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精讲册
第十五章 信息 能源 材料
一级主题 二级主题 内容要求
物质 物质的 属性 1.2.1　通过实验，了解物质的一些物理
属性，如弹性、磁性、导电性和导热性
等，能用语言、文字或图表描述物质的
物理属性
1.2.4　了解关于物质属性的研究对生产
生活和科技进步的影响
一级主题 二级主题 内容要求
运动和
相互作用 电和磁 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
　　情境：某部科幻片中描述了太阳即将膨胀，最终会
吞没太阳系。地球上的人类构思了各种生存计划：其一
是“数字生命计划”，该计划是制造出一种强大的量子计
算机，希望使人类在数字世界得到永生；其二是“移山
计划”，在月球上安装行星发动机“放逐月球”，在地球
上安装行星发动机实现停转以及离开太阳系前往新的家
园。通过该影片，我们能认识到信息、能源和材料的重
要性。
1. 电磁波的用途非常广泛，例如：医生用γ射线做
脑手术；用X光片判断是否骨折；电视机、空调等的遥
控器都是红外遥控。微波在通信领域、日常生活中大显
身手。至于无线电波，收音机、电视、飞机和舰船上的
雷达可都少不了它。光、无线电波、微波和X射线是不
同形式的电磁波，不同类型的电磁波都以相同的速度在
真空中传播，它们的频率与波长的关系
是v＝fλ，其中v＝c。请计算出频率为
600 Hz的无线电波与频率为2 400 MHz
的手机信号的波长。
解：c＝3×108 m/s，f1＝600 Hz，f2＝2 400 MHz，
则波长λ1＝＝＝5×105 m，
λ2＝＝＝0.125 m。
1.电磁波
（1）电磁波：导线中电流的 是产生电磁波的
核心原因。
电磁波谱： 、X射线、紫外线、可见光、
、微波、无线电波。电磁波特性：波传播的快慢
用 描述；波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离；频率为波周期性变化的次数与时间之比。电磁波
在真空中传播的速度约为 m/s。
变化　
γ射线　
红
外线　
波速　
3.0×108　
（2）电磁波应用。
①电磁波频率越 ，波长越短，运载的信息容量
越大；
②广播、电视、卫星和移动通信都是靠 传递
信息。
高　
电磁波　
（3）光纤通信：光信号在光纤中不断 射，适合
远距离大容量传输信息。（如图所示）
反　
2.新一代“人造太阳”（HL一2M）装置是我国目前
规模最大的受控核聚变托卡马克装置。核聚变主要原料
是氘，1 L海水中含有3.4×10－3 kg 的氘，其在核聚变反
应中释放出的能量相当于300 L汽油完全燃烧所释放的
能量。求1 L海水中的氘在核聚变反应中释放出的能
量。（ρ汽油＝0.71×103 kg/m3， q汽油＝4.6×107 J/kg）
解：V汽油＝300 L＝0.3 m3，m汽油＝ρ汽油V汽油＝0.71×
103 kg/m3×0.3 m3＝213 kg。这些汽油完全燃烧所释放的热量Q汽油＝m汽油q汽油＝213 kg×4.6×107 J/kg＝9.798×
109 J。由题意可知，Q核＝Q汽油＝9.798×109 J。
2.能源
（1）像 能、风能、水能等，这类可以长期提
供或可再生的能源属于可再生能源；像煤、石油、天然
气、铀矿等，这类一旦消耗就很难再生的能源属于
能源。
（2）能源与可持续发展：①提高能源的利用率，减少
对环境的破坏；②开发利用新能源。
太阳　
不
可再生　
①核裂变：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核
反应。应用有原子弹、 等；
②核聚变：较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核
反应。应用有氢弹、“人造太阳”等。
核能发电站　
（3）核能。
3.根据材料的导电性能，材料可以分为 、
半导体和 三大类。半导体在常温下具有有限
的导电性，其导电性可通过外界条件改变，而超导体在
极低温度下表现出零电阻和完全抗磁性的特性。请将超
导体与半导体与其对应的应用领域进行连线。
导体
绝缘体　
3.材料的开发与利用
（1）材料的物理性质：导热性、导电性、磁性、密
度、比热容、弹性、硬度、延展性等。
（2）开发新材料。
①超导材料应用；
②纳米材料：合成材料的基本单元大小限制在1 nm～
100 nm范围内，大大提高材料的强度、硬度、磁性等。
电磁波
1. （2025·漳州模拟）为了考试的公平公正，考场上常
使用手机信号屏蔽器，如图所示，该屏蔽器在工作过程
中屏蔽的是（　B　）
A. 超声波 B. 电磁波
C. 机械波 D. 次声波
B
2. （2024·枣庄）“智能手环”是一种穿戴式智能设备，具
有计步统计、语音助手等功能。“智能手环”利用
将数据无线传输到手机，其在真空中的传播速度
为 m/s。
电磁
波　
3.0×108　
能源
3. （2025·福建）下列选项中，属于可再生能源的是
（　C　）
A. 煤
B. 核能
C. 风能
D. 天然气
C
4. （2025·漳州模拟）2025年1月20日中国有“人造太阳”
之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造
了新世界纪录，实现1亿摄氏度1 066秒稳态运行，突破
核聚变的控制难题，标志核能源研究重大跨越。关于核
能的利用，下列说法中正确的是（　B　）
B
A. 核能是属于可再生能源
B. 核聚变反应中，核能转化为内能
C. 核聚变和核裂变的原料是相同的
D. 核聚变反应中，核能转化为化学能
5. （2024·兰州）2024年4月至10月，世界园艺博览会在成
都举行。本届世园会主题为“公园城市，美好人居”，秉持
“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不
正确的是（　D　）
D
A. 园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B. 园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C. 园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D. 因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
材料
6. （2025·福建）空间站中，发光二极管为金鱼藻提供
光照，其主要材料属于（　B　）
A. 导体
B. 半导体
C. 绝缘体
D. 超导体
B
7. （2024·绥化）下列有关导电性能及材料应用的说法
中正确的是（　A　）
A. 硬币、钢尺、订书钉都是导体
B. 铅笔芯、橡皮、塑料吸管都是绝缘体
C. 超导体可用于制作电炉子的电热丝
D. 半导体具有良好的导电性
A
8. （2024·凉山州）如图所示是我国自主研发的一款高
性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。制
作该处理器需要 （选填“半导体”或“超导
体”）材料，该处理器正常工作时，相当于电路中的
（选填“电源”或“用电器”）。
半导体　
用电器　

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