第19讲 信息 能源 材料 宇宙 讲义 2027年中考物理一轮复习

第19讲 信息 能源 材料 宇宙 内 容 导 航 知识点1 电磁波及其应用 知识点2 能源与可持续发展 知识点3 材料 知识点4 粒子与宇宙 题型1 电磁波的产生 题型2 电磁波的传播 题型3 电视信号的发射和接收 题型4 微波通信 题型5 信息与信息传递 题型6 能源及其分类 题型7 常规能源与新能源 题型8 可再生能源和不可再生能源 题型9 一次能源与二次能源 题型10 核能的利用 题型11 太阳能及其来源 题型12 太阳能的转化 题型13 太阳能的利用 题型14 核裂变 题型15 核聚变 知 识 点 通 关 知识点1 电磁波及其应用 1．电磁波 （1）产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。 （2）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3×108m/s 。 （3）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。波长越长的电磁波,频率越低。 （4）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。 （5）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 （1）无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。 （2）电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。 （3）移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。 移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基站。 3．卫星通信和光纤通信 （1）卫星通信 ①由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。要想使信号传递的距离越远那么需要的中继站就越多。月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减、时间延迟，而且只有在当两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。 ②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。 （2） 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。 知识点2 能源与可持续发展 1．能源 （1）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。 （2）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。 （3）能源的分类 能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。 ①一次能源：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。 ②二次能源：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。 （4）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。 （5）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。 2．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。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 （2）核能：一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量。这种能量就是核能。 （3）裂变 ①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。 ②链式反应：一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。 （4）裂变的应用 ①如果对链式反应不加控制，那么大量原子核就会在瞬间发生裂变，释放出极大的能量，例如原子弹的爆炸。 ②如果链式反应可控，那么就可以控制核能的释放例如核反应堆中发生的就是可控链式反应。核电站利用核能发电，它的核心设备就是核反应堆。随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术机组——华龙一号的建成，我国的核能发电技术已居于世界先进地位。 （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（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。 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。 （6）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 是否可以控制 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 3．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，一种是光电转换。 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。 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。 （5）太阳能的优点：清洁无污染；获取方便；持久、可再生。 4．能源可持续发展 （1）能量的转移和转化具有方向性。 （2）能源消耗对环境产生影响：温室效应、大气污染等。 （3）可持续发展：①开发利用新能源和可再生能源。②提高能源的利用率，节约能源。 （4）未来的理想能源必须满足以下条件：①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。 知识点3 材料 1．我们周围的材料 （1）金属材料：由金属元素或以金属元素为主制成的材料。 （2）无机非金属材料：陶瓷、玻璃、金刚石、半导体是常见的无机非金属材料。 （3）有机高分子材料：指以有机高分子为基础构成的材料。 （4）复合材料：将优缺点能互补的材料复合在一起，制造出的性能优良的新材料。 （5）合金不是复合材料。 （6）材料的物理性质 ①弹性：材料受力发生形变，除去外力后，材料又自动回复到原状。 ②硬度：描述材料的坚硬程度。 ③延展度：材料具有的可以锻打成片、拉成丝的性质。 （7）材料与社会发展：如何合理地利用资源，有效保护环境，已成为人类关注的一个重大课题。 2．半导体 （1）材料的导电性分类 ①导体：容易导电。 ②半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间。 ③绝缘体：不容易导电。 （2）半导体二极管：单向导电性。 （3）半导体三极管：放大电信号。 （4）半导体的应用：①太阳能电池；②条形码扫描器；③微处理器；④机器人。 3．探索新材料 （1）超导材料：电阻为零的材料。 （2）超导材料的应用：远距离输电、超导磁悬浮、增加磁性。 （3）纳米材料特点：空间尺度小，硬度高、强度大。 （4）纳米材料的应用：使计算机运行速度加快，芯片体积减小。制造纳米机器人。 （5）气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能，在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。 知识点4 粒子与宇宙 1．微观粒子的探索过程 （1）1811年意大利物理学家阿伏加德罗命名分子；19世纪初英国科学家道尔顿证明了原子的存在；1897年英国科学家汤姆孙发现电子；1918年和1932年英国物理学家卢瑟福和查德威克分别发现了质子和中子；20世纪60年代人们又发现了夸克。 （2）原子结构的两种模型：一是汤姆孙提出的“枣糕模型”，另一种是 1911年卢瑟福提出的原子核式结构模型。 2．原子结构 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。 3．宇宙探秘 （1）对于宇宙认识的改变 ①天圆地方：古人认为地球是一块平坦的、并不太大的土地；天空似乎是一个固定的圆形屋顶，他从远处自上而下，和人看到的远处的地面融为一体。 ②地心说：公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出以地球为宇宙中心的"地心说"，他认为天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转。 ③日心说：16世纪初期，波兰天文学家哥白尼在传世之作《天体运行论》提出了“日心说”，他认为宇宙的中心就是太阳 （2）基本概念 ①恒星：相对位置似乎是不变的（例如太阳） ②银河系：由群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统。