2025年中考物理復(fù)習(xí)資料專題20 信息的傳遞 能源（知識(shí)梳理+典例+練習(xí)）（學(xué)生版）

專題20信息的傳遞能源一、思維導(dǎo)圖二、新課標(biāo)要求2.4.6知道電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。知道波長、頻率和波速。了解電磁波的應(yīng)用及其對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。3.5.3列舉能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性的常見實(shí)例。3.6.1列舉常見的不可再生能源和可再生能源。3.6.2知道核能的特點(diǎn)和核能利用可能帶來的問題。3.6.3從能源開發(fā)與利用的角度體會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要性。三、知識(shí)梳理與典例一、電磁波1.波長、頻率、波速（1）波長在一列波的傳播中，凸起的最高處叫做；凹下的最低處叫做。鄰近兩個(gè)波峰（或波谷）之間的距離叫做，用λ表示。單位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。（2）頻率波在1秒內(nèi)傳播的個(gè)數(shù)叫做波的頻率。用字母f表示。單位：（Hz），其他單位：千赫（kHz）、兆赫（MHz）。如上右圖所示，這是某一列波在0.2秒內(nèi)傳播的情況，則波長個(gè)數(shù)為個(gè)，該波的頻率f=（3）波速波不停地向遠(yuǎn)處傳播，用來描述波傳播的物理量叫做波速。單位：（m/s）（4）波速、波長與頻率的關(guān)系波速=，即v=λf。如上右圖所示，如果該波的波長為0.1m，頻率f=30Hz，則波速v=λf=m/s2.電磁波（1）電磁波的產(chǎn)生與水波、聲波的形成相似，導(dǎo)線中的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波。廣播電臺(tái)、電視臺(tái)及移動(dòng)電話靠復(fù)雜的電子線路來產(chǎn)生電磁波。（2）電磁波可以給我們傳遞各種。（3）電磁波的傳播：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，能在真空中傳播，速度c=m/s（4）電磁波的頻率與波長電磁波頻率的單位是赫茲（Hz）、千赫（kHz）和兆赫（MHz）。電磁波波長的單位是米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。3.電磁波家族及電磁波的應(yīng)用（1）電磁波家族電磁波有無線電波、、可見光、、、γ射線等。各種光和射線都是波長不同的。（2）無線電波①定義：電磁波中用于廣播、和的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。②特點(diǎn)：無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，包括長波、中波、、等。（3）電磁波的應(yīng)用①無線電波：用于、和移動(dòng)電話；②紅外線：家電的；③微波：可用來；④紫外線：可用來；⑤X射線：醫(yī)學(xué)上用來做檢查；⑥γ射線：可用來金屬探傷；⑦探測宇宙：射電望遠(yuǎn)鏡。二、信息的傳遞1.電話（1）最簡單的電話由話筒和聽筒組成。話筒把聲信號(hào)變成信號(hào)（即變化的電流）；聽筒把電信號(hào)還原成信號(hào)。（2）電話交換機(jī)①作用：可以減少線路數(shù)量，提高線路的利用率。②連接：一個(gè)地區(qū)的電話都接到同一臺(tái)交換機(jī)上；如果在兩臺(tái)交換機(jī)之間連上若干電話線，這樣兩個(gè)不同交換機(jī)的用戶就能互相通話。2.模擬通信和數(shù)字通信（1）模擬通信在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，這種信號(hào)電流的頻率、振幅變化的情況跟的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號(hào)的“一舉一動(dòng)”。這種電流傳遞的信號(hào)叫做信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式叫做通信。（2）數(shù)字通信用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫信號(hào)，這種通信方式叫通信。常見數(shù)字信號(hào)的組成方式：點(diǎn)和畫；發(fā)聲、發(fā)光的長短；電壓、電流的有無；數(shù)字0和1；磁體的N、S極等不同符號(hào)信息都可組成數(shù)字信號(hào)，用來傳遞豐富多彩的聲音、圖像等各種信息。數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式。烽火、旗語、電報(bào)和網(wǎng)絡(luò)等傳遞信息的方式都是通信（選填“模擬”或“數(shù)字”）。3.無線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收（1）信號(hào)的發(fā)射—廣播電臺(tái)完成主要由話筒、調(diào)制器、天線組成。話筒把播音員的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)，然后用調(diào)制器把音頻電信號(hào)加載到高頻電流上，再通過天線產(chǎn)生發(fā)射到空中（圖甲）。（2）信號(hào)的接收—收音機(jī)完成利用收音機(jī)的，選出我們需要的某一頻率的電磁波；由調(diào)諧器選出的信號(hào)含有高頻電流成分，需要通過“解調(diào)器”將其濾去，把音頻信號(hào)留下，放大后送到揚(yáng)聲器里（圖乙）。4.電視的發(fā)射和接收電視用傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)。（1）電視信號(hào)的發(fā)射：攝像機(jī)把圖像信號(hào)變成信號(hào)，發(fā)射機(jī)把電信號(hào)加載到頻率很高的電流上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中。（2）電視信號(hào)的接收：電視機(jī)的接收天線把高頻信號(hào)接收通過電視機(jī)把信號(hào)取出并放大，由顯示器把它還原成圖像。5.移動(dòng)電話移動(dòng)電話是靠空間的電磁波來傳遞信息的。移動(dòng)電話既是無線電臺(tái)，也是無線電（發(fā)射接收二合一）。它用電磁波把講話的信息發(fā)射到空中；同時(shí)它又在空中捕獲電磁波，得到對(duì)方講話的信息。6.音頻、視頻、射頻和頻道（1）音頻信號(hào)：由聲音轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫音頻信號(hào)。（2）視頻信號(hào)：由圖像轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號(hào)。（3）射頻電流：音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力都很差，需要把它們加載到頻率更高的電流上，產(chǎn)生電磁波發(fā)射到天空中，這種電流叫做射頻電流。7.微波通信（1）微波：波長在10m~1mm之間，頻率30MHz~3×105MHz之間。微波的性質(zhì)接近光波，大致沿傳播，不能沿地球表面繞射。（2）微波通信：利用微波進(jìn)行的通信。（3）微波中繼站：微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。因此必須每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)中繼站，可以把上一站傳來的微波信號(hào)經(jīng)過接收、放大處理后，再發(fā)射到下一站去。（4）微波通信的優(yōu)點(diǎn)：頻率高，傳輸信息的容量大；質(zhì)量好，傳送距離遠(yuǎn)；大致沿直線傳播，受大氣干擾小，能量損耗小，收到的信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定。8.衛(wèi)星通信（1）衛(wèi)星通信：利用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站進(jìn)行通信的方式叫衛(wèi)星通信。（2）同步通信：地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星，是運(yùn)行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星，距地球約36000km，衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球的方向相同、運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)一周的相等，所以叫做“同步通信衛(wèi)星”。（3）全球通信：在地球周圍均勻地配置三顆通信衛(wèi)星，就可以覆蓋幾乎全部的地球表面，實(shí)現(xiàn)全球通信。（4）衛(wèi)星通信的組成與原理由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)三部分組成。衛(wèi)星通信的工作原理是將衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空36000km處的對(duì)地靜止軌道上，利用衛(wèi)星上的通信轉(zhuǎn)發(fā)器接收由地面站發(fā)射的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大變頻后轉(zhuǎn)發(fā)給其他地面站，從而完成兩個(gè)地面站之間的傳輸。9.光纖通信（1）激光：頻率單一、方向高度集中的光叫激光。實(shí)際上光也是一種。與微波相比，激光的頻率更高，激光通信容量更大。（2）光導(dǎo)纖維：光導(dǎo)纖維簡稱光纖，是一種非常細(xì)的玻璃絲，激光可在光纖里傳播，不受外界干擾。光導(dǎo)纖維傳光的原理：光的。（3）光纖通信光纖通信是利用在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種通信方式。由于光的頻率很高，在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸大量信息。10.網(wǎng)絡(luò)通信（1）網(wǎng)絡(luò)通信：計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，把聯(lián)在一起，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬導(dǎo)線外，還用了光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)。（2）計(jì)算機(jī)服務(wù)器：計(jì)算機(jī)服務(wù)器是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它提供應(yīng)用程序的服務(wù)，可以接受客戶端的請(qǐng)求并提供相應(yīng)的服務(wù)功能。（3）網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用：傳送電子郵件；查閱資料、看新聞、購物、進(jìn)行視頻點(diǎn)播；還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等?！纠}1】如圖所示，將導(dǎo)線一端與干電池負(fù)極連接，用另一端與干電池正極快速斷續(xù)接觸，可以聽到收音機(jī)發(fā)出“咯、咯”的聲音，表明收音機(jī)接收到了（）A．聲波 B．光波 C．機(jī)械波 D．電磁波【例題2】下列關(guān)于電磁波的說法中，正確的是（）A．導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波B．電磁波不可以在真空中傳播C．收音機(jī)的天線不僅可以接收各種各樣的電磁波，還可以發(fā)出各種電磁波D．作為載體的電磁波，頻率越高，可以傳輸?shù)男畔⒃蕉唷纠}3】圖中是甲、乙兩種不同電磁波的傳播圖像，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩種電磁波的振動(dòng)頻率相同 B．甲電磁波振動(dòng)的波長較長C．甲電磁波的傳播速度較快 D．甲電磁波振動(dòng)的頻率較大【例題4】電磁波的頻率與波長的分布如圖所示，下列說法正確的是（）A．紫外線屬于可見光B．紅外線的波長比可見光的短C．X射線的頻率比無線電波的低D．可見光與γ射線在真空中的傳播速度相等【例題5】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，可向全球提供高精度，高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為汽車導(dǎo)航采用的通信方式是（）A．超聲波 B．光纖C．電磁波 D．紅外線【例題6】由聲音轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率與聲音的頻率相同，大約在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號(hào)；由圖象轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號(hào)。音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力都很差，需要把它們加載到頻率更高的電流上，產(chǎn)生電磁波發(fā)射到天空中，這種電流叫做射頻電流。如圖所示，是三種信號(hào)的波形圖，則表示音頻信號(hào)的是______，表示射頻信號(hào)的是_______。三、能源1.能源的分類（1）按照獲取方式分為：能源和能源。①一次能源：可以從自然界獲得的能源稱為一次能源?；茉词且淮文茉?，其他常見的一些能源，如等也都是一次能源。②二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過消耗能源才能得到的能源稱為二次能源。常見的二次能源：能、汽油、柴油、酒精等。（2）按照對(duì)環(huán)境的影響分為：能源和能源。太陽能、電能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿榷紝儆谇鍧嵞茉矗幻?、石油、柴薪等都屬于污染能源。?）按照人類開發(fā)早晚分為：能源和能源。煤、石油、天然氣及水能等屬于常規(guī)能源；核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮堋L(fēng)能、生物質(zhì)能等屬于新能源。（4）按照是否可再生分為：可再生能源和不可再生能源。①化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為能源。②像風(fēng)能、水能、太陽能等可以在自然界里源源不斷地得到，我們把它們稱為能源。2.能源危機(jī)（1）能源危機(jī)發(fā)生原因：目前作為人類主要能源的化石能源儲(chǔ)量并不豐富，而且化石能源開發(fā)利用后不能。（2）解決能源問題的出路：開發(fā)使用能源；更好地利用已知能源。新能源是指人類新近才開始利用的能源。例如，核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物質(zhì)能等都屬于新能源。3.核能（1）原子的結(jié)構(gòu)①電子的發(fā)現(xiàn)：十九世紀(jì)末，英國物理學(xué)家湯姆生在對(duì)陰極射線的研究中發(fā)現(xiàn)了帶負(fù)電的，并得出電子是所有物質(zhì)中原子的組成部分。②原子核的發(fā)現(xiàn)：1898年，英國物理學(xué)家盧瑟福發(fā)現(xiàn)了α射線，做了“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”。通過對(duì)電荷，質(zhì)量和偏轉(zhuǎn)角度等的運(yùn)算，1911年提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型，即原子是由和核外組成的。原子的組成③原子的“電子云模型”1926年奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤提出“電子云模型”。該模型中，在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行沒有固定的規(guī)律，電子排布，接近現(xiàn)代人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。（2）原子核的結(jié)構(gòu)①質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用速度是20000km/s的α粒子去轟擊氮元素的原子核時(shí)，發(fā)現(xiàn)在原子核中還存在一種帶電的質(zhì)量比電子大很多的微粒—。②中子的發(fā)現(xiàn)中子的概念是由英國物理學(xué)家盧瑟福提出，中子的存在是1932年英國物理學(xué)家詹姆斯·查德威克用鐳的α射線轟擊鈹原子時(shí)的實(shí)驗(yàn)中證實(shí)的。物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)中子的質(zhì)量與相同、但是不帶電。③原子核的組成原子核，簡稱“核”，位于原子的核心部分，由和兩種微粒構(gòu)成。原子核帶電（即質(zhì)子所帶的正電），中子電。（3）原子的組成及帶電情況原子核極小，它的直徑在10-16m～10-14m之間，體積只占原于體積的幾千億分之一，在這極小的原子核里卻集中了99.95％以上原子的質(zhì)量。（4）核能質(zhì)量較大的原子核發(fā)生或者質(zhì)量較小的原子核相互，就有可能釋放出驚人的，這就是核能。釋放核能的方式：核和核。（5）裂變①裂變：1934至1938年，科學(xué)家先后用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生裂變，發(fā)現(xiàn)一個(gè)核分裂成兩個(gè)質(zhì)量的原子核，同時(shí)釋放出大量的。奇妙的是，鈾235核在分裂成兩個(gè)別的原子核的時(shí)候，又放出至個(gè)中子。核裂變的能量巨大：1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。核裂變示意圖鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)③裂變的應(yīng)用（a）核電站核電站利用裂變產(chǎn)生的核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是。