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初中物理,信息的传递·能源与可持续发展
2020-08-03 21:05:13 ℃信息的传递·能源与可持续发展 模块一 信息的传递 一、 知识点 1. 电磁波 (1) 电磁波的产生:变化的电流能在周围空间中产生电磁波。
(2) 电台利用电磁波向外传递信息。电台采用专门的电子器件与电路产生快速变化的电流即振荡电流,把振荡电流送到电台的发射天线,就会在天线周围产生电磁波并向远方传播。
(3) 振荡电流与电磁波的变化快慢用频率表示。频率的基本单位是赫兹(Hz)。常用单位有:千赫、兆赫。
换算关系:1MHz=103kHz=106Hz. (4) 电磁波的分类:按频率 2. 电磁波的传播 (1) 用水波比作电磁波,波形如下图所示:
(2) 频率:1秒内出现的波峰数(或波谷数)。单位:赫兹,符号:Hz。电磁波的频率大小与介质种类无关。
(3) 波长:相邻波峰(波谷)之间的距离。单位:米。
(4) 波速:1秒内波传播的距离。单位:米/秒。
(5) 波速、波长、频率的关系 表示真空中电磁波传播的速度(),表示波长,为频率。
(6) 电磁波传播的特点:
①电磁波的传播不需要介质;
②电磁波在空间向各个方向传播;
③不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。
二、例题精讲 【例1】★ 关于电磁波的说法中,正确的是( ) A. 电磁波是由迅速变化的电流产生的 B. 电磁波不能在真空中传播 C. 电磁波只能传递能量 D. 电磁波的频率越高,波长越长 考点:
电磁波的产生;
电磁波的传播;
波速、波长和频率的关系. 解析:
A、导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波.正确;
B、电磁波可以在真空中传播,错误;
C、电磁波能传递能量,也能传递信息.如电视台发射的电磁波携带了声音信号与图象信号,能用来传递声音和图象.错误;
D、由公式c=λf可知,电磁波的波速一定,频率与波长成反比.错误. 答案:
A 【测试题】 下列关于声和电磁波的说法正确的是( ) A. 玩电脑游戏时,人不会受到电磁辐射 B. 移动电话是通过电磁波来传递信息的 C. 电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播 D. 地震后,用音频探测仪能够搜集废墟中幸存者发出的电磁波信息 A、玩电脑游戏时,电脑能发出电磁波,人会受到辐射.故A错误;
B、移动电话是通过电磁波来传递信息的.故B正确;
C、超声波属于声波,能在空气中传播.故C错误;
D、地震后,用音频探测仪能够搜集废墟中幸存者发出的声音信息.故D错误. 故选B 【例2】★ 下列不属于电磁波的是( ) A. 红外线 B. 紫外线 C. 可见光 D. 超声波 考点:
电磁波的产生;
超声波与次声波. 解析:
根据课本电磁波谱可知:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波,超声波不属于电磁波,它是声波. 答案:
D 【测试题】 下列属于电磁波的是( ) A. 无线电波 B. 超声波 C. 次声波 D. 水波 根据课本电磁波谱可知:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波;
超声波、次声波不属于电磁波,它是声波;
水波也不是电磁波. 故选A 【测试题】 下列各种波中属于电磁波的是( ) A. 正在播音的扬声器发出的声波 B. 抖动一根弹性绳所形成的绳波 C. 正在发光的白炽灯发出的光波 D. 石子落入水中在水面上形成的水波 根据课本电磁波谱可知:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波;
正在播音的扬声器发出的声波不属于电磁波,超声波、次声波不属于电磁波,它是声波;
绳波、水波也不是电磁波. 故选C. 【例3】★ 关于电磁波,下列说法正确的是( ) A. 电磁波具有能量,微波炉就是用微波来加热,使食物内能增加、温度升高 B. 不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同 C. 声、光和电磁波这三者中,只有电磁波能传递信息 D. 互联网光缆中的光波不属于电磁波 考点:
电磁波的产生;
电磁波的传播. 解析:
A.电磁波具有能量,微波炉就是用微波来加热,使食物的内能增加、温度升高.故A符合题意;
B.不同频率的电磁波在真空中的传播的速度是相同的.故B不合题意;
C.因为声也能传递信息.故C不合题意;
D.光缆中是激光也是一种电磁波.故D不合题意. 答案:
A 【测试题】 下图中电磁波的波谱可以知道的信息有以下几种,其中错误的是( ) A. 电磁波也是一种资源,并且是有限的 B. 电磁波是看不见的,大家可以随便使用 C. 电磁波是连续的,不同频率和波长的波可以使用在不同场合 D. 电磁波具有能量 由图中的信息知:电磁波具有能量;
电磁波是看不见,摸不着的;
电磁波是连续的,不同频率和波长的波可以使用在不同场合;
在充分享受电磁波带来方便的时候,人们也日益感觉到它的负面影响,当电磁波达到一定强度时候,能引起头疼、失眠等不知症状,故不可以随便使用. 故选B 【例4】★ “蛟龙号”深海潜水器在海水里与海面上的母船传递声音、图象、文字等信息,是利用水声通信系统发出的声波,而不是电磁波,其原因可能是( ) A. 电磁波不能传递图象信号 B. 电磁波不能传递声音信号 C. 电磁波不能在海水里传播 D. 因海水导电,电磁波传播的距离很有限 考点:
电磁波的传播. 解析:
电磁波既可以传递图象信号,也可以传递声音信号,但由于海水导电,电磁波在海水中传播距离有限,所以“蛟龙号”深海潜水器在海水里与海面上的母船传递声音、图象、文字等信息,是利用水声通信系统发出的声波,而不是电磁波. 答案:
D 【测试题】 如图为我国第一航天英雄杨利伟在太空(宇宙飞船中)与家人(在北京)进行视频通话时的情境,对此过程,下列说法正确的是( ) A. 通话时声音通过声波传播,图象通过电磁波传播 B. 通话时声音和图象都是通过光导纤维传播 C. 通话时声音和图象都是通过电磁波传播 D. 通话时声音和图象分别通过次声波和超声波传播 A.由于飞船在大气层以外,即有一段真空区域,所以声音是无法直接传播的,故错误;
B.由于激光在光导纤维中传播,所以通话的声音和图象不可能是通过激光传过来的,故错误;
C、通话时声音和图象都是通过电磁波传播的,故正确;
D.超声波和次声波都是声波,其不能在真空中传播,故错误. 故选C 【例5】★ 关于电磁波下列说法正确的是( ) A. 电磁波和声波一样不能在真空中传播 B. 电磁波的应用对人体有利无害 C. 根据公式c=λf可以推断,频率越高的电磁波,波长越短 D. 电磁波的传播速度为340m/s 考点:
电磁波的传播;
波速、波长和频率的关系. 解析:
A、电磁波能在真空中传播,声波的传播需要介质,不能再真空中传播,故A错误;
B、电磁波的应用方便了人们的生活,但过量接触电磁波,会对人体造成伤害,故B错误;
C、根据公式c=λf可以推断,频率越高的电磁波,波长越短,故C正确;
D、电磁波的传播速度约为3×108m/s故D错误. 答案:
C 【测试题】 下列说法中正确的是( ) A. 光不属于电磁波 B. 不同波长的电磁波在真空中传播速度不同 C. 可用电磁波传递信息和能量 D. 固定电话是通过电磁波传递信息的 A、错误,光也是一种电磁波;
B、错误,不同波长的电磁波在真空中传播速度相同;
C、正确,电磁波可以传递信息和能量;
D、错误,固定电话是通过导线中的电流传递信息的;
故选C 【例6】★ 中央电视台1台发射的电磁波的频率范围为56.5~64.5MHz,中央电视台2台发射的电磁波的频率范围为183~191MHz,这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时( ) A. 1台发射电磁波速度大于2台发射电磁波速度 B. 1台发射电磁波速度小于2台发射电磁波速度 C. 1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长 D. 1台发射电磁波波长小于2台发射电磁波波长 考点:
波速、波长和频率的关系. 解析:
由得,当频率f变大时,波长减小,而不论波长的长短,波速是保持不变的.由题干可知中央电视台1台发射的电磁波的频率范围小于中央2台发射的电磁波的频率范围,所以1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长.故ABD错误.故选C. 答案:
C 【测试题】 如图是一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波( ) A. 频率变大,波长变大 B. 频率变大,波长变小 C. 频率变大,波长不变 D. 频率变小,波长变大 收音机屏板上的单位为MHz和KHz,是频率的单位,所以向右调指针时所接收的电磁波的频率变大. 由公式c=λf可得,电磁波的波速一定,电磁波的波长和频率互成反比例关系.所以,频率变大,波长变小. 故选B 【例7】★ 中央人民广播电台第一套节目的发射频率为1161kHz,其波长最接近于( ) A. 2.6×1O﹣1m B. 2.6×102m C. 2.6×103m D. 2.6×104m 考点:
波速、波长和频率的关系. 解答:
电磁波波速c=3×108m/s,电磁波的频率f=1161kHz=1.161×106Hz, 由c=λf可得:
答案:
B 【测试题】 如图所示,水波在1秒内由O点传播到A点,若OA的距离是90厘米,则下列说法中正确的是( ) A. 水波的波长为30cm B. 水波的频率是1Hz C. 水波的波速是0.3m/s D. 水波的振幅是30cm 从图中可看出1秒钟内波源完成了三周期,所以波的频率为:f=3Hz;
OA的长度是3个波长长度,所以波长为:λ= OA= ×90cm=30cm=0.3m;
波速为:v=fλ=3Hz×0.3m=0.9m/s.振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离,因此条件不足,无法确定振幅的大小. 故选A 【例8】★★ 光是一种 波.如图是某电磁波的波形图,其波长为 m.探月卫星距地球指挥中心约为3.9×105km,地球指挥中心向探月卫星发射的指令,经 s到达卫星. 考点:
波速、波长和频率的关系;
速度公式及其应用. 解析:
