专题41 电磁波 原子 星系 能量与能源（专题复习）2026年上海市中考物理一模二模专项复习

专题41 电磁波 原子 星系 能量与能源（专题复习） 目 录 一、考情分析 1 二、知识建构 2 三、板块训练 3 模块一、电磁波 3 模块二、原子 5 模块三、星系 7 模块四、能源 11 四、综合练习 14 一、考情分析 一、考点分析：电磁波；电磁波的应用；原子；星系；能量与能源。 二、命题预测 1. 考查电磁波。命题点有：电磁波的概念；描述电磁波的物理量；电磁波的应用。 2. 考查原子。命题点有：原子；原子的核式结构模型。 3. 考查星系。命题点有：太阳系；宇宙的演化；物质世界的大致尺度；物质的观念。 4. 考查能量与能源。命题点有：能量守恒定律；了解能量利用效率；能量转移和转化具有方向性；人类面临的能源危机；节约能源和可持续发展的重要性。 二、知识建构 三、板块训练 模块一、电磁波 【例题1】电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ （1）电磁波的产生条件是 ； （2）电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； （3）电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 【答案】（1）电流的迅速变化；（2）太阳光可以在真空中传播；（3）增大，升高，数据传输速率更快，电视机。 【详解】（1）当导体中的电流发生迅速变化时，会在周围空间激发电磁波。 （2）太阳光属于电磁波，它能在宇宙真空环境中到达地球，这直接证明了电磁波的传播不需要介质。 （3）食物分子在微波作用下剧烈振动，分子动能增加，导致内能增大，温度随之升高。 “5G 手机比4G手机快” 指的是 5G 网络的数据传输速率更高，能在单位时间内传输更多信息。 电视机（或收音机、雷达、卫星通信设备等），这些设备都通过电磁波来接收、发送或处理信息。 【例题2】某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 （1）如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； （2）该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） （3）该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 【答案】（1）收音机发出“咔咔”声，电磁波，变化的电流在空间产生电磁波；（2）不需要，需要；（3）不能，电梯是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用 【详解】（1）先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，在导线中会产生迅速变化的电流，而迅速变化的电流会在空间产生电磁波，收音机接收到电磁波后会发出“咔咔”声，所以发生的现象是收音机发出“咔咔”声，说明收音机接收到了电磁波，该实验的结论是变化的电流在空间产生电磁波。 （2）手机是依靠电磁波来传递信息的，光也是一种电磁波，他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，罩内几乎变成真空状态，然后呼叫该手机，他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，说明光通过真空传播进入人的眼睛，即电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质，但听不到铃声，说明真空无法传声，声音的传播需要介质。 （3）因为金属对电磁波有屏蔽作用，所以将手机放在铁盒中，铁盒可以屏蔽电磁波，会发现手机不能接收到信号，电梯也是金属制成的，对电磁波有屏蔽作用，所以乘坐电梯时，会发现性能完好的手机接收不到信号。 【练习1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在空气中的传播速度是340m/s B．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号 C．微信聊天时手机发射的电磁波不能在真空中传播 D．北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收电磁波 【答案】D 【详解】A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，故A错误； B．电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以传递图像信号，故B错误； C．电磁波可以在真空中传播，故C错误； D．卫星接收和发送信号要靠电磁波传递，我国的北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的，故D正确。 故选D。 【练习2】某广播电台发射频率为1.027×108HZ的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．γ射线 【答案】A 【详解】由图可知，频率为1.027×108HZ的电磁波在之间，因此属于无线电波，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【练习3】在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线，以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短，则按照波长由长到短的排列顺序是（　　） A．收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线 B．用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波 C．收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线 D．用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波 【答案】A 【详解】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线等，且可见光中红光的波长大于蓝光的波长。故按照波长由长到短的排列顺序是：收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 模块二、原子 【例题1】氢原子由原子核和一个电子构成，图中氢原子的核式结构模型，正确的是（　　） A B C D 【答案】A 【详解】由原子的核式结构模型知，带正电的原子核位置原子中心，带负电的电子绕原子核作轨道运动。故A正确，BCD错误。故选A。 【例题2】汤姆生在1898年提出：带正电的物质均匀地分布在整个原子球体之中，而带负电的电子则均匀镶嵌其中。汤姆生的这个原子模型我们称之为 （选填字母）。 A．葡萄干蛋糕模型      B．行星模型      C． 电子云模型 卢瑟福在1909年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（又称α粒子）射向厚度为10-6米的金箔，发现绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，而平均1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。 发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。 卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部 （选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的 。 因此，汤姆生的原子模型理论 （选填“能”或“不能”）解释上述现象。 【答案】 A 正 原子核 不能 【详解】A．葡萄干蛋糕模型又称枣糕模型，也称葡萄干面包，是科学家汤姆生提出的原子结构模型，汤姆森模型认为，正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，这些电子分布在对称的位置上，故A符合题意； B．卢瑟福原子模型又称有核原子模型、原子太阳系模型、原子行星模型。1911年由卢瑟福提出。