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第20讲　电磁波及其应用　能源与可持续发展
@课标导读
　　1.3.2　知道原子是由原子核和核外电子构成的，了解原子的核式结构模型.了解人类探索微观世界的大致历程，关注人类探索微观世界的新进展.
　　1.3.3　了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，知道人类对宇宙的探索将不断深入，关注人类探索宇宙的一些重大活动.
　　1.3.4　了解物质世界的大致尺度.
　　2.4.6　知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.知道波长、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.
　　3.6.1　列举常见的不可再生能源和可再生能源.
　　3.6.2　知道核能的特点和核能利用可能带来的问题.
　　3.6.3　从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性.
@知识梳理
电磁波
1.产生：迅速变化的电流会在空间激起电磁波.
2.传播
(1)条件：电磁波的传播不需要介质， (选填“能”或“不能”)在真空中传播.
(2)波速(c)：电磁波在真空中的传播速度c约为 m/s.
3.无线电波、 线、可见光、 线以及X射线、γ射线都属于电磁波.
4.电磁波的波长、频率和波速三者之间的关系是c＝ .
广播、电视和移动通信
1.无线电广播：利用 传递 信号.
2.电视：电视利用 传递声音信号和 信号.
3.移动通信：通过 传递信息，既是无线电发射台，又是无线电接收台.
卫星通信和光纤通信
1.卫星通信：用通信卫星做微波中继站的通信方式.(至少用 颗同步卫星就可以实现全球通信)
2.光纤通信：利用激光(属于电磁波)在光纤(光导纤维)内壁上多次 来传递信息.
能源的分类与发展
1.能源的分类
#分类标准 #类型 #定义 #实例
获取方式 一次能源 可以直接从自然界获得的能源 风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能、化石能源、核能等
二次能源 必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电、汽油、煤油、酒精等
可否再生 可再生能源 在短期内从自然界得到补充的能源 风能、水能、太阳能、地热能等
不可再生能源 不能在 内从自然界得到补充的能源 化石能源、核能等
2.能量的转化和转移的方向性：能量的转化、转移，都是有 的，我们所能利用的能源是有限的，因此需要节约能源.
3.过量的CO2等气体排放到大气中后，会使全球的平均温度升高，加剧 效应.
核能
1.分子是由 构成的.
原子 带 电
中子 不带电
核外电子 — 带 电
2.获得核能的途径： 和核聚变.
(1)核裂变：利用中子轰击质量较 的原子核，使其变成两个或多个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大能量的过程.应用：核电站、原子弹.
(2)核聚变：质量很小的原子核，在 下结合成新的原子核的过程.应用：氢弹.
3.核电站
(1)核电站利用核 产生的核能发电，它的核心设备是 .
(2)工作流程：核反应堆裂变→高温高压蒸汽→汽轮机→发电机→电网.
(3)能量转化情况：核能→ → →电能.
太阳能
1.太阳能：来自太阳内部的核 变.
2.优点
(1)普遍：处处皆有，可直接开发和利用.
(2)无害：开发利用太阳能对环境污染特别小，它是 能源.
(3)巨大：是“ 火炉”，现今世界上可以开发的最大能源.
(4)长久：取之不尽，用之不竭.
3.地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量，如：化石能源、风能、水能、生物质能等，几乎都来自 .
4.利用太阳能的三种方式
@中考考向
电磁波及其应用(5年5考，常结合其他知识综合考查)
[科学思维](2021·广东)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是 ( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
变式1　　下图是电磁波家族的频谱，频谱下方有相应频率电磁波的一个应用.下列有关电磁波的说法正确的是
( )
A.夜视仪和验钞机都是利用紫外线工作的
B.军事雷达所用的电磁波速度比无线电广播的快
C.电烤箱工作时发出的红光就是红外线
D.体检胸透用的X射线频率比可见光的大
　1.电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播.
2.电磁波在真空中的传播速度和光速相等；无论哪种电磁波，在真空中的传播速度都是相同的.
能源的分类(5年3考)
　(2022·广东)关于能量和能源，下列说法正确的是
( )
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
变式2－1　(2020·广东)目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，核电站利用原子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放的能量发电，电能属于 (选填“一次能源”或“二次能源”).
变式2－2　(2025·广东)可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是 ( )
A.煤 B.石油 C.天然气 D.风能
原子结构、核能(5年5考)
　(2023·广东)如图是氢的原子模型示意图，原子核是 ，核外电子是 ，其中带负电的是 .(均选填“A”或“B”)
变式3－1　[物理观念](2022·广东)下列微观粒子中，尺度最大的是 ( )
A.原子 B.电子 C.质子 D.中子
变式3－2　(2024·广东)在如图所示的原子模型中，a是 ( )
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
变式3－3　(2021·广东)原子由 和电子组成，电子带 电.用中子轰击铀－235原子核，可使其发生核 (选填“聚变”或“裂变”)并释放核能.