注：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。目前人们观测到的星系约1000亿个，仙女星系是里银河系较近的星系，他离里我们超过200万光年。 ③宇宙起源：宇宙诞生于137亿年前的一次大爆炸。宇宙起始于一个原始火球，在原始火球中，温度和密度都高的无法想象，里面的物质可能极不稳定，最终爆炸，涉及宇宙的全部物质及时间、空间爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降，降到一定程度形成行星、恒星、星系、星系团和超星系团等。 证据一：根据哈勃发现的哈勃定律推断，星系在远离我们而去。 证据二：用粘有小塑料粒的气球类比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去。 证据三：根据多普勒效应，当一个星系离我们远去时，我们观测到的星系发出的光的频率降低（波长变长），科学家用仪器观察星系发出的光，就可以看到它的光谱，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称为谱线“红移”。 4．飞出地球 （1）英国物理学家牛顿发现了万有引力定律，解释了宇宙中的星体运行规律。 （2）当地球上的物体速度达到一定程度（7.9 km/s以上）时，物体就能在地面附近环绕地球转动而不掉下来；速度达到11.2 km/s以上时就能挣脱地球引力的束缚；速度达到16.7 km/s以上时就能挣脱太阳系的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。 5．宇宙有多大 宏观世界的宇宙、银河系、太阳系、地月系等，它们的体积非常大，量度它们的尺度通常用“光年”。按尺度将它们从大到小排列：宇宙（包含有许多类似银河系的大星系）、银河系（包含有许多类似太阳系的恒星系）、太阳系、地月系。 考 点 演 练 题型1 电磁波的产生 【典例1】小明同学在期末复习时，自主进行了知识的梳理，在他的笔记本中有部分内容是这样整理的： ①吃煎饺比吃水饺感觉焦脆，是因为油的沸点比水的高； ②根据公式可知，导体的电阻与其两端电压成正比，与通过的电流成反比； ③正电荷、负电荷的定向移动都能形成电流； ④热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体； ⑤验电器可以检验物体是否带电，原理是同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引； ⑥赫兹最早预言了电磁波的存在。 请你来帮他检查一下，以上的结论中归纳完全正确的是（　　） A．①②③④⑤⑥ B．①②③ C．①③④ D．③④⑤ 【变式1】如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg，根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（　　）（g取10N/kg） A．该机器人比5克的橡皮擦质量小 B．电磁波是由变化的电流产生的 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人加速离地飞行时，升力大于重力 题型2 电磁波的传播 【典例1】北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度为340m/s B．在真空中，电磁波的频率越低，其波长越短 C．家用电器微波炉利用的就是电磁波 D．我们人眼感知的可见光不属于电磁波 【变式1】某巡查小组进入森林后在Q处迷失方向，图甲为小组利用卫星技术获取的森林俯视图，他们携带的指南针静止时的指向，如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．利用卫星技术获取森林俯视图说明声音能够传递信息 B．E点磁感线的方向是水平向右 C．要尽快找到出口应选择的方向是朝H的方向 D．要尽快找到出口应选择的方向是朝F的方向 题型3 电视信号的发射和接收 【典例1】小明对如图所示的电视录制和播放过程解释正确的是（　　） A．话筒是把电能转化为声能 B．扬声器是把声信号转化为电信号 C．摄像机把电信号转化为光信号 D．发射机把电信号加载到高频电流上 就是用电磁波同时传递 　　 信号和 　　 信号的，如图所示为电视广播工作过程的方框图。其中，①是 　 　 ，②是 　 　 ，③是 　 　 ，④是 　 　 。 题型4 微波通信 【典例1】微波通信需要中继站，原因是（　　） A．微波信号衰减特别快 B．微波信号传播速度慢 C．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射 D．微波信号容易被干扰，信号容易丢失 【变式1】下列关于微波通信的叙述，正确的是（　　） A．微波的波长较短，频率较低 B．微波的波长较短，频率较高 C．微波在空气中的速度小于光速 D．微波的传播是沿地球表面绕射的 题型5 信息与信息传递 【典例1】我们生活在光的世界里，光每时每刻都在为人类服务，下列属于利用光来传输文字、图像信息的是（　　） A．植物的光合作用 B．太阳能汽车 C．太阳能热水器 D．光纤 【变式1】请回答下列各种情况中传递信息的方式。 ①交通信号灯：　 　 ；②早期海军通信所用的手旗：　　 　 ；③我国古代发明的天文仪器“日晷”：　　 　 ；④如图所示的交通标志牌：　 　 。 题型6 能源及其分类 【典例1】为了保护环境，我国大力发展绿色清洁能源，以下不属于清洁能源的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电 【变式1】蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法不正确的是（　　） A．属于清洁能源 B．来源于太阳 C．属于可再生能源 D．属于化石能源 题型7 常规能源与新能源 【典例1】我国为了减少碳排放保护环境，不断地开发新能源，下列选项中不属于利用新能源的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．风力发电 D．潮汐发电 【变式1】能源的利用需要考虑可持续发展，就是用更清洁、更有效的技术实现“零排放”，以减少能源使用对环境的破坏，新能源已逐步替代常规能源。以下各种形式的能源中可作为新能源的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．天然气 D．太阳能 题型8 可再生能源和不可再生能源 【典例1】如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了晶体硅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。下列说法正确的是（　　） A．手机与“智能脚蹬车”通过超声波传输数据 B．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 C．对锂电池充电时，锂电池相当于电源 D．太阳能电池板主要是由超导体材料制成的 【变式1】能源是人类生存与发展的重要基础。以下属于可再生能源的是（　　） A．天然气 B．核能 C．太阳能 D．石油 题型9 一次能源与二次能源 【典例1】无人快递车作为物流配送的新宠，近日在介休街头亮相，它依靠先进的导航系统和高效能源驱动，实现了智能化配送。以下是关于它的相关描述，说法正确的是（　　） A．导航系统通过接收卫星发射的超声波进行定位 B．锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存 C．无人快递车使用的电能属于一次能源 D．快递车的电动机工作时将内能转化为机械能 【变式1】如图所示是新能源汽车的充电桩，充电电压都在220V以上。下列说法正确的是（　　） A．这些充电桩之间都是串联在一起的 B．给汽车充电所用电能属于二次能源 C．充电线绝缘皮破损后仍可继续使用 D．万一充电桩起火，应该迅速浇水扑灭 题型10 核能的利用 【典例1】关于我国近年来的科技成就，下列说法正确的是（　　） A．“天问二号”探测器在太空探测过程中通过电磁波与地面进行信息传递 B．“华龙一号”核电站是利用核聚变释放能量 C．我国自主研发的T1200碳纤维属于绝缘材料，可用于制作家庭电路导线 D．我国自主研发的首款通用CPU“龙芯一号”芯片中不含半导体材料 【变式1】大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站。下列关于核能说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核能可以直接转化为电能 C．核能是原子核发生变化时释放的能量 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 题型11 太阳能及其来源 【典例1】地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢（如图所示）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．氢能是一次能源 D．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 【变式1】新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录！关于太阳的研究，长达了几千年，下列有关说法正确的是（　　） A．太阳是一个固态的球体，表面温度约为1000℃ B．