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