中考物理知识清单及考点专练（全国）专题21：信息的传递、能源与可持续发展（解析版）

专题21信息的传递、能源与可持续发展考点1信息的传递1．电磁波产生导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。传播电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质；电磁波在真空中的波速为c，大小和光速一样，c≈3×108m/s＝3×105km/s。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电发射台又是无线电接收台。2.通信方式通信方式信息载体固定电话导线中的电流卫星通信电磁波光纤通信激光网络通信电流、激光、微波考点2能源及其分类要点按能源是否从自然界直接获取分类一次能源可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能。二次能源无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。按能源是否可以再生分类不可再生能源凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如化石能源、核能。可再生能源可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能。按使用开发的时间长短来分类常规能源化石能源、水能、风能等属常规能源。新能源核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源考点3核能和太阳能具体内容核能核裂变用中子轰击比较大的铀核时，铀核变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这个过程就是裂变。应用：核反应堆，是可以控制的；原子弹，是不加控制的。核聚变如果将质量很小的原子核，如氘核和氚核，在超高温度下结合成新的原子核，会释放出更大的能量，这就是聚变。目前人类还无法控制核聚变。聚变应用：氢弹。太阳能太阳能的实质太阳是一个巨大的“核能火炉”，在太阳的内部无时无刻不在发生这核聚变。太阳能的利用太阳能电池、太阳能热水器。太阳能的优点清洁、无污染。基础检测(限时30min)一、单选题1．智能家居环境下用手机远程控制空调的使用，此过程中信息的传递主要依靠（

）A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．空气【答案】A【解析】电磁波的传播不需要介质，智能家居等服务都是利用电磁波来传递信息的，因此手机传递信息是依靠电磁波传递信息的。故选A。2．在轨运行的“天宫二号”空间实验室，与地面进行实时信息传输所使用的是（）A．电磁波 B．红外线C．超声波 D．次声波【答案】A【解析】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。天宫二号用电磁波与地面进行通信和交流。故选A。3．下列能源中，属于可再生能源的是（）A．核能 B．天然气 C．煤 D．太阳能【答案】D【解析】核能、天然气和煤使用后，短期内无法得到补充，故属于不可再生能源，太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充是可再生能源，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。4．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后飞船太阳能帆板顺利展开工作，太阳能帆板工作时将太阳能转化为（）A．化学能 B．内能 C．电能 D．机械能【答案】C【解析】太阳能帆板工作时可以将太阳能转化为电能储存起来。故选C。二、填空题5．手机被人们广泛使用，制作手机芯片的材料主要是，在电脑附近接听手机时，音箱会发出“咔咔”声，这说明接听手机瞬间产生的（填“电磁波”或“超声波”）较强。【答案】半导体电磁波【解析】[1][2]手机芯片的主要材料是半导体；在当代社会中，手机是利用电磁波来传递信息的，所以当我们用电脑的时候，若旁边有人拨打手机时，手机发出的电磁波被电脑接收，干扰电脑的正常工作，即会出现电脑屏幕上会发生跳动，音箱也会发出“咔咔”的声音的情况。6．电话之间是通过电话交换机来连接的，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上使用时，交换机把需要通话的两部电话，通话完毕再将线路。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码接通转接的话机。【答案】接通断开自动【解析】[1][2][3]最早发明电话后，若想使得电话间相互通话时，即必须将其连接在一起，故若想实现几部电话间的通话，就必须将所有的电话都相互连接才可以实现，这样大大的浪费了导线，故为提高线路的利用率，人们发明了电话交换机，即一个地区的电话都要接到同一台交换机上，每部电话都编上号码，电话之间相互通话时，只需将两部通话的电话线路接通，通话完毕再将线路断开即可，这样大大的节省了资源，提高了线路的利用率。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，能够按用户所拨号码自动接通话机，不需要人工操作。7．核能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；核电站是利用（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量来发电的；电灯可以将电能转化为光能和内能，能量在转化的过程中总量（选填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】不可再生裂变不变【解析】[1][2]核能来自于核燃料，在地球上的储量是有限的，因此核能属于不可再生能源，核电站是利用核可控的核裂变时释放的能量来发电的。