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(共19张PPT)
第十九、二十章　走进信息时代　能源、材料与社会


考点一　电磁波
典例1　甲、乙分别为两种电磁波，其部分波形如图（a）所示，其中甲是我们能看得见的红光。结合图（b）的电磁波谱，下列分析正确的是（　　）
　
A. 乙一定是我们能看得见的另一种色光
B. 两种电磁波在真空中的波速可能不同
C. 遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机
D. 医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情
解析：由图（a）可知，甲的波长约为乙的波长的，甲是我们能看得见的红光，则乙是红外线，人眼看不见红外线，A错误；不同频率的两种电磁波在真空中的波速是相同的，B错误；遥控器是利用红外线来遥控电视机的，乙是红外线，C正确；医生可以利用X射线拍片诊断病情，D错误。
答案：C

1. 真空中，电磁波的波长与频率的关系如图所示，真空中（　C　）
A. 红外线是红色的 B. 可见光的速度比红外线的要大
C. 可见光的波长比红外线的要短 D. 电磁波的频率越高，波长越长
C
考点二　能量转化的效率
典例2　如图所示为利用太阳能电池工作的一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（典例2图）
（1） 太阳能属于 　　　　 （选填“可”或“不可”）再生能源。
（2） 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 　　　　 。　
（3） 电动机正常工作时，将电能主要转化为　　　　 能。若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是 　　　　 m/s。
解析：（1） 太阳能属于可再生能源，可以从自然界中源源不断地得到。（2） 太阳能电池1s输出的电能W＝UIt＝120V×10A×1s＝1200J；太阳能电池板1s接收的能量E＝1000J/（m2·s）×8m2×1s＝8000J；效率η＝×100%＝×100%＝15%。（3） 电动机工作时主要将电能转化为机械能；若转化效率是80%，则转化成的机械能W机＝W·η'＝1200J×80%＝960J；输出功率P＝＝＝960W；因为做匀速直线运动，所以P＝＝＝Fv，v＝＝＝6.4m/s。
答案：（1） 可　（2） 15%　（3） 机械　6.4　

2. 太阳能汽车的工作原理是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车。某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S＝8m2，正对太阳时产生U＝200V的电压，并对整车提供最大为75A的电流，汽车最大可获得12kW的机械功率。太阳光照射到地面上1m2面积上的辐射功率P0＝6250W。
（1） 求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率。
解：（1） 太阳能汽车太阳能电池板的输出总功率P总＝UI＝200V×75A＝1.5×104W，每平方米太阳能电池的输出功率P1＝＝W＝1875W，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率η＝×100%＝×100%＝30%　
（2） 当太阳能汽车以最大机械功率行驶，其运动速度为20m/s时，蓄电池充满一次电可以行驶160km，求该过程牵引力对汽车做的功。
解：（2） 由公式P＝＝＝Fv可得，汽车受到的牵引力F＝＝＝600N，牵引力对汽车做的功W＝Fs＝600N×1.6×105m＝9.6×107J　
（3） 如果汽车行驶160km的能量由燃烧汽油获得，汽油机的效率为30%，求需要消耗汽油的质量。（结果保留2位小数，汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
解：（3） 汽车行驶160km需要汽油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝3.2×108J，由Q放＝mq可得，需要消耗汽油的质量m＝＝≈6.96kg
考点三　材料的特性与应用
典例3　（2022·宜昌）下列有关材料的说法中正确的是（　　）
A. 光敏电阻是由绝缘材料制成的
B. 我国歼－20战斗机上的新型材料具有高强度、低密度的特性
C. 取暖器的发热电阻用超导材料制作可以提高效率
D. 保险丝的材料具有电阻小、熔点高的特点
解析：有些半导体材料对光比较敏感，可以制成光敏电阻，A错误；为减轻战斗机的质量，同时保证战斗机的强度，在战斗机体积一定时，制作战斗机的材料应具有高强度、低密度的特性，B正确；取暖器的工作原理是利用电流的热效应，即电流通过取暖器的电能转化为内能，使取暖器发热，超导体即电阻为零的导体，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，如果取暖器的发热电阻用超导材料制作，将不会产生热量，无法使取暖器发热，C错误；保险丝的作用是在电路中电流过大时，产生较多的热量，温度升高，自动熔断，从而保护电路，所以保险丝材料具有电阻大、熔点低的特点，D错误。
答案：B

3. 关于新材料的应用，下列说法中错误的是（　A　）
A. 超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
B. 硅光电池能够把太阳能直接转化为电能，且完全不会造成污染
C. 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
D. 纳米陶瓷具有一定的韧性，可以制造发动机缸体
A

1. （2021·玉林）关于信息的传递，下列说法错误的是（　C　）
A. 数字信号比模拟信号抗干扰能力强
B. 5G网络通信主要是利用电磁波传递信息的
C. 北斗卫星定位系统不能提供全天候即时定位服务
D. 电磁波不仅能传递声音信号，而且可以传递图像信号
C
2. 美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球（如图），球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯。该过程中的能量转化形式是（　A　）
A. 动能→电能→化学能→光能 B. 电能→动能→化学能→光能
C. 动能→电能→光能→化学能 D. 电能→动能→光能→化学能
A
3. 石墨烯仅由一层碳原子构成，具有许多奇特的属性，包括极强的拉力，优良的导电性和导热性，硬度最大，熔点超过3000℃等，这种高新材料有可能代替硅成为新的半导体材料。根据石墨烯的特性，你认为石墨烯不能用来制成（　D　）
A. 高压输电线 B. 坚韧的防弹衣
C. 发光二极管 D. 保温隔热材料
4. （2022·锦州）目前我国在能源、材料和航天等领域都取得了巨大成就。下列说法正确的是（　B　）
A. 核能和地热能都是可再生能源
B. 半导体是制造集成电路的重要材料
C. 地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信
D. 空间站上的太阳能电池板将太阳能转化为内能
D
B
5. （2022·内江）电磁波在真空中的传播速度为 　3×108　 m/s。如图所示为部分电磁波谱，则频率最高的电磁波是 　γ射线　 。
6. 为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，请举出一种你熟悉的“绿色”能源： 　太阳能（或风能）　 。写出其在生产、生活中的一项应用： 　太阳能热水器（或风力发电）　 。
3×108　
γ射线　
太阳能（或风能）　
太阳能热水器（或风力发电）　
7. （2022·贵阳）如图所示，铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域（磁感线方向与纸面垂直）。某时刻金属框开始自由下落，下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断：金属框在BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，金属框是否有可能做加速运动？请从能量转化的角度阐述理由。（不计空气阻力）
（第7题）
解：有可能；金属框竖直下落进入磁场，重力势能不断转化为动能，又因切割磁感线，电路中产生感应电流，动能转化为电能；若转化的动能中只有一部分转化为电能，则动能增大，质量不变，速度增大，金属框做加速运动

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