认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。故B不符合题意； C．电子云模型中的电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运行没有固定的规律，故C不符合题意。故选A。 在卢瑟福原子模型中，认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，原子核集中所有正电荷。 汤姆生的原子模型理论，即正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，无法使极少数α粒子大角度偏转的现象，因此无法解释“α粒子散射实验”的现象。 【练习1】人类在探索微观世界的过程中，提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型，其中A是 ，带 电。摩擦的物体之所以能够带电是由于 （选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”）。 【答案】 电子 负 电子发生了转移 【详解】卢瑟福提出的核式结构模型，中间是原子核，核外电子在绕原子核旋转，电子带负电。 摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电荷，失去电子的物体带正电荷。 【练习2】人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期。科学家先后提出的原子结构假设模型（如图所示），其中建立原子核式结构模型的科学家是（　　） A．汤姆孙 B．道尔顿 C．卢瑟福 D．阿伏伽德罗 【答案】C 【详解】1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型，类似于行星绕日。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【练习3】下列物质结构图正确的是（　　） A B C D 【答案】C 【详解】原子由原子核和核外电子两部分组成，电子围绕原子核做高速旋转；而原子核由质子和中子组成。故C正确、ABD错误。故选C。 模块三、星系 【例题1】天问一号在距火星约220万千米处传回首幅火星图像，火星属于（　　） A．行星 B．恒星 C．卫星 D．彗星 【答案】A 【详解】太阳系的八大行星有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 【例题2】如图的示意图中，能反映宇宙银河系、太阳系之间大小关系的是（　　） A B C D 【答案】C 【详解】由太阳是银河系中数以千亿计的恒星中的一颗，而银河系又只是浩瀚宇宙中普通的一员，可以判断宇宙>银河系>太阳系。故选C。 【练习1】某同学在学习《地球太阳系》一节后，整理的知识结构如图所示。在有下划线的内容中，不正确的是（　　） A．（1）（3）（5） B．（2）（4）（6） C．（1）（4）（5） D．（2）（4）（5） 【答案】B 【详解】恒星是由炽热气体组成，能自己发光的天体，比如太阳。行星是在椭圆轨道上环绕恒星运行的、近似球状的天体。卫星是环绕一颗行星按闭合轨道做周期性运行的天然天体或人造天体。所以，太阳是恒星，火星、土星、地球和海王星是行星，月球是地球的卫星；综上，知识结构图中不正确的是（2）（4）（6）。故选B。 【练习2】我国科学家利用中国天眼（FAST）在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，该系统比银河系大20倍，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是（　　） A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径 B．大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降 C．宇宙的结构层次：太阳系→银河系→河外星系宇宙 D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系 【答案】B 【详解】A．光年作为距离的单位，可以衡量银河系的直径，故A错误； B．宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，故B正确； C．宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，故C错误； D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了天圆地方的宇宙观，“日心说”否定了地球是宇宙中心的说法，故D错误。 故选B。 【练习3】物理学是研究物质和能量的一门科学，它研究的物质世界大无止境、小无终极。我们了解到微观世界与宏观宇宙十分相似，极小与极大存在着某种联系。无数微观粒子组成了我们所生活的世界乃至整个宇宙，从宇宙尺度看我们的世界就如同我们看微观世界一样。如图所示是物理学家巧妙地把宇宙学和粒子物理学衔接在一起。试完成下列问题： （1）观察下图，物理学上是通过用物理量 （选填“长度”、“质量”、“时间”或“能量”）把宇宙学和粒子物理学衔接起来的； （2）为了形象地描述微观世界的各种物理规律，物理学家采用主要的科学方法是（ ） A．控制变量            B．等效替代            C．微量放大            D．建立模型 （3）通过学习，我们还认识了支配宇宙万物运动和变化的最基本的物理规律，这个物理规律就是 定律； （4）在研究原子与星系的过程中，我们发现原子的组成与太阳系的组成存在着许多相似之处，请写出其中一项相似之处 。 【答案】 长度 D 能量转化和守恒 电子绕着原子核旋转与行星绕着太阳旋转 【详解】（1）图中每种物质都有自己的尺度，所以是通过长度这个物理量把把宇宙学和粒子物理学衔接起来的。 （2）为了形象地描述微观世界的各种物理规律，物理学家采用主要的科学方法是建立模型法，如原子的核式结构模型，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 （3）能量转化为守恒定律是宇宙万物运动和变化的最基本的物理规律。 （4）原子的组成与太阳系的组成存在着许多相似之处，如电子绕着原子核旋转与行星绕着太阳旋转相似。 【练习4】根据材料，回答下列问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。大爆炸理论是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸，但是科学家一直没有找到支持大爆炸理论的直接证据。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。星系“红移”现象的原理，与声音的多普勒效应非常相似。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律；河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“蓝”，说明这个星系正在 我们； （2）类比得出速度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m） B．秒（s） C．米-1（m-1） D．秒-1（s-1） （3）若距离我们约33亿光年的“长蛇II星系团”远离我们的速度约为6×104km/s，则距离我们约22亿光年的“牧夫座星系团”，远离我们的速度约为 km/s； （4）星系“红移”现象的原理，与声音的 效应非常相似。 【答案】（1）靠近；（2）D；（3）4×104；（4）多普勒. 【详解】（1）由短文第2段可知，蓝移则表示相应的星系在靠近我们，所以当我们看到某个星系发出的光的颜色偏“蓝”，说明这个星系正在靠近我们。 （2）根据短文可知，河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，即v=Hs，式中H的单位是由速度v和距离s的单位组合而成的，是 ，故选D。 （3）根据河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，有： 解得v=4×104km/s （4）由第二段可知，星系“红移”现象的原理，与声音的多普勒效应非常相似。 模块四、能源 【例题1】2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（    ） A．核能属于不可再生能源 B．