[3]电灯可以将电能转化为光能和内能，由能量守恒定律可知，能量在转化的过程中总量保持不变。8．目前，人类利用核能发电的主要方式是（选填“核裂变”或“核聚变”）；电灯工作产生的内能散失到空气中，不能再自动转化为电能，表明能量的转化或转移具有。【答案】核裂变方向性【解析】[1]由于核聚变暂时还是不可控的，所以核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的。[2]能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。三、实验题9．结合图中的实验情境，按要求回答下列问题(1)图甲：用此装置可研究电阻与导体的关系；(2)图乙：在研究电流产生的热量与电阻关系时，可得出的结论是；(3)图丙：电铃响时，电磁铁的右端为极；(4)图丁：电磁波的波长为m。【答案】长度在电流与通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多N0.04【解析】(1)[1]两段镍铬合金丝的材料、粗细相同，长短不同，故用此装置可研究电阻与导体长度的关系。(2)[2]图乙中，两电阻串联，所以通过的电流相等、通电的时间相等，但阻值大小不等，在研究电流产生的热量与电阻关系时，可得出的结论是“在电流与通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多”。(3)[3]电铃响时，电铃通电，由安培定则（右手螺旋定则）可以判断电磁铁的右端为N极。(4)[4]电磁波的波长为相邻两个波峰（或波谷）间的距离，故此电磁波的波长10．如图甲的风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成．（1）风机叶片形状像飞机的机翼（如图乙所示），当叶片被风吹动时，由于叶片两面空气流速不同，产生的压强差使图乙中的叶片受到向（填“上”或“下”）的力使风叶旋转．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理实现机械能转化为电能．（2）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有．A．只要有风，机组就能产生电能B．风速过大，机组不会产生电能C．风速越大，机组发电的功率一定越大D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变（3）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：平均风速v（m/s）51015201s内获得的能量E（×104J）182764①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是：（用文字描述）；②当风速为5m/s时，这台风机获得的能量有20%转化为电能，则1s内所产生的电能可供1只“220V100W”电灯正常工作时间为.【答案】上BD风机获得的能量与风速的三次方成正比20s【解析】（1）由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力．（2）由丙图知，A．在风很小和很大时，即风速小于V1，大于V3时，不能产生电能．选项错误，不符合题意．B．风速过大，大于V3时，机组不会产生电能．选项正确，符合题意．C．在一定范围内，即在V1和V2之间时，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，V2和V3之间时，机组产生的电功率不变；选项错误，不符合题意．D．风速在一定范围内，即V2和V3之间时，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．故选BD．（3）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；②据表格可知，若风速是5m/s时，所获得的能量是W总=10000J，这台风机获得的能量有20%转化为电能，所以此时所获得的电能是：W电能=W总×20%=2000J；由P=可得，t===20s；四、科普阅读题11．阅读短文，回答问题：热岛效应如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区，这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因：一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量；二是建筑群、马路中的矿石、水泥，在相同的日照条件下温度上升更明显；三是城区内有自然水的面积小，水的蒸发少，降温作用减弱；四是城区内楼群林立，难以形成空气对流。为了改善城市的人居环境，人们应采取一些有效的措施，例如植树造林，提高资源利用率，更多地利用太阳能、水能、风能，都可以控制环境的热污染。（1）在我国，随着轿车大量的走进家庭，热污染更加严重。汽车“发动机”的四个冲程分别是、、和。其中把内能转化为机械能的是冲程；（2）建筑群、马路中的矿石、水泥的小，在相同的日照条件下温度上升更明显；（3）我县车站西街路灯采用太阳能路灯照明，太阳能电池板将能转化成。【答案】吸气压缩做功排气做功比热容太阳电能【解析】（1）[1][2][3][4][5]汽车“发动机”的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。