资源简介

模块三 电学
第19讲 信息与能源 材料 宇宙 物理学史【讲义】
（2-3分）（原卷版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
考向01 电话的工作原理 4
考向02 模拟信号与数字信号 6
考向03 电磁波的发射及应用 6
考向04 现代通讯技术 7
考向05 能源与可持续发展 8
题型归纳、技巧点拨 23
考向01 能源及其分类 15
考向02 核能及其利用 16
考向03 太阳能的来源 17
考向04 太阳能的利用 18
考向05 可再生能源与不可再生能源 19
考向06 能源与可持续发展 20
考点内容 课标要求 命题预测
电话机的工作原理 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 《信息传递》与《能源与可持续发展》是学生了解性的内容，在教学中常冠以“了解”、“认识”。故对本单元的考题在中考试卷中会出现相应的内容，但所占分值一般不高，一般会在1分-3分之间。 本单元常见考点主要集中在电磁波及其应用、能源及其分类、核能及其应用、太阳能及其应用、可再生与不可再生能源以及可持续发展等
模拟信号和数字信号
电磁波的产生和利用
现代通讯技术
能源及其分类 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；知道核能的特点和核能的利用可能带来的问题
核能及其利用
太阳能的来源 列举常见的不可再生能源和可再生能源；了解节约能源与可持续发展的重要性，培养学生为可持续发展做贡献、将科学服务于人类的使命感；从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性
太阳能的利用
可再生能源与不可再生能源
能源与可持续发展
清单01 基本概念
一、现代顺风耳—电话
二、电磁波的海洋
1.电磁波
2.电磁波家族及电磁波的应用
（1）电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
（2）无线电波
①定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
②特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。
三、广播、电视和移动通信
1.广播、电视和移动通信
2.电视信号的发射和接收过程可以用框图表示
3.广播、电视、移动电话信号传递的异同
相同点 不同的
载体 发射过程 接收过程 信号形式 载体电磁波的特点 发射和接收设备
广播 电磁波 信号转换、调制、天线发射 天线接收、调谐、解调 音频信号 频率最小 广播电台发射、收音机接收
电视 音频信号和视频信号 频率较小 电视台发射、电视机接收
移动 电话 各种形式的信号 频率最大 移动电话发射、接收，基地台转接
四、越来越宽的信息之路
五、能源
1.能源：一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。
2.常见能源
（1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是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，所以称为化石能源。
（2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。
（5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。
（6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。
3.能源的分类
能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。
（1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。
（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等。
4.能源危机
（1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。
（2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。
5.开发利用新能源
已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。
六、核能
1.原子的结构
（1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。
（2）原子核几乎集中了原子的全部质量。
（3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。
（4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。
2.核能
（1）质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。
（2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。
3.裂变
用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
4.链式反应
（1）类比理解链式反应
将火柴搭成图甲所示的结构，点燃第一根火柴会引燃两根火柴，接着会引燃四根火柴…
甲 乙
（2）链式反应
如图乙所示，一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。
5.裂变的利用
（1）核电站
①核反应堆及核电站的工作原理
如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。
②核反应堆中的能量转化
③核电站的特点
a.消耗的热量少，产生的能量巨大；
b.产生废渣少，对大气基本无污染；
c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。
（2）原子弹
链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。
6.聚变（热核反应）
将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。
（1）聚变的应用
大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。
（2）可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点
1）燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。
2）不污染环境，是一种真正的清洁能源。
（3）裂变与聚变的比较
比较 裂变 聚变
定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程