核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C．核反应堆将核能直接转化为电能 D．核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【答案】C 【详解】A．核能是一种相对较为清洁的能源，但由于核燃料在地球上的总量是一定的，所以核能属于不可再生能源，故A正确，不符合题意； B．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备，故B正确，不符合题意； C．核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故C错误，符合题意； D．核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。 故选C。 【例题2】如图（a）所示是风力发电装置的简易原理图，风通过叶片，带动叶片转动，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。 （1）在风力发电机发电过程中，能量转化的顺序是：风能→ 能→ 能； （2）如图（b）所示是某型号的风力发电机的发电功率与风速的关系图像，根据图像可得初步结论：当风速大于v1且小于v2时， ；当风速大于v3且小于v4时， ； （3）我国风能资源呈现“由沿海向内陆迅速减弱，到内陆后又有所增强”的特点；相同的风速而言，在海拔越高的地方，风机叶片转动得越慢。如图（c）所示是选址于上海东海大桥海上风电场，请从生产电能角度，分析该风电场选址于海上的理由： 。 【答案】机械 电；发电功率随风速的增大而增大；发电功率几乎不受风速影响；见解析 【详解】（1）在风力发电机发电过程中，能量先由风能转化为叶片转动的机械能，再由叶片带动发电机工作，将机械能转化为电能。 （2）由图象可知，风速大于0且小于v1时，发电功率为0，大于v1且小于v2时，发电功率随风速的增大而增大，当风速大于v2且小于v3时，发电功率略微下降，而当风速大于v3且小于v4时，发电功率保持不变，即发电功率几乎不受风速影响。 （3）由题意可知，沿海的风能大，且海上海拔低，风扇转动快；而内陆虽然风能有所增强，但海拔高，风扇转动慢，故该风电场选址于海上。 【练习1】白炽灯、节能灯和LED灯是生活中常见的三种照明设备。小明通过市场调查和查阅相关资料，获得以下一些信息：①三种灯的工作原理不同。白炽灯通过电流加热灯丝使其发光；节能灯利用电流激发荧光管内的汞蒸气发光；LED灯采用半导体材料，电流通过半导体材料时直接产生光。②“光通量”是描述光源在单位时间内发出的可见光量的物理量，“光效率”是反映了光源将电能转换成光能的效率，光效率越高，意味着消耗相同的电能可以产生更多的光；③某品牌白炽灯、节能灯和LED灯的相关数据如表所示。 光源 电功率（瓦） 光通量（流明） 光效率（流明/瓦） 寿命（小时） 白炽灯 100 1000 10 1000 节能灯 20 1000 50 6000 LED灯 10 1000 100 15000 根据以上信息及所学知识回答下列问题： （1）白炽灯工作时，将电能转化为光能和 ； （2）分析比较表中光源的电功率、光通量和光效率的变化情况，可得出初步结论：当光通量相同时， ； （3）请在表的“光源”中选择一个作为日常照明设备，并从能源利用等方面说明你选择的理由。 【答案】 内能 光效率与电功率成反比 见解析 【详解】（1）由“白炽灯通过电流加热灯丝使其发光”可知，白炽灯工作时，将电能转化为光能和内能。 （2）由表中数据可知，当光通量相同时，白炽灯的电功率最大，但光效率最低，故得出结论：当光通量相同时，光效率与电功率成反比。 （3）选LED灯，因为正常工作相同时间，LED灯消耗的电能最少，光通量相同，LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高，使用寿命更长。 【练习2】近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于不可再生能源 B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能 C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能 D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多 【答案】D 【详解】A．风能和太阳能都是自然界源源不断从自然界获得的能源，是可再生能源，故A错误； B．用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，电能转化为机械能，故B错误； C．用电高峰时，重物下降带动发电机发电，重物下降，机械能转化为电能，故C错误； D．重物质量一定，井越深，重物被提升的高度越大，重物具有的机械能越多，能储存的电能越多，故D正确。 故选D。 【练习3】关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 【答案】B 【详解】A．给手机充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，克服摩擦力做功，机械能转化成内能，故B正确； C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程，高度增大，重力势能增大，动能减小，总机械能守恒，动能转化为重力势能，故C错误； D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，返回舱和空气摩擦，机械能转化为内能，此时的机械能是不守恒的，故D错误。 故选B。 【练习4】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1/6。 （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3×108m/s） （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）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1/6，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。 四、综合练习 1．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．在真空中传播速度比手机通信的电磁波传播速度小 C．在真空中传播速度为340m/s D．波长比手机通信的电磁波波长短 【答案】D 【详解】A．由图可知，蓝牙通信用的是无线电波，属于不可见光，不是蓝光，故A不符合题意； B．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同，故B不符合题意； C．电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s，不是340m/s，故C不符合题意； D．根据c=λf可知，蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，所以波长短，故D符合题意。 故选D。 2. 我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（　　） A．鹊桥号利用声波进行信号传输 B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输 C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108m/s D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短 【答案】A 【详解】AB．降落在月球背面的嫦娥六号要时刻与地球保持通信，需要鹊桥二号中继卫星进行信号转发。该通信利用电磁波传递信息，超声波和次声波不能在真空中传播，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。 C．电磁波在真空中传播的速度3×108m/s，故C正确，不符合题意； D．根据题意知道，相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近，所以，信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短，故D正确，不符合题意。 