初中物理尖子生自主招生培优讲义版块20 专题20 信息与能源 （教师版）

页专题20信息与能源知识·解读一、信息的传播1、电磁波(1)电磁波的产生：与水波、声波的形成相似，迅速变化的电流能够产生电磁波。(2)电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播。(3)波长、频率和波速的关系①公式：波速＝波长×频率，即v＝λf。其中波长的单位是米(m)，频率的单位是赫兹(Hz)，常用的单位是千赫(kHz)和兆赫(MHz)。②真空中电磁波的波速：c＝3×108m/s。(4)电磁波的用途：电磁波有通信、射线透视、加热物体等用途。无线电波(短波、中波和长波)、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都属于电磁波。2、广播、电视、移动通信(1)无线电波的发射和接收①无线电波的发射：无线电广播信号的发射装置主要由振荡器、话筒、调制器和发射天线几部分组成。发射过程可用下图概括②无线电波的接收：无线电广播信号的接收装置主要由接收天线、调谐器、检波器和扬声器组成。接收过程可以用下图概括(2)移动通信移动电话相当于无线电台，它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中发出信息，同时它又捕捉空中的电磁波，接收到通话对方送来的信息。3、越来越多的信息之路(1)微波通信：微波的性质接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此须每隔50km左右建一个微波中继站，中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站去。(2)卫星通信：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成，用三颗通信卫星就可以实现全球通信。现在我们看到的很多电视节目是通过卫星传送的。(3)光纤通信：光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。(4)网络通信；人们可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物、进行视频点播，可以通过网络收发电子邮件，还可以上网和朋友聊天。另外，可以通过网络进行远程教育、远程医疗，等等。二、能源1、能源的分类（1）按转换条件分=1\*GB3①一次能源：自然界中天然形成的能源。如煤、石油、天然气、太阳能、核能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等。=2\*GB3②二次能源：由一次能源经人工方法转换来的能源。如煤气、汽油、柴油、电、酒精等等。（2）按性质分=1\*GB3①可再生能源：能重复产生的天然能源。如太阳能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等。=2\*GB3②不可再生能源：短期内不可重复产生的天然能源。如煤、石油、天然气。2、核能（1）原子的结构：原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子构成，质子带一个单位正电荷，中子不带电。（2）核能：原子核在发生改变时会释放出巨大的能量——核能，又称原子能。获得核能有两种途径：一种是由原子核的裂变释放出的核能；另一种是原子核的聚变释放出的核能。（3）核裂变：核裂变是指一个重原子核分裂成两个或多个中等质量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量的过程。1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的能量。（4）核聚变：轻原子核结合成较重原子核的现象叫聚变，聚变时也会放出巨大的核能。（5）核能的利用：=1\*GB3①核反应堆——核电站的核心装置。=2\*GB3②反应——核裂变链式反应。=3\*GB3③核燃料——低浓度铀或天然铀。=4\*GB3④能的转化：核能→内能→机械能→电能。3、太阳能及其利用（1）太阳能的优点：普遍，不需要开采和运输，清洁、无污染。（2）直接利用太阳能有三途径：=1\*GB3①光热转换；=2\*GB3②光电转换；=3\*GB3③光化转换。4、21世纪的能源趋势（1）特点：①由于世界人口的急剧增加和经济的快速发展，能源的消耗持续、迅速增长；②人类的主要能源仍是化石能源，它属于不可再生能源。（2）影响人类在耗用各种能源时，不可避免地对环境造成了影响：大量燃烧化石能源势必造成空气污染和水土流失的加剧；欠发达国家对柴薪能源的过分依靠，加剧了水土流失和沙漠化。5、未来的理想能源（1）未来的理想能源必须满足的条件第一，必须贮量丰富，可以保证长期使用；第二，必须价格便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关技术必须技术成熟，可以保证大规模使用；第四，必须足够安全清洁，可以保证不会严重影响环境。（2）未来可能广泛利用的能源：太阳能、核能（可控核聚变）、地热能、潮汐能、可燃冰等。