（2）[6]因建筑群、马路中的砂石、水泥的比热容小，在相同日照条件下，吸收相同的热量，温度变化量较大，升温更明显。（3）[7][8]太阳能电池板是将吸收的太阳能转化为电能而工作的。12．阅读材料音频、视频、射频和频道由声音转换成的电信号，它的频率跟声音的频率相同，在几十赫到几千赫之间叫座音频信号；由图像转换成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间叫做视频信号。音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把他们加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空，这种电流叫做射频电流。小京用收音机是收听中央人民广播电台1008kHz频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏频率为400Hz的“6”音。根据上述材料，回答下列问题：在该时刻，频射电流的频率是，音频电流的频率是，音频电流的激发电磁波的波长是。【答案】1008kHz400kHz7.5×105m【解析】[1]读材料可知，射频电流是承载音频电流和视频电流的高频电磁波，即“频道”的频率，所以，在该时刻，频射电流的频率是1008kHz。[2]音频电流的频率跟声音的频率相同，所以音频电流的频率是400Hz。[3]根据c=，音频电流的激发电磁波的波长是=7.5×105m拔高检测(限时30min)一、单选题1．关于材料和信息技术，下列说法正确的是（）A．新型电热毯的电阻丝是用超导体材料制成的B．玻璃、橡胶制品在常温下是导体C．光纤通信中光在光纤里一直沿直线传播D．北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务【答案】D【解析】A．新型电热毯的电阻丝是用石墨烯制成的，不能用超导体来制作，故A错误；B．玻璃、橡胶制品在常温下是绝缘体，故B错误；C．光纤通信中光在光纤里可以发生反射，故C错误；D．电磁波的传播不需要介质，北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务，故D正确。故选D。2．通信科技日新月异，5G正隆，6G崭露，都基于电磁理论。下列科学家中，预言了电磁波的存在，并在理论上进行了分析总结的是（）A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．麦克斯韦【答案】D【解析】英国物理学家麦克斯韦在总结电学与磁学知识的基础上提出了电磁场理论，把电与磁联系在一起，并预言了电磁波的存在。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（）A．核电站是利用核聚变释放能量B．电磁波在空气中的传播速度为340m/sC．半导体是制成芯片的主要材料之一D．太阳能、核能和天然气都属于可再生能源【答案】C【解析】A．目前核电站是利用核裂变释放的能量来工作的，故A错误；B．电磁波在空气中的传播速度与光速相同，为3×108m/s，故B错误；C．半导体是制成芯片的主要材料之一，故C正确；D．太阳能属于可再生能源；核能、天然气属于不可再生能源，故D错误；故选C。4．关于能源，信息和材料，下列说法不正确的是（）A．太阳能，风能、核能都属于可再生能源B．核电站的核反应堆是利用核裂变释放核能的C．5G通信用的电磁波和光在真空中传播的速度相等D．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗【答案】A【解析】A．太阳能和风能能源源不断地获取，属于可再生能源，但核原料是有限的，属于不可再生能源，故A错误，符合题意；B．裂变是可控的，核电站是利用可控的核裂变释放核能，故B正确，不符合题意；C．5G通信是利用电磁波传递信息的，而电磁波的传播速度和光在真空中的传播速度相等，约为3×108m/s，故C正确，不符合题意；D．超导材料在满足其超导性能的条件下电阻为零，制造输电线可大大降低在传输电线上损耗的电能，故D正确，不符合题意。故选A。二、填空题5．光也是一种电磁波，电磁波在真空中的传播速度是m/s；金属（填“能”或“不能”）屏蔽电磁波。【答案】3×108能【解析】[1]光在真空中的传播速度是3×108m/s，光本身也是一种电磁波，所以电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，即电磁波在真空中的传播速度为。[2]金属材料制成的壳体或网罩，对电磁波有屏蔽作用。6．如图所示是不同频率电磁波的波形图，由图可知：红外线的频率比紫外线的频率（选填“高”或“低”）；白光可分解成7种单色光，这种现象称为光的；在真空中，可见光的传播速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）γ射线的传播速度。