条件 用中子轰击较大的原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制
应用 原子弹、核电站 氢弹
（4）核能的特点
核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。
核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。
选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。
七、太阳能
1.太阳能的产生—氢核聚变：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说，太阳是一个巨大的“核能火炉”。
2.太阳能的传递—热辐射：太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面。太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
3.太阳的寿命：太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年，目前它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。可以说，太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。
4.太阳是人类能源的宝库：地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能，所以说太阳是人类的能源宝库。
（1）化石能源的形成
远古时期的陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油（如图所示）。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。也就是说，化石能源间接地来源于太阳能。
（2）地球上的风能、水能（江、河湖泊等水体）、生物质能的来源
地球上的风能、水能、生物质能等都来自于太阳能。
1）风能的形成：由于太阳照射到地球时，地面上各个位置受热不均匀，空气的冷暖程度就不一样。暖空气膨胀变轻后上升，冷空气变冷后变重下降，这样冷暖空气流动形成了风。风能来源于太阳能。
2）水能的形成：地表水在太阳的照射下，吸热蒸发变成水蒸气上升到高空中，液化形成的小水滴悬浮在高空中形成云；云中的小水滴聚集，凝结成大水滴下落形成雨，雨滴降落到地面汇入江、河、湖海中而流动，从而有了水的动能。水能来源于太阳能。
3）生物质能的形成：植物通过光合作用将太阳能以化学能的形式存储在植物体内，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。生物质能来源于太阳能。
可见，人类利用风能、水能、生物质能等其实都是间接地利用太阳能。
5.太阳能的利用：太阳能的利用就是将太阳能转化为其他形式的能。
（1）太阳能的间接利用
由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。
（2）太阳能的直接利用：目前直接利用太阳能方式主要有：一种是光热转换，一种是光点转换。
1）光热转换
通过集热器直接利用太阳能进行加热，直接把太阳能转化为内能加以利用。例如，生活中的太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等。
太阳能热水器 太阳能灶
2）光电转换
光电转换是把太阳能转化为电能再加以利用，一般是通过太阳能电池来实现的。能将光能直接转化为电能的太阳能电池可作为人造卫星、航标灯、交通信号灯、晶体管收音机等的电源。现在不少城市大规模使用的太阳能路灯也是依靠太阳能电池来工作的。
6.太阳能的优缺点：能直接利用太阳能作为一种新能源，有一定的缺点，但具有其他能源不可比拟的优点。
优点 清洁无污染 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染
分布广、获取方便 太阳能分布广，不需要挖掘、开采和运输
持久、可再生 太阳能取之不尽用之不竭，太阳能内部的热核反应还足以持续50亿年之久，是人类可以利用的最丰富的新能源
缺点 分散 太阳能到达地球上时非常分散，接收装置需要有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价
不稳定 太阳能的利用受天气、昼夜、地理位置的影响很大，而且还必须有储存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使经济效益降低
转换效率低 太阳能的转换效率较低
八、能源与可持续发展
1.人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面：
热污染 化石能源在使用中产生大量的内能，其中未被利用的能量会造成热污染。例如，汽车尾气就是造成城市热岛效应的因素之一。
大气污染 化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构建造成危害。
温室效应 使用化石能源的过程中会产生大量的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，进一步加剧地球的温室效应。
生态破坏 一些欠发达地区过分依赖柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。
有害辐射 核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害。
2.能源与可持续发展
为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。
3.不可再生能源和可再生能源
种类 概念 常见能源
不可再生能源 化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短时间内总自然界得到补充，这类能源成为不可再生能源 煤、石油、天然气、核能
可再生能源 风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到，这类能源成为可再生能源 风能、水能、太阳能、生物质能
4.未来的理想能源
未来的理想能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规能源，必须满足一下四个条件：
（1）必须满足够丰富，可以保证长期使用；
（2）必须满足够便宜，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）必须满足安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
目前新能源的利用技术还不够成熟，还不能完全替代化石能源，如太阳能、核能的开发利用等，另外有可能还存在没有被人类发现的新能源，亟待人们去开发、利用。
清单04 典例清单--举一反三
【典例1】信息与粒子