故选A。 3. 如图所示，火力发电过程中能量转化的顺序为（　　） A．机械能→内能→电能 B．电能→机械能→内能 C．内能→机械能→电能 D．机械能→电能→内能 【答案】C 【详解】如图所示，火力发电过程中的能量转化是：由锅炉里面水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，汽轮机转轴的转动带动发电机转轴转动从而发电，这是由机械能转化为电能的过程。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 4. 2025年5月14日，长征二号丁运载火箭成功将太空计算卫星星座（12颗计算卫星）送入预定轨道，如图所示，这标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。下列说法正确的是（　　） A．十二颗卫星在太空中用超声波传递信息 B．十二颗卫星进入预定轨道前后，质量会发生改变 C．若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火箭将保持静止 D．长征二号丁运载火箭的发动机与轿车的汽油机都是热机 【答案】D 【详解】A．电磁波可以传递信息，且传播不需要介质，因此在太空中用电磁波传递信息，超声波的传播需要介质，故A错误； B．质量不随位置的改变而改变，所以十二颗卫星进入预定轨道前后，质量不变，故B错误； C．根据牛顿第一定律，若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火能将做匀速直线运动，故C错误； D．运载火箭的发动机是火箭喷气发动机与轿车的汽油机一样都属于热机，工作时将内能转化为机械能，故D正确。 故选D。 5. “α粒子散射实验”在科学发展史上有着不可磨灭的贡献，卢瑟福在此基础上提出了原子核式结构模型。下列关于这个模型的说法中正确的是（　　） A．原子核占据了原子内大部分空间 B．正电荷集中在原子中心 C．电子静止在原子核周围 D．原子核带负电 【答案】B 【详解】原子核式结构模型理论认为：①原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成；②原子核位于原子中心，是由质子和中子组成的，其中质子带正电，中子不带电，所以原子核整体带正电。原子核几乎集中了原子的全部质量，但只占有原子核内极少空间；③电子带负电，它是在不同的轨道上绕着原子核运动，故ACD错误，B正确。故选B。 6. 为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。小明根据学习做了如下笔记：①汤姆孙发现了电子，从而说明原子核是可分的；②卢瑟福在实验的基础上提出了类似行星绕日的原子核式结构模型；③在天文学中，用“光年”作为时间的单位；④在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转。其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】D 【详解】①汤姆森发现了电子，从而揭示了原子是可分的，故①错误；②卢瑟福建立了类似行星绕日的原子核式结构模型，故②正确；③在天文学中，用“光年”作为长度的单位，故③错误；④太阳是太阳系的中心，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，故④正确；故D正确，ABC错误。故选D。 7. 图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1 MHz=106赫兹），若受到频率相同或相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz ~300000 MHz，可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。 （1）该微波炉正常工作0.1小时，耗电 度； （2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ； （3）若要加热牛奶到60℃左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热； A．耐高温的玻璃杯      B．耐高温的不锈钢杯 C．耐热温度 50℃ 的一次性纸杯 【答案】 0.08 见解析 A 【详解】（1）由图（b）知，该微波炉的额定功率是800W，正常工作0.1小时，消耗电能 （2）根据题意知道，微波炉加热食物的原理是：食物中含有水分子，微波炉的微波频率与水分子固有频率相同，水分子受到频率相同微波激发，水分子热运动加剧，内能增加，温度升高。 （3）根据题意知道“微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射”，所以，要加热牛奶时，需要把牛奶倒入耐高温的玻璃杯中，再放入微波炉加热，故A符合题意。 故选A。 8. 天文爱好者发现，宇宙星云的颜色各不相同。搜索资料发现：a. 不同温度的恒星热辐射时会发出不同颜色的光；b. 维恩位移定律指出：恒星越热，热辐射时发出的光波波长越短；c. 可见光的光波波长如下表所示： 色光颜色 红 橙 黄 绿 蓝 紫 光波波长（纳米） 780~622 622~597 597~577 577~492 492~455 455~400 （1）太阳系附近有甲、乙两颗恒星，甲恒星肉眼看上去是黄色的，乙恒星看上去是蓝色的。请通过上述资料分析， （选填“甲”或“乙”）恒星表面的温度较高，理由是： ； （2）某同学观察到两颗恒星肉眼看上去都是蓝色的，得出这两颗恒星表面的温度是相等的。你是否支持此观点？并简述理由。 。 【答案】（1）乙，见解析；（2）见解析 【详解】（1）根据维恩位移定律，恒星越热，热辐射时发出的光波波长越短，对比表中数据可知蓝色比黄色的光波波长短，故乙恒星较热，其表面温度高于甲恒星表面。 （2）不支持此观点，由表中信息可知当恒星肉眼看上去是蓝色时，热辐射时发出的光波波长在455nm到492nm之间，在此范围内恒星看起来都是蓝色的，因此两颗恒星表面的温度不一定是相等的。 9. 创立“日心说”的天文学家是 （选填“托勒密”“哥白尼”或“伽利略”）。现代天文学研究表明，太阳 （选填“是”或“不是”）宇宙的中心。如图所示，向粘有金属小颗粒的气球中打气时，任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。同理，我们观察到所有的星系正在远离我们而去，我们就会得出宇宙正在 （选填“膨胀”或“收缩”）的结论。    【答案】 哥白尼 不是 膨胀 【详解】创立“日心说”的科学家是哥白尼；太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心；各天体在远离，说明宇宙在膨胀。 10. 2025年10月26日，恰逢霜降节气，第三届亚洲青年运动会在中国湖北武汉隆重开幕。开幕式上，流光溢彩的主火炬塔（如图）的点燃仪式将现场气氛推向高潮。若主火炬塔每小时燃烧4200m3的天然气，已知水的比热容，天然气的热值。求： （1）天然气燃烧时，火炬塔的金属外壳温度升高，其内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。天然气燃烧时将 能转化为 能； （2）4200m3的天然气完全燃烧，能释放出多少热量？ （3）在一个标准大气压下，若这些热量全部被初温为20℃、质量为500t的水吸收，则可使水的温度升高到多少℃？ 【答案】（1）增大，化学，内；（2）1.68×1011J；（3）100℃ 【详解】（1）点燃火炬后，天然气燃烧，火炬塔的金属外壳吸收热量，内能增大，温度升高。 天然气燃烧时发生化学变化，将储存在燃料中的化学能转化为内能。 （2）天然气完全燃烧释放的热量 （3）水的质量m水=500t=5×105 kg 水吸收的热量等于天然气完全燃烧释放的热量，则水吸收的热量 水升高的温度 则水的末温为 由于在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的温度最高只能达到100℃。 11. 阅读《我们看到了古老的光》并回答问题。 我们看到了古老的光 “牛郎织女”是我国家喻户晓的民间故事，在牛郎星上的牛郎和在织女星上的织女远隔天河，在每年农历七月初七渡过天河相会一次，表达了人们追求幸福生活的美好愿望。你知道天上的牛郎星和织女星相距多远吗? 牛郎星和织女星都是银河系中的恒星，它们之间的距离非常遥远，假定牛郎从牛郎星以光速飞行，他到达织女星也需16年！ 宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用“光年”为单位来度量恒星间的距离，1光年等于光在1年内传播的距离。 离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.3光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是4.3年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。 银河系是由超过1000亿颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是大、小麦哲伦云，它们距离我们16万~19万光年。 秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座大星云（如图所示）。它是北半球唯一可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是225万光年。 光——宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙的现在，而且还在告诉我们遥远的过去。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位，牛郎星到织女星的距离大约是 光年； （2）太阳系是以太阳为中心、受太阳引力约束在一起的天体系统，太阳系是银河系中众多星系中的普通一员。已知太阳系的直径大约是3×1011km，光的传播速度为3×105km/s，一年按3×107s计算，则以光速穿越太阳系大约需要 年。（结果保留两位小数） 【答案】 长度 16 0.03 【详解】（1）“光年”指光在真空中1年内传播的距离，所以是长度单位。 由短文可知，从牛郎星和织女星，若以光速飞行，需要16年，由于光在一年中通过的距离为1光年，因此牛郎星到织女星的距离为 （2）光每年通过的距离为 则穿过太阳系需要的时间为 12．阅读短文，回答问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律：河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 根据上述材料，回答下列问题： （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在 我们； （2）小明根据哈勃定律，认为若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做 运动（选填“匀速”或“非匀速”）； （3）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m）   B．秒（s）   C．米-1（m-1）   D．秒-1（） （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t，其计算式为t= （用“哈勃常数H”表示）。 【答案】 远离 非匀速 D 1/H 【详解】（1）由题可知，发生红移的河外星系，表示它在远离我们，所以如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在远离我们。 （2）由哈勃定律可知，河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，所以若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做非匀速运动。 （3）将公式变形可得 所以可推理得出哈勃常数H的单位是秒-1（s−1）,所以选D。 （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式可得 13．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 （1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？ （3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？ （4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）   【答案】可再生 7500km 1.8×107 J 80% 可信 【详解】（1）可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，风能属于可再生能源。 （2）单个风力发电机组发电1h产生的电能为 可供该电动汽车行驶的路程是 （3）系统对重物所做的功是 （4）重力储能系统放下重物的发电效率是 重力储能系统提升重物所需要的总能量 重力储能系统的综合效率为 因此这一数据可信。 14．阅读材料，回答下列问题： 2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。 由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。 着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。 （1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，将太阳能转化为 能，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 的；月壤运回地球后，质量 。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？ 【答案】电磁 电 可再生 热值 运动 不变 它的势能减小；势能转化为动能 【详解】（1）电磁波可以在真空中传播，且能够传递信息。嫦娥六号通过电磁波将采样画面实时传输到地面测控中心。 太阳能电池板工作时，吸收太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。 太阳能可以源源不断从自然界获得，是可再生能源。 （2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的热值，与其他燃料相比，完全燃烧质量相同的液态氢能释放更多的能量。 上升器点火起飞，离开月球表面，月球与上升器的相对位置发生了变化，以上升器为参照物，月球是运动的。 物体的质量不随形状、物态、位置的变化而变化，月壤从月球运回地球，只是位置发生了改变，其质量不变。 （3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上运行时，不受空气阻力机械能守恒，此过程中只有动能和势能相互转化，从远月点向近月点运动时，高度减小，势能减小，速度增大，动能增大，势能转化为动能。 15. 阅读短文，回答问题。 2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目工作原理如下图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg。可连续放电6小时，使用期长达40年。 （1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能； （2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热； （3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量；（标准煤热值为2.9×107J/kg） （4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能；（计算结果保留1位小数） （5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。 【答案】 机械 内 吸 5.51×1015 72 8.3 增大地下盐穴的体积 【详解】（1）电动机工作时，扇叶转动带动空气流动，将电能转化为空气的机械能；空气压缩机空气时，通过做功的方式增大了空气的内能，将机械能转化为内能。 （2）常温高压空气在“换热器2”处吸收热量，使气体的温度升高，压强依然很大，为下一步释放能量做准备。 （3）每年可节约标准煤约1.9×108kg，根据故每年节约的煤可释放的热量为 （4）该项目的能量转换效率为 该项目每年发电6亿度，则消耗 （5）地下盐穴的体积越大，可储存的能量越大。故增大地下盐穴的体积，可以增大内能的转化量，从而增加项目储存的能量。