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 C．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 D．太阳辐射包含可见光、紫外线、红外线等，红外线可用于消毒 题型12 太阳能的转化 【典例1】如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是电能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 【变式1】某小区为了节能安装了一批“风光互补”路灯。如图所示，这种路灯“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯，下列有关说法正确的是（　　） A．小风扇的作用是将电能转化为机械能，驱动风扇转动 B．照明灯工作时，将光能直接转化为电能 C．太阳能电池板工作时，将光能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 题型13 太阳能的利用 【典例1】某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图所示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“机械能” D．乙和丙是同一种能 【变式1】铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池的弱光性能优异，阴天或散射光条件下仍能稳定发电，且其原材料储量丰富、毒性低，可沉积在柔性基板（如塑料、金属箔）上，制成柔性太阳能电池，重量仅为传统硅基电池的，目前其光电转换效率突破15%（目前主流太阳能电池的效率约器18%～22%）。相较于传统硅基电池，其优势不包括（　　） A．弱光发电稳定性更强 B．原材料毒性更低 C．柔性基板适配性更好 D．光电转换效率更高 题型14 核裂变 【典例1】能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（　　） A．超导体材料主要是应用在电饭锅等电器上 B．田湾核电站利用的是核聚变释放的能量 C．光缆通信利用光在光纤中发生折射来传递信息 D．平时人们常说的“4G”、“5G”指的是电磁波频率 【变式1】近年来，我国科技创新能力日益凸显，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。关于新科技成果，下列说法中正确的是（　　） A．我国海域首次成功开采的“可燃冰”（天然气水合物）属于可再生能源 B．我国磁约束核聚变装置获得核能的方式与普通核电站一致 C．无人驾驶汽车处理数据的芯片是用半导体材料制成的 D．与4G通信信号相比，5G通信信号在真空中传播的速度更快 题型15 核聚变 【典例1】2026央视春晚充分展现了我国在科技领域取得的重大成就，下列说法正确的是（　　） A．《贺花神》——表演时伴随的花香说明分子在不停地做无规则运动 B．《武BOT》——机器人完成了极限跳高表演，在最高点时，机器人处于平衡状态 C．《智造未来》——北斗导航系统利用的电磁波传播速度大于光速 D．“夸父”追的太阳——人造太阳，是模拟太阳内部的核裂变 【变式1】近年来中国的科技成就让世界瞩目，“人造太阳”（与太阳内部核反应原理相同）、“天问二号”、“Pre﹣6G试验网投运”、“麒麟凝聚态电池”量产等标志性科技创新成果不断涌现。下列关于这些科技创新成果的说法正确的是（　　） A．“人造太阳”是通过核裂变释放巨大的能量 B．“天问二号”探测器通过超声波向地面传输探测数据 C．“Pre﹣6G网络”移动电话在传递信息的过程中，6G信号的传播速度比5G信号的传播速度快 D．“麒麟凝聚态电池”充电时是电能转化为化学能的过程 过 关 验 收 1．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波 C．收音机可以接收电磁波信号 D．收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音 2．关于材料、能源和信息的应用，下列说法正确的是（　　） A．手机的集成电路主要是由超导体材料制成的 B．电饭锅的电热丝适合用电阻极小的材料制成 C．电动汽车有能量回收功能，一次充电可以一直行驶 D．汽车无人驾驶技术的应用是依靠电磁波传递数据的 3．我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（　　） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 4．如图所示，下列关于微波通信的说法不正确的是（　　） A．微波的波长较短，频率较高 B．微波通信需要中继站 C．微波的传播是沿地球表面绕射的 D．微波的性质更接近于光波 5．2026年5月24日，“神舟二十三号”发射成功，25日与空间站“天和核心舱”顺利对接，如图中A、B是“神舟二十三号”的两个喷气发动机，表格中为其指令代码，在对接过程中要缓慢减速，地面指挥中心发出的减速指令代码是（　　） A．00100　10001 B．00100　01110 C．11011　10001 D．11011　01110 6．信息传递在现代战争中越来越重要，下列战争中的行为不是在传递信息的是（　　） A．飞行员驾驶飞机投撒传单 B．通信兵使用无线通信设备发送信息 C．作战厅内的指挥员们商议作战计划 D．炮兵用“跳眼法”测量目标距离 7．俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　） A．风能、地热能、潮汐能，都来自于太阳 B．石油、煤、天然气都是常规能源 C．自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源 D．核能是一种可再生的能源 8．今年冬季，济南市主城区54台供暖燃煤锅炉全部关停，首次实现了集中供暖“无煤化”。为此，济南引入了一项名为“聊热入济”的长输供热工程，将聊城、德州等地的工业余热，通过长距离管道输送过来，为千家万户供暖。下列与煤属于同类能源的是（　　） A．潮汐能 B．太阳能 C．风能 D．天然气 9．下列能源中，能归入如图所示的中间阴影部分的是（　　） A．核能 B．电能 C．太阳能 D．天然气 10．下列选项中属于新能源的是（　　） A．石油 B．潮汐能 C．煤炭 D．天然气 11．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．太阳能、风能和核能都是可再生能源 B．光纤通信是利用光在光导纤维中发生折射来传递信息的 C．超导材料可用于制作电饭锅的发热体 D．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 12．“北脑一号”是我国自主研发的脑机接口系统，实现了无线全植入、高通量信号采集等多项技术突破，其设备完全植入体内，通过无线方式完成信号传输与通信。下列说法正确的是（　　） A．系统通过无线传输信号，利用的是电磁波传递信息 B．无线信号传输时，必须依靠空气等介质才能传播 C．该系统工作时消耗电能，电能属于一次能源 D．微创植入的电极是绝缘体，方便采集人体的电信号 13．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能 14．如图为核电站工作原理图，下列叙述正确的是（　　） A．核能有核辐射，应该杜绝核能发电 B．核能直接转化为家庭电路所需的电能 C．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 D．汽轮机主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能 15．下列说法正确的是（　　） A．甲图：铅块相互压紧会“粘”在一起，说明分子间有空隙 B．乙图：验电器原理是利用同种电荷相互吸引 C．丙图：地球上绝大部分能源来自太阳辐射能 D．丁图：乒乓球自动“上滚”，说明机械能可以凭空产生 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 信息 能源 材料 宇宙 内 容 导 航 知识点1 电磁波及其应用 知识点2 能源与可持续发展 知识点3 材料 知识点4 粒子与宇宙 题型1 电磁波的产生 题型2 电磁波的传播 题型3 电视信号的发射和接收 题型4 微波通信 题型5 信息与信息传递 题型6 能源及其分类 题型7 常规能源与新能源 题型8 可再生能源和不可再生能源 题型9 一次能源与二次能源 题型10 核能的利用 题型11 太阳能及其来源 题型12 太阳能的转化 题型13 太阳能的利用 题型14 核裂变 题型15 核聚变 知 识 点 通 关 知识点1 电磁波及其应用 1．电磁波 （1）产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。 （2）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3×108m/s 。 （3）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。波长越长的电磁波,频率越低。 （4）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。 （5）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 （1）无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。 （2）电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。 （3）移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。 移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基站。 3．卫星通信和光纤通信 （1）卫星通信 ①由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。要想使信号传递的距离越远那么需要的中继站就越多。月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减、时间延迟，而且只有在当两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。 ②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。 （2） 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。 知识点2 能源与可持续发展 1．能源 （1）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。 （2）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。 （3）能源的分类 能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。 ①一次能源：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。 ②二次能源：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。 （4）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。 （5）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。 2．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。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 （2）核能：一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量。这种能量就是核能。 （3）裂变 ①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。 ②链式反应：一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。 （4）裂变的应用 ①如果对链式反应不加控制，那么大量原子核就会在瞬间发生裂变，释放出极大的能量，例如原子弹的爆炸。 ②如果链式反应可控，那么就可以控制核能的释放例如核反应堆中发生的就是可控链式反应。核电站利用核能发电，它的核心设备就是核反应堆。随着我国具有完全自主知识产权的第三代百万千瓦级核电技术机组——华龙一号的建成，我国的核能发电技术已居于世界先进地位。 （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（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。 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。 （6）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 是否可以控制 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 3．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，一种是光电转换。 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。 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。 （5）太阳能的优点：清洁无污染；获取方便；持久、可再生。 4．能源可持续发展 （1）能量的转移和转化具有方向性。 （2）能源消耗对环境产生影响：温室效应、大气污染等。 （3）可持续发展：①开发利用新能源和可再生能源。②提高能源的利用率，节约能源。 （4）未来的理想能源必须满足以下条件：①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。 知识点3 材料 1．我们周围的材料 （1）金属材料：由金属元素或以金属元素为主制成的材料。 （2）无机非金属材料：陶瓷、玻璃、金刚石、半导体是常见的无机非金属材料。 （3）有机高分子材料：指以有机高分子为基础构成的材料。 （4）复合材料：将优缺点能互补的材料复合在一起，制造出的性能优良的新材料。 （5）合金不是复合材料。 （6）材料的物理性质 ①弹性：材料受力发生形变，除去外力后，材料又自动回复到原状。 ②硬度：描述材料的坚硬程度。 ③延展度：材料具有的可以锻打成片、拉成丝的性质。 （7）材料与社会发展：如何合理地利用资源，有效保护环境，已成为人类关注的一个重大课题。 2．半导体 （1）材料的导电性分类 ①导体：容易导电。 ②半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间。 ③绝缘体：不容易导电。 （2）半导体二极管：单向导电性。 （3）半导体三极管：放大电信号。 （4）半导体的应用：①太阳能电池；②条形码扫描器；③微处理器；④机器人。 3．探索新材料 （1）超导材料：电阻为零的材料。 （2）超导材料的应用：远距离输电、超导磁悬浮、增加磁性。 （3）纳米材料特点：空间尺度小，硬度高、强度大。 （4）纳米材料的应用：使计算机运行速度加快，芯片体积减小。制造纳米机器人。 （5）气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能，在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。 知识点4 粒子与宇宙 1．微观粒子的探索过程 （1）1811年意大利物理学家阿伏加德罗命名分子；19世纪初英国科学家道尔顿证明了原子的存在；1897年英国科学家汤姆孙发现电子；1918年和1932年英国物理学家卢瑟福和查德威克分别发现了质子和中子；20世纪60年代人们又发现了夸克。 （2）原子结构的两种模型：一是汤姆孙提出的“枣糕模型”，另一种是 1911年卢瑟福提出的原子核式结构模型。 2．原子结构 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。 3．宇宙探秘 （1）对于宇宙认识的改变 ①天圆地方：古人认为地球是一块平坦的、并不太大的土地；天空似乎是一个固定的圆形屋顶，他从远处自上而下，和人看到的远处的地面融为一体。 ②地心说：公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出以地球为宇宙中心的"地心说"，他认为天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转。 ③日心说：16世纪初期，波兰天文学家哥白尼在传世之作《天体运行论》提出了“日心说”，他认为宇宙的中心就是太阳 （2）基本概念 ①恒星：相对位置似乎是不变的（例如太阳） ②银河系：由群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统。注：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。目前人们观测到的星系约1000亿个，仙女星系是里银河系较近的星系，他离里我们超过200万光年。 ③宇宙起源：宇宙诞生于137亿年前的一次大爆炸。宇宙起始于一个原始火球，在原始火球中，温度和密度都高的无法想象，里面的物质可能极不稳定，最终爆炸，涉及宇宙的全部物质及时间、空间爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降，降到一定程度形成行星、恒星、星系、星系团和超星系团等。 证据一：根据哈勃发现的哈勃定律推断，星系在远离我们而去。 证据二：用粘有小塑料粒的气球类比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去。 证据三：根据多普勒效应，当一个星系离我们远去时，我们观测到的星系发出的光的频率降低（波长变长），科学家用仪器观察星系发出的光，就可以看到它的光谱，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称为谱线“红移”。 4．飞出地球 （1）英国物理学家牛顿发现了万有引力定律，解释了宇宙中的星体运行规律。 （2）当地球上的物体速度达到一定程度（7.9 km/s以上）时，物体就能在地面附近环绕地球转动而不掉下来；速度达到11.2 km/s以上时就能挣脱地球引力的束缚；速度达到16.7 km/s以上时就能挣脱太阳系的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。 