2023-2024学年九年级物理下册单元速记·巧练（苏科版）第十七章  电磁波与现代通信 第十八章能源与可持续发展(原卷版)

第十七章

电磁波与现代通信第十八章能源与可持续发展电话与模拟通信和数字通信电话的组成：话筒-把信号变成变化的信号；听筒-把变化的信号变成信号。电话的工作原理：声音→话筒→产生→听筒→（声音）。模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的，变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。数字信号：用不同的不同表示的信号叫做。数字通信：使用数字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用进制码识别信息和处理信息。模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力，噪声，失真；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。电话交换机间的信息是靠传递，而电话与电话机之间的信息传递靠，但是不论哪种通信都需要电话线。电磁波及应用电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了，即导体中电流的迅速在空间激起电磁波。电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在中传播，传播不需要；电磁波传播的速度电磁波的波长为λ，波速，其中是电磁波的；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。微波炉：利用（波长很的）来加热食品。雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越，传播直线性越，反射性能越。无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。广播、电视和移动通讯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，无线电广播信号的接收由完成。发射：话筒把播音员的信号转换成信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中。接收：收音机天线接到，经过收音机的调谐器选出特定频率的信号，电子电路在把音频信号从中选出来，进行放大，送到扬声器里，把音频电信号转换成声音。电视信号的发射和接收：电视信号的发射由电视台完成，电视信号的接收由电视机完成。图像信号的产生过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上，通过发射电线发射到空中。图像信号的接收过程：电视机的接收天线把高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出来并放大，由把它还原成图像。注意：声音信号的产生，传播和接收与无线电广播的工作过程相似，与无线电信号一样，单独的图像信号在空中传播，必须以为载体传播移动通信基本原理：移动电话能将我们讲话的信号利用电磁波发射到空中同时又能在空中捕获电磁波得到对方讲话的信号。优点：利用电磁波传递信息，只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话，比固话方便。缺点：为了保证通话的质量，必须建立较大的无线电台进行信号的转换，这些固定的电台叫做。移动电话机既是无线电又是无线电。越来越宽的信息之路微波通信：作为载体的无线电波，频率，相同时间内传输的信息就。微波波长在10m-1mm，频率在30MHz-3×105MHz的电磁波。中继站：微波接近光波，大致沿传播，微波不能沿地球表面绕射，因此每隔50km左右就需要建设一个中继站；如果遇到高山和大洋根本无法建中继站，有时需要利用同步卫星作为中继站。卫星通信：卫星通信是借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足；在地球周围均匀配置三颗通信卫星就可以实现全球通信。注意：月球不能作为中继站，因为月球离我们太远，不利于接收。光纤通信：光是一种电磁波，而且它们的频率很，频率间隔很宽；美国梅曼制成世界上第一台红宝石激光器。光不但能够沿直线传播，而且可以沿着弯曲的水流和玻璃丝传播，不管玻璃丝怎么样弯曲，都从一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出，而光纤通信（光缆）就是让通信用的激光一般在特殊的管道-光导纤维（很细很细的玻璃丝）里传播。网络通信：把计算机联在一起就可以实现网络通信，发送和接收电子邮件是目前使用最频繁的网络通信方式。因特网：网络互相联结，成为世上最大的计算机网络，这就叫因特网。能源一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过才能得到，所以称电能为二次能源。常见的二次能源有：。我们今天使用的煤、石油、天然气是千百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。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。核能与太阳能质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是。核能是新能源，它有两种主要形式：能和能。核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。太阳能是氢原子核在超高温时释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。