典例·解读类型一、波速公式c＝λf及其应用例1、“嫦娥”一号卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的频率为3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz和37.0GHz的微波辐射，下列说法中正确的是()。A．微波属于电磁波B．微波是可见光C．这四种微波在真空中的波长一样D．这四种微波在真空中传播速度不同【【答案】A.【解析】微波属于电磁波，是电磁波的一种，它不属于可见光的范围，各种频率的电磁波在真空中的传播速度是一样的，而其波长随频率的增大而减小，所以只有选项A正确。例2、某电磁波的波形如图所示。则该电磁波的波长是_________，频率是__________。【【答案】0.04m；7.5×109Hz.【解析】波长是指两个相邻的波峰或波谷之间的距离，由题图可知2cm是个半波长，所以该电磁波的波长λ＝4cm＝0.04m。又根据波速、波长和频率之间的关系式得频率f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108m/s,0.04m)＝7.5×109Hz。数字莫尔斯电码数字莫尔斯电码05·····1·6-····2··7--···3···--8··4····-9·例3、12月6日，“嫦娥三号”顺利进入预定轨道在18时00分20秒这一时刻，控制中心接收到“嫦娥三号”发出的信号。“嫦娥三号”发出信号的时刻用莫尔斯电码表示，其代码为“·；··；；；·；·”。莫尔斯电码与数字的关系如表所示，“嫦娥三号”发出信号的时刻为_________，此时它距控制中心_________km。(电磁波的传播速度为3×108m/s)【【答案】18时00分19秒；3×105.【解析】本题考查电磁波的应用及波速。根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出“嫦娥三号”发出信号的时刻是18时00分19秒；信号从发出到接收到用的时间是18：00：20-18：00：19=1s，“嫦娥三号”距离控制中心的距离s=vt=3×108m/s×1s=3×108m=3×105km。类型二、电磁波的应用例4、2015年5月俄罗斯举行卫国战争胜利70周年的阅兵仪式，中央电视台进行了及时报道，如图是中国三军仪仗队参加阅兵通过红场时的图片，现场记者将该图片传送到电视台时所用的载体是()A、超声波B、电磁波C、红外线D、紫外线【【答案】B.【解析】本题考查电磁波的应用。将摄像机拍摄的图片传送到电视台，所用的载体是电磁波。例5、关于电磁波与信息技术，下列叙述正确的是()A、电磁波只能用于通信B、电磁波的应用对人类有利无害C、手机既能发射电磁波也能接收电磁波D、卫星通信不需要利用电磁波传递信息【【答案】C.【解析】本题考查的是对电磁波的认识。电磁波不只用来通信，还可以传递能量，例如微波炉就是利用了电磁波传递能量，A说法不正确；电磁波对人类是有辐射的，可引起人体病变，B说法不正确；手机既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，C选项说法正确；卫星通信是利用电磁波来实现的，D选项说法不正确。例6、手机是现代人不可或缺的生活必需品。以下是利用手机做的几个实验：①手机设为“来电振动”放在玻璃瓶中，如图甲，拨号呼叫它，看到手机振动，同时听到振动声。②手机设为“来电响铃”放在玻璃瓶中，如图乙，拨号呼叫它，同时不断抽出瓶中空气，听到铃声逐渐减弱，但始终能看到信号灯闪烁。③2013年4月21日，俄罗斯KP网报道了“手机煮鸡蛋”的实验：将鸡蛋放置在陶瓷杯里，在鸡蛋的两侧分别放置两部手机，如图丙，接着便与这两部手机进行通话，65min后，鸡蛋熟了。上述三个实验现象，揭示了哪些物理知识？请你写出四条。(1)_____________________________________________________________。(2)_____________________________________________________________。(3)_____________________________________________________________。(4)_____________________________________________________________。【【答案】(1)声音是由振动产生的;(2)真空不能传声;(3)电磁波可以在真空中传播;(4)电磁波具有能量或电磁波有辐射.【解析】本题考查声的产生与传播以及电磁波的传播与特性。图甲中，看到手机振动的同时听到振动声说明声音是由物体振动产生的。图乙中，当向外不断抽气时，听到铃声逐渐减弱，可以推理得出真空不传声；始终看到信号灯闪烁，光是电磁波，说明电磁波可以在真空中传播。图丙中，两部手机保持通话，它们之间有电磁波在传递，鸡蛋熟了，说明电磁波具有能量。类型三、现代通信技术例7、关于电磁波和现代通信，下列说法正确的是()A.光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播B.移动电话的声音信息是靠电磁波传递的C.中央电视台与荆州电视台发射的电磁波在同一区域传播速度不同D.我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的【【答案】B.【解析】本题考查现代通信技术。光纤通信需要用光导纤维传输信号，故不是无线传播，A错；移动电话是靠电磁波来传递信息的，B正确；电磁波在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与荆州电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，C错；我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故D错。例8、2014年3月8日马来西亚航空公司的MH370航班失去联系，在失联前与地面指挥系统是通过________传送信息的，2014年4月14日“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器开始水下搜索MH370航班，“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器是通过________(选填“超声波”或“次声波”)获得水下信息的。【【答案】电磁波；超声波.【解析】本题考查电磁波和超声波在传递信息中的应用。卫星电视信号就是利用地球同步卫星作电磁波通信的中继站来传递信息的，所以马航MH370航班飞机在失联前与地面指挥系统是通过电磁波传递信息的。“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器是通过超声波获得水下信息的。例9、生活中，人们可以利用电视遥控器来实现对电视节目的选择，遥控器使用时发射的是()A.红外线B.紫外线C.超声波D.次声波【【答案】A.【解析】本题考查电磁波的应用。遥控器发射的是看不见的光，红光和紫光都是可见光，紫外线常用于杀毒、验钞等，红外线常用于电视机遥控、夜视仪、热谱仪等，故A正确。类型四、能源的分类例10、下列能源属于可再生能源的是()A.石油B.风能C.天然气D.核能【【答案】B.【【解析】本题考查能源的分类。石油、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源；核能来源于铀等核燃料，核燃料不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。例11、下列能源中，属于二次能源的是（）A．风能B．石油C．核能D．电能【【答案】D.【解析】二次能源是自然界中其他能量转化而来的，不是直接从自然界中获取的，风能、石油、核能都能从自然界中直接获取，只有电能是通过其他形式能转化而来的，故选项D正确。【方法归纳】辨别一次能源与二次能源的依据是看其是否经过加工转换，凡是经过加工转换后才能获取的能源都是二次能源。类型五、能量转化和转移的方向性与能量守恒的关系例12、下列说法正确的是（）A．既然能量是守恒的，那么任何能量我们都可以利用B．能量是守恒的，所以我们有用不尽的能量C．在能量的转化和转移过程中，虽然能量的总量保持不变，但有些能量却是无法利用的D．以上说法都不对【【答案】C.【解析】易错选A或B，以能量守恒为依据，认为各种形式的能量之间可以相互转化，不同物体之间可以发生能量转移，从而得出什么能量都可以利用的错误结论。自然界存在着各种形式的能，能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式能量间相互转化，能量的利用过程就是能量的转化和转移过程，但能量的转移、转化都是有方向性的，不是什么能量都可以利用。类型六、核能例13、如图为核电站发电流程图。下列说法正确的是（）A．远距离输电要用低压输电B．汽轮机将机械能转化为内能C．核能是不可再生能源D．利用核能发电是安全无污染的【【答案】C.【解析】在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律可知，高压输电能减少线路上电能的损失，故A错。在汽轮机中蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，故B错。核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故C对。核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。核泄漏是指大量放射性的物质外泄，会对环境造成严重的破坏，危及动植物的生命，因此核电站的安全应得到高度重视，故外泄，会对环境造成严重的破坏，危及动植物的生命，因此核电站的安全应得到高度重视，故D错。类型七、能量的转化例14、如图所示是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是()A．太阳能电池板将太阳能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能【【答案】A.【解析】本题考查能量的转化。太阳能电池板把太阳能转化为电能，故选项A说法正确；小风扇是风力发电机，工作时将风能转化为电能，故选项B、C错误；蓄电池放电时，将化学能转化为电能，给灯泡供电，故选项D错误。类型八、能源的利用综合题例15、使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。有一款太阳能汽车，太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103W时，电池产生的电压是120V，该电压对车上电动机提供的电流是10A。问：（1）此时电动机每分钟消耗的电能是多少？（2）电动机线圈的电阻为4Ω，这种情况下，太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率多大？（机械摩擦忽略不计）（3）使用太阳能有许多优点，但也有不足之处。请你写出使用太阳能的优点和不足之处各一点。【【答案】（1）7.2×104J；（2）10%；（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等.【解析】（1）t＝1min＝60s，,W电＝UIt＝120V×10A×60s＝7.2×104J。（2）P电＝UI＝120V×10A＝1200WP热＝I2R＝（10A）2×4Ω＝400WP机械＝P电－P热＝1200W－400W＝800Wη＝eq\f(P机械,P太阳)＝eq\f(800W,8×103W)＝10%。（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。培优·训练一、选择题1、已知真空中电磁波的波长λ微波>λ红外线>λ紫外线，则它们的频率()。A．f微波＝f红外线＝f紫外线B．f微波>f红外线>f紫外线C．f微波<f红外线<f紫外线D．f紫外线<f微波<f红外线2、光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红一直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（

）A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播B．就像电流沿弯曲导线那样传播C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播3、磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是（）A．录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应B．录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应C．录音和放音的基本原理都是电流的磁效应D．录音和放音的基本原理都是电磁感应4、手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人们“来电”的装置。有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时，电动机也就跟着振动起来，从而又带动手机振动。在下图所小的几种形状的叶片中，你认为能够实现上述振动功能的是（）5、王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是（）A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭B．自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭C．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭6、北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)。系统由空间端、地面端和用户端(导航仪)组成，全部建成后可在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。2012年12月27日，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。关于“BDS”的工作过程，下列说法正确的是()A．导航仪只能接收地面端的中心控制系统的信息而不能接收导航卫星的信息B．导航仪只能接收导航卫星的信息而不能向导航卫星发送信息C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播D．导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的7、目前中国网民数量和网络规模均位居全球第一，WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的载体是()A.次声波B.超声波C.电磁波D.可见光8、2019年被称为5G元年，6月6日我国开始发放5G商用牌照，5G技术也是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是()A.太空中是真空，电磁波不能传播B.电磁波在空气中的传播速度是340m/sC.光是一种电磁波D.中央电视台和郴州电视台发射的电磁波传播速度不同9、我省首座“光充储”电动汽车充电站已投入使用，该充电站利用清洁能源，通过屋顶发电板发电，这种能源是()A.石油B.天然气C.太阳能D.风能10、关于原子核和核能，下列说法正确的是()A.原子核是由电子、质子和中子组成B.核能的使用不会对人类产生危害C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的11、如图是一款太阳能座椅，椅子顶部安装的硅光电池板，可储备能量供晚间使用．下列说法正确的是()A.硅光电池板是由超导材料制成的B.硅光电池可以将太阳能转化为电能C.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变D.太阳能属于不可再生能源12、“跨越时空，漫游地球”离不开电磁波和能源，下列相关认识，错误的是()A.“嫦娥四号”探测器能从月球上发回月背的影像图，说明电磁波能在真空中传播B.我国5G技术世界领先，该技术采用无线电波传输信息，无线电波是电磁波C.太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太阳能D.能量在转化或转移过程中总量保持不变，所以不必担心能源危机13、（多选）“北国好风光，尽在黑龙江”，建设人与自然和谐共存的美丽家园，打响蓝天保卫战，能源问题已成焦点，全球能源将发生巨大变革．下列关于能源问题说法正确的是()A.天然气燃烧产生的二氧化碳，会加剧地球温室效应B.煤是不可再生的化石能源，它在能源领域重要性有所降低C.地下石油资源取之不尽用之不竭，可无限开采D.核电站可完全替代火电站，因为核能是可再生能源14、（多选）月球表面为超高真空，白天最高温度可达160℃，夜间最低温度可达－180℃，环境极端严酷．然而月球含有丰富的可用于核聚变反应的氪3资源.2019年1月3日10点26分，嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆，拍摄的世界第一张近距离月背影像图，通过“鹊桥”中继星传回地球，揭开了古老月背的神秘面纱，下列说法中正确的是()A.中继星是使用超声波实现通信B.月球背面的照片是通过电磁波传回地球的C.拍摄时月球在透镜的二倍焦距外D.在月夜可利用超导材料发热，为月球车提供热量二、填空题1、电磁波按波长从小到大排列为：γ射线、X射线、紫外线、________、红外线、微波和无线电波；它们的用途非常广，如电视机的遥控器是利用________进行遥控的．2、太阳能来自于太阳内部的________(选填“核聚变”或“核裂变”)，太阳发出的光约以________的速度向周围传播(速度值保留到整数)．3、电磁波的传播________(选填“需要”或“不需要”)介质．如图所示，将手机放在密闭的塑料容器中能正常接收到呼叫信号，放在密闭的金属容器中不能接收到呼叫信号，说明________(选填“塑料容器”或“金属容器”)对电磁波有屏蔽作用．4、如图所示，将导线的一端与电池的一极相接，另一端与电池的另一极快速断续接触，便会听到收音机有“咯、咯”的声音，说明导体中迅速变化的________能够产生电磁波；实验时消耗的电能属于________(选填“一次”或“二次”)能源．5、习近平总书记提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境．光伏发电是将______转化为电能．核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核________(选填“裂变”或“聚变”)的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用．6、为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，请举出一种你熟悉的“绿色”能源：________，并写出其在生产、生活中的一项应用：________________．三、计算题1、频率为300MHz-300GHz的电磁波，它的波长很短，通常称之为微波。微波能沿直线传播，在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料时可以穿透；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM手机的工作频率一般为900MHz~1800MHz波段。使用手机通话时，微波会对人体产生一种“加热效应”，微波频率越高，人对其能量吸收率就越高，危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。请根据这些技术参数和微波的上述特性解决下列问题。某型号GSM手机的主要技术参数表工作电压标准配置电池最长通话时间最大发射功率工作频率4.1V670mAh300min2W900/1800MHz（1）手机的最大工作电流约是多少?在300min的通话时间内．手机的平均功率约为多少？（2）请列举两项减小手机微波辐射危害的措施；2、以前流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种个人无线接收系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点、它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，并可随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话．下表是某一型号小灵通的部分资料数据．若这种小灵通在正常使用情况下，充电一次可使用7d，累计通话时间为1.2h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍．则：尺寸(长×高×宽)约45mm×83mm×23.5mm质量约85g发射功率约10mW(平均)电池3.6V580mA·h锂电池充电器输入：AC220V50Hz；输出：DC5.2V320mA充电器重约50g充电时间2.5～3.5h连续待机时间48～200h(1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?(2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机．这部小灵通的待机电流大约多大?(3)在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电．请你设计一个方案，用图14所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图．3、有一种电脑电源适配器（即充电器）的铭牌如图所示。这款国产充电器，有九个国家或地区的认证标志，其中已经标出了八个。（1）请你在第一个标志前的方框中填入所代表的国家名称及其英文名，并在铭牌下面的另三个图案下填写所表示的含意。（2）根据给出的数据：说明此电源适配器所适用的电源条件是什么。（3）用它与配套的笔记本电脑供电使用时的耗电功率大约在什么范围？（4）有人说：“如果适配器只是输入端插入电源，输出端不接用电器时就不耗电”，你认为对吗？请简要说明理由。专题20信息与能源参考答案例1、【答案】A.【解析】微波属于电磁波，是电磁波的一种，它不属于可见光的范围，各种频率的电磁波在真空中的传播速度是一样的，而其波长随频率的增大而减小，所以只有选项A正确。例2、【答案】0.04m；7.5×109Hz.【解析】波长是指两个相邻的波峰或波谷之间的距离，由题图可知2cm是个半波长，所以该电磁波的波长λ＝4cm＝0.04m。又根据波速、波长和频率之间的关系式得频率f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108m/s,0.04m)＝7.5×109Hz。例3、【答案】18时00分19秒；3×105.【解析】本题考查电磁波的应用及波速。根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出“嫦娥三号”发出信号的时刻是18时00分19秒；信号从发出到接收到用的时间是18：00：20-18：00：19=1s，“嫦娥三号”距离控制中心的距离s=vt=3×108m/s×1s=3×108m=3×105km。例4、【答案】B.【解析】本题考查电磁波的应用。将摄像机拍摄的图片传送到电视台，所用的载体是电磁波。例5、【答案】C.【解析】本题考查的是对电磁波的认识。电磁波不只用来通信，还可以传递能量，例如微波炉就是利用了电磁波传递能量，A说法不正确；电磁波对人类是有辐射的，可引起人体病变，B说法不正确；手机既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，C选项说法正确；卫星通信是利用电磁波来实现的，D选项说法不正确。例6、【答案】(1)声音是由振动产生的;(2)真空不能传声;(3)电磁波可以在真空中传播;(4)电磁波具有能量或电磁波有辐射.【解析】本题考查声的产生与传播以及电磁波的传播与特性。图甲中，看到手机振动的同时听到振动声说明声音是由物体振动产生的。图乙中，当向外不断抽气时，听到铃声逐渐减弱，可以推理得出真空不传声；始终看到信号灯闪烁，光是电磁波，说明电磁波可以在真空中传播。图丙中，两部手机保持通话，它们之间有电磁波在传递，鸡蛋熟了，说明电磁波具有能量。例7、【答案】B.【解析】本题考查现代通信技术。光纤通信需要用光导纤维传输信号，故不是无线传播，A错；移动电话是靠电磁波来传递信息的，B正确；电磁波在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与荆州电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，C错；我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故D错。例8、【答案】电磁波；超声波.【解析】本题考查电磁波和超声波在传递信息中的应用。卫星电视信号就是利用地球同步卫星作电磁波通信的中继站来传递信息的，所以马航MH370航班飞机在失联前与地面指挥系统是通过电磁波传递信息的。“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器是通过超声波获得水下信息的。例9、【答案】A.【解析】本题考查电磁波的应用。遥控器发射的是看不见的光，红光和紫光都是可见光，紫外线常用于杀毒、验钞等，红外线常用于电视机遥控、夜视仪、热谱仪等，故A正确。例10、【答案】B.【解析】本题考查能源的分类。石油、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；风能从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源；核能来源于铀等核燃料，核燃料不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。例11、【答案】D.