5．宇宙有多大 宏观世界的宇宙、银河系、太阳系、地月系等，它们的体积非常大，量度它们的尺度通常用“光年”。按尺度将它们从大到小排列：宇宙（包含有许多类似银河系的大星系）、银河系（包含有许多类似太阳系的恒星系）、太阳系、地月系。 考 点 演 练 题型1 电磁波的产生 【典例1】小明同学在期末复习时，自主进行了知识的梳理，在他的笔记本中有部分内容是这样整理的： ①吃煎饺比吃水饺感觉焦脆，是因为油的沸点比水的高； ②根据公式可知，导体的电阻与其两端电压成正比，与通过的电流成反比； ③正电荷、负电荷的定向移动都能形成电流； ④热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体； ⑤验电器可以检验物体是否带电，原理是同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引； ⑥赫兹最早预言了电磁波的存在。 请你来帮他检查一下，以上的结论中归纳完全正确的是（　　） A．①②③④⑤⑥ B．①②③ C．①③④ D．③④⑤ 【答案】C 【解答】解：①油的沸点比水高，煎饺可以达到更高温度，会焦脆，故①正确。 ②公式只是电阻的计算式，电阻由材料、长度、横截面积、温度决定，与电压、电流无关，故②错误。 ③电流是电荷定向移动形成，正电荷、负电荷定向移动都可以形成电流，故③正确。 ④热传递条件是存在温度差；内能小的物体如果温度高，热量可以传给内能大温度低的物体，故④正确。 ⑤验电器工作原理是同种电荷相互排斥，不利用异种电荷相互吸引，故⑤错误。 ⑥麦克斯韦最早预言电磁波存在，赫兹用实验证实电磁波存在，故⑥错误。 综上，①③④正确。 故选：C。 【变式1】如图所示，是目前世界上能实现可控飞行的最小无线机器人。该机器人由两部分组成，一部分是用3D打印出来的主体结构，由四个螺旋桨叶片和一个平衡环组成，质量为14.7mg；另一部分是小永磁体，质量为6.3mg，根据设计的飞行路径，向机器人发射电磁波，在变化的磁场作用下，小永磁体被吸引和排斥，带动螺旋桨旋转并产生足够升力，让机器人完成离地飞行、悬停等动作。下列说法中错误的是（　　）（g取10N/kg） A．该机器人比5克的橡皮擦质量小 B．电磁波是由变化的电流产生的 C．该机器人在真空中也能飞行 D．该机器人加速离地飞行时，升力大于重力 【答案】C 【解答】解：A．主体结构的质量m1＝14.7mg，小永磁体质量m2＝6.3mg，则机器人总质量m＝m1+m2＝14.7mg+6.3mg＝21mg，橡皮擦质量5g＝5000mg，比机器人重得多，故A正确； B．电磁波是由变化的电流产生的，这是电磁波的基本原理，故B正确； C．机器人是通过小永磁体在变化的磁场作用下，带动螺旋桨旋转并产生足够升力来飞行的。而螺旋桨旋转产生升力是利用空气的流动，真空环境中没有空气，螺旋桨无法产生升力，所以机器人在真空中不能飞行，故C错误； D．该机器人加速离地飞行时，合力方向向上，升力大于重力，故D正确。 故选：C。 题型2 电磁波的传播 【典例1】北京冬奥会使用的氢能源电动汽车、无人驾驶技术诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。无人驾驶时，车辆要利用电磁波接收卫星系统的信号。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度为340m/s B．在真空中，电磁波的频率越低，其波长越短 C．家用电器微波炉利用的就是电磁波 D．我们人眼感知的可见光不属于电磁波 【答案】C 【解答】解：A、电磁波在真空中传播速度为3×108m/s，故A错误； B、电磁波在真空中的传播速度不变，故满足c＝λf，波速c不变，频率f越低，波长λ越长，故B错误； C、微波炉利用的微波属于电磁波，故C正确； D、可见光属于电磁波，故D错误。 故选：C。 【变式1】某巡查小组进入森林后在Q处迷失方向，图甲为小组利用卫星技术获取的森林俯视图，他们携带的指南针静止时的指向，如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．利用卫星技术获取森林俯视图说明声音能够传递信息 B．E点磁感线的方向是水平向右 C．要尽快找到出口应选择的方向是朝H的方向 D．要尽快找到出口应选择的方向是朝F的方向 【答案】D 【解答】解：A、声音无法在真空中传播实现卫星通信，电磁波可以在真空中传播，卫星传递信息利用的是电磁波，故A错误； B、小磁针S极在左、N极在右，在小磁针外部，磁感线从N极出发回到S极，E点位于小磁针上方，该点磁感线方向水平向左，故B错误； C、甲图已标注方向：上北、右东，出口位于Q点的东侧。指南针静止时N极指向北，因此乙图中H方向为实际北方向；将标准方位（北在上、东在右）顺时针旋转90度，使北对齐右方的H方向，此时对应东方向为下方的F方向，出口在东侧，因此不是朝H方向走，故C错误； D、由上述分析，实际出口在Q点东侧，对应实际方向为F方向，因此要尽快找到出口应朝F方向走，故D正确。 故选：D。 题型3 电视信号的发射和接收 【典例1】小明对如图所示的电视录制和播放过程解释正确的是（　　） A．话筒是把电能转化为声能 B．扬声器是把声信号转化为电信号 C．摄像机把电信号转化为光信号 D．发射机把电信号加载到高频电流上 【答案】D 【解答】解：A、话筒把声音信号转换为电信号，故A错误； B、扬声器把电信号转换为声音信号，故B错误； C、摄像机把图像信号转换为电信号，故C错误； D、发射机通过发射电磁波把信号传递给接收机，故D正确。 故选：D。 【变式1】电视广播就是用电磁波同时传递 　　 信号和 　　 信号的，如图所示为电视广播工作过程的方框图。其中，①是 　 　 ，②是 　 　 ，③是 　 　 ，④是 　 　 。 【答案】图像；声音；摄像机；发射机；显像管；音频放大器。 【解答】解：电视广播用电磁波传递图象信号和声音信号；电视广播的工作过程是： （1）发射：摄像机①把图象变成电信号；发射机②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）接收过程：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和声音信号取出并放大；显像管③把它还原成图象，音频放大器④和扬声器将声音还原。 故答案为：图像；声音；摄像机；发射机；显像管；音频放大器。 题型4 微波通信 【典例1】微波通信需要中继站，原因是（　　） A．微波信号衰减特别快 B．微波信号传播速度慢 C．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射 D．微波信号容易被干扰，信号容易丢失 【答案】C 【解答】解：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，所以在地球表面，每隔50km要建一个微波中继站。故C正确，ABD错误。 故选：C。 【变式1】下列关于微波通信的叙述，正确的是（　　） A．微波的波长较短，频率较低 B．微波的波长较短，频率较高 C．微波在空气中的速度小于光速 D．微波的传播是沿地球表面绕射的 【答案】B 【解答】解： AB、因为微波的波速是一定的，根据公式c＝λf可以推断，微波波长较短，因此频率相对较高，故A错误，B正确； C、微波在空气中传播的速度与光的传播速度是相同的，故C错误； D、微波沿直线传播，是不能沿地球表面绕射的，在不建立中继站的情况下，不能实现全球通信，故D错误。 故选：B。 题型5 信息与信息传递 【典例1】我们生活在光的世界里，光每时每刻都在为人类服务，下列属于利用光来传输文字、图像信息的是（　　） A．植物的光合作用 B．太阳能汽车 C．太阳能热水器 D．光纤 【答案】D 【解答】解：利用光来传输文字、图像信息的是光纤，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 【变式1】请回答下列各种情况中传递信息的方式。 ①交通信号灯：　 　 ；②早期海军通信所用的手旗：　　 　 ；③我国古代发明的天文仪器“日晷”：　　 　 ；④如图所示的交通标志牌：　 　 。 【答案】光；手势；图象；文字。 【解答】解：①交通信号灯：利用光信号传递信息。 ②早期海军通信所用的手旗：属于利用手势传递信息。 ③我国古代发明的天文仪器“日圭”（是一种测量时间的工具）：利用图象传递信息。 ④如图所示的交通标志牌：利用文字传递信息。 故答案为：光；手势；图象；文字。 题型6 能源及其分类 【典例1】为了保护环境，我国大力发展绿色清洁能源，以下不属于清洁能源的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电 【答案】A 【解答】解：A．火力发电需要燃烧煤炭等化石燃料，会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物，对环境的影响较大，造成温室效应、固体废物污染和空气污染，不属于清洁能源，故A符合题意； BCD．水力发电、风力发电、光伏发电都属于清洁能源，故BCD不符合题意。 故选：A。 【变式1】蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法不正确的是（　　） A．属于清洁能源 B．来源于太阳 C．属于可再生能源 D．属于化石能源 【答案】D 【解答】解：A．蓝藻在生长过程中不会排放大量污染物，因此这种能源属于清洁能源，故A正确； B．