资源简介

第六章 第6讲 信息与能源
【考点分析】
电磁波及其应用 1.电磁波 了解电磁波的产生与传播特性（速度、波长、频率的关系：），识记电磁波谱的主要组成部分；理解不同波段电磁波在通信、医疗、能源、探测等领域的典型应用原理
2.电磁波的应用
能源与可持续发展 3.能源利用的现状和面临的挑战 知道什么是能源，了解能源的分类理解能量转移与守恒定律在能源利用中的体现，认识能源消耗对环境的影响；
4.新能源的发展 了解原子核的结构及核能的利用；理解核裂变和核聚变，能正确说出核裂变和核聚变的应用；初步认识太阳的结构，知道太阳能是太阳内部发生核聚变形成的，了解利用太阳能的方式
【精讲精练】
知识点1 信息的传递
1.电磁波
（1）产生：
导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。
（2）传播特点：
电磁波的传播不需要介质，在真空中能传播，传播速度约是3×108m/s 。
（3）特征
波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，字母符号是λ,单位是m。
波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是m/s 。
频率:某确定位置，单位时间内通过波峰（或波谷）的次数，字母符号是f,单位是Hz。
三者的关系是。波长越长的电磁波,频率越低。
（4）电磁波谱：
频率由小到大依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
（5）应用
①传递信息：如广播、电视、移动电话等信号。
②传递能量：如微波炉利用微波加热食物、激光武器等。
2.现代通信
（1）卫星通信：
利用人造地球卫星为中继站，转发无线电波进行通信。
（2）光缆通信：
用激光在光导纤维中传递信息，优点：通信质量好，保密性好。
（3）移动通信：
应用“蜂窝系统”进行通信。
二、能源与可持续发展
1.能源：凡是能够提供能量的物质资源都叫能源。
（1）化石能源：由埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的能源，常见的有煤、石油等。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量叫生物质能。
2.能源的分类
产生 一次能源 可以直接从自然界获得的能源 风能、水能、太阳能、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 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能等
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
利用程度 常规能源 当前被广泛利用的能源 化石能源、水能、生物质能等
新能源 目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广利用的能源 核能、太阳能、潮汐能等
3.核能
（1）定义：当原子核发生分裂或相互结合时释放出的能量。
（2）获取核能的两条途径：裂变和聚变。
（3）核裂变
a.定义：我们把质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做核裂变。
b.应用：原子弹(链式反应不加控制)核电站(链式反应可以控制)。
（4）核聚变
a.定义：某些轻原子核(质量很小)，如氘和氚，在超高温下结合成一个新的原子核，同时释放出大量的能量，这就是核聚变
b.应用：氢弹
4.太阳能
（1）产生：太阳是一个巨大的“核能火炉”。在太阳内部,每时每刻都在发生聚变，并释放出巨大的能量。
（2）优点：清洁无污染；获取方便；持久、可再生。
（3）太阳能的利用方式
a.太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器。
b.太阳能转化为电能，如太阳能电池。
c.太阳能转化为化学能，如植物光合作用。
5.能源与可持续发展
（1）能量的转移和转化具有方向性。
（2）能源消耗对环境产生影响：温室效应、大气污染等。
（3）可持续发展
①开发利用新能源和可再生能源。②提高能源的利用率，节约能源。
(4)未来的理想能源必须满足以下条件:
①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
题型1 电磁波及其应用
1．（2025·四川成都）关于电磁波的认识，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度为340m/s
B．操作人员通过电磁波遥控无人机
C．雷达主要利用电磁波的能量特性工作
D．骨骼检查使用的X光不是电磁波
2．（2025·广东）如图所示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