【典例1】（2025·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X光不是电磁波
【变式1-1】（2025·上海）在太阳系中，月球是地球（　　）。
A. 行星 B. 恒星 C. 卫星 D. 彗星
【变式1-2】（2025·武威等）深空探测器的电子系统容易受太空中带电粒子的干扰，下列粒子中不会因带电对电子系统产生干扰的是（ ）。
A 电子 B. 中子 C. 质子 D. 原子核
【变式1-3】（2025·苏州）如图，2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭受到向上的推力______重力，加速上升；火箭与飞船分离过程中，火箭相对于飞船是______的；火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过______的方式改变内能的；飞船进入轨道后，利用______传输信号与地面联系。
【典例2】能源
【典例2】（2025·扬州）《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案（2025—2030年）》明确重点发展可再生能源制氢。下列属于可再生能源的是（ ）
A. 风能 B. 石油 C. 天然气 D. 核燃料
【变式2-1】（2025·乐山）关于能源和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 电能是一次能源
B. 核电站是利用聚变的链式反应发电的
C. 5G通信利用电磁波传递信息
D. 电视机遥控器发出的红外线不属于电磁波
【变式2-2】（2025·湖南省）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的___________效应；还可以在线路表面涂上光热材料，吸收太阳辐射融冰，其中太阳能属于___________再生能源。
【变式2-3】（2025·泸州）中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　）
A. 白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能
B. “天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系
C. 中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源
D. 中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变
01 电话工作原理
01.动圈式话筒的结构如图，它工作时：
①线圈运动能产生随着声音的变化而变化的电流；
②与膜片相连的线圈随之一起振动；
③人唱歌或说话产生的声音使膜片振动；
④变化的电流经过放大后，由扬声器还原为声音。
关于它的原理，排序正确的是（ ）。
A．①②③④ B．②①④③ C．③①④② D．③②①④
02.以下关于电话交换机的说法中，正确的是（　　）。
A. 程控交换机是利用电脑按照输入的程序“见机行事”的；
B. 一台程控交换机只能同时转接两部长途电话；
C. 打电话“占线”说明对方的话机一定在通话中；
D. 电话上的“来电显示”是由用户手机设定的，不需要程控交换机去完成
02 模拟信号与数字信号
03.关于模拟信号和数字信号的下列描述不正确的是（ ）。
A.模拟信号容易丢失一些信息，造成图像和声音的失真；
B.数字信号抗干扰能力强；
C.数字信号一般只包括两种不同的状态；
D.现代电话信息的传输和处理过程已经全部使用数字信号
04.2008年北京奥运会真正实现了“数字北京”、“数字奥运”的口号。关于这两个口号中“数字”的含义，下列说法正确的是（ ）。
A.“数字”表示2008年奥运会在运动场馆、志愿者数量上创造了奥运会历史上新的数字记录；
B.“数字”表示奥运会在2008年举行，是中国人的幸运数字；
C.“数字”表示通过建设各种数字通信的设施，为参与奥运会的人提供方便、快捷的数字信息服务；
D.以上说法都正确
03 电磁波及其应用
05. （2025·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
06.. （2025·陕西省B）如图，是搭载热成像仪和实时图像传输器的防火巡查无人机。其搭载的热成像仪通过物体辐射的___________（选填“红外线”或“紫外线”）检测林场温度并形成图像，图像传输器利用___________（选填“超声波”或“电磁波”）将这些图像传输给操作终端。
04 能源及其分类
07. （2025·绥化）在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核______（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
08.（2025·龙东） 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
05 核能及其利用
09. （2025·自贡）以下说法正确的是（　　）
A. 核电站通过核聚变获得核能 B. 利用半导体材料可以制作二极管
C. 白鹤滩水电站利用不可再生能源发电 D. “神舟二十号”的航天员靠超声波与地面保持联系
10. （2025·成都）能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　）
A. 人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B. 核电站能量转化是将核能直接转化为电能
C. 核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D. 太阳能、水能、风能都是可再生能源
06 太阳能及其应用
11. （2025·凉山州）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。
12. （2025·武威等）小明根据我国古书记载制作了一个冰透镜，并放在太阳下顺利将纸巾点燃，这是利用了冰透镜对阳光有___________作用；小明想到太阳辐射出巨大的光和热，是因为太阳内部发生___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应导致的。
07 能源与可持续发展
13. （2025·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
14. （2025·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
08 粒子、宇宙
15. （2025·广东省）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。
16. （2025·吉林省）下列物体中，空间尺度最大的是（　　）
A. 太阳系 B. 人 C. 原子核 D. 地球
17. （2025·苏州）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）