【答案】低色散等于【解析】[1]根据图示可知，红外线的频率约为1012Hz，紫外线的频率约为1015Hz，所以红外线的频率比紫外线的频率低。[2]将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种单色光，这种将光分解的现象被称作光的色散现象。[3]在真空中，不同频率的电磁波的传播速度相同，所以可见光的传播速度等于γ射线的传播速度。7．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。【答案】内能方向性【解析】[1]汽油燃烧发生化学反应，同时放出热量，所以汽油机将内能转化为机械。[2]由于燃料燃烧放出热量，将内能转化为机械能，但燃料燃烧产生的内能不能再转化为燃料的化学能，所以能量的转化具有方向性。8．创建文明珠海，做好垃圾分类。其中充电电池是属于垃圾（选填“可回收”、“有害”），当给充电电池充电时，是把能转化为能。【答案】有害电化学【解析】[1]充电电池中的物质会对环境造成严重污染，所以属于有害垃圾。[2][3]给充电电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来。三、实验题9．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声(1)这一现象验证了的存在；(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是；(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是；(4)请设计一个实验验证你的判断：。【答案】电磁波声音不能在真空中传播电梯对电磁波有屏蔽作用见解析【解析】(1)[1]迅速变化的电流会在空间激起电磁波，听到收音机发出“咔咔”声验证了电磁波的存在。(2)[2]声音的传播需要介质，将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，发现听不到收音机发出的“咔咔”声，原因是声音不能在真空中传播。(3)[3]电梯是密闭的金属罩，乘坐电梯时，发现手机接收不到信号，原因是电梯对电磁波有屏蔽作用。(4)[4]首先将完好的手机设置到响铃状态后放入密闭的金属盒内，再用另一完好的手机呼叫盒内的手机，若听不到盒内的手机声响，就说明金属体对电磁波有屏蔽作用。10．在我们身边，有很多“器材”可以完成物理实验。例如：（1）借助塑料吸管和一枚图书钉，组成如图甲所示的简易装置，将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近可自由转动的塑料细管一端，两者相互靠近，则塑料吸管（选填“一定”或“可能”）带电；（2）如图乙为某玩具小汽车，车顶为太阳能电池板，遮挡住车顶小车停止运动，说明车顶的装置可将能转化为电能；（3）如图丙，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若及时捡起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比（选填“变高”、“变低”或“没有变化”）。【答案】可能太阳变低【解析】（1）[1]用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，让其靠近可自由转动的塑料细管一端，两者相互靠近，由带电体具有吸引轻小物体的性质和异种电荷相互吸引可知，塑料吸管可能带负电，也可能不带电。（2）[2]车顶的太阳能电池板，工作时可将太阳能转化为电能。（3）[3]气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化为球的机械能，所以球内气体的内能减小，温度降低，导致喷气的嘴部温度下降。四、科普阅读题11．阅读下列短文，回答；可燃冰可燃冰又称天然气水合物，是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物，因形似冰块又能燃烧而得名，如图甲所示可燃冰的主要成分是甲烷，1m3可燃冰可转化成约160m3的甲烷气体和0.8m3的水，已知甲烷气体的热值为3.6×107J/m3，可燃冰被视为21世纪的新型绿色能源；可燃冰的形成条件非常苛刻，一是要有丰富密集的甲烷气体；一是温度不能太高，高于20℃，天然气水合物就会分解，也不能太低，海底温度约为2~4℃，适合天然气水合物的形成；三是水合物的形成需要30个大气压，这就决定了可燃冰的埋藏深度；2017年5月18日，我国首次进行的天然气水合物在南海神狐海域试采成功（如图乙所示）。此次连续采气8天，平均日产超过1.6万立方米，我国成为能够同时达到了连续一周不间断以及日均产气一万方以上的国际公认指标的第一个国家。这不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证，也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平；请根据上述材料，回答下列问题；（1）可燃冰属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）甲烷气体的热值为3.6×107J/m3，完全燃烧2m3的甲烷其它可以释放出的热量是J；（3）请你简单的总结出可燃冰的形成条件。【答案】不可再生7.2×107低温高压【解析】（1）[1]可燃冰在海底储量虽然丰富，但总量是一定的，所以属于不可再生能源。（2）[2]完全燃烧2m3的甲烷能够放出热量（3）[3]可燃冰又称天然气水合物，是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物。12．阅读《从无线充电到太空电站》一文，回答题：手机无线充电技术其实很简单，基本原理就是物理课上学过的“电生磁、磁生电”。以手机为例，给充电器中缠绕在磁芯上的线圈通电，产生磁场。这个过程将电转换为电磁能，而电磁能够在空间传播。同时，手机中也有一个相应的接收线圈，这个接收线圈接收到充电器发出的电磁场后，经过一定的电路进行处理，就可以给手机充电了。需要注意的是，能实现无线充电的关键在于充电器线圈中的电流必须是不断变化的，形成不断变化的磁场，这样接收线圈中的磁通量（可以理解成磁感线的疏密）才能发生变化，从而产生感应电流。电动汽车指主要使用铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等可充电电池为动力的汽车。由于其驾驶舒适，0排放，逐渐被人们认可。也有一部分人觉得它单次行驶里程短（续航里程短