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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