光波是一种电磁波,图中给出了三个波长的距离,所以波长λ= =0.5m. 探月卫星距地球指挥中心的距离:s=3.9×105km=3.9×108m, 电磁波传播的速度:c=3×108m/s, ∴指令传播的时间:t= =1.3s. 答案:
电磁,0.5,1.3. 【测试题】 关于振动和波的关系,有几种说法:①物体做机械振动,一定产生机械波;
②若振源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止;
③波传播的是能量,也可以传递信息;
④波在介质中的传播频率与介质无关,仅由振源的振动频率决定.上述的叙述中你认为正确的是( ) A. ①② B. ③④ C. ①②③ D. ②③④ ①产生机械波需要两个条件同时达成:①机械振动②有介质存在.这里只有机械振动而没有介质,所以不一定能产生机械波;
②声音是有物体振动产生的,若振源停止振动,则声音停止,但在介质中传播的波动不会立即停止;
③声波可以传递信息,也可以传递能量,例如:超声洁牙;
④在介质中的传播频率与介质无关,仅由振源的振动频率决定.综上分析,正确的是③④. 故选B 【测试题】 太阳发出可见光的同时还发射出其他频率的电磁波,这些电磁波在射向地球时波长、频率都不同,所以它们的波速( ) A. 频率高的电磁波波速大 B. 一样大 C. 波长长的电磁波波速大 D. 由于速度=波长×频率,波长、频率不一定,所以无法判断 太空几乎没有一点空气,一般按真空处理,在真空中各种频率的电磁波传播速度都相同均为3×108m/s;
故选B 【例9】★ 如图所示是各类电流的波形示意图,由图可知频率最高的是( ) A. 音频电流 B. 照明电流 C. 视频电流 D. 射频电流 考点:
音频、视频和射频信号. 解析:
频率指电流在1s内振动的次数,从图象上可以看出,射频电流单位时间内振动的次数较多,因此它的频率最高. 答案:
D 【测试题】 下列不属于信息的是( ) A. 乌云密布,标志着大雨可能降临 B. 电话钤响,标志有电话 C. 听到喇叭的响声,行人会让路 D. 人被打了一下感觉到痛 A.乌云密布,是大雨可能降临的暗示,属于消息,不符合题意;
B.电话钤响,是有电话的消息,不符合题意;
C.听到喇叭的响声,是让行人让路的消息,不符合题意;
D.人被打了一下感觉到痛,这是人体的自然反应,不是消息,符合题意;
故选D 模块二 能源与可持续发展 一、知识点 1.能源 能源:像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等等能够提供能量的物质资源。
2.能源的分类 ①按来源划分:一次能源和二次能源。
一次能源是自然界直接提供的能源.如:风、核能、太阳能、化石能源等。
二次能源是由自然界提供的能源转化而来的能源如:电能、沼气等。
②按能否再生划分:可再生能源和不可再生能源 不可再生能源:使用后不可能短期内从自然界得到补充的能源。如:化石能源、核能等。
可再生能源:使用后能从自然界不断地得到补充的能源。如:风能、水能、太阳能、生物质能等。
3.核能 一旦原子核发生分裂或聚合,就可能释放出惊人的能量,这就是核能。核能分为聚变能和裂变能。
4.太阳能 (1) 在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的能量。
(2) 太阳能的优点: ①太阳能十分巨大;
②太阳能供应时间长久;
③太阳能分布广阔,获取方便;
④使用太阳能安全、不污染环境。
二、例题精讲 【例10】★★ 核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆.下列说法错误的是( ) A. 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能 B. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 C. 原子核分裂或聚合时释放出核能 D. 核能是一种不可再生的能源 考点:
核能;
核电站发电过程中的能量转化. 解析:
A.核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的.错误,符合题意. B.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.正确,不合题意. C.核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量.正确,不合题意. D.核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源;
正确,不合题意. 答案:
A 【测试题】 下列有关“物质和能”说法中,错误的是( ) A. 一次能源指的是自然界中存在的,能被人们直接利用的能源 B. 地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡是重力势能转化为动能 C. 跟电子的质量相等的质子和中子挤在处于原子中心,构成非常小的原子核 D. 能量的转化和转移都是有方向性的 A.一次能源指的是自然界中存在的,能被人们直接利用的能源,故A正确;
B.地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡是重力势能转化为动能,故B正确;
C.质子和中子组成原子核,位于原子中心,电子质量远小于质子与中子质量,故C错误;
D.能量的转化和转移都是有方向性的,故D正确;
故选C 【例11】★ 下列利用不可再生能源发电的是( ) A. 风电厂 B. 水电站 C. 热电厂 D. 光伏电站 考点:
能源的分类. 解析:
风、水、光能够源源不断地从自然界获得,是可再生能源,风电厂、水电站、光伏电站是利用可再生能源发电的;
热电厂利用煤进行发电,煤不能从自然界源源不断获得,也不能重复利用,是不可再生能源,则热电厂是利用不可再生能源发电的;
答案:
C 【测试题】 下列能源中属于可再生能源的是( ) A. 风能 B. 核能 C. 石油 D. 天然气 核能、石油、天然气都属于不可再生能源,只有风能是可再生能源,即选项A符合题意;
故选A 【例12】★ 同学们都是未来理想能源的探索者和使用者.关于未来理想能源,下列说法不合理的是( ) A. 必须全部转化为电能,可以保证大规模使用 B. 必须足够丰富,可以保证长期使用 C. 必须足够便宜,可以保证多数人用得起 D. 必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境 考点:
新能源. 解析:
未来的理想能源必须满足以下四个条件:
第一,必须足够丰富,可以保证开发利用工作之便;
第二,必须足够低廉,保证多数人用得起;
第三,相关技术必须成熟,可以保证安全使用;
第四,必须足够清洁、无污染环境,可以保证不会严重影响环境;
不一定必须全部转化为电能. 答案:
A 【测试题】 图示为我省某高校学生设计的一款小夜灯,它的一侧是太阳能电池板,白天接受阳光照射,晚上给另一侧高效节能的LED灯板提供电能.关于小夜灯中所应用的物理知识,下列说法不正确的是( ) A. 太阳能是可再生能源 B. 太阳能电池板将电能全部转化为内能 C. LED灯的发光物体是由半导体材料制成的 D. LED将电能转化为光能的效率比白炽灯高 A.太阳能取之不尽,用之不竭,所以太阳能是可再生能源;
说法正确;
B.太阳能电池板将电能全部转化为化学能;
说法错误;
C.二极管是由硅和锗等材料制作成,而硅和锗是半导体材料,因此LED灯的发光物体是由半导体材料制成的;
说法正确 D.LED消耗较少的电能,得到的光能较多,因此LED将电能转化为光能的效率比白炽灯高;
说法正确. 故选B 【例13】★ 人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,即能源革命.下列关于能源的说法,正确的是( ) A. 核能都是原子核分裂时释放出来的能量 B. 地球50亿年积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉 C. 电能和风能都是通过消耗一次能源得到的二次能源 D. 化石能源、核能可以在自然界源源不断地得到,都属于可再生能源 考点:
能源的分类. 解析:
A.核能是由原子核裂变或聚变时释放出的能量,故A错误;
B.地球50亿年积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉,故B正确;
C.电能是二次能源,风能是一次能源,故C错误;
D.化石能源、核能不能从自然界源源不断地得到,都属于不可再生能源,故D错误;
答案:
B 【测试题】 平南白沙核电站,又名广西桂东核电厂,2009年8月3日由中国电力投资集团和平南县政府签约建设.初步确定核电站站址位于广西贵港市平南县丹竹镇白沙村,距贵港市约100km.工程总投资约500亿元,下列说法错误的是( ) A. 核能是原子核分裂或聚合时释放的能量 B. 目前的核电站是通过聚变反应来利用核能 C. 核能属于不可再生能源,也是一次能源 D. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 A.核能是原子核裂变或聚变时释放的能量,故A正确;
但不符合题意;
B.目前的核电站是通过裂变反应来利用核能,故B错误;
符合题意 C.核能是利用放射性核燃料来释放能量的,而这些物质在地球上的储量是一定的,因此,属不可再生能源,属于一次能源,故C正确,但不符合题意;
D.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的,故D正确,但不符合题意. 故选B 【例14】★ 下列关于能源的说法正确的是( ) A. 地球上的能源主要来源于太阳 B. 能量是守恒的,所以没有能源危机 C. 能源的大量开发不会造成环境污染 D. 自然界可以长期为人类提供煤、石油和天然气 考点:
能源的利用和对环境的危害;
能源危机与能源消耗对环境的影响. 解析:
A.地球上很多能源都间接来自太阳能,如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的,故该选项正确;
B.由于能量的转化具有方向性,所以无节制的消耗能源会造成能源危机,故该选项错误;
C.燃烧煤、石油、天然气等化石能源都能造成污染,故该选项错误;
D.煤、石油和天然气等能源是有限的,所以不能长期提供,故该选项错误. 答案:
A
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