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第十六讲　材料、信息、能源与可持续性发展
梳理知识点
　材料
物质的属性 导电性、导热性、（1） 　磁性　 、绝缘性、（2） 　硬度　 、延展性等
导热性 热的良导体 （3） 　容易导热　 的物体，如各种金属
热的不良导体 （4） 　不容易导热　 的物体，如棉布、泡沫等
导电性 导体 （5） 　容易导电　 的物体，如金属，各种酸、碱、盐溶液
绝缘体 （6） 　不容易导电　 的物体，如橡胶、玻璃、养料等
半导体 导电性在导体与绝缘体之间，如硅、锗等
磁性　
硬
度　
容易导热　
不容易导热　
容易导电　
不容易导电　
　信息的传递
通信方式 信息载体
固定电话 导线中的电流
无线电广播与电视 （1） 　电磁波　
卫星通信 微波
光纤通信 （2） 　激光　
网络通信 电流、激光、电磁波
电磁波　
激光　
　能源
能源 要点 按能源是否从自然界直接获取分类 一次能源 可以从自然界（1） 　直接　 获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能
二次能源 无法从自然界（2） 　直接　 获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能
按能源是否可以再生分类 不可再生 能源 越用越少，在短期内从自然界得不到补充的能源，都属于（3） 　不可再生　 能源。如化石能源、核能
直接　
直接　
不可再生　
按能源是否可以再生分类 可再生能源 可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能
按使用开发的时间长短来分类 常规能源 化石能源、水能、风能等属于常规能源
新能源 核能、太阳能、潮汐能、地热能属于新能源
能源 要点
能源 要点 核能 核裂变 用中子轰击比较大的铀核时，铀核变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这个过程就是裂变。应用：核反应堆、原子弹
核聚变 如果将质量很小的原子核，如氘核和氚核，在超高温度下结合成新的原子核，会释放出更大的能量，这就是聚变。目前人类还无法控制核聚变。聚变应用：（4） 　氢弹　
氢弹　
太阳能 太阳能的实质 太阳是一个巨大的“核能火炉”，在太阳的内部无时无刻不在发生着核聚变
太阳能的利用 太阳能电池、（5） 　太阳能热水器　
太阳能的优点 清洁、无污染
太阳能热水器　
能源 要点
　能量转化与守恒
能量转化和转移 能量可以从一种形式（1） 　转化　 为另一种形式，也可以从一个物体或物体的一部分（2） 　转移　 到另一物体或物体的另一部分
能量转化与守恒定律 能量既不会创生，也不会消灭，它只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一物体，在转移和转化的过程中能的（3） 　总量　 保持不变
转化　
转移　
总量　
能量转化或转移过程的方向性 内能能自发地从（4） 　高温　 物体转移到（5） 　低温　 物体，但不能自发地从（6） 　低温　 物体转移到（7） 　高温　 物体
其他形式的能可以无条件地转化为内能，而内能不可无条件地转为其他形式的能量
温馨提示：（1）能量转移指的是能量的传递，能量的形式不变，能量的转化指的是能量的形式发生了改变。（2）能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。（3）永动机的失败从反面说明了能量守恒和能量转化的方向性。
高温　
低温　
低温　
高温　
名师讲典例
　材料
典例1　（2022·鄂州）到校了，早读和第一节课后，物理老师登场啦！老师先出了一道辨别导体和绝缘体的题目，下列物品常温下属于导体的是（ ）
A.玻璃板 B.陶瓷碗
C.橡胶鞋 D.金属勺
【解析】 金属容易导电，属于导体；玻璃、陶瓷、橡胶不容易导电，属于绝缘体。故金属勺属于导体，玻璃板、陶瓷碗、橡胶鞋属于绝缘体。
【答案】 D。
导体和绝缘体没有绝对界限，给它们的区分是“容易”和“不容易”，而不是“能”和“不能”，还有一种导电性能介于两者之间的是半导体。
1.（2022·大连）核电站是利用可控制的核 　裂变　 （选填“裂变”或“聚变”）释放的能量来发电的；核电站在输送电能方面若能采用 　超导　 （选填“半导体”或“超导”）材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
裂变　
超导　
　电磁波的特性及其应用
典例2　（2022·临沂）当2022虎年的钟声敲响时，天和核心舱的三位航天员在太空为全国人民送上新年祝福（如图）。他们美好的祝福声传到地球靠的是（ ）
A.超声波 B.次声波
C.电磁波 D.红外线
【解析】 电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，三位航天员美好的祝福声传到地球靠的是电磁波。
【答案】 C。
对电磁波的理解
（1）必须是迅速变化的电流才能够产生电磁波，不变化的电流再大也不会产生电磁波。
（2）电磁波在同介质中传播的速度与其波长和频率无关。由公式c＝λv可知，波长与频率成反比关系，频率越高，波长越短。
（3）电磁波可以传递信息和能量。
（4）电磁波按波长来分，波长由长到短可分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
（5）电磁波的应用：可以用于医疗、通信、杀菌、验钞等。
2.（2022·内江）电磁波在真空中的传播速度为 　3×108　 m/s。如图所示是部分电磁波谱，在如图的五种电磁波中，频率最高的电磁波是 　γ射线　 。
3×108　
γ射线　
　能源的分类
典例3　（2022·随州）2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）
A.煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B.天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C.石油、煤、天然气都是化石能源
D.风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
【解析】 煤属于化石能源，用煤发电时，煤的化学能转化为内能，内能转化为机械能，机械能再转化为电能，选项A错误；天然气、石油可以直接从自然界获取，都属于一次能源，选项B错误；石油、煤、天然气都是化石能源，选项C正确；风能、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源；石油不可以从自然界中源源不断地得到，属于不可再生能源，选项D错误。
【答案】 C。
3.（2021·福建）下列发电站利用不可再生能源发电的是（　A　）
A.核电站 B.风力发电站
C.水力发电站 D.太阳能发电站
A
　能量的转化与转移
典例4　（2022·上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（ ）
A.动能→重力势能→电能
B.重力势能→动能→电能
C.电能→重力势能→动能
D.重力势能→电能→动能
【解析】 瀑布从高峰倾泻而下，将重力势能转化为动能，驱动发动机转动发电，又将动能转化为电能，所以能量转化是重力势能→动能→电能。
【答案】 B。
4.（2022·眉山）人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到的能量转化正确的是（　C　）
A.用天然气灶炒菜，是电能转化为内能
B.电梯运行过程中，是机械能转化为电能
C.用太阳能电池板，是太阳能转化为电能
D.秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能
C
真题在线
　能量的转化与守恒
1.（2022·安徽）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船从空间站成功返回地面，圆满完成各项任务。下列说法正确的是（　B　）
A.太空中的载人飞船没有内能
B.空间站与地面间是通过电磁波传递信息的
C.空间站中的航天员没有惯性
D.返回舱在返回的过程中始终处于平衡状态
B
2.（2018·安徽）下列说法正确的是（　B　）
A.物体运动的速度越大，其惯性越大
B.太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置
C.滑动摩擦力的大小与接触面的大小有关
D.在液体中，流速越大的位置，压强越大
B

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