太阳能的利用间接利用太阳能：化石能源（光能----能）；生物质能（光能----能）。直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----能）；太阳能电池：（光能----能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。能源与可持续发展能量的转化、能量的转移，都是有的。我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。能源与可持续发展不可再生能源和可再生能源：化石能源、核能会越用越少，不可能在期内从自然界得到补充，所以它们属于。而水的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于。人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。信息传播的种类与工具人类特有的三种信息：语言、符号和图像海通录音时，声音先通过话筒转变成变化的电流信号，这样的电流通过录音磁头，产生了变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的磁粉被强弱不同磁场磁化，于是将声音信号记录在磁带上；变化的电流产生变化的磁场是电流的磁效应；变化的磁场产生变化的电流是电磁感应现象。（2023下·陕西渭南·九年级校考竞赛）众所周知，知己知彼，百战不殆。战争时期，及时获取敌方准确、有效的情报信息很可能决定一场战争胜败。信息传播工具如：电报、电话等的使用无疑发挥着重要的作用。我国近代历史上更是涌现出诸多可歌可泣、爱国护国的共产党员，谍报工作者的英雄事迹，值得千古流传。下列说法错误的是（）A．电话话筒和听筒的工作原理不同B．听筒是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的C．电报，电话是利用电磁波传递信息的D．和平年代，各国家的长治久安也需要相关情报信息的获取（2022上·山西临汾·九年级统考期末）5G网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达20Gbps，合2.5GB每秒，比4G网络的传输速度快10倍以上。小明认为“快10倍”就是“5G信号比4G信号传播速度快10倍”，你认为他的说法是（选填“正确”或“错误”）的，你判断的依据是。数字信号和模拟信号根据扬声器是发声装置和生活经验，可判断扬声器是把什么信号转化为什么信号的一种装置，分析其组成部分。（2022上·九年级校联考课时练习）现代通信利用数字信号进行传输和处理，而不用模拟信号，究其原因，下列说法中正确的是（）①模拟信号传输不方便②模拟信号容易丢失信息③模拟信号容易失真④模拟信号保密性差A．①③④ B．②③④ C．①②③ D．①②④（2020·九年级校联考课时练习）如图甲所示的是无线电广播信号的过程，其中元件A是；如图乙所示的是无线电广播信号的过程，其中元件B是。电磁波及其传播电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微波加热食物等。对于生活中常见的收音机(收音机天线接收到各种各样的电磁波，调谐器从中选出特定频率的电磁波，收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来，送到扬声器中，还原成声音)、手机(手机是通过发射和接收电磁波来实现通信的)和电视机(电视用电磁波来传递图象信号和声音信号，声音的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似)（2023上·四川绵阳·八年级统考期中）2008年9月27日16时41分00秒，中国航天员翟志刚首度实施空间出舱活动，茫茫太空第一次留下中国人的足迹。如图所示是宇航员翟志刚进行太空行走的图片，宇航员在太空中对话必须借助电子通信设备才能进行，其原因是（

）A．太空中噪声太大 B．太空中是真空，不能传声C．用通信设备对话更方便 D．太空中温度太低（2022·江苏常州·统考二模）5G是第五代移动通信技术的简称。在相同时间内，5G通讯传输的信息量约为4G的10倍。与4G相比，5G电磁波的传播速度将（更大/更小/不变），通信频率将（更高/更低/不变）。电磁波普及波速、波长、频率关系电磁波波长、频率和波速的关系：。电磁波被广泛用来传递信息，且电磁波可以在真空中传播。所以汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过电磁波来传递信息；电磁波在真空中的传播速度与光速相同，为3×108m/s；（2022·广东广州·校考二模）电磁波家族成员很多，如图所示的无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线，γ射线等。电磁波与人们的工作和生活密不可分，已经渗透到我们生活的各个方面。下列说法错误的是（）A．大气中的臭氧层阻挡了部分紫外线进入地面，保护生物B．电烤炉能产生大量红外线烤熟食物C．医院透视用的X射线的波长比做肝手术的射线刀的波长要短D．手机用的无线电波与电视屏出来的红绿蓝光波在真空中传播的速度相同（2022·广东韶关·校考二模）电磁波在真空中的传播速度为m/s，某电磁波的波形如图所示，该电磁波的波长是m，频率是Hz。