A. 同种电荷相互吸引 B. 太阳是宇宙的中心
C. 原子核由质子和电子构成 D. 分子处在永不停息的无规则运动中
09 材料
18. （2025·辽宁省）我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是（　　）
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
19. （2025·齐齐哈尔）如图是某新能源智能汽车的仪表盘。若司机没有系安全带，则仪表盘上的LED指示灯亮起。LED是由锗、硅这类材料制成的，这类材料属于______（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。该汽车可以与手机之间实现智能互联，汽车与手机之间是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块三 电学
第19讲 信息与能源 材料 宇宙 物理学史【讲义】
（2-3分）（解析版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
考向01 电话的工作原理 4
考向02 模拟信号与数字信号 6
考向03 电磁波的发射及应用 6
考向04 现代通讯技术 7
考向05 能源与可持续发展 8
题型归纳、技巧点拨 23
考向01 能源及其分类 15
考向02 核能及其利用 16
考向03 太阳能的来源 17
考向04 太阳能的利用 18
考向05 可再生能源与不可再生能源 19
考向06 能源与可持续发展 20
考点内容 课标要求 命题预测
电话机的工作原理 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 《信息传递》与《能源与可持续发展》是学生了解性的内容，在教学中常冠以“了解”、“认识”。故对本单元的考题在中考试卷中会出现相应的内容，但所占分值一般不高，一般会在1分-3分之间。 本单元常见考点主要集中在电磁波及其应用、能源及其分类、核能及其应用、太阳能及其应用、可再生与不可再生能源以及可持续发展等
模拟信号和数字信号
电磁波的产生和利用
现代通讯技术
能源及其分类 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；知道核能的特点和核能的利用可能带来的问题
核能及其利用
太阳能的来源 列举常见的不可再生能源和可再生能源；了解节约能源与可持续发展的重要性，培养学生为可持续发展做贡献、将科学服务于人类的使命感；从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性
太阳能的利用
可再生能源与不可再生能源
能源与可持续发展
清单01 基本概念
一、现代顺风耳—电话
二、电磁波的海洋
1.电磁波
2.电磁波家族及电磁波的应用
（1）电磁波家族及电磁波的应用：各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
（2）无线电波
①定义：电磁波中通常用于广播、电视和移动电话的，频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。
②特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长把无线电波又分成几个波段：长波、中波、短波和微波。
三、广播、电视和移动通信
1.广播、电视和移动通信
2.电视信号的发射和接收过程可以用框图表示
3.广播、电视、移动电话信号传递的异同
相同点 不同的
载体 发射过程 接收过程 信号形式 载体电磁波的特点 发射和接收设备
广播 电磁波 信号转换、调制、天线发射 天线接收、调谐、解调 音频信号 频率最小 广播电台发射、收音机接收
电视 音频信号和视频信号 频率较小 电视台发射、电视机接收
移动 电话 各种形式的信号 频率最大 移动电话发射、接收，基地台转接
四、越来越宽的信息之路
五、能源
1.能源：一般而言，能够提高能量的物质资源都可以叫做能源。煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。
2.常见能源
（1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是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，所以称为化石能源。
（2）生物质能：生物质能是蕴藏在生物质（是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称）中的能量，是绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、利用时间最长的能源，实际上也是化学能的一种。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）风能：自然界中空气的流动所具有的能量。
（5）地热能：地球内部高温熔岩所具有的能量，常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。
（6）电能：电流能以各种形式做功，所以电具有的能量叫做电能。
3.能源的分类
能源从不同角度可以划分为不同的类别。按能源的获取方式，可将能源分为一次能源和二次能源。
（1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源是一次能源，如化石能源（包括煤、石油、天然气）、水能、风能、太阳能、地热能、生物质能以及核能等。其中煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的基本框架。
（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，如电能、酒精、汽油、煤油、焦炭等。
4.能源危机
（1）原因：①化石能源储量并不丰富；②化石能源的开发利用后不能再生。
（2）应对措施：面对目前的能源形式，解决能源问题主要出路有：一是提高能源利用率，做到科学开发，解决使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。
5.开发利用新能源
已探测数据表明，目前作为人类主要的能源的化石能源储量并不丰富，所以，开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开，核能成为主要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能，并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利用为人类的能源问题找到了新的出路。
六、核能
1.原子的结构
（1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。
（2）原子核几乎集中了原子的全部质量。
（3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。