3．（2025·新疆）我国正在研制的新一代具有全向隐身性能的战机已多次成功试飞。
新一代战机具有全向隐身性能，是指战机对 （选填“肉眼”或“雷达”）隐身。战机自身携带的探测装置可以产生电磁波，电磁波是通过迅速变化的 （选填“电阻”或“电流”）产生的。
4．（2025·江西）“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收 波来探索宇宙的仪器，接收的这种波在真空中的传播速度约为 。
5．（2025·广西）2025年4月25日，神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师，激动人心的画面通过 波传递全世界。该波 （选填“能”或“不能”）在空气中传播。
题型2 能源的分类
6．（2025·江苏苏州）下列属于可再生能源的是（　　）
A．煤 B．太阳能 C．石油 D．天然气
7．（2025·青海）能源是社会发展不可或缺的，以下属于不可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．风能 C．天然气 D．水能
8．（2025·新疆）以下各种形式的能源中，属于二次能源的是（　　）
A．风能 B．水能 C．电能 D．核能
9．（2025·河北）“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电厂的电能源源不断地输送到千家万户，用户用电给水加热，水在升温的过程中比热容 （选填“变小”“不变”或“变大”）。
10．（2025·河南）中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能直接转化为 能。太阳能清洁无污染，是可再生能源，请再列举出一种可再生能源： 。
11．（2025·山东威海）搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有 ；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于 （选填“一次”“二次”）能源。
题型3 太阳能和核能
12．（2025·江苏连云港）下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（　　）
A．核反应堆中，发生的是核裂变 B．核反应堆中，将核能转化为电能
C．汽轮机工作时，将内能转化为电能 D．发电机工作时，将内能转化为电能
13．（2025·四川凉山）光伏发电产业是我国低碳经济的亮点之一。光伏发电使用的太阳能板（如图）主要是将太阳能转化为 能，太阳能来自于太阳内部的核 （选填“聚”或“裂”）变。
题型4 节能与环保
14．（2025·湖北）使用下列燃料符合低碳生活理念的是（　　）
A．石油 B．煤炭 C．木柴 D．氢燃料
15．（2024·河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
题型5 信息、能源、材料综合体
16．（2025·云南）能源是人类文明进步的基础和动力。关于能源，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能属于可再生能源 B．石油取之不尽用之不竭
C．核电站是利用核裂变发电的 D．风力发电的效率可以达到100%
17．（2025·四川眉山）关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（　　）
A．手机利用超声波传递信息
B．新能源汽车使用的是核能
C．气凝胶的密度很小，可应用于航空航天等领域
D．煤炭和石油都属于可再生能源，可以随意开采
18．（2025·湖南长沙）信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱。下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以在真空中传播 B．石油属于可再生能源
C．太阳能属于化石能源 D．超导材料可用于制作电热丝
题型6 宇宙和粒子
19．（2025·上海）在太阳系中，月球是地球的（　　）
A．行星 B．恒星 C．卫星 D．彗星
20．（2025·河南）从浩瀚宇宙到微观世界，物体空间尺度大小各异。下列物体中尺度最小的是（　　）
A．太阳系 B．原子 C．地球 D．电子
21．（2025·山东威海）地球绕太阳一周的时间为1个“地球年”，水星、金星、火星、木星、土星绕太阳一周的时间依次为0.24、0.62、1.88、11.86、29.46个“地球年”。火星绕太阳一周的时间为1个“火星年”，若以“火星年”为时间单位，绕太阳一周时间最短的是（　　）
A．水星 B．地球 C．木星 D．土星
参考答案
题型1 电磁波及其应用
1．【答案】B
【知识点】波速、波长和频率、电磁波的应用
【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，而340m/s是声音在空气中的传播速度，故A错误；
B．无人机遥控需要远距离传输信号，电磁波（如无线电波）能在真空中传播且速度快、传播范围广，故操作人员通过电磁波遥控无人机，B正确；
C．雷达通过发射电磁波并接收反射波来探测目标，利用的是电磁波的反射特性，而非能量特性，故C错误；
D．X光是电磁波的一种，属于高频电磁波，故D错误。
故选B。
2．【答案】A
【知识点】光纤通信、电磁波的应用、超声波和次声波
【详解】“隐形战机”可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收，减弱电磁波反射回雷达，从而有效避开敌方的侦测，飞机与地面指挥中心联系也是通过电磁波来实现的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．【答案】 雷达 电流
【知识点】电磁波的应用
【详解】[1]新一代战机具有全向隐身性能，是指战机对雷达隐身；战斗机能够吸收雷达发射的电磁波，避免被雷达捕获。
[2]变化的电流能够产生变化的磁场，电磁波是通过迅速变化的电流产生的，战机自身携带的探测装置可以产生电磁波。
4．【答案】 电磁
【知识点】波速、波长和频率、电磁波的应用
【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，太空中有真空地带，所以“中国天眼”是目前地球上最大的通过接收电磁波来探索宇宙的仪器。
[2]电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c=3×108m/s。
5．【答案】
电磁
能
【知识点】电磁波的产生和传播、电磁波的应用
【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，能传递信息，太空中是真空环境，所以激动人心的画面是通过电磁波传遍全世界的。
[2]电磁波的传播不需要介质，它能在真空中传播，也能在空气中传播。
题型2 能源的分类
6．【答案】B
【知识点】可再生能源与不可再生能源
【详解】ACD．煤、石油和天然气在短期内自然界无法得到补充的，故这些能源是不可再生能源，故ACD不符合题意。
B．太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，故B符合题意。
故选B。
7．【答案】C
【知识点】可再生能源与不可再生能源
【详解】太阳能，风能，水能可以从自然界中源源不断的获得，属于可再生能源；天然气消耗后在短时间内不能再次获得，是不可再生能源，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．【答案】C
【知识点】一次能源与二次能源
【详解】一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源，例如化石燃料、风能、太阳能、水能、生物燃料、核能；二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、沼气。因此属于二次能源的是电能。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9．【答案】 不可再生 不变
【知识点】比热容的概念、单位和物理意义、可再生能源与不可再生能源
【详解】[1]核能利用的是铀等核燃料，这些燃料在地球上的储量有限，无法在短时间内再生，因此属于不可再生能源。
[2]比热容是物质的一种特性，它只和物质的种类和状态有关，与温度无关，水在升温的过程中，水的比热容不变。
10．【答案】
电
风能
【知识点】能量的转化、可再生能源与不可再生能源
【详解】[1]太阳能帆板通过光伏效应将太阳能直接转化为电能。
[2]常见的可再生能源还包括风能、水能、地热能、潮汐能等，这些能源均能自然再生且可持续利用。
11．【答案】
方向性
二次
【知识点】一次能源与二次能源、能量转移或转化有方向
【详解】[1]火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，由于能量的转化具有方向性，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭。
[2]我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源。
题型3 太阳能和核能
12．【答案】A
【知识点】能量的转化、裂变及其应用
【详解】A．利用核能的方式是核裂变和核聚变，核反应堆中，发生的是核裂变，故A正确；
B．核反应堆中，将核能转化为内能，故B错误；
C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C错误；
D．发电机工作时，将机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
13．【答案】 电 聚
【知识点】太阳能的利用
【详解】[1]太阳能板吸收太阳能，将太阳能转化为电能。
[2]在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能
题型4 节能与环保
14．【答案】D
【知识点】能源消耗对环境的影响
【详解】低碳生活的核心是减少二氧化碳（CO2）等温室气体的排放，以缓解全球变暖。因此需要选择燃烧后 不产生或极少产生二氧化碳的燃料。
A．石油属于化石燃料，燃烧会释放大量二氧化碳（如汽油、柴油），不符合低碳理念，故A不符合题意；
B．煤炭同样是化石燃料，燃烧时二氧化碳，排放量极高，且产生其他污染物（如二氧化硫），故B不符合题意；
C．木柴虽然可再生，但燃烧会释放二氧化碳（木材中的碳元素与氧气结合），并可能导致森林砍伐，加剧碳排放，故C不符合题意；
D．氢燃料燃烧产物仅为水，不产生任何二氧化碳。若氢气通过可再生能源（如太阳能、风能电解水）制备，则全生命周期接近“零碳排放”是当前清洁能源技术的重点发展方向（如氢能源汽车），故D符合题意。
故选D。
15．【答案】 可再生 太阳 10
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、热值的公式及相关计算、可再生能源与不可再生能源、太阳能的利用
【详解】[1]风能短时间内可以再次从自然界中获取，属于可再生能源。
[2]风的形成主要是由太阳辐射热引起的，当太阳光照射在地球表面时，地表温度会升高，导致地表的空气受热膨胀并变轻上升，热空气上升后，低温的冷空气会横向流入补充，上升的空气在逐渐冷却的过程中会变重并降落，由于地表温度仍然较高，这又会加热空气并使之上升，这种空气的持续流动就形成了风，故风能实际上来源于太阳能。
[3]200kg焦炭完全燃烧放出的热量为
风电机组在此功率下稳定工作的时间为
题型5 信息、能源、材料综合体
16．【答案】AC
【知识点】能量的转化、可再生能源与不可再生能源、裂变及其应用
【详解】A．太阳能可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，故A正确；
B．煤、石油、天然气是化石能源，化石能源等会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故B错误；
C．核电站是通过铀核裂变得到能量，是利用核裂变发电的，故C正确；
D．能量的转化和转移过程，总伴随着能量损失，所以风力发电的效率不可能达到100%，故D错误。
故选AC。
17．【答案】C
【知识点】密度的概念、定义式及单位、电磁波的应用、可再生能源与不可再生能源、裂变及其应用
【详解】A．手机通信使用的是无线电波，不是超声波。超声波是频率高于20kHz的声波，用于医疗成像、清洗等，但手机用的是电磁波（如微波）来传递信息。故A错误；
B．新能源汽车通常指电动车或混合动力车，使用电池和电动机，能源来自电网或燃料。核能主要用于发电站，不是直接用于汽车。新能源汽车的能源可以是电能，故B错误；
C．气凝胶是一种超轻材料，密度非常低，是世界上最轻的固体之一。它具有良好的隔热性能，因此在航空航天中用于隔热，例如在太空服或航天器上。故C正确；
D．煤炭和石油短时间内不能源源不断地获得，是不可再生能源，故D错误。
故选 C。
18．【答案】A
【知识点】超导现象和超导材料、电磁波的产生和传播、可再生能源与不可再生能源、太阳能的利用
【详解】A．电磁波传播不需要介质，电磁波可以在真空中传播，故A正确；
B．石油短期内不能够从自然界源源不断得到补充，属于不可再生能源，故B错误；
C．煤、石油、天然气属于化石能源，太阳能不是化石能源，故C错误；
D．超导体的电阻为零，电流流过超导体时导体不发热，超导材料不能用来制作电热丝，故D错误。
故选A。
题型6 宇宙和粒子
19．【答案】C
【知识点】星空世界
【详解】在太阳系中，太阳是恒星，地球是太阳的行星，月球是地球的卫星。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
20．【答案】D
【知识点】认识原子、星空世界
【详解】太阳系的直径约为数十亿千米，是四个选项中最大的；原子的直径约为10-10米，比电子大；地球的直径约为1.2×104千米，远大于原子和电子；电子属于亚原子粒子，其经典半径约为2.8×10-15米，尺度最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
21．【答案】A
【知识点】星空世界
【详解】火星年与地球年的关系为：1火星年=1.88地球年。
水星的火星年为
地球的火星年为
木星的火星年为
土星的火星年为
所以若以“火星年”为时间单位，绕太阳一周时间最短的是水星，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。

展开更多......

收起↑