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题41 电磁波 原子 星系 能量与能源（专题复习） 目 录 一、考情分析 1 二、知识建构 2 三、板块训练 3 模块一、电磁波 3 模块二、原子 4 模块三、星系 5 模块四、能源 8 四、综合练习 10 一、考情分析 一、考点分析：电磁波；电磁波的应用；原子；星系；能量与能源。 二、命题预测 1. 考查电磁波。命题点有：电磁波的概念；描述电磁波的物理量；电磁波的应用。 2. 考查原子。命题点有：原子；原子的核式结构模型。 3. 考查星系。命题点有：太阳系；宇宙的演化；物质世界的大致尺度；物质的观念。 4. 考查能量与能源。命题点有：能量守恒定律；了解能量利用效率；能量转移和转化具有方向性；人类面临的能源危机；节约能源和可持续发展的重要性。 二、知识建构 三、板块训练 模块一、电磁波 【例题1】电磁波为信息的传递插上了翅膀。电磁波是怎样产生，又是怎样传播的呢？ （1）电磁波的产生条件是 ； （2）电磁波的传播不需要介质，通过实验或者实例 可以说明； （3）电磁波是个大家族，不同频率范围的电磁波有不同的应用。 ①生活中常见的微波炉是用电磁波来加热食品的。微波炉内有很强的电磁波，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能 ，温度 ； ②手机在现代生活中具有重要作用，它利用了电磁波能够传递信息。某同学听爸爸说“5G手机比4G手机快”，你认为“快”指的是 ； ③你还知道哪些用电器也会用到电磁波？请举出一例 。 【例题2】某同学进行如下实验，探究电磁波的特性。 （1）如图甲，打开收音机开关，旋至没有电台的位置，再调节音量旋钮，增大音量。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与干电池的一极相接，再用导线的另一端与干电池的另一极快速断续接触，发生的现象是 ，这说明收音机接收到了 。该实验的结论是 ； （2）该同学又利用手机探究电磁波的传播特性，如图乙所示。他将手机放入玻璃罩，抽去罩内空气，然后呼叫该手机。他发现该手机屏幕亮起，显示有人呼叫，但听不到铃声。这说明电磁波的传播 介质，声音的传播 介质；（均选填“需要”或“不需要”） （3）该同学又将手机放在铁盒中，发现手机 （选填“能”或“不能”）接收到信号。他又想起一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，其原因可能是 。 【练习1】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在空气中的传播速度是340m/s B．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号 C．微信聊天时手机发射的电磁波不能在真空中传播 D．北斗卫星定位系统既可以发射也可以接收电磁波 【练习2】某广播电台发射频率为1.027×108HZ的电磁波，根据如图信息，该电磁波属于（　　） A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．γ射线 【练习3】在我们的生活中，很多地方都应用了电磁波，如用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、消毒的紫外线，以及收音机接收的短波和舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光等。电磁波的频率越高波长越短，则按照波长由长到短的排列顺序是（　　） A．收音机接收的短波、烘烤食物的红外线、舞台效果中的红光、舞台效果中的蓝光、消毒的紫外线、用于医疗诊断的X射线 B．用于医疗诊断的X射线、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、收音机接收的短波 C．收音机接收的短波、消毒的紫外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、烘烤食物的红外线、用于医疗诊断的X射线 D．用于医疗诊断的X射线、烘烤食物的红外线、舞台效果中的蓝光、舞台效果中的红光、消毒的紫外线、收音机接收的短波 模块二、原子 【例题1】氢原子由原子核和一个电子构成，图中氢原子的核式结构模型，正确的是（　　） A B C D 【例题2】汤姆生在1898年提出：带正电的物质均匀地分布在整个原子球体之中，而带负电的电子则均匀镶嵌其中。汤姆生的这个原子模型我们称之为 （选填字母）。 A．葡萄干蛋糕模型      B．行星模型      C． 电子云模型 卢瑟福在1909年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（又称α粒子）射向厚度为10-6米的金箔，发现绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，而平均1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。 发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。 卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部 （选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的 。 因此，汤姆生的原子模型理论 （选填“能”或“不能”）解释上述现象。 【练习1】人类在探索微观世界的过程中，提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型，其中A是 ，带 电。摩擦的物体之所以能够带电是由于 （选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”）。 【练习2】人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期。科学家先后提出的原子结构假设模型（如图所示），其中建立原子核式结构模型的科学家是（　　） A．汤姆孙 B．道尔顿 C．卢瑟福 D．阿伏伽德罗 【练习3】下列物质结构图正确的是（　　） A B C D 模块三、星系 【例题1】天问一号在距火星约220万千米处传回首幅火星图像，火星属于（　　） A．行星 B．恒星 C．卫星 D．彗星 【例题2】如图的示意图中，能反映宇宙银河系、太阳系之间大小关系的是（　　） A B C D 【练习1】某同学在学习《地球太阳系》一节后，整理的知识结构如图所示。在有下划线的内容中，不正确的是（　　） A．（1）（3）（5） B．（2）（4）（6） C．（1）（4）（5） D．（2）（4）（5） 【练习2】我国科学家利用中国天眼（FAST）在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，该系统比银河系大20倍，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是（　　） A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径 B．大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降 C．宇宙的结构层次：太阳系→银河系→河外星系宇宙 D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系 【练习3】物理学是研究物质和能量的一门科学，它研究的物质世界大无止境、小无终极。我们了解到微观世界与宏观宇宙十分相似，极小与极大存在着某种联系。无数微观粒子组成了我们所生活的世界乃至整个宇宙，从宇宙尺度看我们的世界就如同我们看微观世界一样。如图所示是物理学家巧妙地把宇宙学和粒子物理学衔接在一起。试完成下列问题： （1）观察下图，物理学上是通过用物理量 （选填“长度”、“质量”、“时间”或“能量”）把宇宙学和粒子物理学衔接起来的； （2）为了形象地描述微观世界的各种物理规律，物理学家采用主要的科学方法是（ ） A．控制变量            B．等效替代            C．微量放大            D．建立模型 （3）通过学习，我们还认识了支配宇宙万物运动和变化的最基本的物理规律，这个物理规律就是 定律； （4）在研究原子与星系的过程中，我们发现原子的组成与太阳系的组成存在着许多相似之处，请写出其中一项相似之处 。 