1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。核電站的工作原理及能量轉(zhuǎn)化：核電站將反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。核電站發(fā)電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況：能→能→能→能。（b）原子彈鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的。原子彈就是根據(jù)這一原理制造的。（6）聚變?nèi)绻麑⒛承┵|(zhì)量很的原子核，例如氘核（由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子構(gòu)成）與氚核（由一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成），在超下結(jié)合成新的原子核——氦核，也會(huì)釋放出巨大的，這就是聚變。氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。利用的就是聚變瞬間釋放的能量。（7）核電站和核廢料處理核反應(yīng)堆是通過可控裂變反應(yīng)釋放核能的設(shè)備。反應(yīng)堆內(nèi)的鈾核發(fā)生裂變時(shí)，會(huì)釋放能量，也會(huì)產(chǎn)生線。如果放射線泄漏到反應(yīng)堆外面，會(huì)對(duì)人和其他生物造成傷害，所以核反應(yīng)堆都封閉在一個(gè)厚厚的鋼筋混凝土殼中。核電站使用過的核燃料成為。由于核廢料仍具有放射性，對(duì)環(huán)境會(huì)造成相當(dāng)大的危害，因此要將核廢料深埋到人跡稀少的地帶。4.太陽能（1）太陽的結(jié)構(gòu)：太陽核心、輻射層、對(duì)流層、太陽大氣。（2）太陽能的來源：在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生，釋放出巨大的核能。（3）大部分太陽能以熱和的形式向四周輻射開去。（4）地球上大多數(shù)能源來自于太陽能。由于化石能源、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等都是來太陽能，所以說太陽是人類能源的。人類利用這些能量，實(shí)際上都是間接地利用太陽能。（5）化石能源的形成：遠(yuǎn)古時(shí)期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體的化學(xué)能。經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學(xué)變化、地層的運(yùn)動(dòng)，在高壓下漸漸變成了和煤，在石油形成過程中還放出。（6）太陽能的利用①光電轉(zhuǎn)換：指太陽能直接轉(zhuǎn)化為能。例如光電池（太陽能電池）。②光熱轉(zhuǎn)換：例如集熱器收集陽光中的能量來加熱水等物質(zhì)，把太陽能直接轉(zhuǎn)化為能。③光化轉(zhuǎn)換：光化轉(zhuǎn)換是指把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)。比如綠色植物的生長就是靠太陽能轉(zhuǎn)化的化學(xué)能，所以通過光合作用的植物把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。5.能源與可持續(xù)發(fā)展（1）能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性①在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從_高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。這說明能量具有方向性。②用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，但是這些能量無法再變回可以被利用的能源。汽車制動(dòng)時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，但這些能量不能自動(dòng)地收集起來再次驅(qū)動(dòng)汽車。這些能量雖然沒有消失，但也不能再被我們利用。這說明能量具有方向性。結(jié)論：能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。（2）利用能源的建議①人類不應(yīng)當(dāng)無限制地向大自然索取，我們必須在提升物質(zhì)文明的同時(shí)，保持與自然環(huán)境的和諧與平衡。②不要因?yàn)槔媚茉磿r(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染而停止使用能源，也不能為了促進(jìn)文明和社會(huì)的發(fā)展而過量使用能源，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。使用能源和保護(hù)環(huán)境可以做到有機(jī)地統(tǒng)一、和諧地發(fā)展。（3）可持續(xù)發(fā)展的兩個(gè)方向能源的利用要考慮持續(xù)性發(fā)展，既要滿足當(dāng)代人的需要，又要考慮后代人的需求。①提高能源的，減少在能源使用中對(duì)環(huán)境的破壞。②開發(fā)和利用?！纠}1】以下列出了各種形式的能源：柴薪、煤、石油、天然氣，風(fēng)能、水能、電能、太陽能、地?zé)崮?。在這些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？請(qǐng)?zhí)钤谝韵卤砀裰?。一次能源二次能源化石能源【例題2】太陽能是_________（選填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太陽能可有效地減少碳排放，圖所示是一輛低碳化未來汽車，車頂部裝有高效光電轉(zhuǎn)換器，它可將_____能轉(zhuǎn)化為電能；車輪的輪轂其實(shí)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以把捕捉到的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為______能。