太阳能(5年3考，常结合其他知识综合考查)
[物理学与社会发展](2023·广东节选)如图是飞船与空间站完成对接时的情景，空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自太阳内部的核 变；空间站的图像信号是通过 波传回地面的.
变式4　(2024·广东)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 (选填“聚变”或“裂变”)，释放出巨大的核能.太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源.请写出太阳能的1个优点： .
@考点精练
1.(2025·广东)如图是我国自主研制的隐身战斗机歼－35A，其与地面通信是利用( )
A.电磁波 B.超声波
C.次声波 D.光导纤维
2.　社会的发展离不开能源、信息和材料.下列说法中错误的是 ( )
A.风能、水能、核能是可再生能源
B.“天问二号”与地面间的信号传播速度约为3×108 m/s
C.“鹊桥二号”利用的太阳能来源于太阳内部氢核的聚变
D.芯片主要是由半导体材料制作的
3.[物理学与社会发展](2025·扬州)2025年5月29日，“天问二号”探测器发射成功，开启小行星探测与采样返回之旅.下列说法正确的是 ( )
A.“天问二号”发射时加速上升，其动能不变
B.“天问二号”利用电磁波与地球传输信息
C.太阳能电池将光能全部转化为内能
D.到达地球后，样品质量变大
4.如图是我国能源生产的分类图，以下说法正确的是
( )
A.太阳内部发生核裂变将光能输送到地球
B.电能、氢能、汽油、柴油、煤气都是二次能源
C.植物的光合作用将太阳能转化为内能
D.天然气、氢能、风能都属于清洁能源
5.(2025·广东)如图所示原子结构示意图中，原子核带 电，其质量 (选填“大于”或“小于”)电子的质量，原子整体 (选填“显”或“不显”)电性.
6.[物理学与工程实践]核电站通过核反应堆中的核 (选填“聚变”或“裂变”)来加热水，将核能转化为水蒸气的 能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于 (选填“一次”或“二次”)能源.
7.　[科学态度与责任]化石燃料燃烧时，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是 .第20讲　电磁波及其应用　能源与可持续发展
@课标导读
　　1.3.2　知道原子是由原子核和核外电子构成的，了解原子的核式结构模型.了解人类探索微观世界的大致历程，关注人类探索微观世界的新进展.
　　1.3.3　了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，知道人类对宇宙的探索将不断深入，关注人类探索宇宙的一些重大活动.
　　1.3.4　了解物质世界的大致尺度.
　　2.4.6　知道电磁波.知道电磁波在真空中的传播速度.知道波长、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.
　　3.6.1　列举常见的不可再生能源和可再生能源.
　　3.6.2　知道核能的特点和核能利用可能带来的问题.
　　3.6.3　从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性.
@知识梳理
电磁波
1.产生：迅速变化的电流会在空间激起电磁波.
2.传播
(1)条件：电磁波的传播不需要介质，　能　(选填“能”或“不能”)在真空中传播.
(2)波速(c)：电磁波在真空中的传播速度c约为　3×108　m/s.
3.无线电波、　红外　线、可见光、　紫外　线以及X射线、γ射线都属于电磁波.
4.电磁波的波长、频率和波速三者之间的关系是c＝　λf　.
广播、电视和移动通信
1.无线电广播：利用　电磁波　传递　声音　信号.
2.电视：电视利用　电磁波　传递声音信号和　图像　信号.
3.移动通信：通过　电磁波　传递信息，既是无线电发射台，又是无线电接收台.
卫星通信和光纤通信
1.卫星通信：用通信卫星做微波中继站的通信方式.(至少用　3　颗同步卫星就可以实现全球通信)
2.光纤通信：利用激光(属于电磁波)在光纤(光导纤维)内壁上多次　反射　来传递信息.
能源的分类与发展
1.能源的分类
#分类标准 #类型 #定义 #实例
获取方式 一次能源 可以直接从自然界获得的能源 风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能、化石能源、核能等
二次能源 必须通过消耗一次能源才能得到的能源 电、汽油、煤油、酒精等
可否再生 可再生能源 　可以　在短期内从自然界得到补充的能源 风能、水能、太阳能、地热能等
不可再生能源 不能在　短期　内从自然界得到补充的能源 化石能源、核能等
2.能量的转化和转移的方向性：能量的转化、转移，都是有　方向　的，我们所能利用的能源是有限的，因此需要节约能源.
3.过量的CO2等气体排放到大气中后，会使全球的平均温度升高，加剧　温室　效应.
核能
1.分子是由　原子　构成的.
原子 　原子核　 　质子　 带　正　电
中子 不带电
核外电子 — 带　负　电
2.获得核能的途径：　核裂变　和核聚变.
(1)核裂变：利用中子轰击质量较　大　的原子核，使其变成两个或多个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大能量的过程.应用：核电站、原子弹.
(2)核聚变：质量很小的原子核，在　超高温和高压　下结合成新的原子核的过程.应用：氢弹.
3.核电站
(1)核电站利用核　裂变　产生的核能发电，它的核心设备是　核反应堆　.
(2)工作流程：核反应堆裂变→高温高压蒸汽→汽轮机→发电机→电网.
(3)能量转化情况：核能→　内能　→　机械能　→电能.
太阳能
1.太阳能：来自太阳内部的核　聚　变.
2.优点
(1)普遍：处处皆有，可直接开发和利用.
(2)无害：开发利用太阳能对环境污染特别小，它是　清洁　能源.
(3)巨大：是“　核能　火炉”，现今世界上可以开发的最大能源.
(4)长久：取之不尽，用之不竭.
3.地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量，如：化石能源、风能、水能、生物质能等，几乎都来自　太阳能　.
4.利用太阳能的三种方式
@中考考向
电磁波及其应用(5年5考，常结合其他知识综合考查)
[科学思维](2021·广东)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是 (　D　)
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
变式1　　下图是电磁波家族的频谱，频谱下方有相应频率电磁波的一个应用.下列有关电磁波的说法正确的是
(　D　)
A.夜视仪和验钞机都是利用紫外线工作的
B.军事雷达所用的电磁波速度比无线电广播的快
C.电烤箱工作时发出的红光就是红外线
D.体检胸透用的X射线频率比可见光的大
　1.电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播.
2.电磁波在真空中的传播速度和光速相等；无论哪种电磁波，在真空中的传播速度都是相同的.
能源的分类(5年3考)
　(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
变式2－1　(2020·广东)目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是　不可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)能源，核电站利用原子核　裂变　(选填“聚变”或“裂变”)释放的能量发电，电能属于　二次能源　(选填“一次能源”或“二次能源”).
变式2－2　(2025·广东)可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，下列属于可再生能源的是 (　D　)
A.煤 B.石油 C.天然气 D.风能
原子结构、核能(5年5考)
　(2023·广东)如图是氢的原子模型示意图，原子核是　B　，核外电子是　A　，其中带负电的是　A　.(均选填“A”或“B”)
变式3－1　[物理观念](2022·广东)下列微观粒子中，尺度最大的是 (　A　)
A.原子 B.电子 C.质子 D.中子
变式3－2　(2024·广东)在如图所示的原子模型中，a是 (　D　)
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
变式3－3　(2021·广东)原子由　原子核　和电子组成，电子带　负　电.用中子轰击铀－235原子核，可使其发生核　裂变　(选填“聚变”或“裂变”)并释放核能.
太阳能(5年3考，常结合其他知识综合考查)
[物理学与社会发展](2023·广东节选)如图是飞船与空间站完成对接时的情景，空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自太阳内部的核　聚　变；空间站的图像信号是通过　电磁　波传回地面的.
变式4　(2024·广东)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生　聚变　(选填“聚变”或“裂变”)，释放出巨大的核能.太阳能属于　可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)能源.请写出太阳能的1个优点：　 清洁无污染(答案合理即可)　.
@考点精练
1.(2025·广东)如图是我国自主研制的隐身战斗机歼－35A，其与地面通信是利用(　A　)
A.电磁波 B.超声波
C.次声波 D.光导纤维
2.　社会的发展离不开能源、信息和材料.下列说法中错误的是 (　A　)
A.风能、水能、核能是可再生能源
B.“天问二号”与地面间的信号传播速度约为3×108 m/s
C.“鹊桥二号”利用的太阳能来源于太阳内部氢核的聚变
D.芯片主要是由半导体材料制作的
3.[物理学与社会发展](2025·扬州)2025年5月29日，“天问二号”探测器发射成功，开启小行星探测与采样返回之旅.下列说法正确的是 (　B　)
A.“天问二号”发射时加速上升，其动能不变
B.“天问二号”利用电磁波与地球传输信息
C.太阳能电池将光能全部转化为内能
D.到达地球后，样品质量变大
4.如图是我国能源生产的分类图，以下说法正确的是
(　B　)
A.太阳内部发生核裂变将光能输送到地球
B.电能、氢能、汽油、柴油、煤气都是二次能源
C.植物的光合作用将太阳能转化为内能
D.天然气、氢能、风能都属于清洁能源
5.(2025·广东)如图所示原子结构示意图中，原子核带　正　电，其质量　大于　(选填“大于”或“小于”)电子的质量，原子整体　不显　(选填“显”或“不显”)电性.
6.[物理学与工程实践]核电站通过核反应堆中的核　裂变　(选填“聚变”或“裂变”)来加热水，将核能转化为水蒸气的　内　能，再通过汽轮机转化为机械能，最后带动发电机转动转化为电能，电能属于　二次　(选填“一次”或“二次”)能源.
7.　[科学态度与责任]化石燃料燃烧时，将　化学能　转化为内能，同时产生了大量的　二氧化碳　气体，加剧了地球的温室效应.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是　太阳能　.

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