【解析】二次能源是自然界中其他能量转化而来的，不是直接从自然界中获取的，风能、石油、核能都能从自然界中直接获取，只有电能是通过其他形式能转化而来的，故选项D正确。【方法归纳】辨别一次能源与二次能源的依据是看其是否经过加工转换，凡是经过加工转换后才能获取的能源都是二次能源。例12、【答案】C.【解析】易错选A或B，以能量守恒为依据，认为各种形式的能量之间可以相互转化，不同物体之间可以发生能量转移，从而得出什么能量都可以利用的错误结论。自然界存在着各种形式的能，能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式能量间相互转化，能量的利用过程就是能量的转化和转移过程，但能量的转移、转化都是有方向性的，不是什么能量都可以利用。例13、【答案】C.【解析】在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律可知，高压输电能减少线路上电能的损失，故A错。在汽轮机中蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，故B错。核能需要用到铀，像铀矿这类矿物能源，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故C对。核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。核泄漏是指大量放射性的物质例14、【答案】A.【解析】本题考查能量的转化。太阳能电池板把太阳能转化为电能，故选项A说法正确；小风扇是风力发电机，工作时将风能转化为电能，故选项B、C错误；蓄电池放电时，将化学能转化为电能，给灯泡供电，故选项D错误。例15、【答案】（1）7.2×104J；（2）10%；（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等.【解析】（1）t＝1min＝60s，,W电＝UIt＝120V×10A×60s＝7.2×104J。（2）P电＝UI＝120V×10A＝1200WP热＝I2R＝（10A）2×4Ω＝400WP机械＝P电－P热＝1200W－400W＝800Wη＝eq\f(P机械,P太阳)＝eq\f(800W,8×103W)＝10%。（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。培优·训练一、选择题1、C由c＝λf可得，f＝eq\f(c,λ)，由于λ微波>λ红外线>λ紫外线，所以f微波<f红外线<f紫外线。2、A解析：光信号在光纤中是靠光纤壁不断地反射而向前传播的，选项A正确。3、B【解析】：录音时，声音信号转化为电流，电流产生的磁场使磁带上的磁粉所磁化，所以录音的基本原理是电流的磁效应；放音时，把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声，所以放音的基本原理是电磁感应。选项B正确。4、C解析：当转轴不在转动体的对称中心时发生振动，所以能够实现上述振动功能的是C。5、C解析：根据王勇同学轻轻地靠近自动门时，门自动打开可知，选项A错误；根据底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开，说明选项BD错误；根据王勇同学的几次试验控制，自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭，选项C正确。6、D解析：导航仪不但能接收地面端的中心控制系统的信息，也能接收导航卫星的信息，还能向导航卫星发送信息，选项AB错误。导航卫星发射的电磁波能在真空中传播，导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的，选项C错误D正确。7、C【解析】WiFi上网传递信息的载体是电磁波，A、B、D错误，C正确．故选C.8、C【解析】电磁波可以在真空中传播，A错误；电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，B错误；光是一种电磁波，C正确；中央电视台和郴州电视台发射的电磁波的速度都约为3×108m/s，只是频率不同，D错误．故选C.9、C【解析】“光充储”电动汽车充电站是通过屋顶上铺设的一块块太阳能光伏发电板，将太阳能转化为电能，充电桩通过巨大的光伏发电板给电动汽车充电，C正确．故选C.10、C【解析】原子核一般是由质子和中子组成的，没有电子，A错误；核能的使用可能引发核泄漏和核辐射，可能对人类产生危害，B错误；目前核聚变不能控制，所以核电站都是利用核裂变释放的能量来发电，C正确；氢弹爆炸是核聚变，是不可控的，D错误．故选C.11、B【解析】硅光电池板是由半导材料制成的，A错误；硅光电池板可以将太阳能转化为电能，B正确；太阳能来源于太阳内部氢核的聚变，C错误；太阳能可以源源不断从自然界中得到，属于可再生能源，D错误．故选B.12、D【解析】月球到地球之间有真空，因此“嫦娥四号”探测器利用电磁波能从月球上发回月背的影像图，说明电磁波能在真空中传播，A正确，不符合题意；无线电波属于电磁波，5G技术是采用无线电波来传输信息的，B正确，不符合题意；煤、石油是由古生物形成的，它所储存的化学能来自于太阳；风能、水能是由太阳能所引起的，则煤、石油、风能、水能等能源都是间接来自太