2018年中考物理总复习课件：信息传递、材料、能源与可持续发展 36页

第十六章 信息传递、材料、能源与可持续发展 电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们 . 地球上的能源是否是无尽的呢？ 信息传递、材料、能源与可持续发展 电磁波及其应用 材料 电磁波：电流的迅速变化会在其周围产生电磁波 电磁波的应用 信息方面的应用 能量方面的应用 现代通信技术 材料的物理属性：导热性、导电性、磁性、弹性、延展性等 新材料 能量转化和守恒定律 能量的转移和转化 能量的转化和转移具有方向性 能源分类 按获取方式分：一次能源和二次能源 按开发早晚分：常规能源和新能源 按是否再生分 新能源的开发和利用 核能的开发和利用 太阳能的开发和利用 地热能的开发和利用 其他新能源的开发和利用 能源、环境与可持续发展 未来理想能源的条件 能源对环境的影响：温室效应、酸雨、铅尘 考点一 电磁波及其应用 雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用 . 1. 电磁波的产生：当导体中电流迅速变化时，在其周围会产生电磁波 . 发射电磁波的机器需复杂的电子线路产生迅速变化的电流 . 2. 电磁波分类：按波长由大到小可分为长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 γ 射线等 . 3. 电磁波传播 　　 (1) 电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，宇航员在月球中可以用电磁波通信 . 真空中电磁波的波速为 c=3×10 8 m/s . 　　 (2) 电磁波的波长、波速和频率之间的关系： c= λ f ，其中“ λ ” 表示波长，单位是“ m” ；“ f” 表示频率，单位是“ Hz” ；“ c” 表示波速，单位是“ m/s”. 时间 t 波长 λ 4. 电磁波的应用 　　 (1) 电磁波在信息方面的应用 . ① 无线电广播信号的发射和接收 无线电广播信号的发射由广播电台完成 　　麦克风 —— 将声信号转换成电信号 　　调制器 —— 将音频电信号加 载到高频电流上　　 　　　 　　天　线 —— 产生电磁波将高频载波信号发射到 　　　　　　　空中 收音机负责信号的接收与还原 　　 天　线 —— 接收各种各样的电磁波 　　 调谐器 —— 选择需要电台的载波信号（解调） 　　 解　调 —— 从载波信号中复原音频信号 　　 扬声器 —— 将音频电信号转换成声音 ② 电视的发射和接收 　　电视用电磁波传递图像和声音信号 . 　　 图像信号工作过程 　　 摄像机 —— 将图像转换成电信号 　　 发射机 —— 将电信号加载到频率很高的电流上 　　 天 线 —— 将高频信号发射到空中 电视接收机工作过程 　　 天 　线 —— 接收包含声、像信息的高频信号 　　 接 收 机 —— 取出并放大图像和音频电信号 　　 显 示 器 —— 复原图像信号 　　 音频放大 —— 将微弱音频电信号放大并输出 ③ 移动电话：移动电话不需要电话线，声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波传递，所以移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台 . 　 (2) 电磁波在能量方面的应用：微波用于微波炉，红外线用于医疗加热、遥控，紫外线用于杀菌、防伪 , γ 射线、 X 射线用于医疗等 . 　　 (3) 现代通信技术：卫星通信、光纤通信和网络通信 ① 卫星通信：用地球同步卫星作为中继站，在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信 . 卫星通信除了能远距离传送信息外，还要通信容量大、干扰小、质量好、功效高等优点 . ② 光纤通信：光也是一种电磁波，其频率比微波更高，在相同时间内传递的信息量就更大，光纤通信利用频率单一、方向高度集中的激光在光导纤维中传播，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，传输损耗小 . ② 光纤通信 光在光导纤维中的传播 ③ 网络通信：计算机可以高速处理大量信息，把计算机连在一起可以进行网络通信 . 目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，电子邮件能传递文字、照片、语音及任何信息 . 人们可以利用因特网实现资源共享和信息传递 . 考点二 材料 1. 材料的物理属性：导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性等，一般来说，不同材料的这些性质是不同的 . 　　 (1) 导热性：容易导热的物体是热的良导体，常见的有各种金属，不容易导热的物体是热的不良导体，常见的有木材、橡胶、空气等 . 　　 (2) 弹性：材料受力会产生拉长、压缩或弯曲等形变，除去外力后材料往往又自己恢复原状，这就是弹性 . 材料的弹性是有限度的，过去的力会使弹性材料变形且不能恢复原状，甚至断裂 . 　　 (3) 硬度：材料有软有硬 . 较硬的材料能使较软的材料产生凹陷、划痕、或切削、磨损较软的材料，硬度就是描述材料坚硬程度的物理量 . 　　 (4) 延展性：具有延展性的材料可以打成片、拉成丝；不具有延展性的材料在外力作用下容易破碎、断裂 . 大部分的金属都具有延展性 . 常见的玻璃、陶瓷等材料没有延展性 . 2. 新材料的开发：纳米材料、半导体材料和超导材料 　　 (1) 纳米材料：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著的变化，这样的高科技材料称为纳米材料 . 现在纳米材料已应用于许多领域 . 　　 (2) 半导体材料：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，如半导体材料锗、硅、砷化镓等，晶体二极管就是由半导体材料制成，具有单向导电性 . 　　 (3) 超导材料：当导体的温度降低到一定程度时，导体的电阻会突然变为零，这种现象叫超导现象，这样的材料叫超导材料 . 超导材料可减少电能在线路上的损耗，便于制造大功率的用电器 . 考点三 能量转化和守恒定律 1. 能量的转化和转移：能量的转移发生在同种形式的能量之间，能量的转化在不同形式的能量之间 . 各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化 . 　　能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变 . 2. 能量守恒定律 3. 能量在转化和转移过程中具有方向性 . 考点四 能源的分类 1. 按能源的获取方式可分为一次能源和二次能源 . 　　 (1) 一次能源：可以从自然界直接获取的能源，如化石能源 ( 煤、石油、天然气 ) 、风能、太阳能、地热能以及核能等 . 其中化石能源是当今世界的主要能源 . 水能 　　 (2) 二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、酒精、汽油、柴油等 . 地热发电 2. 按能源的开发早晚可分为常规能源和新能源 . 　　 (1) 可再生能源：指可以在自然界里源源不断地得到补充的能源，如水的动能、风能、太阳能、生物质能等 . 　　 (2) 新能源：指目前尚未被人们广泛利用而正在研究推广的一次能源，如太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等 . 3. 按能源能否再生分为可再生能源和不可再生能源 . 　　 (1) 常规能源：指当前已被人们广泛利用的能源，如煤、石油、天然气、植物燃料等 . 　　 (2) 不可再生能源：指越利用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等 . 一 次 能 源 化石能源 核能 太阳能 水能 风能 天然气 石油 煤 电能 柴油 汽油 二 次 能 源 可 再 生 能 源 不 可 再 生 能 源 考点五 新能源的开发和利用 “ 小男孩”装填了 64 公斤铀，只有 0.7 公斤发生裂变，而其中，只有 600 毫克被转换为能量──爆炸产生的能量在地面形成一个巨大的火球，周围数英里陷入一片火海，巨大的冲击波将广岛夷为平地，所有生物均遭到致命的核辐射 . 1. 核能：原子核在发生改变时会释放出巨大的能量 — 核能，又称原子能 . 获得核能有两种途径；一种是由原子核的裂变释放出的裂变能；另一种是原子核的聚变释放出的聚变能 . 　　 (1) 核裂变：是指一个重原子核分裂成两个或多个中等质量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量的过程 . 　　 (2) 核聚变：由较轻原子核在高温条件下聚合成较重原子核的核反应 . 　　 (3) 核能的利用：核电站发电、原子弹、氢弹 . ① 核电站的核心装置：核反应堆，它可控制链式反应的速度，使核能和平利用 . ② 原子弹是利用核裂变 ( 链式反应的速度不加控制 ) 的原理制成的 . ③ 氢弹是利用核聚变的原理制成的 . 2. 太阳能：在太阳内部，轻原子核在超高温下发生聚变，释放出的巨大的核能 . 它以光和热的形式向四周辐射 . 　　 (1) 太阳能的优点：十分巨大；供应时间长；分布广泛，无需开采；无污染；取之不尽 . 　　 (2) 直接利用太阳能的两种形式 . ① 用集热器把太阳能直接转化为内能以供使用 ( 如太阳能热水器、太阳炉、太阳灶等 ). ② 通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能 . 3. 地热能：地球内部蕴含着大量的热可以直接用来发电等 . 太阳能 电能 考点六 能源、环境与可持续发展 　　 化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用 . 1. 能源消耗对环境的影响：大量燃烧化石能源会造成空气污染和温室效应的加剧，会形成酸雨，使空气中铅尘增加 . 2. 未来理想能源的条件 　　 (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 . 真题体验 1. （广州中考） 使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，蓝牙通信的电磁波 （　 　） A ．是蓝光 B ．波长比手机通信的电磁波短 C ．在真空中传播速度为 340m/s D ．在真空中传播速度比手机通信的电磁波小 【 解析 】 蓝牙通讯用的是电磁波，不是光信号，故 A 错误；蓝牙通讯比手机通讯的电磁波频率高，所以波长短，故 B 正确；电磁波在真空中的传播速度约为 3×10 8 m/s ，不是 340m/s ，故 C 错误；蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同，故 D 错误． 【 答案 】 B 真题体验 2. （ 2017 年大连） 收音机收到的信号是通过 （填“超声”或“电磁”）波传递的；集成电路中的三极管是利用 （填“半导体”或“超导体”）材料制成的． 【 解析 】 收音机收到的广播节目信号是通过电磁波传递的；集成电路中的三极管是用半导体材料制成的． 【 答案 】 电磁 半导体 真题体验 3. （ 2017 年长沙） 2017 年 5 月，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功．我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍，它与天然气、石油一样，都是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；可燃冰燃烧时将化学能转化为 能． 【 解析 】 页岩气、天然气、石油随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源；可燃冰在燃烧时，内部的化学能转化成内能． 【 答案 】 不可再生 内 真题体验 4. （ 2017 年攀枝花） 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于能源、信息，下列说法正确的是 （　　） A ．太阳能是不可再生能源 B ．石油作为当今世界的主要能源，是可再生能源 C ．手机通信是利用电磁波来传递信息的 D ．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的 【 解析 】 对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，故 A 错误；石油作为当今世界的主要能源，不可能在短时间得到补充，是不可再生能源，故 B 错误；手机是利用电磁波来传递信息的，故 C 正确；超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播．故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故 D 错误 . 【 答案 】 C 真题体验 5. （厦门中考） 与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示，以下措施有利于优化我国能源结构的是（　　） A ．继续发挥产煤大国的优势 B ．减小石油和天然气的比重 C ．严控核能、水电能的开发 D ．加大可再生资源的开发利用 【 解析 】 从 图可以看出我国能源以煤为主，污染大，且煤属于不可再生能源，储量有限，所以应减少煤炭的使用，增加石油、天然气、非化石能源的使用，对于核能这样的不可再生能源，应在保证安全的情况下提倡使用，水能有条件的地方应大力提倡． 【 答案 】 D 真题体验 6. （ 2017 年成都） 成都正全面加强人居环境建设，让市民“望得见山，看得见水，记得住乡愁”，要实现这样的愿景，节能减排，使用新能源势在必行．下列说法不正确的是（　　） A ．生物能、地热能、海洋能、太阳能都是新能源 B ．氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能 C ．能源的大量消耗使人类面临严重的能源危机 D ．节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率 【 解析 】 化石燃料是常规能源，生物能、地热能、海洋能、太阳能都是新能源，故 A 正确；热机在工作时并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了，故 B 错误；很多能源属于不可再生能源，总量不断减少，人类面临能源危机，故 C 正确；节能的核心还是提高能量的转换利用率，故 D 正确． 【 答案 】 B