现代通信卫星通信组成：通信卫星、通信地面站和传输系统三部分组成。同步卫星：它绕地球一周的时间与地球自转的周围相同，即24小时，因而相对于地球是静止的。一般来说，三颗在赤道上空均匀分布的地球同步卫星组成的通信系统发出的电磁波就几乎可以覆盖整个地球。微波通信：电视广播、移动通信等主要是利用微波传递信号的。微波一般是指频率在3×102~3×105MHz的电磁波，微波的性质与光波相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，而必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，把上一站的信号处理后，再发射到下一站去，而且，信号传递的距离越远，需要的中继站就越多。因此，远距离进行微波通讯，需要通过通信卫星实现。光纤通信：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。光纤之父——高锟。光纤通信原理：利用光的反射。光纤通信中，首先利用电光转换技术把电信号变为光信号，并通过光纤传递到接收端，然后把光信号转变成电信号。光导纤维：能够传输光信号的及其纤细的材料称为光导纤维，简称光纤。光缆：由很多根光纤制成的光信号传输线称为光缆。光纤通信的优点：光纤不导电，不会产生电磁感应现象，所有不会受外界电磁场的干扰。光纤不怕湿、耐腐蚀、能量损耗低，所以通信质量比其他有线通信高。集卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有的通信系统连接在一起，组成了一个高速传递信息的网络。人们通俗地把这种国家信息基础设施称为“信息高速公路”。（2022·广东汕头·统考模拟预测）小丽与妈妈微信语音通话时，下列说法正确的是（）A．小丽能听到妈妈的叮嘱声说明声音能够传递能量B．没有开视频也能判断妈妈的声音是根据音调的特性C．调节手机音量按键可以改变声音的响度D．小丽与妈妈的通话是通过超声波来传递（2022上·海南海口·九年级统考期末）河北雄安新区日前利用“5G+北斗”技术，在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号，构建出了一个精准的地下定位导航系统。该系统传递信息主要依靠（）A．电磁波 B．次声波 C．超声波 D．光导纤维能源类型及社会发展化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气是千百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。可再生能源：可再生能源指的是在自然界可以循环再生。是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。如太阳能、风能、水能；不可再生能源：煤、石油、天然气及核燃料等；清洁能源：对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、风能等；非清洁能源：如媒、石油、天然气等化石能源。（2023上·九年级校联考课前预习）下列能源中属于不可再生能源的是（）A．风能 B．太阳能 C．水能 D．核能（2023下·甘肃定西·九年级校考阶段练习）油电混合动力汽车是以汽油引擎为主，电动马达作为辅助动力驱动汽车。行驶时可利用发动机产生的动力让发电机给蓄电池充电，下列说法正确的是（）A．给蓄电池充电时蓄电池相当于电源B．发动机消耗的汽油是二次能源C．汽车里程表中的LED显示灯是由超导材料制成的D．油电混合动力汽车燃烧的汽油越多，效率就越低核能、太阳能原子核内的各个粒子间还存在强大的吸引力——核力，质子和中子正是依靠强大的核力紧紧地结合在一起的。当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。当原子核发生分裂或相互结合时就会释放出巨大的能量；与火力发电相比，核能发电具有三个优点：①只需要消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。②核电站不排放烟尘和CO2、SO2等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。③从长远看，核能发电的成本低于火力发电。太阳是一个巨大的“核能火炉”。在太阳内部，每时每刻都在发生核聚变，并释放出巨大的能量。太阳能的本质:太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出的巨大核能。太阳能利用:①用集热器把物质加热;②利用太阳能电池把太阳能转化为电能。太阳能缺点：转化效率低（2023·江苏苏州·统考一模）福岛核电站核污染水排海设备的启用引起了全世界人民的关注，以下关于核电站及核能说法正确的是（）A．核能属于可再生能源 B．核电站利用核能的方式是核裂变C．核电站发电时由核能直接转化为电能 D．核能来自于太阳（2023上·河南信阳·九年级统考期中）关于能量的转化和转移的描述，下列说法正确的是（）A．太阳能电池板工作时，将太阳能转化为化学能B．汽油机在工作过程中，汽缸里的汽油燃烧时将内能转化为机械能C．火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳的内能增大，机械能也增大D．子弹击中一块木块的过程中，子弹对木块做功，子弹的内能减小故选C。能量转化的基本规律及可持续发展能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。未来理想能源的四大特征：1足够丰富，可以保证长期使用2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足够安全、清沽，可以保证不会严重影响环境。如生物能、太阳能、风能、潮汐能、温差能、地热能、波浪能、废弃物能等都属于未来理想能源。（2023上·山东潍坊·九年级统考期中）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（）A．此过程中小球的机械能总量保持不变B．小球弹起的高度越来越小说明能量不守恒C．小球在运动中是通过做功的方式使内能增加D．小球和地面之间发生撞击，所以小球的热量会增加（2023上·广东广州·九年级广州市第一中学校考期中）文艺复兴时期，意大利的达·芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（