【练习4】根据材料，回答下列问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。大爆炸理论是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸，但是科学家一直没有找到支持大爆炸理论的直接证据。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。星系“红移”现象的原理，与声音的多普勒效应非常相似。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律；河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“蓝”，说明这个星系正在 我们； （2）类比得出速度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m） B．秒（s） C．米-1（m-1） D．秒-1（s-1） （3）若距离我们约33亿光年的“长蛇II星系团”远离我们的速度约为6×104km/s，则距离我们约22亿光年的“牧夫座星系团”，远离我们的速度约为 km/s； （4）星系“红移”现象的原理，与声音的 效应非常相似。 模块四、能源 【例题1】2025年5月14日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1000天，持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度，如图所示是“华龙一号”全球首堆外景。下列有关说法错误的是（    ） A．核能属于不可再生能源 B．核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能 C．核反应堆将核能直接转化为电能 D．核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方 【例题2】如图（a）所示是风力发电装置的简易原理图，风通过叶片，带动叶片转动，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。 （1）在风力发电机发电过程中，能量转化的顺序是：风能→ 能→ 能； （2）如图（b）所示是某型号的风力发电机的发电功率与风速的关系图像，根据图像可得初步结论：当风速大于v1且小于v2时， ；当风速大于v3且小于v4时， ； （3）我国风能资源呈现“由沿海向内陆迅速减弱，到内陆后又有所增强”的特点；相同的风速而言，在海拔越高的地方，风机叶片转动得越慢。如图（c）所示是选址于上海东海大桥海上风电场，请从生产电能角度，分析该风电场选址于海上的理由： 。 【练习1】白炽灯、节能灯和LED灯是生活中常见的三种照明设备。小明通过市场调查和查阅相关资料，获得以下一些信息：①三种灯的工作原理不同。白炽灯通过电流加热灯丝使其发光；节能灯利用电流激发荧光管内的汞蒸气发光；LED灯采用半导体材料，电流通过半导体材料时直接产生光。②“光通量”是描述光源在单位时间内发出的可见光量的物理量，“光效率”是反映了光源将电能转换成光能的效率，光效率越高，意味着消耗相同的电能可以产生更多的光；③某品牌白炽灯、节能灯和LED灯的相关数据如表所示。 光源 电功率（瓦） 光通量（流明） 光效率（流明/瓦） 寿命（小时） 白炽灯 100 1000 10 1000 节能灯 20 1000 50 6000 LED灯 10 1000 100 15000 根据以上信息及所学知识回答下列问题： （1）白炽灯工作时，将电能转化为光能和 ； （2）分析比较表中光源的电功率、光通量和光效率的变化情况，可得出初步结论：当光通量相同时， ； （3）请在表的“光源”中选择一个作为日常照明设备，并从能源利用等方面说明你选择的理由。 【练习2】近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于不可再生能源 B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能 C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能 D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多 【练习3】关于能量的转化，下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．汽车紧急刹车路面上会留下清晰的刹车痕迹，机械能转化为内能 C．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，重力势能全部转化为动能 D．飞船返回舱进入大气层后下落的过程中，重力势能减小、动能增加，机械能守恒 【练习4】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1/6。 （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3×108m/s） （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。 四、综合练习 1．使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，蓝牙通信的电磁波（　　） A．是蓝光 B．在真空中传播速度比手机通信的电磁波传播速度小 C．在真空中传播速度为340m/s D．波长比手机通信的电磁波波长短 2. 我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法不正确的是（　　） A．鹊桥号利用声波进行信号传输 B．鹊桥二号利用电磁波进行信号传输 C．镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108m/s D．信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短 3. 如图所示，火力发电过程中能量转化的顺序为（　　） A．机械能→内能→电能 B．电能→机械能→内能 C．内能→机械能→电能 D．机械能→电能→内能 4. 2025年5月14日，长征二号丁运载火箭成功将太空计算卫星星座（12颗计算卫星）送入预定轨道，如图所示，这标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。下列说法正确的是（　　） A．十二颗卫星在太空中用超声波传递信息 B．十二颗卫星进入预定轨道前后，质量会发生改变 C．若在长征二号丁运载火箭加速升空时，所有外力消失，火箭将保持静止 D．长征二号丁运载火箭的发动机与轿车的汽油机都是热机 5. “α粒子散射实验”在科学发展史上有着不可磨灭的贡献，卢瑟福在此基础上提出了原子核式结构模型。下列关于这个模型的说法中正确的是（　　） A．原子核占据了原子内大部分空间 B．正电荷集中在原子中心 C．电子静止在原子核周围 D．原子核带负电 6. 为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。小明根据学习做了如下笔记：①汤姆孙发现了电子，从而说明原子核是可分的；②卢瑟福在实验的基础上提出了类似行星绕日的原子核式结构模型；③在天文学中，用“光年”作为时间的单位；④在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转。其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 7. 图（a）（b）所示是家用微波炉及其铭牌。小徐对微波加热食物的原理感到好奇，查阅资料后得知：（a）水分子会发生振动，振动的固有频率为 2450MHz（1 MHz=106赫兹），若受到频率相同或相近的波激发，水分子的热运动会加剧；（b）微波的振动频率为 300MHz ~300000 MHz，可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但遇到金属就会发生反射。 （1）该微波炉正常工作0.1小时，耗电 度； （2）结合所学知识及上述信息，简述微波加热食物的原理： ； （3）若要加热牛奶到60℃左右，应将牛奶倒入 中，再放入微波炉加热； A．耐高温的玻璃杯      B．耐高温的不锈钢杯 C．耐热温度 50℃ 的一次性纸杯 8. 天文爱好者发现，宇宙星云的颜色各不相同。搜索资料发现：a. 不同温度的恒星热辐射时会发出不同颜色的光；b. 维恩位移定律指出：恒星越热，热辐射时发出的光波波长越短；c. 可见光的光波波长如下表所示： 色光颜色 红 橙 黄 绿 蓝 紫 光波波长（纳米） 780~622 622~597 597~577 577~492 492~455 455~400 （1）太阳系附近有甲、乙两颗恒星，甲恒星肉眼看上去是黄色的，乙恒星看上去是蓝色的。请通过上述资料分析， （选填“甲”或“乙”）恒星表面的温度较高，理由是： ； （2）某同学观察到两颗恒星肉眼看上去都是蓝色的，得出这两颗恒星表面的温度是相等的。你是否支持此观点？并简述理由。 。 9. 创立“日心说”的天文学家是 （选填“托勒密”“哥白尼”或“伽利略”）。现代天文学研究表明，太阳 （选填“是”或“不是”）宇宙的中心。如图所示，向粘有金属小颗粒的气球中打气时，任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。同理，我们观察到所有的星系正在远离我们而去，我们就会得出宇宙正在 （选填“膨胀”或“收缩”）的结论。    10. 2025年10月26日，恰逢霜降节气，第三届亚洲青年运动会在中国湖北武汉隆重开幕。开幕式上，流光溢彩的主火炬塔（如图）的点燃仪式将现场气氛推向高潮。若主火炬塔每小时燃烧4200m3的天然气，已知水的比热容，天然气的热值。求： （1）天然气燃烧时，火炬塔的金属外壳温度升高，其内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。天然气燃烧时将 能转化为 能； （2）4200m3的天然气完全燃烧，能释放出多少热量？ （3）在一个标准大气压下，若这些热量全部被初温为20℃、质量为500t的水吸收，则可使水的温度升高到多少℃？ 11. 阅读《我们看到了古老的光》并回答问题。 我们看到了古老的光 “牛郎织女”是我国家喻户晓的民间故事，在牛郎星上的牛郎和在织女星上的织女远隔天河，在每年农历七月初七渡过天河相会一次，表达了人们追求幸福生活的美好愿望。你知道天上的牛郎星和织女星相距多远吗? 牛郎星和织女星都是银河系中的恒星，它们之间的距离非常遥远，假定牛郎从牛郎星以光速飞行，他到达织女星也需16年！ 宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用“光年”为单位来度量恒星间的距离，1光年等于光在1年内传播的距离。 离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.3光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是4.3年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。 银河系是由超过1000亿颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是大、小麦哲伦云，它们距离我们16万~19万光年。 秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座大星云（如图所示）。它是北半球唯一可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是225万光年。 光——宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙的现在，而且还在告诉我们遥远的过去。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位，牛郎星到织女星的距离大约是 光年； （2）太阳系是以太阳为中心、受太阳引力约束在一起的天体系统，太阳系是银河系中众多星系中的普通一员。已知太阳系的直径大约是3×1011km，光的传播速度为3×105km/s，一年按3×107s计算，则以光速穿越太阳系大约需要 年。（结果保留两位小数） 12．阅读短文，回答问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律：河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 根据上述材料，回答下列问题： （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在 我们； （2）小明根据哈勃定律，认为若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做 运动（选填“匀速”或“非匀速”）； （3）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m）   B．秒（s）   C．米-1（m-1）   D．秒-1（） （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t，其计算式为t= （用“哈勃常数H”表示）。 13．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 （1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？ （3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？ （4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）   14．阅读材料，回答下列问题： 2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施样品采集任务，如图甲所示。 由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要通过鹊桥二号中继卫星来转发月面航天器与地球之间的通信。鹊桥二号中继卫星受月球引力作用，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。环月大椭圆轨道离月球最近的一点叫近月点，最远的一点叫远月点，如图乙所示。 着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继卫星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石。表取完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。6月4日7时38分，上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N的发动机工作约6min后，成功将上升器送入预定环月轨道。 （1）在鹊桥二号中继卫星支持下，嫦娥六号通过 波将采样画面实时传输到地面测控中心；太阳能电池板工作时，将太阳能转化为 能，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）嫦娥六号采用液态氢做燃料是因为它具有较大的 ；上升器点火起飞，离开月球表面，以上升器为参照物，月球是 的；月壤运回地球后，质量 。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，结合图乙说明它的势能如何变化，势能和动能之间如何转化？ 15. 阅读短文，回答问题。 2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。 该项目工作原理如下图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg。可连续放电6小时，使用期长达40年。 （1）该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为 能，再通过空气压缩机转化为 能； （2）换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换热器2”处 热； （3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 J的能量；（标准煤热值为2.9×107J/kg） （4）该项目的能量转换效率为 %。该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能；（计算结果保留1位小数） （5）从工程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议： 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $