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第一部分　考点过关
第十五讲　走进信息时代能源、材料与社会
感受信息
1.信息记录的发展史：大脑→文字→光记录、磁记录.中华民族的祖先发明的 　造纸和印刷术　 为信息的记录做出了杰出贡献.
2.信息的传播
（1）电报：19世纪30年代，莫尔斯用短、长脉冲（点和划）代表字母，使信息以电码的形式沿电线传送出去.
造纸和印刷术
②原理：话筒把声信号变成 　电　 信号，听筒把电信号还原成 　声　 信号.
③电话实际是利用 　电流　 传递信息的.手机是利用 　电磁波　 传递信息的.
电
声
电流
电磁波
（2）电话
①发明：1876年，由 　贝尔　 发明.
贝尔
电磁波
1.电磁波谱：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波.
2.主要用途
（1）医生用 　γ射线　 做脑手术，用 　X射线　 判断是否骨折.
（2）电视机、空调等设备的遥控器用 　红外线　 遥控.
（3） 　微波　 在通信领域大显身手.
（4） 　无线电波　 用于收音机、电视机、飞机、雷达等.
γ射线
X射线
红外线
微波
无线电波
3.波的特征
（1）波速：波传播的快慢，用字母 　c　 表示.电磁波在真空中的传播速度约是 　3×108　 m/s.
（2）波长：相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母 　λ　 表示，单位是 　m　 .
（3）频率：波周期性变化的次数与时间之比，用字母 　ν　 表示，单位是 　Hz　 .
c
3×108
λ
m
ν
Hz
（4）波速、波长与频率的关系： 　c＝λν　 ；在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系.频率越高，波长越短；频率越低，波长越长.
温馨提示
倒车雷达应用了超声波；无人驾驶应用了电磁波.
c＝λν
踏上信息高速公路
1.光导纤维
（1）简称：光纤，是传输 　光信号　 的器件.
（2）方式：光信号从光纤一端进入线芯后，在线芯与包层的交界面上反复发生 　反射　 向前传播.
（3）特点：抗干扰能力 　强　 ，能减少信号衰减，适用于 　远距离、大容量传输信息　 .
光信号
反射
强
远距
离、大容量传输信息
2.现代电信网络
（1）卫星通信：卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站.
（2）微波通信：微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送.
（3）移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系.移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的.
3.互联网：利用有线通信和 　无线通信　 将分布于世界各地的计算机网络连接起来，传送 　计算机信号　 ，实现信息传递和资源共享.
无线通信
计算机信号
能量的转化与守恒
1.多种形式的能量
（1）化学能：由于 　化学反应　 而产生的能量.燃料燃烧时产生的光和热来源于燃料里储存的 　化学能　 ；人们的生活、工作所消耗的能量来源于食物里储存的 　化学能　 ；蓄电池、干电池对外提供的 　电能　 来源于电池里储存的化学能.
（2）核能：由于核反应，物质的 　原子核结构　 发生变化而释放的能量.原子弹、氢弹爆炸时释放的能量来源于 　核能　 .
化学反应
化学能
化学能
电
能
原子核结构
核能
2.能量的转移与转化
（1）地球上的能量来源：主要来源于 　太阳　 ，它的内部每时每刻都发生着 　核反应　 ，释放出巨大的能量.
（2）能量的转移：一种能量在一定条件下从一个物体转移到其他物体，而能的形式 　没有　 变化.如碰撞和热传递.
（3）能量的转化：一种形式的能量在一定条件下转化为其他形式的能量.
太阳
核反应
没有
（4）能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为 　其他形式　 ，或者从一个物体 　转移　 到其他物体，而能的总量保持不变.
（5）能量的转移与转化具有 　方向　 性.
其他形式
转移
方向
能源的开发和利用
1.能源的分类
（1）可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源，如 　太阳能　 、 　风能　 、 　水能　 .
（2）不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源，如 　煤　 、 　石油　 、 　天然气　 和铀矿等化石或矿物能源.
2.新能源
（1）太阳能
①特点：既 　相对清洁　 、又 　取之不尽　 .
太阳
能
风能
水能
煤
石
油
天然气
相对清洁
取之不尽
（2）核能
①核裂变：较重的原子核裂变为较轻的原子核.应用：制造原子弹、建设核能发电站.
②核聚变：较轻的原子核结合成为较重的原子核.应用：制造氢弹、太阳内部的核反应.
②利用：
（3）其他新能源： 　地热能　 、 　潮汐能　 、 　风能　 等，都能用于发电.
地热能
潮汐能
风能
材料的开发和利用
1.材料的导电性
（1）分类及应用
分类 导体 绝缘体 半导体
导电能力 容易导电 不容易导电 导电性能介于导体和绝缘体之间
常见材料 金属材料 玻璃、橡胶 硅、锗、砷化镓
用途 制成导线 隔离带电物体 制成二极管、三极管和集成电路
（2）半导体元件的独特功能
①二极管：具有 　单向导电　 性.
②三极管：用来 　放大　 电信号.
单向导电
放大
2.开发新材料
（1）超导材料
①定义：超导现象是指在温度降低到一定程度，某些材料的电阻变为 　零　 的现象；能发生超导现象的材料为 　超导　 材料.
②应用
零
超导
a.实现 　远距离大功率输电　 ，不存在电能的损耗.
b. 　超导磁浮　 现象可实现交通工具无摩擦运行，大大提高交通工具的运行速度.
远距离大功率输电
超导磁浮
（2）纳米材料
①定义：统指合成材料的基本单元大小限制在1～100nm范围内的材料.
②纳米材料的特殊性能：可以提高材料的 　强度和硬度　 ，降低 　烧结温度　 ，提高材料的 　磁性　 等.
③应用：研制纳米尺度的微小机器、制成计算机芯片中的导线、制量子磁盘等.
强度和硬度
烧
结温度
磁性
1.（2023贵州）我省蕴藏丰富的能源可用于发电，下列发电方式中利用不可再生能源的是（　D　）
A.乌江源风电场　　　B.平箐太阳能电站
D
　
C.构皮滩水电站 D.发耳火电厂
2.（2022贵阳）数千年来，寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一.半导体材料的应用促进科技日新月异的发展，这意味着人类已经步入了（　D　）
A.石器时代 B.青铜器时代
C.铁器时代 D.“硅器”时代
D
3.（2022铜仁）近年来，我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是（　D　）
A.量子计算机中的电子器件都是由超导体制成
B.水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C.新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与内燃机的工作原理相同
D.光纤通信，是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的
D
4.（2022遵义）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相关说法正确的是（　D　）
A.图甲：石油是可再生能源
B.图乙：核电站利用核聚变发电
C.图丙：手机利用超声波传递信息
D.图丁：二极管具有单向导电性
D
5.（2019贵阳）2019年1月3日，我国自主研发的“嫦娥四号”月球探测器成功着陆在月球背面，探测器通过 　电磁波　 （选填“电磁波”或“超声波”）把收集的信息传回地球，为我们揭开了月球背面的神秘面纱.
电磁波
6.（2022黔东南州）2021年10月20日，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（　EAST　）取得重大突破，创造了世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束.“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生 　聚变　 （选填“裂变”或“聚变”）释放出巨大的核能.太阳能安全、清洁，它属于 　可　 （选填“可”或“不可”）再生能源.
聚变
可
7.（2022毕节）如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾驶和远程操控，利用车顶的太阳能电池板提供能源.太阳能是 　一次　 （选填“一次”或“二次”）能源，远程操控太阳能汽车的指令是通过 　电磁波　 传递给汽车的，该汽车在干燥的天气里高速行驶一段时间后，发现车身上灰尘很多，这是由于汽车车身与空气摩擦导致车身 　带电（带电荷）　 而吸引灰尘.
一
次
电磁波
带电（带电荷）
8.（2020黔西南州）蝙蝠靠 　回声定位（超声波）　 发现昆虫，北斗卫星利用 　电磁波　 给交通工具导航.
9.（2023贵州）温室效应加剧，全球气候变暖，北极冰层面积缩小、厚度变薄.如图所示，聪明的北极熊害怕踩破冰面，做出“借腹滑行”的无奈之举.面对全球气候变暖的现状，请写出一条缓解温室效应的措施.
回声定位（超声波）
电磁波
答：减少二氧化碳排放，可以缓解温室效应，因而出行多乘坐公共交通工具，少开私家车，减少碳排放.
10.（2021贵阳）核能的合理开发和利用缓解了能源危机，但核废料处理不当会对环境造成极大污染.某国政府不顾民众反对，决定向海洋排放核废水，请你写出此行为将对海洋生态环境造成哪些危害.（写出两条即可）
答：（1）核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的.核废料具有放射线，向海洋排放核废水，对海洋生物会造成极大的伤害，最大的影响是破坏鱼类的繁殖能力.
（2）核辐射会造成很多海洋动物的不良变异，一些海洋动物还会把变异遗传给下一代，影响海洋生物长期生存的能力.
11.（2019贵阳）为了留住我们的绿水青山，我市正大力实施“公园城市”工程，截至目前我市公园总数已达千余个.如果你是公园内的一名生态保护执法者，你将坚决制止哪些破坏公园生态环境的行为？（举例两条即可）
答：（1）禁止践踏草坪.（2）禁止在树木上乱刻乱画.（3）禁止乱丢生活垃圾.（4）禁止焚烧植被.（5）禁止私挖树木、花草.

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