）A．装置所具有的机械能始终不变B．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化C．如果没有能量补充，装置最终会停下来D．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去如图是磁带录音机录音原理的示意图。录音时，动圈话筒将声信号转换为电信号送到录音磁头；录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱随电信号变化，将电信号转换为磁信号；录音磁带贴着录音磁头移动，上面的磁粉被磁化，声音信号被记录在磁带上。关于磁带录音机录音过程，下列说法正确的是()A．话筒将声信号转换为电信号利用了电流的磁效应B．录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电流的磁效应C．话筒将电信号转换为声信号利用了电流的磁效应D．录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电磁感应现象下列有关声和电磁波的说法正确的是（）。A．光信号在光导纤维中以声音的速度传播；B．高速公路旁的房屋装有隔音窗，是为了防止噪声的产生；C．养蜂人通过听到蜜蜂的“嗡嗡”声，判断蜜蜂是否采了蜜；D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能下列说法中错误的是A．电磁波能在真空中传播B．卫星通信利用电磁波传递信息C．手机通话利用超声波传递信息D．“WIFI”上网利用电磁波传递信息(2020成都28)防控“新冠疫情”，检测体温是重要的措施。图所示的红外测温仪，是通过接收身体辐射的红外线来显示被测人的体温。下列说法正确的是()A.测温仪的电子元件都是由导体材料制成B.测温仪工作时电池将化学能部分转化为电能C.人体辐射的红外线不是电磁波D.乱扔废弃电池不会对环境产生危害在2022年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命，“5G”产业是其中一项。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中不正确的是()A．电磁波可以在真空中传播B．电磁波既能传递信息也能传递能量C．电磁波在空气中的速度是D．即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设．下列说法正确的是()A．核电站将核能最终转化为电能B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C．核能发电使用的燃料是天然气D．核电站利用的核能属于可再生能源下列能源中，属于可再生能源的是()A．煤 B．石油 C．太阳能 D．核燃料（2023上·山西长治·九年级统考期中）2023年8月9日，我国在太原卫星发射中心使用“长征二号丙”运载火箭，成功将“环境减灾二号06”星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，如图所示．下列说法中正确的是（）A．火箭飞行时与大气摩擦将内能转化为机械能B．火箭加注的燃料含有的热量多C．火箭加注的燃料的热值非常小D．火箭加注的燃料燃烧时将化学能转化为内能人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。太阳能转化为其他形式能量的方式说法错误的是()A.一是光热转换，例如用太阳能集热器把水加热；B.二是光化转换，把太阳能转化为化学能；C.三是光电转换，把太阳能转化为电能；D.四是光力转换，把太阳能转化为机械能。（2023·河南商丘·商丘市第六中学校考模拟预测）如图为我国新一代可控核聚变研究装置——中国环流器二号M（“人造太阳”）的示意图，其利用通电后产生的磁场约束超高温下的核聚变燃料。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（）A．核能属于可再生能源B．产生磁场利用了电流的磁效应C．“人造太阳”利用铀核分裂释放能量D．“人造太阳”是利用氢核的聚变来工作的（2022·湖南株洲·统考模拟预测）2021年10月16日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭成功地将神舟十三号载人飞船送入太空，三名宇航员在空间站驻留了六个月已成功顺利返回地球。宇航员的通信是通过（）传递信息的A．超声波 B．电磁波 C．红外线 D．光纤（2023·内蒙古呼伦贝尔·统考一模）“低碳引领生活”，太阳能越来越受到人们的青睐，太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳在不断地向外释放能量，在太阳内部时刻都在发生着。（选填“核聚变”或“核裂变”）(2020·福建省厦门一中中考物理模拟)电视遥控器前端的发光二极管可以发出不同的(选择“红外线或紫外线”)，实现对电视的遥控。二极管采用材料(选择“半导体或导体”)太阳能是清洁无污染的理想可再生能源，在太阳内部每时每刻氢原子核发生(选填“裂变”或“聚变”)释放出巨大的核能。如图是话筒的工作原理图，当你对着话筒说话时，与膜片连在一起的线圈会振动，线圈在磁场中会做而使电路中产生感应电流，再将线圈两端的导线接入扩音器，就能通过扬声器听到你的声音.（2023·广西·九年级校联考专题练习）在第二届碳达峰碳中和科技论坛上，中国科学院院士詹文龙表示