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模块四　电和磁
第33讲
电磁波　能源
新课标 内容要求 1.知道电磁波在真空中的传播速度；知道电磁波的传播不需要介质，知道光是电磁波。
2.了解电磁波的波长、频率和波速；了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
3.通过实例了解能量及其存在的不同形式；能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。
4.结合实例认识做功的过程就是能量转化或转移的过程。
5.知道能量转化及守恒定律，有用能量转化与守恒的观点分析简单物理现象的意识。
6.知道能量的转化和转移有一定的方向性。
7.列举常见的不可再生能源和可再生能源。
8.知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。
9.了解新能源；对于能源的开发利用，有提高能量利用率及可持续发展的意识。
【教材导航】 人教教材九年级P144～181；粤沪教材九下P52～91
考点1　 电磁波的产生和传播
1.电磁波：当导体中的电流〔1〕 　迅速变化　 时，导体就会向四周发射一种波，这种波叫电磁波。电磁波在空间传播时不需要介质，电磁波与声波是不同性质的波。
2.电磁波的波长、频率和波速的关系：
（1）电磁波和水波、声波类似，具有波速、频率和波长。在真空中，电磁波的传播速度为〔2〕 　3×108　 m/s。电磁波的频率越高，波长越短；反之，频率越低，波长越长。
（2）波速＝波长×频率，即〔3〕 　c＝λf　 （用字母表示）。
迅速变化
3×108
c＝λf
考点2　 电磁波的应用
3.广播、电视是用无线电波（电磁波）传递声音和图像信号的。
4.光纤通信利用激光（电磁波）通过光纤传递信号。
5.卫星通信大多用同步卫星发射和接收电磁波信号；同步卫星环绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。
6.网络通信把计算机互联在一起，可以高速处理各种信息。
考点3　 能源
7.能源：
（1）目前人类使用的化石能源有：煤、石油、天然气。
（2）像化石能源、水能、风能、太阳能、地热能、核能等可以从自然界直接获得的能源称为一次能源；而电能等必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为〔4〕 　二次　 能源。
（3）化石能源、核能等用完后不能在短时间内从自然界得到补充，属于〔5〕 　不可再生　 能源，而水能、风能、太阳能、生物质能等可以从自然界里不断得到，属于〔6〕 　可再生　 能源。
二次
不
可再生
可再生
8.核能：
（1）原子核发生改变时释放出的能量叫核能，释放核能的方式有〔7〕 　裂变　 和〔8〕 　聚变　 。
（2）原子弹、核电站利用的是核裂变。两者的区别在于：原子弹对核裂变的链式反应不加控制，核电站要控制核裂变的链式反应的速度。
（3）氢弹利用的是核聚变。
9.太阳能：
（1）太阳能来自太阳内的核聚变。
（2）目前人类直接利用太阳能的方式有两种：①将太阳能转化为〔9〕 　内　 能，如太阳能热水器；②将太阳能转化为〔10〕 　电　 能，如太阳能电池。
裂变
聚变
内
电
考点4　 能源与可持续发展
10.能源革命的轨迹：利用自然火→钻木取火→蒸汽机的发明→电能的使用→核能等新能源的开发与利用。
11.能量的转化、转移是有〔11〕 　方向　 性的，如内能总是自动地从高温物体转移到低温物体，不能相反。
12.人类的活动需要消耗大量的能源，同时也导致了环境污染和温室效应加剧等负面影响。
13.未来的理想能源应具备的特点：足够丰富和便宜，可大规模使用，而且足够安全、清洁。
方向
1.微波炉是常见的家用电器，关于微波炉，下列说法中正确的是（　A　）
A.断开微波炉开关的瞬间会在空间激起电磁波
B.微波在真空中的传播速度小于光速
C.微波炉产生的微波不属于电磁波
D.微波不能用于通信
A
2.我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可向全球免费提供全天候的高质量的定位、导航、测速和授时服务，该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波说法正确的是（　C　）
A.电磁波不能在玻璃中传播
B.所有电磁波的波长都是相等的
C.电磁波可以传递声音或图像信息
D.在真空中，电磁波的传播速度小于光的传播速度
C
疑难点1　 电磁波波长和频率的关系
1.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，蓝牙通信的电磁波（　B　）
B
A.是蓝光 B.波长比手机通信的电磁波短
C.在真空中传播速度为340 m/s D.在真空中传播速度比手机通信的电磁波小
【突破指引】各种电磁波在真空中的传播速度等于光速，由波速与波长、频率的关系v＝λf可知，波长越长的电磁波频率越低。
2.汽车GPS导航仪与通讯卫星之间通过 　电磁波　 来传递信息，其在真空中的传播速度为 　3×108　 m/s；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，频率最高的是 　射频　 信号。
电磁波
3×108
射频
3.1965年，美国发射通信卫星les－1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les－1发出的频率为2.5×108 Hz的信号。该信号（　D　）
A.属超声波，波长为1.2 m B.属超声波，周期为4×10－9 s
C.属电磁波，周期为4×10－8 s D.属电磁波，波长为1.2 m
D
疑难点2　 如何进行能源的分类
4.（2021·永州）以下各种形式的能源，属于二次能源的是（　D　）
A.水能 B.风能 C.太阳能 D.电能
【突破指引】（1）可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如风能、水能、太阳能、地热能、核能、化石能源等；必须消耗一次能源才能得到的能源，叫二次能源，如电、汽油、煤油、酒精等。（2）可以从自然界中源源不断得到的能源，叫可再生能源，如太阳能、风能、地热能、生物质能等；短时间内不可能从自然界中获取的能源，叫不可再生能源，如煤、石油、天然气。（3）核燃料可以从自然界直接获取，在使用后成为核废料，所以核能是一次能源，不可再生。
D
5.（2022·徐州）为了推动风能开发利用，我国规划“十四五”期间风力发电量实现翻倍。风能属于（　A　）
A.可再生的清洁能源 B.不可再生的清洁能源
C.可再生的非清洁能源 D.不可再生的非清洁能源
6.（2021·烟台）人类社会的发展离不开能源的开发和利用，随着社会对能源的需求不断增加，造成了能源的短缺，而开发和利用可再生能源是解决能源危机的有效途径。下列能源属于可再生能源的是（　A　）
A.风能 B.天然气 C.核能 D.石油
A
A
疑难点3　 区分利用核能的两种方式
7.（2020·内江）关于核聚变，下列说法中正确的是（　A　）
A.原子核必须在超高温下才能发生聚变
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变
D.目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电
【突破指引】核能利用的方式有两种：用中子轰击质量比较大的原子核，进行核裂变；把质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，这是核聚变。区分核裂变和核聚变的方法：分裂的是重核，聚变的是轻核。原子弹和核电站都是链式反应的核裂变，前者不加以控制，后者在核反应堆中加以控制。
A
8.（2021·绵阳）“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（　A　）
A.可控的裂变 B.不可控的裂变 C.可控的聚变 D.不可控的聚变
A
9.获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变，核电站是利用核的 　裂变　 （填“裂变”或“聚变”）来获得核能的，是 　甲　 （填“甲”或“乙”）图所示途径；太阳的本质便是个巨大的核 　聚变　 （填“裂变”或“聚变”）工厂，提供了对地球至关重要的光和热。
裂变
甲
聚变
考向1　 电磁波
1.改编（1）如图1所示，电磁波是个大家族，其中频率最低的是 　无线电波　 ，它在真空中的传播速度约为 　3×108　 m/s；红外线的波长比可见光 　长　 （填“长”或“短”）。
无线电波
3×108
长
（2）智能手机与智能手环的“近场通讯”使用1.356×107 Hz，这个波段的无线电波进行通讯如图2。智能手环的数据到手机是利用 　电磁波　 （填“电磁波”或“超声波”）来传输的。在手机耳塞孔插入红外线发射器，手机变身传统的电视遥控器。手机发出红外线传播速度 　等于　 （填“大于”“小于”或“等于”） “近场通讯”的传播速度，而红外线的波长较近场通信的波长 　短　 （填“长”或“短”）。
电磁波
等于
短
2.（2021·湖南）5G通信技术是指第五代移动通信系统，我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度，它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。关于5G与4G的下列说法错．误．的是（　D　）
A.5G和4G都是利用电磁波进行无线通信 B.5G比4G传输处理数据的容量更大
C.5G比4G处理数据的速度更快 D.5G传播电磁波的速度比4G的快
3.如图所示为一台收音机的调台面板显示着“FM”和“AM”两个波段，当向右调指针（图中黑块）时，所接收的电磁波频率 　变大　 ，波长 　变小　 。（均填“变大”“变小”或“不变”）。
D
变大
变小
考向2　 能源
4.（2022·泰州）下列能源中，属于非清洁能源的是（　B　）
A.风能 B.煤炭 C.水能 D.太阳能
5.（2022·牡丹江）下列能源，属于不可再生能源的是（　A　）
A.煤炭 B.太阳能 C.风能 D.地热能
6.（2022·广东）关于能量和能源，下列说法正确的是（　C　）
A.煤、石油、天然气都是可再生能源 B.电能是一次能源
C.水力发电是将水的机械能转化为电能 D.太阳释放的能量是核裂变产生的
B
A
C
7.（2021·广州）如图所示，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　C　）
A.太阳能是一种不可再生能源
B.蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C.太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D.太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
C
8.改编我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 　一　 次能源，核电站利用核反应堆中铀核 　裂变　 （填“裂变”或“聚变”）
（2）核能发电机是大型核电站核心设备，其能量转化是：先将反应堆的核能转化为蒸汽发生器的 　内　 能，再转化为汽轮机的 　机械　 能，最后通过发电机转化为电能输出。
（3）特高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生 　磁　 场， 　不会　 （填“会”或“不会”）形成电磁波。
（4）氢弹是利用核 　聚变　 （填“裂变”或“聚变”）在瞬间释放能量的装置；核能是 　不可再生　 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
一
裂变
内
机械
磁
不会
聚变
不可再生
考向3　 新材料
9.（2021·湖南）关于能源、信息与材料，下列说法不．正．确．的是（　C　）
A.垃圾分类有利于环保和节约能源
B.用光导纤维制成的光缆，可以在很短时间内传递大量的信息
C.航空器材常采用密度大的合金，可以减小航空器的质量
D.若用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗
10.（2021·兰州）新材料广泛应用于社会的各个领域，关于新材料的应用，下列说法中错．误．的是（　B　）
A.使用记忆合金弹簧制作的淋浴恒温阀门，实现了智能调节水温
B.超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
C.硅光电池能够把太阳能直接转化为电能，且不会造成污染
D.纳米陶瓷具有一定的韧性，可以制造发动机缸体
C
B
11.（2022·长春）氮化硅是一种性能优异的非金属材料，它具有熔点高、硬度大、耐腐蚀、绝缘性好等特点。用它制作切削刀具是利用了该材料的哪个特点（　B　）
A.熔点高 B.硬度大 C.耐腐蚀 D.绝缘性好
12.（2022·苏州）北京第24届冬奥会火炬，其外壳由碳纤维复合材料制成，质量约为同体积钢的四分之一，强度为钢的7至9倍。火炬采用氢作燃料，燃烧时温度能达到800 ℃，但外壳温度却不高。关于碳纤维复合材料的特性，下列说法正确的是（　D　）
A.密度大 B.硬度小 C.导热性好 D.耐高温
B
D

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