蓝藻通过光合作用将太阳能转化为化学能，科学家利用这一过程来产生电能，因此这种能源的根本来源是太阳，故B正确； C．蓝藻可以不断繁殖，不会枯竭，因此这种能源可以源源不断地获得，属于可再生能源，故C正确； D．化石能源是指煤、石油、天然气等，而蓝藻能源是通过生物生长过程产生的，不属于化石能源，故D错误。 故选：D。 题型7 常规能源与新能源 【典例1】我国为了减少碳排放保护环境，不断地开发新能源，下列选项中不属于利用新能源的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．风力发电 D．潮汐发电 【答案】B 【解答】解： A、属于太阳能发电的一种，是利用太阳能级半导体界面的光生伏特效应，有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流，属于新能源利用。 B、是通过燃烧煤炭、天然气、石油等化石燃料，产生蒸汽推动发电机旋转发电，煤炭、石油、天然气等属于传统的化石能源，不是新能源，火力发电会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境有较大影响，不属于利用新能源发电。 C、是通过风力驱动风力发电机组的叶片旋转，将风能转化为电能，风能是清洁、可再生的能源，属于新能源利用。 D、是利用潮汐涨落产生的动能，通过潮汐发电机组旋转发电，潮汐能是海洋能的一种，属于新能源利用。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【变式1】能源的利用需要考虑可持续发展，就是用更清洁、更有效的技术实现“零排放”，以减少能源使用对环境的破坏，新能源已逐步替代常规能源。以下各种形式的能源中可作为新能源的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．天然气 D．太阳能 【答案】D 【解答】解：A．煤炭燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物，对环境有较大破坏，不符合新能源“零排放”、更清洁和可再生的要求，故A不正确。 B．石油在使用过程中会产生大量的有害气体和废渣等污染物，对环境造成污染，不可再生，故B不正确。 C．天然气虽然相对较为清洁，但燃烧仍会产生二氧化碳等温室气体，有污染，不可再生，故C不正确。 D．太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，在利用过程中不会产生污染物，能实现“零排放”，符合新能源更清洁、更有效且对环境破坏小的特点，故D正确。 故选：D。 题型8 可再生能源和不可再生能源 【典例1】如图所示，某公园安装的“智能脚蹬车”配备了晶体硅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。下列说法正确的是（　　） A．手机与“智能脚蹬车”通过超声波传输数据 B．“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源 C．对锂电池充电时，锂电池相当于电源 D．太阳能电池板主要是由超导体材料制成的 【答案】B 【解答】解：A．电磁波可以传递信息，所以手机与“智能脚蹬车”之间是通过电磁波传输数据的，故A错误； B．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。太阳能能够源源不断地从自然界获取，所以“智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源，故B正确； C．对锂电池充电时，锂电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，此时锂电池相当于用电器，而不是电源，故C错误； D．太阳能电池板主要是由半导体材料制成的，故D错误。 故选：B。 【变式1】能源是人类生存与发展的重要基础。以下属于可再生能源的是（　　） A．天然气 B．核能 C．太阳能 D．石油 【答案】C 【解答】解：天然气、核能、石油消耗后，不可能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，太阳能消耗后，可以在自然界里源源不断的得到补充，是可再生能源，故C符合题意、ABD不符合题意。 故选：C。 题型9 一次能源与二次能源 【典例1】无人快递车作为物流配送的新宠，近日在介休街头亮相，它依靠先进的导航系统和高效能源驱动，实现了智能化配送。以下是关于它的相关描述，说法正确的是（　　） A．导航系统通过接收卫星发射的超声波进行定位 B．锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存 C．无人快递车使用的电能属于一次能源 D．快递车的电动机工作时将内能转化为机械能 【答案】B 【解答】解：A、导航系统通过接收卫星发射的电磁波进行定位，故A错误； B、锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存，故B正确； C、无人快递车使用的电能属于二次能源，故C错误； D、快递车的电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。 故选：B。 【变式1】如图所示是新能源汽车的充电桩，充电电压都在220V以上。下列说法正确的是（　　） A．这些充电桩之间都是串联在一起的 B．给汽车充电所用电能属于二次能源 C．充电线绝缘皮破损后仍可继续使用 D．万一充电桩起火，应该迅速浇水扑灭 【答案】B 【解答】解：A．充电桩工作时互不影响，每个充电桩都需要满足额定工作电压，因此充电桩之间是并联，故A错误； B．电能是由其他形式的能转化而来，属于二次能源，故B正确； C．充电线绝缘皮破损后，容易漏电，引发触电事故，不能继续使用，故C错误； D．生活中的水是导体，电器起火时浇水会引发触电危险，充电桩起火需要先切断电源，再规范灭火，不能直接浇水扑灭，故D错误。 故选：B。 题型10 核能的利用 【典例1】关于我国近年来的科技成就，下列说法正确的是（　　） A．“天问二号”探测器在太空探测过程中通过电磁波与地面进行信息传递 B．“华龙一号”核电站是利用核聚变释放能量 C．我国自主研发的T1200碳纤维属于绝缘材料，可用于制作家庭电路导线 D．我国自主研发的首款通用CPU“龙芯一号”芯片中不含半导体材料 【答案】A 【解答】解：A、电磁波传播不需要介质，在真空中也能传播，太空探测器与地面之间依靠电磁波传递信息，故A正确； B、核电站中的核反应堆是利用可控核裂变释放能量来发电的，不是核聚变，故B错误； C、制作家庭电路导线的材料应容易导电，绝缘材料不能用作导线，故C错误； D、CPU芯片的制造离不开半导体材料，因此“龙芯一号”芯片中含有半导体材料，故D错误。 故选：A。 【变式1】大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站。下列关于核能说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核能可以直接转化为电能 C．核能是原子核发生变化时释放的能量 D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放 【答案】C 【解答】解：A、核能不能短时间再次获得，它是不可再生能源，故A错误； B、核能不能直接转化成电能，故B错误； C、核能是原子核发生变化时释放的能量，故C正确； D、核能是清洁能源，但是核废料不可以随意埋放，因为核有辐射，故D错误。 故选：C。 题型11 太阳能及其来源 【典例1】地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢（如图所示）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．氢能是一次能源 D．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 【答案】D 【解答】解：A．氢气作为能源可以实现零排放，其在利用的过程中仍存在能量损失，其能量利用效率不可能达到100%，故A错误； B．燃料完全燃烧放热公式为Q＝mq，放热量多少由热值和燃料质量共同决定，只知道热值高，无法确定放热一定更多，故B错误； C．一次能源是可直接从自然界获取的能源，氢能需要通过水分解等方式制取，属于二次能源，故C错误； D．太阳内部持续发生氢核聚变，释放的能量以辐射的形式向外传播，就是我们获得的太阳能，故D正确。 故选：D。 【变式1】新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录！关于太阳的研究，长达了几千年，下列有关说法正确的是（　　） A．太阳是一个固态的球体，表面温度约为1000℃ B．太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能 C．在太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能 D．太阳辐射包含可见光、紫外线、红外线等，红外线可用于消毒 【答案】B 【解答】解：A、太阳的主要材料氢，是一个巨大的核能火炉，表面温度越6000℃，故A错误； B、太阳是人类的“能源之母”，煤、风能等能源都间接来自太阳能，故B正确； C、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，故C错误； D、阳辐射包含可见光、紫外线、红外线等，紫外线可用于消毒，故D错误。 