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第19章　信息、能源与材料
【本章课标要求及素材】
内容要求
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。
例1 举例说明电磁波的存在。
例2 了解广播电台节目的发射频率和波长。
例3 知道移动通信和卫星通信等都应用了电磁波。
活动建议
查阅资料，了解我国北斗卫星导航系统的作用和优势，讨论电磁波在卫星通信技术中的应用。
跨学科实践（内容要求）
1.了解物理学在信息技术中的应用。
例 了解物理学在信息记录或传播中的应用。
（1）查阅资料，了解物理学对信息技术发展的贡献。
（2）查阅资料，了解量子计算机相关信息，与同学交流对计算机未来发展的畅想。
（3）查阅资料，了解手机改进历程中的典型案例，体会通信技术的进步对社会发展的影响。
内容要求
3.5.3 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
3.6.1 列举常见的不可再生能源和可再生能源。
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。
例 了解太阳能、风能、氢能等能源的开发对可持续发展的意义。
活动建议
（1）列举太阳能在地球上转化为其他形式能量的实例。
（2）查阅资料，举办小型研讨会，讨论能源利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨可采取的应对措施。
（3）查阅资料，了解我国新能源汽车的发展概况。
（4）了解有关提倡低碳生活的信息，调查当地使用的主要能源及其对当地经济和环境的影响，提出开发当地可再生能源的建议。
内容要求
1.3.2 知道原子是由原子核和电子构成的，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。
例1 用图形、文字或语言描述原子的核式结构模型。
1.3.4 了解物质世界的大致尺度。
例2 设计表格，按空间尺度大小的顺序排列一些从宏观到微观有代表性的物体（如银河系、太阳系、地球、人、原子、原子核、夸克等）。
例3 了解一些典型天体、粒子寿命的时间尺度。
3.6.2 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
例4 了解处理核废料的常用方法。
活动建议
查阅资料，了解受控核聚变（人造太阳）的研究进展，了解我国在这方面的研究成就。
情境素材建议
与能量守恒与可持续发展相关的素材：讨论和分析我国古代的一些机械，列举不同历史时期人类利用的主要能源。
【本章知识结构】
知识点一
电磁波及其应用（10年10考）
产生 导线中变化的________在空间激起（产生）电磁波
传播 电磁波在真空中的传播速度与光速相同，约是__________m/s，其传播__________介质。光也是一种电磁波
描述 电磁波的波速（c）、波长（λ）、频率（f）之间的关系：c＝λf。在波速一定时，电磁波的频率越高，其波长越______
电流
3×108
不需要
短
1．电磁波
不同频率范围的电磁波 应用 传递能量 微波炉、红外线烘烤食物、紫外线消毒、激光手术、γ射线治疗、太阳能等
传递信息 广播、电视、移动通信、微波通信、卫星通信、光纤通信等
2．现代通信方式
移动通信 手机既是无线电（电磁波）发射台又是无线电接收台。手机与其他用户的通话需要依靠基站转接
卫星通信 用通信卫星作为微波通信的中继站进行通信。在地球的周围均匀地配置_____颗相对于地球________的同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面
光纤通信 激光在光导纤维中传播是利用光的________。光的频率
高于无线电波，可以携带更______的信息。光纤
通信容量大，衰减小，抗干扰能力强，保密性好
3
静止
反射
多
知识点一
1．【电磁波波速、频率与波长的关系】无线电波、红外线、紫外线（见右侧表中图）在真空中传播的速度________（选填“相同”或“不同”）；这三种电磁波中，频率最高的是___________，波长最长的是____________。
相同
紫外线
无线电波
2．【电磁波与声波的应用辨析】电磁波与声波都属于波，都能传递信息和能量。下列应用中属于利用声波的是________，属于利用电磁波的是__________。（均选填序号）
①B超　②汽车导航　③夜视仪　④X射线检查身体　⑤倒车雷达
①⑤
②③④
知识点二
能源与可持续发展（10年8考，除2017、2016年）
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____________________。
2．能源的分类
煤、石油、天然气
分类方式 类型 定义
能否从自然界直接获得 ________能源 可以直接从自然界获得的能源
二次能源 必须通过消耗________能源才能得到的能源
一次
一次
注意　可再生能源与不可再生能源均需从自然界获得，因此均属于一次能源；二次能源无法直接从自然界获取，因此不区分可再生与不可再生。
分类方式 类型 定义
可否再生 可再生________ 可以在短期内从自然界得到补充的能源
____________能源 不能在短期内从自然界得到补充的能源
是否环保 清洁能源 使用时对环境没有污染或污染较小的能源
能源
不可再生
3．获得核能的途径及应用：
核裂变
原子弹
核聚变
氢弹
4．太阳能
来源 太阳能来自太阳内部氢核的________反应
利用 光热转换：太阳能集热器把太阳能转化为______能
光电转换：太阳能电池把太阳能转化为______能
光化转换：植物通过光合作用，把太阳能转化为________能
优点 分布广阔、长久供应、便于获取、清洁无污染
5．能源利用面临的挑战：物理学研究表明，能量的转化和转移具有________性。我们所能利用的能源是________的，所以要节约能源。
聚变
内
电
化学
方向
有限
知识点二
3．【能源分类】下列属于二次能源的是________；属于可再生能源的是______________；属于不可再生能源的是____________；属于清洁能源的是__________________。（均填序号）
①太阳能　②风能　③水能　④煤　⑤石油　⑥天然气　⑦地热能　⑧潮汐能　⑨电能　⑩柴油　 核能
⑨⑩
①②③⑦⑧
④⑤⑥
①②③⑦⑧⑨
知识点三
微观世界与宏观宇宙（10年4考，2025、2022、2020、2018年考）
1．微观粒子的结构与空间尺度（如图1）：
图1
2．宏观世界的尺度：宇宙>银河系>太阳系>地球>月球。
知识点四
材料的物理属性及应用（10年8考，除2025、2024年）
1．材料的物理属性及其应用实例（新课标要求）
物理属性 分类 特点 材料/应用举例
导热性 热的良导体 容易导热 锅具、电熨斗的底板用金属制成
热的不良导体 不容易导热 铁锅的手柄用木材或橡胶制成、双层玻璃中的空气层隔热等
导电性 绝缘体 不容易导电 导线的绝缘层、电工手套用橡胶制成、高压输电线路上的绝缘子用陶瓷材料制成等
导体 容易导电 导线常用铜、铝等金属制成
物理属性 分类 特点 材料/应用举例
导电性 半导体 导电性介于导体和绝缘体之间 具有单向导电性的二极管、各类传感器、集成电路等用锗、硅等半导体材料制成
超导体 一定条件下电阻为零 超导磁悬浮列车、超导计算机、超导磁约束核聚变装置等；未来可用于远距离输电
弹性 受力时发生形变，不受力时恢复原状的性质 皮筋、弹簧、跳水用的助跳板、撑竿跳高用的撑竿、机器上减震的脚垫等用弹性好的材料制成
磁性 吸引铁、钴、镍等物质的性质 永磁体、磁卡、磁盘、磁带、机械硬盘等用铁、钴或镍的合金等制成
知识点四
4．【材料的物理属性和应用】（2024常州）西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料，弹性好、韧性好（不易断裂）、绝缘性好、隔热性好、耐高温。这种材料不宜用来制作 （　　）
A．沙发垫 B．电工手套
C．消防服 D．炒菜锅
D
考点
电磁波及其应用（10年10考）
1．（2023，20题节选）我省农业已进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。北斗导航系统是利用________波传递信息的。
2．（选择题改判断题）对的打“√”，错的打“×”。
（2018，10题A）光纤通信是利用光的反射传递信息的 （　　）
电磁
√
考点
能源与可持续发展（10年8考）
3．（2025，1题）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：____________________。
4．（2024，4题节选）我国大力发展水力发电。水能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
电
风能（或潮汐能）
可再生
5．（2019，1题）为了保护地球，人们一直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：________________ ____，并写出其在生产、生活中的一项应用：______________________ _____。
6．（2022，7题）科普小组的同学调查了我省不同类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是 （　　）
A．小浪底水电站　　 B．孟津风力电站
C．郑州燃气电站 D．博爱光伏电站
太阳能（或风
C
能）
太阳能电池（或风力发
电）
7．（2021，14题）（双选）黄河小浪底水利枢纽工程具有防洪、发电、调沙等多项功能。下列说法正确的是 （　　）
A．按照能源分类，水能是可再生能源
B．水力发电机的工作原理是电磁感应
C．水从高处下落的过程中，动能转化为重力势能
D．随着科技发展，水电站的能源利用率可达100%
AB
考点
微观世界与宏观宇宙（10年4考）
8．（2025，7题）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
D
9．（2022，14题）（双选）从“嫦娥五号”采回月球样本到“天问一号”成功登陆火星，我国在航天领域取得了辉煌成就，为人类太空探索做出了重要贡献。下列说法正确的是 （　　）
A．“天问一号”的电磁波信号比“嫦娥五号”的电磁波信号传播速度大
B．银河系、太阳系、火星、“天问一号”是按照尺度由大到小排列的
C．“嫦娥五号”比“天问一号”离开地球的距离更远
D．“嫦娥五号”和“天问一号”相对太阳都是运动的
BD
10．（2020，9题）随着科学技术的进步，我国在航天领域取得了举世瞩目的成就，对宇宙的探索在不断深入。以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是 （　　）
A．执行导航任务的北斗系列卫星
B．月球上行走的“玉兔”月球车
C．在轨运行的“天宫二号”空间站
D．“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星
D
考点
信息、能源与材料（10年10考）
11．（2024，13题）（双选）中国空间站持续开展空间科学实验，为人类探索宇宙奥秘贡献了中国智慧。下列说法正确的是 （　　）
A．飞船与空间站对接后，相对于空间站是静止的
B．航天员太空授课是利用超声波与地面传递信息
C．空间站离地球的距离，比月球离地球的距离更近
D．空间站上的太阳能电池板将太阳能转化为内能
AC
12．（2023，12题）（双选）近年来，我国在科技领域取得了辉煌的成就，下列说法正确的是 （　　）
A．中国空间站利用的太阳能属于可再生能源
B．华龙一号核电机组利用的是核裂变释放的能量
C．复兴号动车组控制系统中的芯片由超导体制成
D．奋斗者号潜水器从海底采集的岩石到海面后质量变大
AB
13．（2021，11题）近年来，我国在科技领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是 （　　）
A．“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量会变大
B．“奋斗者号”潜水器用钛合金做外壳，利用其导电性好
C．“天和号”核心舱升入太空后，与地面通过电磁波联系
D．“国和一号”核电机组发电，利用的是核聚变释放能量
C

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