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第十八讲　电磁波及其应用　能源与可持续发展
A层·练基础
1.下列关于能源及其利用的说法,正确的是( )
A.目前人类的主要能源是柴薪、煤等化石能源
B.石油、天然气、天然铀矿等都属于可再生能源
C.核电站使用过的核废料无放射性,不会污染环境
D.风能、水能、太阳能等清洁能源可以转化为电能
2.下列关于能源和材料的说法正确的是( )
A.自然界的能量是守恒的,能源取之不竭
B.超导材料可应用于电饭锅的电热丝
C.光纤通信主要利用光信号传递信息
D.太阳能、核能属于可再生能源
3.(2025昆明五华区校级模拟)社会发展的三大支柱是能源、信息和材料,以下关于这三大支柱的说法正确的是( )
A.芯片的主要材料是超导体
B.航天员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成
C.半导体二极管具有放大电信号的作用
D.给手机充电是将化学能转化为电能
4.(2025曲靖模拟)某环保小组设计和制作环保太阳能路灯用到了发光二极管、太阳能电池板和蓄电池,下列相关说法正确的是( )
A.太阳能是氢原子核在超高温下发生聚变释放的能量
B.太阳能清洁无污染,是不可再生能源
C.发光二极管是用超导材料制成的
D.白天,太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
5.(2025昆明西山区模拟)利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前,世界上已经利用核 (选填“裂变”或“聚变”)原理建成了许多核能发电站;核能发电所用的铀矿属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
6.(2025昭通校级模拟)无人机被广泛应用于农业生产中,它可以通过摄像头对农田实时监测,采集到的画面数据通过 (选填“电磁波”或“超声波”)传输到控制台;给无人机充电时,无人机的内置电池属于 。
7.(2025文山二模)国产大型客机C919,其部分机身采用了新型的铝锂合金,之所以用铝锂合金材料制作机身而不用钢材,是因为铝锂合金材料密度比钢材的 (选填“大”或“小”),飞机使用的燃油主要是航空煤油,它属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
B层·提能力
8.请阅读材料,回答下列问题。
AR眼镜是一种能将虚拟信息叠加到真实环境中的智能设备。例如,医生佩戴AR眼镜做手术时,眼镜会实时投影患者血管的3D模型;维修工人可以通过眼镜看到设备内部的零件结构示意图。其核心技术涉及以下物理知识:AR眼镜的显示模块通过微型OLED屏幕发光,光线经过偏振分光镜时,部分光线被反射进入人眼,另一部分透射允许现实光线穿过,这一过程需严格遵循光的折射定律(又称斯涅耳定律)。凸透镜组将图像投射到人眼的1倍焦距以内,形成放大的虚像,类似显微镜的目镜原理。
眼镜边框装有多种传感器:陀螺仪通过角速度测量保持画面稳定,加速度计检测运动方向,ToF(飞行时间)传感器则发射红外线并接收反射信号,通过计算时间差确定物体距离。这些传感器主要依赖电磁波中的红外线波段实现环境感知。AR眼镜的锂电池通过化学反应供电,将储存的化学能转化为电能。5G毫米波技术利用高频电磁波传输数据,其波长范围在1～10 mm之间,可见光波长约380～760 nm。
(1)AR眼镜显示模块中,光线穿过偏振分光镜时,遵循光的 定律。
(2)凸透镜组将图像投射到人眼的 (选填“2倍焦距外”“1倍到2倍焦距间”或“1倍焦距内”),才能形成放大的虚像。
(3)ToF传感器通过 波段的电磁波测量物体距离,5G毫米波的波长与可见光相比更 (选填“长”或“短”)。
9.(2025云南一模)请阅读《超导体》并回答下列问题。
超导体
1911年,荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现,将水银冷却到-268.98 ℃时,水银的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性,由于材料的这种特殊导电性能,昂内斯称其为超导态,处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度(转变为超导的温度),这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是-265.97 ℃,要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题,从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展,新的超导材料不断涌现,人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
(1)超导体是指在温度降低到足够低时,某些金属材料的 会突然变为零的导体。
(2)超导体 (选填“能”或“不能”)用来制作滑动变阻器。
(3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为 (选填“核能”“化学能”或“内能”)所造成的能量损失。
(4)有一根输电线路,输电电流为200 A,输电线路的电阻为0.5 Ω,若以超导体制成的电缆代替该线路输电1 h,则可节约电能
kW·h。第十八讲　电磁波及其应用　能源与可持续发展
A层·练基础
1.下列关于能源及其利用的说法,正确的是(D)
A.目前人类的主要能源是柴薪、煤等化石能源
B.石油、天然气、天然铀矿等都属于可再生能源
C.核电站使用过的核废料无放射性,不会污染环境
D.风能、水能、太阳能等清洁能源可以转化为电能
2.下列关于能源和材料的说法正确的是(C)
A.自然界的能量是守恒的,能源取之不竭
B.超导材料可应用于电饭锅的电热丝
C.光纤通信主要利用光信号传递信息
D.太阳能、核能属于可再生能源
3.(2025昆明五华区校级模拟)社会发展的三大支柱是能源、信息和材料,以下关于这三大支柱的说法正确的是(B)
A.芯片的主要材料是超导体
B.航天员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成
C.半导体二极管具有放大电信号的作用
D.给手机充电是将化学能转化为电能
4.(2025曲靖模拟)某环保小组设计和制作环保太阳能路灯用到了发光二极管、太阳能电池板和蓄电池,下列相关说法正确的是(A)
A.太阳能是氢原子核在超高温下发生聚变释放的能量
B.太阳能清洁无污染,是不可再生能源
C.发光二极管是用超导材料制成的
D.白天,太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
5.(2025昆明西山区模拟)利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前,世界上已经利用核　裂变　(选填“裂变”或“聚变”)原理建成了许多核能发电站;核能发电所用的铀矿属于　不可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
6.(2025昭通校级模拟)无人机被广泛应用于农业生产中,它可以通过摄像头对农田实时监测,采集到的画面数据通过　电磁波　(选填“电磁波”或“超声波”)传输到控制台;给无人机充电时,无人机的内置电池属于　用电器　。
7.(2025文山二模)国产大型客机C919,其部分机身采用了新型的铝锂合金,之所以用铝锂合金材料制作机身而不用钢材,是因为铝锂合金材料密度比钢材的　小　(选填“大”或“小”),飞机使用的燃油主要是航空煤油,它属于　不可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
B层·提能力
8.请阅读材料,回答下列问题。
AR眼镜是一种能将虚拟信息叠加到真实环境中的智能设备。例如,医生佩戴AR眼镜做手术时,眼镜会实时投影患者血管的3D模型;维修工人可以通过眼镜看到设备内部的零件结构示意图。其核心技术涉及以下物理知识:AR眼镜的显示模块通过微型OLED屏幕发光,光线经过偏振分光镜时,部分光线被反射进入人眼,另一部分透射允许现实光线穿过,这一过程需严格遵循光的折射定律(又称斯涅耳定律)。凸透镜组将图像投射到人眼的1倍焦距以内,形成放大的虚像,类似显微镜的目镜原理。
眼镜边框装有多种传感器:陀螺仪通过角速度测量保持画面稳定,加速度计检测运动方向,ToF(飞行时间)传感器则发射红外线并接收反射信号,通过计算时间差确定物体距离。这些传感器主要依赖电磁波中的红外线波段实现环境感知。AR眼镜的锂电池通过化学反应供电,将储存的化学能转化为电能。5G毫米波技术利用高频电磁波传输数据,其波长范围在1～10 mm之间,可见光波长约380～760 nm。
(1)AR眼镜显示模块中,光线穿过偏振分光镜时,遵循光的　折射　
定律。
(2)凸透镜组将图像投射到人眼的　1倍焦距内　(选填“2倍焦距外”“1倍到2倍焦距间”或“1倍焦距内”),才能形成放大的虚像。
(3)ToF传感器通过　红外线　波段的电磁波测量物体距离,5G毫米波的波长与可见光相比更　长　(选填“长”或“短”)。
9.(2025云南一模)请阅读《超导体》并回答下列问题。
超导体
1911年,荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现,将水银冷却到-268.98 ℃时,水银的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性,由于材料的这种特殊导电性能,昂内斯称其为超导态,处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度(转变为超导的温度),这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是-265.97 ℃,要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题,从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展,新的超导材料不断涌现,人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
(1)超导体是指在温度降低到足够低时,某些金属材料的　电阻　会突然变为零的导体。
(2)超导体　不能　(选填“能”或“不能”)用来制作滑动变阻器。
(3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为　内能　(选填“核能”“化学能”或“内能”)所造成的能量损失。
(4)有一根输电线路,输电电流为200 A,输电线路的电阻为0.5 Ω,若以超导体制成的电缆代替该线路输电1 h,则可节约电能
　20　kW·h。

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