故选：B。 题型12 太阳能的转化 【典例1】如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是电能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 【答案】A 【解答】解：太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故A正确，BCD错误。 故选：A。 【变式1】某小区为了节能安装了一批“风光互补”路灯。如图所示，这种路灯“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯，下列有关说法正确的是（　　） A．小风扇的作用是将电能转化为机械能，驱动风扇转动 B．照明灯工作时，将光能直接转化为电能 C．太阳能电池板工作时，将光能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 【答案】C 【解答】解： A．路灯的小风扇是风力发电装置，风吹动风扇转动发电，是将机械能转化为电能，故A不符合题意； B．照明灯工作时消耗电能，是将电能转化为光能，故B不符合题意； C．太阳能电池板在有光照时，吸收太阳光，将光能转化为电能，故C符合题意； D．蓄电池夜晚放电时，是将自身储存的化学能转化为电能，故D不符合题意。 故选：C。 题型13 太阳能的利用 【典例1】某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图所示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“机械能” D．乙和丙是同一种能 【答案】D 【解答】解：由路灯照明系统的工作过程可知，太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电时，将电能转化为化学能，晚上蓄电池对放供电时，再将化学能转化为电能，通过路灯将电能转化为光能，故甲为太阳能，乙为电能；丙为电能，丁为光能。故只有D正确。 故选：D。 【变式1】铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池的弱光性能优异，阴天或散射光条件下仍能稳定发电，且其原材料储量丰富、毒性低，可沉积在柔性基板（如塑料、金属箔）上，制成柔性太阳能电池，重量仅为传统硅基电池的，目前其光电转换效率突破15%（目前主流太阳能电池的效率约器18%～22%）。相较于传统硅基电池，其优势不包括（　　） A．弱光发电稳定性更强 B．原材料毒性更低 C．柔性基板适配性更好 D．光电转换效率更高 【答案】D 【解答】解： A、该电池弱光性能优异，阴天或散射光条件下仍能稳定发电，弱光发电稳定性更强，故A错误。 B、原材料毒性低，相比传统硅基电池原材料毒性更低，故B错误。 C、可沉积在柔性基板上制成柔性太阳能电池，柔性基板适配性更好，故C错误。 D、该电池光电转换效率突破15%，主流硅基电池效率约18%～22%，转换效率更低，因此光电转换效率更高不属于优势，故D正确。 故选：D。 题型14 核裂变 【典例1】能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法中正确的是（　　） A．超导体材料主要是应用在电饭锅等电器上 B．田湾核电站利用的是核聚变释放的能量 C．光缆通信利用光在光纤中发生折射来传递信息 D．平时人们常说的“4G”、“5G”指的是电磁波频率 【答案】D 【解答】解：A．超导体电阻为零，电流通过时不会产生热量，而电饭锅是利用电流热效应工作的，超导体不能应用在电饭锅上，故A错误； B．目前商用核电站都是利用核裂变释放能量发电，故B错误； C．光缆通信是利用光在光纤中发生全反射来传递信息，故C错误； D．移动通信中的“4G”“5G”，指的就是对应通信技术使用的电磁波频率频段，故D正确。 故选：D。 【变式1】近年来，我国科技创新能力日益凸显，各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。关于新科技成果，下列说法中正确的是（　　） A．我国海域首次成功开采的“可燃冰”（天然气水合物）属于可再生能源 B．我国磁约束核聚变装置获得核能的方式与普通核电站一致 C．无人驾驶汽车处理数据的芯片是用半导体材料制成的 D．与4G通信信号相比，5G通信信号在真空中传播的速度更快 【答案】C 【解答】解：A、可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分为甲烷，属于化石能源。它是在自然界中经过亿万年形成的，短期内无法恢复，随着大规模开发利用，储量会越来越少，属于不可再生能源，故A错误。 B、我国磁约束核聚变装置获得核能的方式是核聚变，而普通核电站获得核能的方式是核裂变，二者原理不同，故B错误。 C、无人驾驶汽车处理数据的芯片是用半导体材料制成的。半导体材料具有独特的电学性能，能够实现对电流的控制和处理，从而完成各种复杂的计算和逻辑操作，故C正确。 D、5G 通信信号和 4G 通信信号在真空中传播的速度是一样的，都等于光速。5G 通信相比 4G 通信，主要是在传输速度、延迟、容量等方面有较大提升，而不是传播速度，故D错误。 故选：C。 题型15 核聚变 【典例1】2026央视春晚充分展现了我国在科技领域取得的重大成就，下列说法正确的是（　　） A．《贺花神》——表演时伴随的花香说明分子在不停地做无规则运动 B．《武BOT》——机器人完成了极限跳高表演，在最高点时，机器人处于平衡状态 C．《智造未来》——北斗导航系统利用的电磁波传播速度大于光速 D．“夸父”追的太阳——人造太阳，是模拟太阳内部的核裂变 【答案】A 【解答】解：A．能闻到花香是扩散现象，本质是分子在永不停息地做无规则运动，故A正确； B．机器人在最高点时，受到重力作用，其所受合力不为零，处于非平衡状态，故B错误； C．北斗导航系统利用的电磁波传播速度等于光速，因为光本身就是一种电磁波，在真空中的传播速度都是3×108m/s，故C错误； D．太阳内部发生的是核聚变，“人造太阳”是模拟太阳的核聚变反应，故D错误。 故选：A。 【变式1】近年来中国的科技成就让世界瞩目，“人造太阳”（与太阳内部核反应原理相同）、“天问二号”、“Pre﹣6G试验网投运”、“麒麟凝聚态电池”量产等标志性科技创新成果不断涌现。下列关于这些科技创新成果的说法正确的是（　　） A．“人造太阳”是通过核裂变释放巨大的能量 B．“天问二号”探测器通过超声波向地面传输探测数据 C．“Pre﹣6G网络”移动电话在传递信息的过程中，6G信号的传播速度比5G信号的传播速度快 D．“麒麟凝聚态电池”充电时是电能转化为化学能的过程 【答案】D 【解答】解： A、“人造太阳”和太阳内部原理相同，是核聚变释放能量，不是核裂变，故A错误。 B、真空不能传播超声波，“天问二号”探测器通过电磁波向地面传输探测数据，故B错误。 C、6G信号与5G信号都属于电磁波，在空气中传播速度相等，故C错误。 D、电池充电过程消耗电能，得到化学能，是电能转化为化学能的过程，故D正确。 故选：D。 过 关 验 收 1．如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　） A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B．迅速变化的电流能够产生电磁波 C．收音机可以接收电磁波信号 D．收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音 【答案】D 【解答】解：A、将导线的一端与电池的负极相连，另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，这样会损伤电池，故A正确； B、先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，电路中有时断时续的电流出现，迅速变化的电流产生了电磁波，产生的电磁波被收音机接收到，听到“咔咔”的声音，故B正确； C、收音机接收到的声音是通过电磁波传播的，故C正确； D、收音机接收的是导线与电池快速摩擦时产生的电磁波，不是直接接收摩擦产生的声音，故D错误。 故选：D。 2．关于材料、能源和信息的应用，下列说法正确的是（　　） A．手机的集成电路主要是由超导体材料制成的 B．电饭锅的电热丝适合用电阻极小的材料制成 C．电动汽车有能量回收功能，一次充电可以一直行驶 D．汽车无人驾驶技术的应用是依靠电磁波传递数据的 【答案】D 【解答】解：A.手机的集成电路主要是由半导体材料制成的，故A错误； B.若电饭锅的电热丝用电阻极小的材料制成，且电饭锅工作时的电压几乎不变，根据电功率公式P可知电饭锅消耗的电功率极大，而由物理常识可知电饭锅工作时的最大功率在1000W左右，故B错误； C.电动汽车有能量回收功能，一次充电不可以一直行驶，因为有能量损耗，故C错误； D.汽车无人驾驶技术的应用是依靠电磁波传递数据的，故D正确； 故选：D。 3．我国“逐日工程”团队研制的空间太阳能电站有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时进行无线供电，这主要是利用了（　　） A．微波传递能量 B．超声波传递能量 C．微波传播信息 D．超声波传播信息 【答案】A 【解答】解：声音不能在真空中传播，所以本题不涉及超声波的传播，微波可以在真空中传播，空间太阳能电站与太空飞行器或地面移动设备通过微波连接，由题意知空间太阳能电站能够为太空飞行器或地面移动设备进行无线供电，提供电能，利用了电磁波（微波）来传递能量，故A正确。 