（4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。
2.核能
（1）质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使他们它们分裂或结合极其困难，因此原子核十分牢固。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。释放核能的方式有两种：核裂变、核聚变。
（2）核能是直接从自然界获得的，属于一次能源。核能也属于新能源。
3.裂变
用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
4.链式反应
（1）类比理解链式反应
将火柴搭成图甲所示的结构，点燃第一根火柴会引燃两根火柴，接着会引燃四根火柴…
甲 乙
（2）链式反应
如图乙所示，一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变，释放出核能，同时产生几个新的中子，这几个新的中子又轰击其他铀核，导致其他铀核发生裂变，产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去，参与反应的铀核数量越来越多，释放出巨大的能量。
5.裂变的利用
（1）核电站
①核反应堆及核电站的工作原理
如图所示，控制链式反应的速度，使核能能够缓慢、平稳地释放的装置，叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽，在驱动汽轮机带动发电机发电。
②核反应堆中的能量转化
③核电站的特点
a.消耗的热量少，产生的能量巨大；
b.产生废渣少，对大气基本无污染；
c.核反应会产生危害极大的射线，因而要采取严格的安全措施。
（2）原子弹
链式反应如果不加控制，大量原子核就会再一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。
6.聚变（热核反应）
将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子组成）与氚核（由一个质子和两个中子组成），在超高温下结合成新的原子核-氦核，也会释放出巨大的核能（如图所示），这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此核聚变也称为热核反应。
（1）聚变的应用
大量氢核的聚变，可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比原子弹威力还要大的核武器。迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制条件下进行。科学家经过几十年的艰苦探索，已经取得一定进展，但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能，还要做长期艰苦的努力。
（2）可控核聚变释放的核能作为一种新能源，具有显著的特点
1）燃料丰富且运营成本低，核聚变的燃料之一—氘核在海水中大量存在，足以功全世界使用几百亿年。
2）不污染环境，是一种真正的清洁能源。
（3）裂变与聚变的比较
比较 裂变 聚变
定义 较大的原子核分裂为较小的原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大一种的过程
条件 用中子轰击较大的原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
知否可以控制 可利用核反应堆控制链式反应的速度 目前，核聚变速度还不能认为控制
应用 原子弹、核电站 氢弹
（4）核能的特点
核能的优点 （1）储量丰富，核能总量十分巨大，它能极大地补充人类能源的不足； （2）核燃料能量密集，便于储运； （3）不排放污染气体，不会造成空气污染； （4）不排放二氧化碳气体，不会加重地球温室效应。
核能的缺点 （1）核能属于一次能源，会越用越少； （2）一旦发生核泄漏，会对地球生物造成严重的危害； （3）核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高。
选址及废物处理 （1）核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区； （2）核电站建在离人群较远的地方，避免对人畜造成伤害； （3）核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。
七、太阳能
1.太阳能的产生—氢核聚变：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，所以说，太阳是一个巨大的“核能火炉”。
2.太阳能的传递—热辐射：太阳核心释放的能量向外扩散，可以传送到太阳表面。太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
3.太阳的寿命：太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年，目前它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料。可以说，太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。
4.太阳是人类能源的宝库：地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能，所以说太阳是人类的能源宝库。
（1）化石能源的形成
远古时期的陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油（如图所示）。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。也就是说，化石能源间接地来源于太阳能。
（2）地球上的风能、水能（江、河湖泊等水体）、生物质能的来源
地球上的风能、水能、生物质能等都来自于太阳能。
1）风能的形成：由于太阳照射到地球时，地面上各个位置受热不均匀，空气的冷暖程度就不一样。暖空气膨胀变轻后上升，冷空气变冷后变重下降，这样冷暖空气流动形成了风。风能来源于太阳能。
2）水能的形成：地表水在太阳的照射下，吸热蒸发变成水蒸气上升到高空中，液化形成的小水滴悬浮在高空中形成云；云中的小水滴聚集，凝结成大水滴下落形成雨，雨滴降落到地面汇入江、河、湖海中而流动，从而有了水的动能。水能来源于太阳能。
3）生物质能的形成：植物通过光合作用将太阳能以化学能的形式存储在植物体内，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。生物质能来源于太阳能。
可见，人类利用风能、水能、生物质能等其实都是间接地利用太阳能。
5.太阳能的利用：太阳能的利用就是将太阳能转化为其他形式的能。
（1）太阳能的间接利用
由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能，所以人类利用这些能源，实际上都是间接地利用太阳能。
（2）太阳能的直接利用：目前直接利用太阳能方式主要有：一种是光热转换，一种是光点转换。
1）光热转换
通过集热器直接利用太阳能进行加热，直接把太阳能转化为内能加以利用。例如，生活中的太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等。
太阳能热水器 太阳能灶
2）光电转换
光电转换是把太阳能转化为电能再加以利用，一般是通过太阳能电池来实现的。能将光能直接转化为电能的太阳能电池可作为人造卫星、航标灯、交通信号灯、晶体管收音机等的电源。现在不少城市大规模使用的太阳能路灯也是依靠太阳能电池来工作的。
6.太阳能的优缺点：能直接利用太阳能作为一种新能源，有一定的缺点，但具有其他能源不可比拟的优点。
优点 清洁无污染 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来任何污染
分布广、获取方便 太阳能分布广，不需要挖掘、开采和运输
持久、可再生 太阳能取之不尽用之不竭，太阳能内部的热核反应还足以持续50亿年之久，是人类可以利用的最丰富的新能源
缺点 分散 太阳能到达地球上时非常分散，接收装置需要有相当大的接收面积，提高了接收装置的造价
不稳定 太阳能的利用受天气、昼夜、地理位置的影响很大，而且还必须有储存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使经济效益降低
转换效率低 太阳能的转换效率较低
八、能源与可持续发展
1.人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面：
热污染 化石能源在使用中产生大量的内能，其中未被利用的能量会造成热污染。例如，汽车尾气就是造成城市热岛效应的因素之一。
大气污染 化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构建造成危害。
温室效应 使用化石能源的过程中会产生大量的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，进一步加剧地球的温室效应。
生态破坏 一些欠发达地区过分依赖柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。
有害辐射 核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害。
2.能源与可持续发展
为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。
3.不可再生能源和可再生能源
种类 概念 常见能源
不可再生能源 化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短时间内总自然界得到补充，这类能源成为不可再生能源 煤、石油、天然气、核能
可再生能源 风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到，这类能源成为可再生能源 风能、水能、太阳能、生物质能
4.未来的理想能源
未来的理想能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规能源，必须满足一下四个条件：
（1）必须满足够丰富，可以保证长期使用；
（2）必须满足够便宜，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）必须满足安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
目前新能源的利用技术还不够成熟，还不能完全替代化石能源，如太阳能、核能的开发利用等，另外有可能还存在没有被人类发现的新能源，亟待人们去开发、利用。
清单04 典例清单--举一反三
【典例1】信息与粒子
【典例1】（2025·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X光不是电磁波
【答案】B。
【解析】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。
【变式1-1】（2025·上海）在太阳系中，月球是地球（　　）。
A. 行星 B. 恒星 C. 卫星 D. 彗星
【答案】C。
【解析】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。
【变式1-2】（2025·武威等）深空探测器的电子系统容易受太空中带电粒子的干扰，下列粒子中不会因带电对电子系统产生干扰的是（ ）。
A 电子 B. 中子 C. 质子 D. 原子核
【答案】B。
【解析】电子带负电、质子带正电、原子核带正电，它们都会因带电而对电子系统产生干扰；中子不带电，不会因带电对电子系统产生干扰，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-3】（2025·苏州）如图，2025年4月24日搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭受到向上的推力______重力，加速上升；火箭与飞船分离过程中，火箭相对于飞船是______的；火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过______的方式改变内能的；飞船进入轨道后，利用______传输信号与地面联系。
【答案】①. 大于；②. 运动；③. 做功；④. 电磁波。
【解析】[1]火箭加速上升，所受合力向上，受到向上的推力大于重力。
[2]火箭与飞船分离过程中，以飞船为参照物，火箭的相对位置改变，是运动的。
[3]做功和热传递可以改变内能。火箭外壳返回过程中，由于空气摩擦导致其温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。
[4]电磁波可以在真空中传播，飞船进入轨道后，利用电磁波传输信号与地面联系。
【典例2】能源
【典例2】（2025·扬州）《江苏省推动氢能产业高质量发展行动方案（2025—2030年）》明确重点发展可再生能源制氢。下列属于可再生能源的是（ ）
A. 风能 B. 石油 C. 天然气 D. 核燃料
【答案】A。
【解析】A．风能可以自然循环再生，属于可再生能源，故A符合题意；
B．石油是化石燃料，形成需漫长地质时期，不可再生，故B不符合题意；
C．天然气与石油类似，是化石燃料的一种，属于不可再生能源，故C不符合题意；
D．核燃料（如铀）是矿物资源，储量有限，且开采后无法快速再生，属于非可再生能源。故D不符合题意。故选A。
【变式2-1】（2025·乐山）关于能源和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 电能是一次能源
B. 核电站是利用聚变的链式反应发电的
C. 5G通信利用电磁波传递信息
D. 电视机遥控器发出的红外线不属于电磁波
【答案】C。
【解析】A．一次能源是指直接从自然界获取能源，如太阳能、风能、水能等；二次能源是指由一次能源经过加工转换后得到的能源，如电能、汽油、柴油等。所以电能是二次能源，故A错误；
B．核能获取方式分为裂变和聚变两种，裂变应用在核能发电中，聚变主要应用在氢弹上。因此核电站是利用核裂变反应发电的，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，5G通信是利用电磁波传递信息的，故C正确；
D．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波；电视机的遥控器前端有一个发光二极管，通过不同的按键，可以发射不同的红外线对电视机进行遥控，红外线是电磁波，故D错误。
故选C。
【变式2-2】（2025·湖南省）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的___________效应；还可以在线路表面涂上光热材料，吸收太阳辐射融冰，其中太阳能属于___________再生能源。
【答案】①. 热；②. 可。
【解析】[1]当电流通过导体时，由于电阻的存在，电能会转化为内能，导致导体温度升高，这就是电流的热效应，故利用电流的热效应用于融冰。
[2]太阳能可以源源不断获得且无污染，属于清洁、可持续的能源，因此是可再生能源。
【变式2-3】（2025·泸州）中国科技发展日新月异，对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是（　　）
A. 白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能
B. “天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系
C. 中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源
D. 中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1000秒的技术——该反应为核裂变
【答案】D。
【解析】A．水力发电通过水的机械能带动发电机转化为电能，故A正确，不符合题意；
B．电磁波可在真空中传播，探测器通过电磁波与地面联系，故B正确，不符合题意；
C．太阳能无污染且可再生，属于清洁能源，故C正确，不符合题意；
D．“人造太阳”通过核聚变释放能量（类似太阳内部反应），而非核裂变，故D错误，符合题意；
故选D。
01 电话工作原理
01.动圈式话筒的结构如图，它工作时：
①线圈运动能产生随着声音的变化而变化的电流；
②与膜片相连的线圈随之一起振动；
③人唱歌或说话产生的声音使膜片振动；
④变化的电流经过放大后，由扬声器还原为声音。
关于它的原理，排序正确的是（ ）。
A．①②③④ B．②①④③ C．③①④② D．③②①④
【答案】D。
【解析】声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号。
线圈振动的快慢、强弱代表了声音振动的特征，产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就发出声音。
根据对动圈式话筒这样的理解，来排序，答案为③②①④。故选D。
02.以下关于电话交换机的说法中，正确的是（　　）。
A. 程控交换机是利用电脑按照输入的程序“见机行事”的；
B. 一台程控交换机只能同时转接两部长途电话；
C. 打电话“占线”说明对方的话机一定在通话中；
D. 电话上的“来电显示”是由用户手机设定的，不需要程控交换机去完成
【答案】A。
【解析】A、程控交换机是利用电脑按照输入的程序工作的，该选项正确；
B、一台程控交换机同时可以转接多部电话，该选项错误；
C、打电话“占线”，对方不一定在通话，有可能两部电话之间的电话线不够用了，该选项错误；
D、电话上的“来电显示”是由程控交换机的程序控制的，不是用户手机设定的，该选项错误。
故选A。
02 模拟信号与数字信号
03.关于模拟信号和数字信号的下列描述不正确的是（ ）。
A.模拟信号容易丢失一些信息，造成图像和声音的失真；
B.数字信号抗干扰能力强；
C.数字信号一般只包括两种不同的状态；
D.现代电话信息的传输和处理过程已经全部使用数字信号
【答案】 D。
【解析】A．模拟信号容易丢失一些信息，造成图像和声音的失真，A不符合题意。
B．数字信号比模拟信号抗干扰能力强，B不符合题意。
C．数字信号一般只包括两种不同的状态，形式简单，C不符合题意。
D．现代电话信息的传输和处理过程已经全部使用数字信号，但在交换机和家庭间的线路上，还在使用模拟信号，D不正确，符合题意。故答案为：D。
04.2008年北京奥运会真正实现了“数字北京”、“数字奥运”的口号。关于这两个口号中“数字”的含义，下列说法正确的是（ ）。
A.“数字”表示2008年奥运会在运动场馆、志愿者数量上创造了奥运会历史上新的数字记录；
B.“数字”表示奥运会在2008年举行，是中国人的幸运数字；
C.“数字”表示通过建设各种数字通信的设施，为参与奥运会的人提供方便、快捷的数字信息服务；
D.以上说法都正确
【答案】 C。
【解析】“数字北京”、“数字奥运”是指通过建设各种数字通信的设施，为参与奥运会的人提供方便、快捷的数字信息服务；“数字”不是数字记录，更与幸运数字无关，C符合题意。
故答案为：C。
03 电磁波及其应用
05. （2025·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
【答案】A
【解析】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。
06.. （2025·陕西省B）如图，是搭载热成像仪和实时图像传输器的防火巡查无人机。其搭载的热成像仪通过物体辐射的___________（选填“红外线”或“紫外线”）检测林场温度并形成图像，图像传输器利用___________（选填“超声波”或“电磁波”）将这些图像传输给操作终端。
【答案】① 红外线；②. 电磁波。
【解析】[1]物体时刻对外辐射红外线，无人机搭载的热成像仪通过物体辐射的红外线检测林场温度并形成图像。
[2]电磁波能传递信息，且能在真空中传播，图像传输器利用电磁波将这些图像传输给操作终端。
04 能源及其分类
07. （2025·绥化）在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生核______（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。核能是______（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】①. 聚变；②. 一次。
【解析】[1]太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变，即轻核结合成重核，释放巨大核能。
[2]核能可以直接从自然界获取，属于一次能源（一次能源是自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能源）。
08.（2025·龙东） 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
【答案】D。
【解析】ABC．煤、石油、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ABC不符合题意；
D．风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故D符合题意。
故选D。
05 核能及其利用
09. （2025·自贡）以下说法正确的是（　　）
A. 核电站通过核聚变获得核能 B. 利用半导体材料可以制作二极管
C. 白鹤滩水电站利用不可再生能源发电 D. “神舟二十号”的航天员靠超声波与地面保持联系
【答案】B。
【解析】A．核电站是通过核裂变反应来获得核能，而非核聚变，核聚变目前尚未应用于核电站，故A错误；
B．半导体材料具有单向导电性，可以用来制作二极管等电子元件，故B正确；
C．白鹤滩水电站利用水能发电，水能属于可再生能源，故C错误；
D．"神舟二十号"航天员与地面联系使用的是电磁波，因为电磁波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故D错误。故选B。
10. （2025·成都）能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　）
A. 人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来
B. 核电站能量转化是将核能直接转化为电能
C. 核裂变发电能量转化效率不能达到100%
D. 太阳能、水能、风能都是可再生能源
【答案】B。
【解析】A．太阳能通过光合作用、水循环、大气运动等转化为其它形式的能量，人类利用的化石能源、水能、风能等大多来源于太阳能，故A正确，不符合题意；
B．核电站中，核反应堆通过核裂变释放核能，将核能转化为水的内能，蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后发电机将机械能转化为电能，并非直接转化，故B错误，符合题意；
C．任何能量转化过程都存在能量损耗（如热散失），效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意；
D．太阳能、水能、风能都可以从大自然中源源不断的获取，所以都属于可再生能源，故D正确，不符合题意。故选B。
06 太阳能及其应用
11. （2025·凉山州）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。
【答案】①. 电；②. 聚。
【解析】[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。
12. （2025·武威等）小明根据我国古书记载制作了一个冰透镜，并放在太阳下顺利将纸巾点燃，这是利用了冰透镜对阳光有___________作用；小明想到太阳辐射出巨大的光和热，是因为太阳内部发生___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应导致的。
【答案】①. 会聚；②. 核聚变。
【解析】[1]冰透镜放在太阳下顺利将纸巾点燃，此时冰透镜相当于凸透镜，这是利用了冰透镜对阳光有会聚作用，能将太阳光会聚于一点。
[2]太阳内部在不停地发生核聚变反应，同时辐射出巨大的光和热。
07 能源与可持续发展
13. （2025·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
【答案】B.
【解析】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。
14. （2025·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
【答案】C。
【解析】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。
08 粒子、宇宙
15. （2025·广东省）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。
【答案】①. 正；②. 大于；③. 不显。
【解析】[1][2][3]原子由原子核与核外电子组成，原子核内的质子带正电，原子核的质量大于电子的质量，原子核外的电子带等量的异种电荷，所以原子对外不显电性。
16. （2025·吉林省）下列物体中，空间尺度最大的是（　　）
A. 太阳系 B. 人 C. 原子核 D. 地球
【答案】A。
【解析】太阳系包含地球等天体，空间尺度极大； 人是地球上的生物个体，空间尺度远小于地球； 原子核是原子的核心部分，空间尺度极小； 地球是太阳系中的行星，空间尺度小于太阳系。 所以空间尺度最大的是太阳系，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
17. （2025·苏州）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）
A. 同种电荷相互吸引 B. 太阳是宇宙的中心
C. 原子核由质子和电子构成 D. 分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】D。
【解析】A．由电荷间的相互作用规律可知，同种电荷相互排斥，故A错误；
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是太阳系的中心，故B错误；
C．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核由质子和中子构成，故C错误；
D．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫作分子的热运动，故D正确。
故选D。
09 材料
18. （2025·辽宁省）我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是（　　）
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
【答案】C。
【解析】硅材料的导电性能介于导体与绝缘体之间，是半导体，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
19. （2025·齐齐哈尔）如图是某新能源智能汽车的仪表盘。若司机没有系安全带，则仪表盘上的LED指示灯亮起。LED是由锗、硅这类材料制成的，这类材料属于______（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。该汽车可以与手机之间实现智能互联，汽车与手机之间是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的。
【答案】①. 半导体；②. 电磁波。
【解析】[1]LED具有单向导电性，是由锗、硅这类半导体材料制成的。
[2]电磁波可以在真空中传播，汽车与手机之间是利用电磁波传递信息的。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