不必考虑二者区别。 4、音频、视频和射频信号 （1）由声音变成的电信号，它的频率跟声音的频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。 （2）由图象变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫视频信号。 （3）音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力能很差，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叫做射频。 二、电视信号的发射和接收 1、电视图象信号的工作过程：用电磁波传递图象信号和声音信号．声音信号的产生、传播、接收跟无线电广播的工作过程相似。 2、电视信号的发射和接收 （1）发射 摄像机：把图象变成电信号。 发射机：把电信号加载到频率很高的电流上。 天线：能过发射天线发射到空中。 （2）接收 天线：电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来。 电视机：通过电视机把图象信号取出并放大。 显像管：把它还原成图象。 三、移动通信信号的发射和接收 1、移动通信 （1）原理：移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 （2）特点：体积很小，发射功率不大；天线简单，灵敏度不高．必须建立基地台。 （3）无线电话：由主机和手机组成．它们之间通过无线电波沟通，主机接在市话网上，相当于基地台，手机不能离座机太远。 2、广播、电视、移动电话信号传递的异同 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 【易错警示】 1.切忌认为话筒、听筒工作原理一样，话筒将声信号转变成电信号，听筒将电信号还原成声信号。 2.切忌认为移动电话靠声波通信，移动电话是通过电磁波来传递信息的。 1．【结合电话手表的科技场景考查电磁波、能量转化与电能计算】（2025·广东广州·三模）下表是某电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） 产品类型 GPS手表 功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池 产品质量 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电约消耗电能4100J D．手表通话时将电信号转化为声信号 2．【结合广播电台发射塔的科技场景考查电磁波产生、传播特性与波速频率关系】（2025·广东·二模）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 考点3 卫星通信和光纤通讯 【课标要求】了解卫星通信、光纤通信的原理和特点，知道现代通信技术的发展。 一、卫星通信 1、微波 （1）定义：波长为10m～1mm，频率为30MHz～3×105MHz的电磁波。微波波长比无线电波短，比红外线长。 （2）特点：性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 2、微波通信 （1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。 （2）优点：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。如一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 （3）缺点：微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。要使信号传递越远，需要的中继站就越多。如遇到雪山和大洋等无法建中继站时，微波通信就无法继续 （4）月球不能作为微波通信中继站的原因 a.离我们太远，会造成信号衰减、时间延迟 b.月球在空中的位置不固定，只有当地球上两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。 3、微波的其它应用 （1）雷达：微波遇到障碍物会发生发射，人们根据这一原理制成了雷达。 （2）导航：利用电磁波实现定位的一种方式 （3）加热：某些频率的微波能加剧水和脂肪分子的运动，使物体温度升高，微波炉就是根据这一原理制成的。 4、卫星通信：利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递。 5、卫星通信系统：由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信。 二、光纤通信 1、光纤通信：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线通信。 2、光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时，发生全反射，光就不会跑到外层了。 【易错警示】 1.切忌认为光纤通信靠电流传播信号，光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传递信息。 2.切忌把卫星通信当成有线通信，卫星通信依靠微波（电磁波）中继，实现远距离通信。 1．【结合能源、信息和材料的科技场景考查光纤通信、半导体材料、压强、能量转化】（2025·广东阳江·二模）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．利用激光在光纤中不断折射可进行信息传递 B．我国研制的“5G”芯片所用的材料是半导体 C．拉载盾构机车要用大轮胎是为了增大压强 D．新能源汽车普遍使用的锂电池储存的是电能 2．【结合北斗卫星导航与航天发射的科技场景考查电磁波通信、光纤通信原理】（2025·广东茂名·模拟预测）北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。 考点4 能源利用的现状和面临的挑战 【课标要求】了解能源的分类，知道不可再生能源和可再生能源，了解能源消耗对环境的影响及能源危机。 一、人类利用能源的历程 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。 2、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 3、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 二、能源利用面临的挑战 1、能源危机 （1）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。 （2）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。 2、开发利用新能源：已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。 （1）新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式；指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等 （2）新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，新能源包括各种可再生能源和核能，相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义，同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 【易错警示】 1.切忌认为化石能源是可再生能源，煤、石油、天然气属于不可再生能源，消耗后短期内不能补充。 2.切忌过度使用化石能源没有危害，大量使用会造成环境污染、温室效应、能源危机等问题。 1．【结合城市智慧灯杆的科技场景考查电磁波通信、半导体材料、能源分类】（2025·广东汕头·二模）近年来某些城市的路边安装了智慧灯杆，如图，智慧灯杆除了照明还具有许多其他功能，如噪声监测、无线Wi-Fi、视频监控充电等。关于智慧灯杆，下列说法正确的是（    ） A．无线Wi-Fi是利用超声波传递信息的 B．智慧灯杆上LED灯的主要制造材料是半导体材料 C．智慧灯杆工作时消耗的电能属于一次能源 D．噪声监测功能可以在传播过程中减弱噪声 2．【结合超级镜子发电站的科技场景考查热传递、能量转化】（2025·广东江门·一模）阅读短文，回答问题。 超级镜子发电站 如图甲所示，我国用熔盐和1.2万块镜子，建成亚洲第一发电站拈——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站（正常发电的功率为W），其中每一面镜子的采光面积为，总采热面积可以达到，整个系统由太阳集热系统、储能系统和发电系统组成。如图乙所示，该发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐（熔点为210℃），使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，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。该电站的两个熔盐罐中共存储熔盐，白天高温熔盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24h稳定电力输出。 (1)高温熔盐罐利用熔盐储存内能。高温熔盐进入蒸汽发生器，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使冷水 （填物态变化名称）形成高温高压的水蒸气。高温高压的水蒸气推动汽轮机，把 能转化为机械能，然后带动发电机发电。 (2)该发电站使用的太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 (3)该发电站正常工作24h，可发电 。若该发电站整个系统从接收光照到输出电能的效率为20%，1.2万块镜子平均每小时采热，那么该发电站白天至少要光照 h才能获得发电站正常工作24h的发电量。 考点5 新能源的发展 【课标要求】了解太阳能、核能、风能、水能等新能源的开发与利用，认识新能源对可持续发展的意义。 一、核能 1、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。 2、核能 （1）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。 （2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。 3、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，这就是裂变中的链式反应（如下图）。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。 4、裂变的利用 （1）核电站 ①核反应堆及核电站的工作原理：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。 