故选：A。 4．如图所示，下列关于微波通信的说法不正确的是（　　） A．微波的波长较短，频率较高 B．微波通信需要中继站 C．微波的传播是沿地球表面绕射的 D．微波的性质更接近于光波 【答案】C 【解答】解：A、D、微波的频率较高，波长较短，因此微波的性质更接近于光波，故A、D不符合题意； C、微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，因为地球是一个球体，所以微波不能沿地球表面绕射，故C符合题意； B、由于微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，要将微波不断地传播下去，需要中继站，故B不符合题意。 故选：C。 5．2026年5月24日，“神舟二十三号”发射成功，25日与空间站“天和核心舱”顺利对接，如图中A、B是“神舟二十三号”的两个喷气发动机，表格中为其指令代码，在对接过程中要缓慢减速，地面指挥中心发出的减速指令代码是（　　） A．00100　10001 B．00100　01110 C．11011　10001 D．11011　01110 【答案】C 【解答】解：根据力的作用是相互的，由图中箭头可知，飞船当前向右运动，要减速需要获得向左（与运动方向相反）的反作用力，因此B发动机需要向右喷气，气体对飞船产生向左的反作用力，实现减速。根据表格，发动机B的代码是11011，点火的指令代码是10001，因此减速指令为11011、10001，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 6．信息传递在现代战争中越来越重要，下列战争中的行为不是在传递信息的是（　　） A．飞行员驾驶飞机投撒传单 B．通信兵使用无线通信设备发送信息 C．作战厅内的指挥员们商议作战计划 D．炮兵用“跳眼法”测量目标距离 【答案】D 【解答】解：A、传单上的文字、图案是带有特定意图的信息，投撒传单的目的是将这些信息传递给目标受众，属于信息传递行为，故A正确。 B、通信兵使用无线通信设备发送信息，本质是在传递军事信息，属于信息传递行为，故B正确。 C、指挥员之间通过语言交流作战计划，是在互相传递作战思路、部署方案等信息，属于信息传递行为，故C正确。 D、“跳眼法”是一种利用人体生理特征和几何原理测量距离的方法，整个过程是炮兵获取目标距离数据的测量行为，没有向其他对象传递特定信息，不属于信息传递行为，故D错误。 故选：D。 7．俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（　　） A．风能、地热能、潮汐能，都来自于太阳 B．石油、煤、天然气都是常规能源 C．自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源 D．核能是一种可再生的能源 【答案】B 【解答】解：A．地热能、潮汐能不是来自于太阳，风能来自于太阳，故A错误； BC．石油、煤、天然气都是人类利用多年且广泛使用的能源，是常规能源；也是不可再生能源，自然界无法永远为我们提供，故B正确，C错误； D．核能是不可再生能源，故D错误。 故选：B。 8．今年冬季，济南市主城区54台供暖燃煤锅炉全部关停，首次实现了集中供暖“无煤化”。为此，济南引入了一项名为“聊热入济”的长输供热工程，将聊城、德州等地的工业余热，通过长距离管道输送过来，为千家万户供暖。下列与煤属于同类能源的是（　　） A．潮汐能 B．太阳能 C．风能 D．天然气 【答案】D 【解答】解：煤、石油和天然气都属于化石能源，这类能源储量有限，是不可再生能源，而潮汐能、太阳能、风能是可再生能源，可循环利用、对环境污染少，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 9．下列能源中，能归入如图所示的中间阴影部分的是（　　） A．核能 B．电能 C．太阳能 D．天然气 【答案】C 【解答】解：太阳能从产生方式角度划分属于一次能源，从是否可再生角度划分属于可再生能源，从利用状况划分属于新能源，也是清洁能源。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 10．下列选项中属于新能源的是（　　） A．石油 B．潮汐能 C．煤炭 D．天然气 【答案】B 【解答】解：常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，石油，天然气和煤都是化石燃料，所以这些都是常规能源。因此只有潮汐能是新能源。故B符合题意、ACD不符合题意。 故选：B。 11．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　） A．太阳能、风能和核能都是可再生能源 B．光纤通信是利用光在光导纤维中发生折射来传递信息的 C．超导材料可用于制作电饭锅的发热体 D．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的 【答案】D 【解答】解：A．能够短期内从自然界中得到补充的能源叫可再生能源，不能短期内从自然界中得到补充的能源叫不可再生能源，太阳能、风能是可再生能源，核能是不可再生能源，故A错误； B．光纤通信是利用光在光导纤维中发生反射来传递信息的，故B错误； C．电饭锅的发热体的工作原理是电流的热效应，超导材料电阻为零，无法发热，无法制成电饭锅的发热体，故C错误； D．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，D正确。 故选：D。 12．“北脑一号”是我国自主研发的脑机接口系统，实现了无线全植入、高通量信号采集等多项技术突破，其设备完全植入体内，通过无线方式完成信号传输与通信。下列说法正确的是（　　） A．系统通过无线传输信号，利用的是电磁波传递信息 B．无线信号传输时，必须依靠空气等介质才能传播 C．该系统工作时消耗电能，电能属于一次能源 D．微创植入的电极是绝缘体，方便采集人体的电信号 【答案】A 【解答】解：A、无线传输信号本质是利用电磁波（如无线电波）来传递信息，电磁波可以在空气中传播并携带数据。故A正确。 B、电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，因此无线信号传输不依赖空气等介质。故B错误。 C、一次能源是直接从自然界获取的能源（如煤、石油、太阳能），电能需要通过其他能源转化得到，属于二次能源。故C错误。 D、采集人体电信号的电极需要导电，因此电极材料是导体，绝缘体无法传递电信号。故D错误。 故选：A。 13．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　） A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变 B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染 D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能 【答案】B 【解答】解：A、核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核裂变，故A错误； B、核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的，故B正确； C、核电站反应堆产生的废料对环境有污染，故C错误； D、核能发电发生的能量转化：核能→内能→机械能→电能，故D错误。 故选：B。 14．如图为核电站工作原理图，下列叙述正确的是（　　） A．核能有核辐射，应该杜绝核能发电 B．核能直接转化为家庭电路所需的电能 C．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 D．汽轮机主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能 【答案】D 【解答】解：A、核能有核辐射危险，但是我们要想方设法注意核泄漏和核辐射，大力发展核能，故A错误； B、核电站发电过程能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能，故B错误； C、核电站是利用核裂变释放的能量来发电的，故C错误； D、汽轮机内高温蒸汽的内能转化为机械能，主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能，故D正确。 故选：D。 15．下列说法正确的是（　　） A．甲图：铅块相互压紧会“粘”在一起，说明分子间有空隙 B．乙图：验电器原理是利用同种电荷相互吸引 C．丙图：地球上绝大部分能源来自太阳辐射能 D．丁图：乒乓球自动“上滚”，说明机械能可以凭空产生 【答案】C 【解答】解： A、铅块相互压紧会“粘”在一起，说明分子之间存在引力，不是说明分子间有空隙，故A错误。 B、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，并非同种电荷相互吸引，故B错误。 C、生物质能、风能、水能，绝大部分都是由太阳辐射能转化而来，地球上绝大部分能源来自太阳辐射能，故C正确。 D、乒乓球自动“上滚”，是重力势能与动能相互转化，机械能不可以凭空产生，遵循能量守恒定律，故D错误。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $