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第24课时　电磁波、能源
【本课时知识结构】
过 基 础
1．电磁波的产生：变化的________在空间激起(产生)电磁波。
2．电磁波的传播(如图1所示)：
电流
知识点　 　电磁波及其应用
图1
(1)波长：邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作________。
(2)频率：电磁波频率的单位是____________。常用的单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。1 MHz＝103 kHz，1 kHz＝103 Hz。
(3)波速：真空中电磁波的波速为c，目前公认的数值是c＝2.997 924 58×108 m/s≈_________m/s。真空中电磁波的波速与______的传播速度相同。
波长
赫兹(Hz)
3×108
光
注意　1．电磁波的传播不需要介质，即电磁波能在真空中传播。
2．电磁波的波长和频率的关系：波长越长，频率越低。
3．电磁波家族：如图2，电磁波按频率划分有无线电波、_______、可见光、__________、X射线、γ射线等。
图2
红外线
紫外线
注意　1．电磁波的频率：无线电波＜红外线＜可见光＜紫外线＜X射线＜γ射线。
2．无线电波属于电磁波，微波是无线电波中的一段波。
3．光也是一种电磁波，可见光的频率：红光＜橙光＜黄光＜绿光＜蓝光＜靛光＜紫光。
4．电磁波的应用
(1)电磁波能传递________：广播、电视、移动电话、卫星通信、光纤通信。
①广播、电视和移动通信：用__________发射和接收信息。
②卫星通信：用通信卫星作为________通信的中继站进行通信。在地球的周围均匀地配置_____颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面。
信息
电磁波
微波
3
③光纤通信：如图3，光在光导纤维(简称光纤)中传播利用了激光的________(选填“直线传播”“反射”或“折射”)。由于光的________很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。
反射
(2)电磁波能传递________：太阳能热水器将太阳能转化为内能、微波炉用电磁波加热食品。
图3
频率
能量
1．能源的利用
(1)化石能源：由千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的能源，如煤、________、天然气等。
石油
知识点　 　能源与可持续发展
(2)能源的分类
分类标准 类型 定义 实例
是否 可再生 不可再生能源 不能在________内从自然界得到补充的能源 煤、石油、天然气、核能等
可再生能源 可以在短期内从_________中得到补充的能源 柴薪、太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能等
短期
自然界
(2)能源的分类
分类标准 类型 定义 实例
来源 一次能源 可以________从自然界中获得的能源 煤、石油、天然气、核能、柴薪、太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能等
二次能源 必须通过消耗________能源才能得到的能源 电能、汽油、煤油等
直接
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；二次能源不能区分可再生与不可再生。
(3)能源危机：能量是______的，但能量的转化和转移是有_______ 的；可供利用的能源是________的，所以要节约能源。
守恒
方向性
有限
2．新能源的发展
(1)核能
①原子结构：如图4，分子是由_______构成的，原子由带正电的________和带负电的______组成。原子核由________和中子组成，________不带电。
②核能：质量较大的原子核发生________或者质量较小的原子核相互________，就有可能释放出惊人的能量，这种能量就是核能。
原子
原子核
电子
质子
中子
分裂
结合
图4
③释放核能的方式：核________和核________。
核裂变 核聚变
定义 质量较______的原子核分裂成质量较______的原子核的过程 质量很______的原子核结合成质量较______的原子核的过程
应用及链式反应是否可控 原子弹：不可控链式反应 核反应堆：可控链式反应 氢弹：不可控链式反应
中国科学院建造的环流器EAST：可控链式反应
裂变
聚变
大
小
小
大
④核电站：利用可控的核________释放的核能发电，发电原理如图5。
裂变
图5
内
机械
电
(2)太阳能
①太阳能来自于太阳内部的核________，化石能源的能量来自于________的辐射。
聚变
②直接利用太阳
能的三种方式
(3)风能、海洋能都属于新能源。
太阳
内
电
化学
过 易 错
易错点　 　不会比较电磁波的波速、波长、频率
例1　(2025增城区一模)某光纤通信利用了波长为1 310 nm的“光”通过光导纤维进行传输信息，各色光在真空中的波长和部分电磁波的频率如图6所示，光纤通信用的“光” (　　)
A．频率比紫光的小
B．波长比红光的短
C．在真空中传播的速度为340 m/s
D．在真空中传播的速度比紫光的大
A
图6
【解析】A．紫光的波长范围约为400～430 nm，光纤通信用的“光”的波长为1 310 nm，波长越长，频率越小，所以光纤通信用的“光”的频率比紫光的小，故A正确；B．红光的波长范围约为630～760 nm，1 310 nm大于红光的波长范围，所以光纤通信用的“光”的波长比红光的长，故B错误；CD．所有光在真空中的传播速度都相同，都是3×108 m/s，所以光纤通信用的“光”在真空中传播的速度与紫光的相同，故C、D错误。故选A。
1．各种电磁波在真空中的传播速度都相等，约为3×108 m/s。
2．在同一段电磁波谱中，电磁波邻近的两个波峰(或波谷)的距离越近，波长越短，频率越大。
易错点　 　无法区分一次能源与二次能源
例2　下列能源中，属于二次能源的是 (　　)
A．水能　 B．风能
C．电能　 D．太阳能
C
一次能源可以直接从自然界中获得，二次能源必须通过消耗一次能源才能得到。
易错点　 　混淆可再生能源与不可再生能源
例3　下列能源中，属于可再生能源的一组是 (　　)
①太阳能　②天然气　③石油　④水能　⑤核能　⑥柴薪　⑦电能　⑧煤
A．①④⑤　 B．②④⑦
C．①④⑥　 D．③⑤⑧
C
可再生能源和不可再生能源的共同点是“直接来自于自然界”，区别是“能否在短期内得到补充”。电能不满足“直接来自于自然界”，所以电能不是可再生能源。
过 考 点
考点　 　电磁波
1．(2025广州)某广播电台发射频率为1.027×108 Hz的电磁波，根据图7信息，该电磁波属于 (　　)
A
图7
A．无线电波　　B．红外线　　C．紫外线　　　D．γ射线
【解析】已知该电磁波的频率为1.027×108 Hz，由题图可知，该频率小于1010 Hz，即该电磁波属于无线电波，故A符合题意。故选A。
2．(2025从化区一模)图8甲是利用射电望远镜，通过收集太空中3.75×1010 Hz的亚毫米波段电磁波进行记录最后生成的黑洞照片，图乙是电磁波家族。下列说法正确的是 (　　)
D
A．亚毫米波段电磁波属于可见光
B．亚毫米波段电磁波的频率高于紫外线
C．亚毫米波段电磁波的传播需要介质
D．真空中亚毫米波段电磁波和可见光的传播速度相同
图8
【解析】AB．由题图乙可知，3.75×1010 Hz的亚毫米波段的电磁波不属于可见光，频率低于紫外线，故A、B错误；C．亚毫米波属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，故C错误；D．真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光的传播速度相同，均为3.0×108 m/s，故D正确。故选D。
3．(2025大石富丽中学二模)图9是一台收音机的屏板，当指针(图中黑块)向右调时，下列说法正确的是 (　　)



①所接收电磁波的波长变长但波速不变　②所接收电磁波的波长变小　③所接收的电磁波在真空中传播得比蓝光快　④所接收的电磁波在真空中的波速不变
A．①③　　　B．①④　　　C．②④　　　D．②③
C
图9
【解析】①②，向右移动指针时，频率增大，波长变小，故①错误、②正确；③④，电磁波在真空中的传播速度是定值，保持不变，故③错误、④正确。故选C。
4．(2025广雅中学二模)图10为广播电台的发射塔，其发射的信号频率比红光的频率低，则以下说法正确的是 (　　)
D
图10
A．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340 m/s
D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
5．我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它利用电磁波传递________；利用微波炉加热食物，说明电磁波具有________。
信息
能量
考点　 　能源
6．(2024广州)了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是(　　)
A．煤炭、沼气　 B．石油、潮汐能
C．风能、水能　 D．柴薪、天然气
C
7．核电站发电流程如图11所示，下列说法中正确的是 (　　)
D
A．核能属于可再生能源
B．核电站发电是将核能直接转化成电能
C．核电站利用核反应堆通过可控核聚变释放核能
D．核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
图11
8．关于能源，下列说法错误的是 (　　)
A．电能是可再生能源
B．核能是一次能源
C．核能、潮汐能和地热能，都是新能源
D．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
A
9．(2025广州节选)如图12所示的“风光互补”路灯，其太阳能电池板和风力发电机产生的电能，输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。工作时，风力发电机将______能转化成电能，太阳能电池板将________能转化成电能，风能和太阳能是__________ (选填“可再生”或“不可再生”)的________(选填“一次”或“二次”)能源。
风
图12
太阳
可再生
一次
跨学科实践
10．为节约能源设计方案。
【项目提出】
随着人们生活水平的提高，消耗的能源越来越多，虽然自然界的能量是守恒的，但是由于能量的转化和转移具有________性，因此可利用的能源在减少，能源危机加重。为了节约能源，小明从家庭入手，制订节约能源的方案。
【项目分析】
小明家中利用的能源主要有三种，一是家用电器消耗______能，二是煮饭的燃气灶和烧水的燃气热水器消耗__________，三是汽车和摩托车主要消耗汽油，要节约能源可以从这三个方面入手。
方向
电
天然气
【项目实施】
(1)调查后统计的数据如下：
能源用途 采暖 做饭 生活热水 空调 其他电器 交通
能源名称 天然气 电 汽油
能源类型 属于________(选填“可”或“不可”)再生能源 属于______(选填“一”或“二”)次能源 属于__________
(选填“清洁”或“非清洁”)能源
改进方法 选用太阳能热水器，利用________能加热水 选用节能等级较高的电器 选用电动汽车
不可
二
非清洁
太阳
(2)夏季空调耗电最多，是因为空调属于大功率用电器，且工作时间较长，为节能环保，国务院办公厅规定公共建筑夏季空调温度设置不______(选填“高”或“低”)于26 ℃。房间不能长时间保持恒定的温度，是因为房子的隔热性______(选填“好”或“差”)，因此选择隔热材料装修房屋的墙壁可以节约空调所用电能。
低
差
【交流合作】
小明选择了几种常用的保温材料，下表是其参数：
项目 1号 2号 3号
聚氨酯泡沫 聚苯乙烯泡沫 岩棉
传热系数W/(m·K) 0.022 0.041 0.065
防火性能 阻燃B1级 阻燃B1级 不燃A级
吸水性 ≤0.8% ≤0.2% ≤5%
隔音性 好 好 一般
最高使用温度 75 ℃ 65 ℃ 600 ℃
(1)外墙保温材料如果脱落会造成危险，所以应该选密度较______的材料。同学们观察发现表格中缺少密度信息，于是需要测量材料的________和________来计算材料的密度。
(2)小滨同学的叔叔家在陕北，他打算给自建房外墙安装保温材料，因为陕北冬季气温低且年降水量少，所以他选择外墙保温材料时应优先考虑____________(选填“传热系数”或“吸水性”)，所以他选择表格中的_____号保温材料比较合适。(注：传热系数越大，保温性能越差)
小
质量
体积
传热系数
1
参考答案
过基础
知识点1　1．电流
2．(1)波长　(2)赫兹(Hz)　(3)3×108　光
3．红外线　紫外线
4．(1)信息　①电磁波　②微波　3　③反射　频率
(2)能量
知识点2　1．(1)石油　(2)短期　自然界　直接　一次
(3)守恒　方向性　有限
2．(1)①原子　原子核　电子　质子　中子
②分裂　结合　③裂变　聚变　大　小　小　大
④裂变　内　机械　电
(2)①聚变　太阳　②内　电　化学
过易错
例1　A　【解析】A．紫光的波长范围约为400～430 nm，光纤通信用的“光”的波长为1 310 nm，波长越长，频率越小，所以光纤通信用的“光”的频率比紫光的小，故A正确；B．红光的波长范围约为630～760 nm，1 310 nm大于红光的波长范围，所以光纤通信用的“光”的波长比红光的长，故B错误；CD．所有光在真空中的传播速度都相同，都是3×108 m/s，所以光纤通信用的“光”在真空中传播的速度与紫光的相同，故C、D错误。故选A。
例2　C
例3　C
过考点
1．A　【解析】已知该电磁波的频率为1.027×108 Hz，由题图可知，该频率小于1010 Hz，即该电磁波属于无线电波，故A符合题意。故选A。
2．D　【解析】AB．由题图乙可知，3.75×1010 Hz的亚毫米波段的电磁波不属于可见光，频率低于紫外线，故A、B错误；C．亚毫米波属于电磁波，电磁波的传播不需要介质，故C错误；D．真空中亚毫米波段电磁波的传播速度和可见光的传播速度相同，均为3.0×108 m/s，故D正确。故选D。
3．C　【解析】①②，向右移动指针时，频率增大，波长变小，故①错误、②正确；③④，电磁波在真空中的传播速度是定值，保持不变，故③错误、④正确。故选C。
4．D　5．信息　能量　6．C　7．D　8．A
9．风　太阳　可再生　一次
跨学科实践
10．【项目提出】方向
【项目分析】电　天然气
【项目实施】(1)不可　二　非清洁　太阳　(2)低　差
【交流合作】(1)小　质量　体积　(2)传热系数　1

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