5、聚变（热核反应）：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，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。 （1）聚变的应用：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）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。 二、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。 3、太阳的寿命：太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年，目前它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。可以说，太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。 4、太阳是人类能源的宝库：地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能，所以说太阳是人类的能源宝库。 5、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。 【易错警示】 1.切忌认为新能源只有太阳能，常见新能源还有风能、水能、核能、潮汐能、地热能等。 2.切忌把核能当成可再生能源，核能属于不可再生能源，但清洁高效，是重要的替代能源。 1．【结合 “人造太阳” 的科技场景考查原子核构成、能源分类、核聚变】（2025·广东·模拟预测）原子核由 和中子构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”用于研究如图所示的核反应，这是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量。 2．【结合中国空间站的航天场景考查光源判断、太阳能电池板颜色选择】（2025·广东深圳·一模）中国空间站 中国空间站质量为100多吨，在距离地面约400km的轨道上绕地球高速飞行。晴天的夜晚，可通过望远镜观察到空间站。神舟飞船用于向空间站运送航天员，飞船轨道舱的两侧安装有太阳能电池板，在独自飞行时也可供应电能。天舟货运飞船则是向空间站运送物资的“快递小哥”，货运飞船与空间站天和核心舱对接过程中，可通过核心舱上的摄像机拍摄图片进行实时观察调整。 发射神舟飞船使用的是“长征二号F”火箭，动力来自于液态燃料。选择航天材料需要考虑多方面的因素，物体的热胀冷缩是需要考虑的重要因素之一。许多物体在温度升高时，体积会增大，这种现象叫物体的热膨胀。当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化与它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”或称“体胀系数”，符号用a表示。一般情况下，不同物质的热膨胀程度不同，铝的体胀系数。 请回答下列问题： (1)晴天的夜晚，观察到的空间站 （选填“是”或“不是”）光源； (2)神舟飞船轨道舱两侧安装的太阳能电池板应设计成 （选填“黑”或“白”）色，天舟货运飞船靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成像的大小会逐渐变 (3)火箭使用的液态燃料，是通过 （选填“压缩体积”或“降低温度”）的方法使燃气液化而形成的； (4)某铝制零件0℃时的体积为2dm3，升温至10℃，体积变化 cm3。 拓展01 跨学科实践：为节约能源设计方案 1、项目提出：人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？想为节能和环保作出贡献，可以先从优化自己家中能源的使用入手，制订出一个优化家庭能源使用的具体方案。 2、项目分析：制订优化自己家庭能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。 3、项目实施 （1）调查家中能源的使用情况 调查家中能源的用途、类型，估算这些能源的消耗量 根据调查情况，可以了解家庭在一段时间内消耗能源的情况，估算每种用途的能源消耗量，确定哪些用途 的能源消耗比较多。例如，现在家庭中的采暖、制冷、生活热水、交通等，都可能是家庭消费能源的主要方面。 （2）取优化对象与确定改进方法 根据上面的调查结果，结合以下问题，思考如何选取优化对象，确定改进方法。 ①根据实际的调查结果，思考家中在哪些方面的能源使用可以优化，其中又有哪些是要优先改进的。 ②优化能源使用的方法不止一种。例如，可以在家中使用太阳能等新能源（图 22.3-1），也可以利用 技术手段来提高现有能源的使用效率，还可以从自身做起，通过优化家庭用车等行为来节约能源、减少浪 费......你想利用哪些方法？ ③在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？例如，如果打算用新能源汽车取代家中的燃油汽车，那么 从是否节约能源的角度，应该收集哪些证据？怎么分析？从能否满足人们使用需要的角度，又应该收集哪些证据？怎样分析？ （3）制订与检验设计方案 方案一：为房屋加装保温层。有一组同学在调查各自家中能源的使用情况后，认为除了可以在夏季制冷时适当调高空调温度、冬季采暖时调低暖气温度来节约能源，还可以对房屋进行改造来节约能源。这组同学制订方案的过程如下所示。 ①明确思路。根据学过的知识可知，热量能自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间 的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。怎样才能做到这一点？有同学认为可以参考人们冬天穿羽绒服来保暖的方法，选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来，以此减少房屋内部与外界的热量交换。 ②选取材料。日常生活中的许多材料都可以用来保温，材料的保温性能与哪些因素有关?当为房屋选择保温材料时，还需要从哪些方面考虑? 查阅资料得知，材料的保温性能通常与它的厚度热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。表2列出了一些常见材料在室温和干燥环境下的热导率，也可以通过查找资料获得其他材料或不同条件下的热导率。 【教考衔接】（2025·广东茂名·一模）自然界的一切活动都需要能量，能量是由不同能源提供的，各种能源的广泛使用，极大地促进了人类文明的进步，下面请和小明一起走进能量的世界。 (1)如图所示，平底茶壶的质量是0.4kg，底面积是40cm2，内盛0.6kg的水，放置在一水平桌面上。则茶壶对桌面的压力为 N，茶壶对桌面的压强为 Pa，水对茶壶底部的压强为 Pa，水对茶壶底部的压力为 N； (2)蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时将内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同； (3)电能的利用是人类进入现代文明社会的标志，小明家有一个铭牌模糊的电饭煲。他将电饭煲接在三孔插座上，关闭其它用电器，电饭煲正常工作3min，观察如图的电能表转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为 kW； (4)核反应堆的发明拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕，核能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源； (5)能源危机已成为国际性问题，为了人类的未来，我们必须节约能源。节约能源的主要方式之一是开发新能源，下列不是利用新能源获得电能的是（　　） A．拦坝式潮汐能发电 B．地热蒸汽发电 C．硅太阳能电池 D．煤炭火力发电 1．（2025·广东广州·二模）如图是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，下列说法正确的是（　　） ①所接收电磁波的波长变大及波速不变    ②所接收电磁波的波长变小 ③所接收电磁波在真空中传播得比蓝光更快    ④所接收电磁波的波速不变 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 2．（2025·广东广州·三模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（   ） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B．人眼可以看到波长为的电磁波 C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 3．（2025·广东广州·三模）如图是一款学生普遍使用的电话手表，让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况，为学生的安全保驾护航。如表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） GPS手表 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 内置3.8V 300mAh凝胶聚合物电池 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电消耗电能4104J D．手表通话时，话筒是将电信号转化为声信号 4．（2025·广东深圳·三模）如图是一款无线蓝牙骨传导耳机，它发出的声波可直接通过骨头传至听神经。人们使用时无需堵塞耳朵，仍能感知周围环境声音。下列说法正确的是（　　） A．蓝牙骨传导耳机是利用超声波与手机进行无线通讯 B．骨传导耳机是利用固体介质传播声音 C．人戴着耳机也能分辨出周围不同人说话的声音，是根据声音的音调判断的 D．耳机播放的音乐不可能成为噪声 5．（2025·广东汕头·一模）对物质和能量的一些认识，下列说法正确的是（　　） A．原子是不可再分的最小粒子 B．煤、石油、天然气都属于可再生能源 C．目前核电站反应堆利用核裂变释放能量 D．中国“人造太阳”“东方超环”通过核裂变释放能量 6．（2025·广东清远·二模）关于能源、信息技术与材料，下列说法正确的是（　　） A．航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料制造 B．核能属于一次能源，核电站是利用核聚变来发电 C．我国自主建立的“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的 D．超导材料可应用于电饭锅发热体和远距离输电线 7．（2025·广东广州·二模）核电站发电流程如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．核能属于不可再生能源 B．核废料一般可以直接排入大海 C．核电站发电是将核能直接转化成电能 D．核燃料的核能可以全部转化成电能 8．（2025·广东广州·三模）地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术，它利用光催化剂吸收太阳光，直接将水分解为氢气和氧气，氢气可以作为高效的能源载体，用于发电、交通、工业等领域，能实现零排放污染。下列有关说法正确的是（   ） A．氢气作为能源可以实现零排放，所以能量利用效率可以达到100% B．若氢气的热值比天然气高，完全燃烧氢气放出的热量一定比天然气多 C．氢能是二次能源 D．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变 9．（2025·广东广州·二模）下列四种发电方式中，利用太阳能发电的是（　　） A．光伏发电 B．地热能发电 C．核能发电 D．潮汐能发电 10．（2025·广东茂名·二模）如图为核电站发电过程，核反应堆里发生的是核 （裂变/聚变）；M装置的原理是 ；环节②主要通过 使内能转化成机械能。 11．（2025·广东潮州·二模）汽车上常安装一些设备来传递信息，如倒车雷达利用 传递信息，而导航仪则利用 与卫星联系来传递信息（以上两空选填“电磁波”或“超声波”），其中电磁波在真空中（或空气中）的传播速度为 m/s。 12．（2025·广东茂名·二模）【国产大邮轮专题】“爱达魔都”号是中国首艘国产大型邮轮，她标志着我国集齐造船业“三颗明珠”。请运用相关物理知识，完成小题。 (1)“爱达魔都”号上有船载5G基站，可以通过 与陆地联系。邮轮的柴油机消耗燃料油提供动力，消耗过程中，燃料油的热值 （选填“减小”“增大”或“不变”）。邮轮在行驶过程中，在邮轮上坐着看书的乘客，以邮轮为参照物是 的； (2)“爱达魔都”号的总吨位是13.55万吨，在海上行驶时，受到的浮力是 N。当邮轮到达目的地，乘客上岸后，邮轮受到的浮力 （选填“增大”“减小”或“不变”），此时邮轮受到的浮力 重力（选填“大于”“等于”或“小于”）。（g取10N/kg，） 13．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电池，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 极，根据对环境污染的大小来判断这种能源 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 14．（2025·广东汕头·一模）中国“人造太阳”（ITER计划）研究的是受控核聚变，这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （选填“不同”或“相同”）；目前被人类广泛运用的核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；ITER计划中首个大型超导磁体线圈位于超导磁体的底部，当线圈中有强大电流通过，周围就会产生强大的 。 15．（2025·广东珠海·三模）核电站发电利用的是原子核发生 （填“裂变”或“聚变”）时释放的能量，其核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源，其巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 16．（2025·广东揭阳·三模）核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核 变获得的核能；如图所示，一艘核潜艇悬浮在A处，此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为 N；若某段时间内，潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域，则在B点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点的动能。（低密度海水密度取） 17．（2025·广东深圳·模拟预测）阅读材料，回答问题。 北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船进入预定轨道，取得圆满成功。4月25日1时17分，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰顺利进驻中国空间站。神舟二十号载人飞船是中国空间站进入应用与发展阶段后的第5艘载人飞船，代表着我国航天器设计与制造的最高标准，其可靠性及安全性指标均达到航天器领域的极致要求。 (1)火箭点火升空时，降温系统向发射塔喷洒大量的水，顿时周围“白气”滚滚。“白气”是 （填物态变化名称）形成的； (2)中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (3)他们和家人通过网上聊天实现“天地对话”，依靠电磁波传递信息，当空间站距离航天员家属510km时，航天员发出的信号经过 s后就可以被地面上的家属接收到（不考虑仪器的延时特性）； (4)设计师为减轻火箭的重力，将一个钢制零件改为铝制零件，使其质量减少208kg，则该零件的体积为 。（，） 18．（2025·广东·二模）重力储能是一种新型储能方式，它可以将发电机组产生的富余电能通过提升重物实现储存，再通过释放重物实现能量输出，其转化过程如图甲所示，如图乙所示为某重力储能综合项目，其中发电机组的平均发电功率为，某次系统利用发电的富余电能，将的重物A从地面提升至40m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)储能系统产生的电能为___________（选填以下字母）； A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 (2)发电机组发电60s平均产生的电能 J，这部分能量相当于完全燃烧 kg酒精获得的能量（）； (3)储能系统将重物A匀速提升至40m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (4)重物A在某高处的重力势能为，从静止释放重物A，将重力势能转化为电能，实现发电，重物A落到地面时，重力势能变为0，此过程产生的电能为，则该过程重力势能转化为电能的效率是多少？ 19．（2025·广东深圳·二模）从龙骨水车到世界之最发电机组 “龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。 我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。 (1)水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、“<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J； (2)结合上述材料，下列说法正确的是__________； A．风能发电的能量转化不受方向性限制 B．风能是一种不可再生的能源 C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样 D．风力发电机的原理是电磁感应 (3)当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ； 风力发电机 正常发电风速范围 2.0~12m/s 最大输出功率 400kW (4)已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW。该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈。当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动 圈，工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3×107J/kg）。‍ 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题17 信息、 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·思维导图·网络构建 3 03·考点通关·靶向突破 3 考点1 电磁波的海洋 3 教材·知识夯基 一、电磁波是怎样产生的 二、电磁波是怎样传播的 三、电磁波大家族 中考·新考法聚焦 考法1 结合智慧手写板的课堂场景考查电磁波传播 考法2 结合穿戴式智能手表的科技场景考查电磁波、电能计算与平均速度 考点2 广播、电视和移动通信 7 教材·知识夯基 一、无线电广播信号的发射和接收 二、电视信号的发射和接收 三、移动通信信号的发射和接收 中考·新考法聚焦 考法1 结合电话手表的科技场景考查电磁波、能量转化与电能计算 考法2 结合广播电台发射塔的科技场景考查电磁波产生、传播特性与波速频率关系 考点3 卫星通信和光纤通讯 10 教材·知识夯基 一、卫星通信 二、光纤通信 中考·新考法聚焦 考法1 结合能源、信息和材料的科技场景考查光纤通信、半导体材料、压强、能量转化 考法2 结合北斗卫星导航与航天发射的科技场景考查电磁波通信、光纤通信原理 考点4 能源利用的现状和面临的挑战 12 教材·知识夯基 一、人类利用能源的历程 二、能源利用面临的挑战 中考·考法聚焦 考法1 结合城市智慧灯杆的科技场景考查电磁波通信、半导体材料、能源分类 考法2 结合超级镜子发电站的科技场景考查热传递、能量转化 考点5 新能源的发展 15 教材·知识夯基 一、核能 二、太阳能 中考·新考法聚焦 考法1 结合 “人造太阳” 的科技场景考查原子核构成、能源分类、核聚变 考法2 结合中国空间站的航天场景考查光源判断、太阳能电池板颜色选择 04·素养拓展·思维进阶 19 拓展01 跨学科实践：为节约能源设计方案 05·优题精选·练能提分 21 考点 考查形式 考查内容 考法分析 电磁波及其应用 ☑选择题 ☑填空题 电磁波的产生与传播特点；电磁波的分类及波长、频率、波速的关系；电磁波在通信、导航、医疗等领域的应用 1、科技场景：结合 5G 通信、北斗导航、卫星遥感、战斗机等我国前沿科技，考查电磁波的传播与应用。如2025深圳T16、2025广东省卷T1。 2、生活应用：以手机通信、Wi-Fi 上网、微波炉加热等日常场景为载体，判断电磁波的应用类型。 能源与可持续发展 ☑选择题 ☑填空题 能源的分类（可再生能源、不可再生能源）；核能的利用（裂变、聚变）；太阳能的利用方式；能源危机与可持续发展策略 1、地域特色：结合广东光伏发电、海上风电等新能源产业发展，考查可再生能源的利用。如2025广东省卷T11、2025深圳T9。 2、科技前沿：引入 “人造太阳” 核聚变实验、核电站运行等场景，考查核能的利用原理。如2024广东省卷T12。 3、生活实践：给出家庭节能方案、新能源汽车推广等情境，判断能源类型及可持续发展措施。 命题新趋势 1、弘扬科技自信：通过引入我国北斗导航系统、“人造太阳”、5G 技术等自主科技成果，丰富考查形式的同时，增强学生的科技自信与家国情怀。 2、生活场景化：以智能家居通信、新能源汽车充电、家庭光伏板安装等贴近生活的场景为载体，展现电磁波与新能源的实际应用。 3、绿色发展导向：紧扣 “双碳” 目标，结合广东绿色能源发展实践，强化对能源分类、节能措施、可持续发展的考查。 命题预测 1、注重情境创设：试题将更多融入我国科技成果、广东本地新能源发展和日常生活节能等真实情境，考查学生对电磁波应用、能源分类的判断及可持续发展理念的践行能力。 2、强化概念辨析：重点考查可再生与不可再生能源的区分、电磁波与声波的差异、核能裂变与聚变的应用场景，侧重基础概念的精准理解。 3、出现跨学科融合：部分题目开始体现物理与地理、道法学科的融合，例如结合我国能源分布分析新能源开发策略，或结合环保政策考查可持续发展的实践路径。 考点1 电磁波的海洋 【课标要求】知道电磁波的产生与传播，了解电磁波可以在真空中传播，知道电磁波的速度、波长、频率的关系，了解电磁波谱。 一、电磁波是怎样产生的 1、电磁波：由导体中迅速变化的电流产生的，光也是一种电磁波。 2、电磁波产生的原理：变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 3、电磁波的发射和接收 （1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中的过程。 （2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。 （3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频率。 二、电磁波是怎样传播的 1、水波 （1）波峰：水波的传播中，凸起的最高处，叫作波峰。 （2）波谷：水波的传播中，凹下的最低处，叫作波谷。 （3）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫作波长。 （4）波速：水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 2、电磁波的波长、波速、频率 （1）波长‌：指的是相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离。 ‌波速‌：描述电磁波传播速度的快慢，表示单位时间内电磁波传播的距离 ‌频率‌：单位时间内（通常是1秒内）完成全振动的次数。 （2）电磁波的波长、波速和频率的关系：波速=波长×频率。如果用c表示光速，用λ表示波长，用f表示频率，则有c=λf。 （3）电磁波在真空中的波速一定，所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。 3、电磁波的传播：电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 （1） 电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质，电磁波可以在真空中传播。 （2）各种电磁波的波速都相同，都等于光速，c= 3×108m/s，但频率和波长不相同，它们成反比。 三、电磁波大家族 1、电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小（频率从小到大）依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等（如下图）。 2、无线电波 （1）定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。 （2）特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。 3、电磁波的应用 无线电波：用于广播、电视和移动电话 无外线：家电的遥控器 微波：可用来加热食品 紫外线：杀菌 X射线：医学上用来做透视检查 γ射线：金属探伤 【易错警示】 1.切忌认为电磁波传播需要介质，电磁波可以在真空中传播，例如卫星信号能在太空传播。 2.切忌把光速和电磁波速度当成不同量，真空中电磁波速度等于光速，都是 3×108m/s。 1．【结合智慧手写板的课堂场景考查电磁波传播】（2025·广东深圳·模拟预测）近年来智慧手写板逐渐走入深圳课堂，如图所示，小余将一张白纸铺在板上，用板上的架子牢牢固定，并使用手写笔在纸上书写，下列说法正确的是（　　） A．正确书写横向笔画“一”时，白纸受到笔的摩擦力方向向左 B．若想使笔画更粗，小余可将笔适当倾斜，其余条件不变，笔对纸的压强变大 C．书写完毕，小余将笔放在手写板的白纸上，此时笔、白纸、手写板的重力和桌面对手写板的支持力是平衡力 D．作答完毕，老师利用蓝牙将小余的答案投屏在教室屏幕上，该操作在太空中也可以完成 【答案】D 【详解】A．书写横向笔画“一”时，笔相对白纸向右运动，所以白纸受到笔的摩擦力方向应向右，故A错误； B．将笔适当倾斜，压力不变，受力面积变大，根据可知，笔对纸的压强变小，故B错误； C．笔、白纸、手写板的重力和桌面对手写板的支持力这四个力中，桌面对手写板的支持力大小等于笔、白纸和手写板的重力之和，这三个力的合力与桌面对手写板的支持力是平衡力，但不能说这四个力是平衡力，故C错误； D．电磁波可以传递信息的，在太空中可以传播，所以老师利用蓝牙将小余的答案投屏在教室屏幕上，利用电磁波传递信息，该操作在太空中也可以完成，故D正确。 故选D。 2．【结合穿戴式智能手表的科技场景考查电磁波、电能计算与平均速度】（2025·广东深圳·模拟预测）如图是一款穿戴式“智能手表”，具有接听电话、精准定位、计步统计能量消耗统计和心脏监测等功能，内置规格为“3.7V　300mAh”的锂电池。智能手表是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行精准定位，该手表电池充满电后大约储存了 J电能。某位选手佩戴智能手表跑完半程马拉松，手表记录如下表所示，该选手的平均速度是 km/h。 运动时间 01:10:00 运动距离/km 21km 热量消耗/kcal 1200 【答案】 电磁波 3996 18 【详解】[1]智能手表是通过电磁波来实现定位功能的； [2]由题意及可得，该手表电池充满电后大约储存的电能 [3]由表中数据及可得，该选手的平均速度 考点2 广播、电视和移动通信 【课标要求】了解无线电广播、电视和移动电话的工作过程，知道电磁波在信息传递中的应用。 一、无线电广播信号的发射和接收 1、无线电广播的工作过程 2、无线电广播的发射（如图甲）:发射由广播电台完成,发射过程: 话筒：把播音员的声音信号转换成电信号。 调制器：把音频电信号加载到高频电流上。 天线：通过天线发射到空中。 3、无线电广播的接收（如图乙）:接收由收音机完成,接收过程： 天线：接收到各种各样的电磁波。 调谐器：转动调谐器的旋钮，即选台，可以从中选出特定频率的信号。 检波器：收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来。 扬声器：把音频信号转换成声音。 3、调制、调谐和解调 （1）调制器作用：调制，把音频电信号加载到高频电流上。 （2）调谐器作用：调谐，选出特定频率的信号，即选台。 （3）检波器作用：检波，取出所需要的信号。 （4）解调器：比检波的范围更广，中考不必考虑二者区别。 4、音频、视频和射频信号 （1）由声音变成的电信号，它的频率跟声音的频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。 （2）由图象变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫视频信号。 （3）音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力能很差，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叫做射频。 二、电视信号的发射和接收 1、电视图象信号的工作过程：用电磁波传递图象信号和声音信号．声音信号的产生、传播、接收跟无线电广播的工作过程相似。 2、电视信号的发射和接收 （1）发射 摄像机：把图象变成电信号。 发射机：把电信号加载到频率很高的电流上。 天线：能过发射天线发射到空中。 （2）接收 天线：电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来。 电视机：通过电视机把图象信号取出并放大。 显像管：把它还原成图象。 三、移动通信信号的发射和接收 1、移动通信 （1）原理：移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 （2）特点：体积很小，发射功率不大；天线简单，灵敏度不高．必须建立基地台。 （3）无线电话：由主机和手机组成．它们之间通过无线电波沟通，主机接在市话网上，相当于基地台，手机不能离座机太远。 2、广播、电视、移动电话信号传递的异同 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 【易错警示】 1.切忌认为话筒、听筒工作原理一样，话筒将声信号转变成电信号，听筒将电信号还原成声信号。 2.切忌认为移动电话靠声波通信，移动电话是通过电磁波来传递信息的。 1．【结合电话手表的科技场景考查电磁波、能量转化与电能计算】（2025·广东广州·三模）下表是某电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） 产品类型 GPS手表 功能 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 电池类型 内置3.8V，300mAh凝胶聚合物电池 产品质量 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电约消耗电能4100J D．手表通话时将电信号转化为声信号 【答案】C 【详解】A．电磁波可以传递信息，且不需要介质，手表应用电磁波准确定位，故A错误； B．手表充电时消耗电能，将电能转化为化学能，故B错误； C．手表一次充满电约消耗电能为，故C正确； D．手表通话时将声音转换变化的电流传到远方，即将声信号转化为电信号，故D错误。 故选C。 2．【结合广播电台发射塔的科技场景考查电磁波产生、传播特性与波速频率关系】（2025·广东·二模）图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 【答案】D 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，即c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式：波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故B错误； C．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近3.0×108m/s，故C错误； D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故D正确。 故选D。 考点3 卫星通信和光纤通讯 【课标要求】了解卫星通信、光纤通信的原理和特点，知道现代通信技术的发展。 一、卫星通信 1、微波 （1）定义：波长为10m～1mm，频率为30MHz～3×105MHz的电磁波。微波波长比无线电波短，比红外线长。 （2）特点：性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 2、微波通信 （1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。 （2）优点：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。如一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 （3）缺点：微波通信每隔50km左右就需要建一个微波中继站。要使信号传递越远，需要的中继站就越多。如遇到雪山和大洋等无法建中继站时，微波通信就无法继续 （4）月球不能作为微波通信中继站的原因 a.离我们太远，会造成信号衰减、时间延迟 b.月球在空中的位置不固定，只有当地球上两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。 3、微波的其它应用 （1）雷达：微波遇到障碍物会发生发射，人们根据这一原理制成了雷达。 （2）导航：利用电磁波实现定位的一种方式 （3）加热：某些频率的微波能加剧水和脂肪分子的运动，使物体温度升高，微波炉就是根据这一原理制成的。 4、卫星通信：利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递。 5、卫星通信系统：由通信卫星、地面站、和传输系统组成，在地球周围均匀地布置3颗同步卫星，就可以实现全球通信。 二、光纤通信 1、光纤通信：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线通信。 2、光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时，发生全反射，光就不会跑到外层了。 【易错警示】 1.切忌认为光纤通信靠电流传播信号，光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传递信息。 2.切忌把卫星通信当成有线通信，卫星通信依靠微波（电磁波）中继，实现远距离通信。 1．【结合能源、信息和材料的科技场景考查光纤通信、半导体材料、压强、能量转化】（2025·广东阳江·二模）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．利用激光在光纤中不断折射可进行信息传递 B．我国研制的“5G”芯片所用的材料是半导体 C．拉载盾构机车要用大轮胎是为了增大压强 D．新能源汽车普遍使用的锂电池储存的是电能 【答案】B 【详解】A.光纤通信是利用激光的多次反射来传递信息的，不是利用光的折射传递信息的，故A错误； B.集成电路、晶体管等很多电子元件都是用半导体材料制成的，我国研制的“5G”芯片属于集成电路，所用的材料是半导体，故B正确； C.拉载盾构机车要用大轮胎是为了减小对路面的压强，不是为了增大压强，故C错误； D.新能源汽车普遍使用的锂电池储存的是化学能，工作时把化学能转化为电能，充电时把电能转化为化学能，故D错误。 故选B。 2．【结合北斗卫星导航与航天发射的科技场景考查电磁波通信、光纤通信原理】（2025·广东茂名·模拟预测）北斗卫星导航系统是使用 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面站通信；火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过 的方式改变外壳内能；光纤通信利用了光的 原理传递信息。 【答案】 电磁波 做功 全反射 【详解】[1]电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此北斗卫星导航系统是使用电磁波与地面站通信。 [2]火箭搭载飞船升空过程中，火箭外壳与空气摩擦会发热，这是通过做功的方式改变外壳内能，将机械能转化为内能。 [3]光纤通信是传输信息的一种通信技术，是利用了光的全反射原理传递信息。 考点4 能源利用的现状和面临的挑战 【课标要求】了解能源的分类，知道不可再生能源和可再生能源，了解能源消耗对环境的影响及能源危机。 一、人类利用能源的历程 1、能源：凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。 2、能源有不同的分类方式 （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。 二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。 （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。 （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能。 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。 3、常见能源 （1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 （2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。 （3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。 （4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。 （5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。 （6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。 二、能源利用面临的挑战 1、能源危机 （1）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。 （2）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。 2、开发利用新能源：已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。 （1）新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式；指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等 （2）新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能，新能源包括各种可再生能源和核能，相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义，同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 【易错警示】 1.切忌认为化石能源是可再生能源，煤、石油、天然气属于不可再生能源，消耗后短期内不能补充。 2.切忌过度使用化石能源没有危害，大量使用会造成环境污染、温室效应、能源危机等问题。 1．【结合城市智慧灯杆的科技场景考查电磁波通信、半导体材料、能源分类】（2025·广东汕头·二模）近年来某些城市的路边安装了智慧灯杆，如图，智慧灯杆除了照明还具有许多其他功能，如噪声监测、无线Wi-Fi、视频监控充电等。关于智慧灯杆，下列说法正确的是（    ） A．无线Wi-Fi是利用超声波传递信息的 B．智慧灯杆上LED灯的主要制造材料是半导体材料 C．智慧灯杆工作时消耗的电能属于一次能源 D．噪声监测功能可以在传播过程中减弱噪声 【答案】B 【详解】A．电磁波可以传递信息且可以在真空中传播，无线Wi-Fi是利用电磁波传递信息的，故A错误； B．智慧灯杆上LED灯的主要制造材料是半导体材料，半导体的导电性介于导电和绝缘体之间，故B正确； C．电能不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以它是二次能源，故C错误； D．噪声监测仪只能监测噪音值，是一种监测设备，并不是降低噪音的手段和措施，在街头设置噪声监测仪，不能减弱噪声，故D错误。 故选 B。 2．【结合超级镜子发电站的科技场景考查热传递、能量转化】（2025·广东江门·一模）阅读短文，回答问题。 超级镜子发电站 如图甲所示，我国用熔盐和1.2万块镜子，建成亚洲第一发电站拈——甘肃敦煌100MW熔盐塔式太阳能光热电站（正常发电的功率为W），其中每一面镜子的采光面积为，总采热面积可以达到，整个系统由太阳集热系统、储能系统和发电系统组成。如图乙所示，该发电站通过电脑控制镜子的反射方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的熔盐（熔点为210℃），使其温度升高。高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐，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。该电站的两个熔盐罐中共存储熔盐，白天高温熔盐罐把能量储存起来，夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电，可以实现24h稳定电力输出。 (1)高温熔盐罐利用熔盐储存内能。高温熔盐进入蒸汽发生器，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使冷水 （填物态变化名称）形成高温高压的水蒸气。高温高压的水蒸气推动汽轮机，把 能转化为机械能，然后带动发电机发电。 (2)该发电站使用的太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 (3)该发电站正常工作24h，可发电 。若该发电站整个系统从接收光照到输出电能的效率为20%，1.2万块镜子平均每小时采热，那么该发电站白天至少要光照 h才能获得发电站正常工作24h的发电量。 【答案】(1) 热传递 汽化 内 (2)可再生 (3) 9 【详解】（1）[1][2][3]高温熔盐进入蒸汽发生器，冷水吸收热量，内能增加，通过热传递方式使冷水变成高温高压水蒸气，水由液态变成气态，发生汽化现象；高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能，然后带动发电机发电。 （2）太阳能可以从自然界源源不断获得，故太阳能是可再生能源。 （3）[1]该发电站正常工作24h，产生的电能W=Pt=1×108×10-3kW×24h=2.4×106kW·h=8.64×1012J [2]1.2万块镜子平均每小时采热，1.2万块镜子平均每小时发电量为W'=ηQ吸=20%×4.8×1012J=9.6×1011J 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为 考点5 新能源的发展 【课标要求】了解太阳能、核能、风能、水能等新能源的开发与利用，认识新能源对可持续发展的意义。 一、核能 1、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。 2、核能 （1）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。 （2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。 3、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，这就是裂变中的链式反应（如下图）。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。 4、裂变的利用 （1）核电站 ①核反应堆及核电站的工作原理：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。 5、聚变（热核反应）：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，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。 （1）聚变的应用：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）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。 二、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。 3、太阳的寿命：太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年，目前它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。可以说，太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。 4、太阳是人类能源的宝库：地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能，所以说太阳是人类的能源宝库。 5、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。 【易错警示】 1.切忌认为新能源只有太阳能，常见新能源还有风能、水能、核能、潮汐能、地热能等。 2.切忌把核能当成可再生能源，核能属于不可再生能源，但清洁高效，是重要的替代能源。 1．【结合 “人造太阳” 的科技场景考查原子核构成、能源分类、核聚变】（2025·广东·模拟预测）原子核由 和中子构成。原子核发生变化时，释放出的能量被称为核能，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”用于研究如图所示的核反应，这是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量。 【答案】 质子 不可再生 核聚变 【详解】[1]原子核由质子和中子构成。 [2]核能源被消耗后，在短期内不能从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源。 [3]核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子的一种核反应形式，故如图所示的核反应叫作核聚变。 2．【结合中国空间站的航天场景考查光源判断、太阳能电池板颜色选择】（2025·广东深圳·一模）中国空间站 中国空间站质量为100多吨，在距离地面约400km的轨道上绕地球高速飞行。晴天的夜晚，可通过望远镜观察到空间站。神舟飞船用于向空间站运送航天员，飞船轨道舱的两侧安装有太阳能电池板，在独自飞行时也可供应电能。天舟货运飞船则是向空间站运送物资的“快递小哥”，货运飞船与空间站天和核心舱对接过程中，可通过核心舱上的摄像机拍摄图片进行实时观察调整。 发射神舟飞船使用的是“长征二号F”火箭，动力来自于液态燃料。选择航天材料需要考虑多方面的因素，物体的热胀冷缩是需要考虑的重要因素之一。许多物体在温度升高时，体积会增大，这种现象叫物体的热膨胀。当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化与它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”或称“体胀系数”，符号用a表示。一般情况下，不同物质的热膨胀程度不同，铝的体胀系数。 请回答下列问题： (1)晴天的夜晚，观察到的空间站 （选填“是”或“不是”）光源； (2)神舟飞船轨道舱两侧安装的太阳能电池板应设计成 （选填“黑”或“白”）色，天舟货运飞船靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成像的大小会逐渐变 (3)火箭使用的液态燃料，是通过 （选填“压缩体积”或“降低温度”）的方法使燃气液化而形成的； (4)某铝制零件0℃时的体积为2dm3，升温至10℃，体积变化 cm3。 【答案】(1)不是 (2) 黑 大 (3)压缩体积 (4)1.44 【详解】（1）本身能够发光的物体才能叫做光源，空间站本身不发光，所以空间站不是光源。 （2）[1]神舟飞船轨道舱两侧安装的太阳能电池板应设计成黑色，这样更有利于吸收太阳能。 [2]天舟货运飞船靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上会成像，按照“物近像远像变大”的变化规律，像的大小会逐渐变大。 （3）火箭上使用的液态燃料是通过压缩体积的方法把气态燃料液化形成的。 （4）某铝制零件时的体积为2dm3，升温至10℃，体积变化 拓展01 跨学科实践：为节约能源设计方案 1、项目提出：人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？想为节能和环保作出贡献，可以先从优化自己家中能源的使用入手，制订出一个优化家庭能源使用的具体方案。 2、项目分析：制订优化自己家庭能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。 3、项目实施 （1）调查家中能源的使用情况 调查家中能源的用途、类型，估算这些能源的消耗量 根据调查情况，可以了解家庭在一段时间内消耗能源的情况，估算每种用途的能源消耗量，确定哪些用途 的能源消耗比较多。例如，现在家庭中的采暖、制冷、生活热水、交通等，都可能是家庭消费能源的主要方面。 （2）取优化对象与确定改进方法 根据上面的调查结果，结合以下问题，思考如何选取优化对象，确定改进方法。 ①根据实际的调查结果，思考家中在哪些方面的能源使用可以优化，其中又有哪些是要优先改进的。 ②优化能源使用的方法不止一种。例如，可以在家中使用太阳能等新能源（图 22.3-1），也可以利用 技术手段来提高现有能源的使用效率，还可以从自身做起，通过优化家庭用车等行为来节约能源、减少浪 费......你想利用哪些方法？ ③在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？例如，如果打算用新能源汽车取代家中的燃油汽车，那么 从是否节约能源的角度，应该收集哪些证据？怎么分析？从能否满足人们使用需要的角度，又应该收集哪些证据？怎样分析？ （3）制订与检验设计方案 方案一：为房屋加装保温层。有一组同学在调查各自家中能源的使用情况后，认为除了可以在夏季制冷时适当调高空调温度、冬季采暖时调低暖气温度来节约能源，还可以对房屋进行改造来节约能源。这组同学制订方案的过程如下所示。 ①明确思路。根据学过的知识可知，热量能自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间 的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。怎样才能做到这一点？有同学认为可以参考人们冬天穿羽绒服来保暖的方法，选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来，以此减少房屋内部与外界的热量交换。 ②选取材料。日常生活中的许多材料都可以用来保温，材料的保温性能与哪些因素有关?当为房屋选择保温材料时，还需要从哪些方面考虑? 查阅资料得知，材料的保温性能通常与它的厚度热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。表2列出了一些常见材料在室温和干燥环境下的热导率，也可以通过查找资料获得其他材料或不同条件下的热导率。 【教考衔接】（2025·广东茂名·一模）自然界的一切活动都需要能量，能量是由不同能源提供的，各种能源的广泛使用，极大地促进了人类文明的进步，下面请和小明一起走进能量的世界。 (1)如图所示，平底茶壶的质量是0.4kg，底面积是40cm2，内盛0.6kg的水，放置在一水平桌面上。则茶壶对桌面的压力为 N，茶壶对桌面的压强为 Pa，水对茶壶底部的压强为 Pa，水对茶壶底部的压力为 N； (2)蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时将内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同； (3)电能的利用是人类进入现代文明社会的标志，小明家有一个铭牌模糊的电饭煲。他将电饭煲接在三孔插座上，关闭其它用电器，电饭煲正常工作3min，观察如图的电能表转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为 kW； (4)核反应堆的发明拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕，核能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源； (5)能源危机已成为国际性问题，为了人类的未来，我们必须节约能源。节约能源的主要方式之一是开发新能源，下列不是利用新能源获得电能的是（　　） A．拦坝式潮汐能发电 B．地热蒸汽发电 C．硅太阳能电池 D．煤炭火力发电 【答案】(1) 10 103 103 4.8 (2)做功 (3)1 (4)不可 (5)D 【详解】（1）[1]茶壶对水平桌面的压力F1=G壶+G水=(m壶+m水)g=(0.4kg+0.6kg)×10N/kg=10N [2]茶壶对桌面的压强 [3]水对壶底的压强p2=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa [4]水对茶壶底的压力F2=p2S=1.2×103Pa×40×10-4m2=4.8N （2）蒸汽机工作时将内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，故与汽油机的做功冲程的能量转化为相同。 （3）电能表转盘转了30转，该电饭煲的消耗的电能 该电饭煲的额定功率 （4）核燃料在地球上的储量是有限的，因此，核能属不可再生能源。 （5）太阳能、潮汐能、地热能是新能源，所以太阳能发电、潮汐能发电、地热能发电都属于新能源开发利用，而火力发电使用的燃料是煤炭，煤炭属于常规能源，所以火力发电不属于新能源开发利用。 故选D。 1．（2025·广东广州·二模）如图是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调时，下列说法正确的是（　　） ①所接收电磁波的波长变大及波速不变    ②所接收电磁波的波长变小 ③所接收电磁波在真空中传播得比蓝光更快    ④所接收电磁波的波速不变 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 【答案】C 【详解】电磁波在真空中的波速是恒定的，为，与频率无关。波速c、波长 和频率的关系为，因此波长与频率成反比。当指针向右调时，接收的电磁波频率增大，所以波长变小。所有电磁波在真空中的传播速度都相等，因此该电磁波与蓝光的传播速度相，因此②④正确，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．（2025·广东广州·三模）如图为电磁波谱及其主要用途，下面分析错误的是（   ） A．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电磁波 B．人眼可以看到波长为的电磁波 C．相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能 D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，该电磁波的频率越小，波速也越小 【答案】D 【详解】A．电磁波家庭成员很多，其波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，故A正确，不符合题意； B．已知 由图中的信息可知，在可见光谱范围内，所以人眼可以看到波长为的电磁波，故B正确，不符合题意； C．由图中的信息可知，不同波段的电磁波的波长不一样，其用途也是不一样的，如利用红外线制成电取暖器，利用微波制成微波炉等，红外线显著的作用是热作用，相比紫外线，红外线更容易被物体吸收并转化为内能，故C正确，不符合题意； D．由图中的信息可知，电磁波的波长越长，频率越低，波长越短，频率越高，但它们在真空中的波速是相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（2025·广东广州·三模）如图是一款学生普遍使用的电话手表，让家长可及时准确地掌握孩子的上下学的情况，为学生的安全保驾护航。如表是电话手表的部分参数。有关叙述正确的是（　　） GPS手表 来电提醒，拨打电话，短信收发，精准定位 内置3.8V 300mAh凝胶聚合物电池 37g A．手表应用超声波准确定位 B．手表充电时将化学能转化为电能 C．手表一次充满电消耗电能4104J D．手表通话时，话筒是将电信号转化为声信号 【答案】C 【详解】A．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，在传播过程中能量衰减较快，传播距离有限，且难以实现全球范围内的准确定位。而电磁波可以在真空中传播，传播速度快，能在全球范围内进行信息传递和定位。所以手表是应用电磁波准确定位，而不是超声波，故A错误； B．手表充电时，是将外部电源提供的电能转化为电池内部的化学能储存起来。而将化学能转化为电能是电池放电的过程。所以手表充电时是将电能转化为化学能，故B错误； C．手表一次充满电约消耗电能为 故C正确； D．手表通话时，话筒是将声信号转化为电信号，听筒是将电信号转化为声信号，故D错误。 故选C。 4．（2025·广东深圳·三模）如图是一款无线蓝牙骨传导耳机，它发出的声波可直接通过骨头传至听神经。人们使用时无需堵塞耳朵，仍能感知周围环境声音。下列说法正确的是（　　） A．蓝牙骨传导耳机是利用超声波与手机进行无线通讯 B．骨传导耳机是利用固体介质传播声音 C．人戴着耳机也能分辨出周围不同人说话的声音，是根据声音的音调判断的 D．耳机播放的音乐不可能成为噪声 【答案】B 【详解】A．手机是利用电磁波来传递信息，所以蓝牙骨传导耳机也是利用电磁波与手机进行无线通讯，故A错误； B．这款耳机利用骨传导声音，骨头是固体，则说明了固体也可以作为传声介质来传声，故B正确； C．不同发声体发出的声音音色不同，人戴着耳机听音乐也能分辨出不同人说话的声音，这是根据声音的音色判断的，故C错误； D．耳机播放的音乐如果影响戴耳机人的休息、学习或工作，则耳机播放的音乐也可成为噪声，故D错误。 故选B。 5．（2025·广东汕头·一模）对物质和能量的一些认识，下列说法正确的是（　　） A．原子是不可再分的最小粒子 B．煤、石油、天然气都属于可再生能源 C．目前核电站反应堆利用核裂变释放能量 D．中国“人造太阳”“东方超环”通过核裂变释放能量 【答案】C 【详解】A．原子是可再分的，它不是最小粒子，原子是由原子核和电子组成，故A错误； B．煤、石油、天然气短时间内不能再次获得，都属于不可再生能源，故B错误； C．获取核能的方式：核聚变和核裂变。目前核电站反应堆利用核裂变释放能量，故C正确； D．获取核能的方式：核聚变和核裂变。中国“人造太阳”“东方超环”与太阳类似，都是通过核聚变释放能量，故D错误。 故选C。 6．（2025·广东清远·二模）关于能源、信息技术与材料，下列说法正确的是（　　） A．航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料制造 B．核能属于一次能源，核电站是利用核聚变来发电 C．我国自主建立的“北斗”卫星导航系统是利用电磁波传递信息的 D．超导材料可应用于电饭锅发热体和远距离输电线 【答案】C 【详解】A．航空器材需要在保证强度的同时减轻重量，因此应采用强度高、密度小的合金或新型合成材料，故A错误； B．核能是自然界中直接存在的能源，是利用核裂变来发电的，故B错误； C．因为电磁波可以在真空中传播，且传播速度快。我国自主的 “北斗” 系统是利用电磁波传递信息的，故C正确； D．超导材料的特点是电阻为零，可应用于远距离输电线，减少电能损耗，但电饭锅发热体依靠电流的热效应工作，需要电阻不为零的材料，超导材料无法发热，不能用于电饭锅，故D错误。 故选C。 7．（2025·广东广州·二模）核电站发电流程如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．核能属于不可再生能源 B．核废料一般可以直接排入大海 C．核电站发电是将核能直接转化成电能 D．核燃料的核能可以全部转化成电能 【答案】A 【详解】A．核能不能再短时间内再次获得，故它属于不可再生能源，故A正确； B．核废料有辐射，对环境有污染，故一般不可以直接排入大海，故B错误； C．核电站发电的过程并非直接将核能转化为电能，而是通过核反应堆将核能转化为内能，内能再通过汽轮机转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，故C错误； D．在核电站发电过程中，能量转化存在一定的损失，例如内能在转化为机械能时会有热损失，机械能在转化为电能时也会有损失。因此，核燃料的核能不可能全部转化为电能，故D错误。 故选A。 8．（2025·广东广州·三模）地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术，它利用光催化剂吸收太阳光，直接将水分解为氢气和氧气，氢气可以作为高效的能源载体，用于发电、交通、工业等领域，能实现零排放污染。下列有关说法正确的是（   ） A．氢气作为能源可以实现零排放，所以能量利用效率可以达到100% B．若氢气的热值比天然气高，完全燃烧氢气放出的热量一定比天然气多 C．氢能是二次能源 D．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变 【答案】C 【详解】A．氢气是清洁能源，作为能源可以实现零排放，但热损失不可避免，所以能量利用效率不可能达到100%，故A错误； B．根据或，若氢气的热值比天然气高，但质量或者体积大小关系未知，所以完全燃烧氢气放出的热量不一定比天然气多，故B错误； C．氢能的得到需要消耗一次能源，所以氢能属于二次能源，故C正确； D．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变，故D错误。 故选C。 9．（2025·广东广州·二模）下列四种发电方式中，利用太阳能发电的是（　　） A．光伏发电 B．地热能发电 C．核能发电 D．潮汐能发电 【答案】A 【详解】A．光伏发电的过程是吸收太阳能，向外输出电能，将太阳能转化为电能，故A符合题意； B．地热能发电的过程是将地热能转化为电能，故B不合题意； C．核能发电的过程是将核能转化为电能，故C不合题意； D．潮汐能发电的过程是将潮汐能转化为电能，故D不合题意。 故选A。 10．（2025·广东茂名·二模）如图为核电站发电过程，核反应堆里发生的是核 （裂变/聚变）；M装置的原理是 ；环节②主要通过 使内能转化成机械能。 【答案】 裂变 电磁感应 做功 【详解】[1]核反应堆里发生的是核裂变，因为核聚变目前还不可控，而核电站需要可控的核反应来产生能量。 [2]由图可知，M 装置能量转化是机械能转化为电能，属于发电机，其原理是电磁感应现象。 [3]环节②中蒸汽轮机里的蒸汽膨胀推动轮机转动，主要通过气体膨胀对外做功使内能转化成机械能。 11．（2025·广东潮州·二模）汽车上常安装一些设备来传递信息，如倒车雷达利用 传递信息，而导航仪则利用 与卫星联系来传递信息（以上两空选填“电磁波”或“超声波”），其中电磁波在真空中（或空气中）的传播速度为 m/s。 【答案】 超声波 电磁波 【详解】[1]倒车时，倒车雷达利用超声波原理，由探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全，所以倒车雷达是一种能发射和接收超声波的设备。 [2]电磁波的传播不需要介质，导航仪利用电磁波与卫星联系传递信息。 [3]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，其在真空中的传播速度为。 12．（2025·广东茂名·二模）【国产大邮轮专题】“爱达魔都”号是中国首艘国产大型邮轮，她标志着我国集齐造船业“三颗明珠”。请运用相关物理知识，完成小题。 (1)“爱达魔都”号上有船载5G基站，可以通过 与陆地联系。邮轮的柴油机消耗燃料油提供动力，消耗过程中，燃料油的热值 （选填“减小”“增大”或“不变”）。邮轮在行驶过程中，在邮轮上坐着看书的乘客，以邮轮为参照物是 的； (2)“爱达魔都”号的总吨位是13.55万吨，在海上行驶时，受到的浮力是 N。当邮轮到达目的地，乘客上岸后，邮轮受到的浮力 （选填“增大”“减小”或“不变”），此时邮轮受到的浮力 重力（选填“大于”“等于”或“小于”）。（g取10N/kg，） 【答案】(1) 电磁波 不变 静止 (2) 1.355×109 减小 等于 【详解】（1）[1]“爱达魔都”号上有船载5G基站，可以通过电磁波与陆地联系。因为5G通信是利用电磁波来传递信息的。 [2]邮轮的柴油机消耗燃料油提供动力，消耗过程中，燃料油的热值不变。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况等均无关。 [3]邮轮在行驶过程中，在邮轮上坐着看书的乘客，乘客相对于邮轮的位置没有发生变化。以邮轮为参照物是静止的。 （2）[1]“爱达魔都”号的总吨位是万吨，即 根据阿基米德原理，可得邮轮在海上行驶时受到的浮力 [2][3]当邮轮到达目的地，乘客上岸后，邮轮的总重力减小，因为邮轮仍然漂浮，根据物体的浮沉条件，漂浮时浮力等于重力，所以邮轮受到的浮力减小，此时邮轮受到的浮力等于重力。 13．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电池，电流从左向右通过小灯泡，则容器左端是电池的 极，根据对环境污染的大小来判断这种能源 （选填“是”或“不是”）清洁能源。 【答案】 正 是 【详解】[1][2]甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，钠离子（正电）通过甲渗透膜向左移动，使左侧区域带正电，氯离子（负电）通过乙渗透膜向右移动，使右侧区域带负电，电流从左向右通过小灯泡，说明左端是正极，右端为负极。由于盐差能的产生过程不涉及有害物质的排放，对环境影响较小，是一种清洁能源。 14．（2025·广东汕头·一模）中国“人造太阳”（ITER计划）研究的是受控核聚变，这与我国正在运行的核电站获得核能的方式 （选填“不同”或“相同”）；目前被人类广泛运用的核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；ITER计划中首个大型超导磁体线圈位于超导磁体的底部，当线圈中有强大电流通过，周围就会产生强大的 。 【答案】 不同 不可再生 磁场 【详解】[1][2][3]“人造太阳”获取核能的方式是核聚变，核电站获得核能的方式是核裂变，故它们的获取方式不同；核能不能短时间内再次获得，它属于不可再生能源；通电导线周围存在磁场，这是电流的磁效应，当线圈中有强大电流通过，周围就会产生强大的磁场。 15．（2025·广东珠海·三模）核电站发电利用的是原子核发生 （填“裂变”或“聚变”）时释放的能量，其核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源，其巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 【答案】 裂变 不可再生 A 【详解】[1]核电站发电利用的是原子核发生裂变时释放的能量，利用了裂变的链式反应释放出巨大能量。 [2]不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。核能利用的矿物质在短时间不可再生，因此属于不可再生能源。 [3]其巨大能量来自核裂变反应，图中A是裂变反应图，B是聚变反应图，故选A。 16．（2025·广东揭阳·三模）核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核 变获得的核能；如图所示，一艘核潜艇悬浮在A处，此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为 N；若某段时间内，潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域，则在B点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点的动能。（低密度海水密度取） 【答案】 裂 小于 【详解】[1]核潜艇的动力来源与核电站的能源来源相同，都来自于核裂变。 [2]观察窗所受的压强 观察窗受到的压力 [3]潜艇浸没在海水中，排开海水的体积在B和C点的相同，而B的海水密度比C点的小，据阿基米德原理知，B点潜艇所受的浮力比C点的小，则潜艇在B点的重力比C点的小，质量比C点的小，两点的速度相同时，B点的动能小于C点的动能。 17．（2025·广东深圳·模拟预测）阅读材料，回答问题。 北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船进入预定轨道，取得圆满成功。4月25日1时17分，神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰顺利进驻中国空间站。神舟二十号载人飞船是中国空间站进入应用与发展阶段后的第5艘载人飞船，代表着我国航天器设计与制造的最高标准，其可靠性及安全性指标均达到航天器领域的极致要求。 (1)火箭点火升空时，降温系统向发射塔喷洒大量的水，顿时周围“白气”滚滚。“白气”是 （填物态变化名称）形成的； (2)中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (3)他们和家人通过网上聊天实现“天地对话”，依靠电磁波传递信息，当空间站距离航天员家属510km时，航天员发出的信号经过 s后就可以被地面上的家属接收到（不考虑仪器的延时特性）； (4)设计师为减轻火箭的重力，将一个钢制零件改为铝制零件，使其质量减少208kg，则该零件的体积为 。（，） 【答案】(1)液化 (2)非平衡 (3) (4)0.04 【详解】（1）降温系统向发射塔喷洒大量的水，这些水在高温下迅速汽化成水蒸气，水蒸气遇到周围的冷空气液化成小水滴，就是我们看到的滚滚“白气”。 （2）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时，做的是曲线运动，运动状态一直在变化，故处于非平衡状态。 （3）电磁波的传播速度 由得，信号传输所用时间 （4）设零件体积为V，钢制零件改为铝制零件，质量减少208kg，由得 ，即，解得零件的体积为 18．（2025·广东·二模）重力储能是一种新型储能方式，它可以将发电机组产生的富余电能通过提升重物实现储存，再通过释放重物实现能量输出，其转化过程如图甲所示，如图乙所示为某重力储能综合项目，其中发电机组的平均发电功率为，某次系统利用发电的富余电能，将的重物A从地面提升至40m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)储能系统产生的电能为___________（选填以下字母）； A．一次能源 B．二次能源 C．可再生能源 D．不可再生能源 (2)发电机组发电60s平均产生的电能 J，这部分能量相当于完全燃烧 kg酒精获得的能量（）； (3)储能系统将重物A匀速提升至40m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (4)重物A在某高处的重力势能为，从静止释放重物A，将重力势能转化为电能，实现发电，重物A落到地面时，重力势能变为0，此过程产生的电能为，则该过程重力势能转化为电能的效率是多少？ 【答案】(1)B (2) 6×107 2 (3)2.4×10⁷J (4)50% 【详解】（1）一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源；二次能源是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。储能系统的电能是通过其他形式的能转化而来的，属于二次能源，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[1]可得产生的电能W=Pt=106W×60s=6×107J [2]因为酒精完全燃烧放出的热量Q=W=6×107J 由Q=mq可得，需要酒精的质量 （3）可得系统对重物所做的功W′=Gh=6×105N×40m=2.4×107J （4）该过程重力势能转化为电能的效率 19．（2025·广东深圳·二模）从龙骨水车到世界之最发电机组 “龙骨水车”早在12世纪前被我们人民广泛用于灌溉农田等，如图甲所示，水车灌溉时，用人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。 我国在可再生能源发电已达到世界先进水平，其中风力发电、海底潮汐能发电等技术已达到世界之最。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。 (1)水灌到水田，“哗啦”声与“涟漪”同时出现，这说明声音是由物体振动产生，为了省力，水车的摇杆长度应 大轮轴半径（选填“>”、“<”或“=”）；如果每个刮水板能将4L水刮到3m高的田中，则每个刮水板至少对水做功 J； (2)结合上述材料，下列说法正确的是__________； A．风能发电的能量转化不受方向性限制 B．风能是一种不可再生的能源 C．龙骨水车提水与吸管吸饮料原理一样 D．风力发电机的原理是电磁感应 (3)当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片P的形状应是如图 （选填“A”、“B”或“C”）所示，理由是 ； 风力发电机 正常发电风速范围 2.0~12m/s 最大输出功率 400kW (4)已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，某风力发电机参数如上表所示。当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 kW。该风力发电机组齿轮箱中转动加速器的加速比为1∶20（即叶片转速与发电机转子转速之比），当风速为12m/s时，发电机转子1.5min转600圈。当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动 圈，工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3×107J/kg）。‍ 【答案】(1) > 120 (2)D (3) A 见解析 (4) 50 6 48 【详解】（1）[1]由杠杆平衡条件可知，为了省力，应使动力臂大于阻力臂，即水车的摇杆长度应>大轮轴半径。 [2]4L水的体积为 4L的质量为 4L的重力为 每个刮水板至少对水做功为 （2）A．能量的转化都具有方向性，故A错误； B．风能可以在自然界源源不断的获得，是一种可再生能源，故B错误； C．龙骨水车提水主要是利用了轮轴等机械原理，通过人力或风力等转动摇杆，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，而吸管吸饮料利用的是大气压强原理，当我们吸饮料时，口腔内气压降低，外界大气压将饮料压入吸管进而进入口腔，所以二者的原理是不一样的，故C错误； D．在风力发电的过程中，风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，然后带动发电机旋转发电，故风力发电机的原理是电磁感应，故D正确。 故选D。 （3）[1][2]当风正面垂直吹向静止叶片时，从正面看，叶片会顺时针转动，则叶片上方的压强大于下方的压强，由流体压强与流速关系可知，叶片上方一面流速较小，叶片下方流速较大，所以叶片上方应该是平的，下方是向下凸起的，因此叶片P的形状应是如图A。 （4）[1]当风速为12m/s时，发电机的输出功率达到最大，为400kW，已知风力发电机正常发电时输出功率P与风速v的三次方成正比，故有，则 当风速为6m/s时，发电机的输出功率为 [2]当风速为12m/s时，发电机的输出功率为400kW，1.5min发电量为 叶片转速与发电机转子转速之比为1∶20，发动机转子转600圈，叶片对应转了30圈，当该风速时发动机输出电能为，叶片需要转动n圈，则 解得 即当该风速时发电机输出电能2kW·h，叶片需要转动6圈。 [3]1h发电量为 完全燃烧煤的质量为 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $