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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案（广东专版）
第一部分 单元整合培优学案
第17讲 信息的传递和能源与可持续发展
课标要求
1. 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。2. 列举常见的不可再生能源和可再生能源。3. 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。4. 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 信息的传递 ☆ 这部分，广东省物理试卷里，每年考查分值为5分左右。分散在不同题型里。题型有选择、填空、和综合能力题里，难度系数为0.6。2024年这个知识点命题思路变化不大。
考点2 能源的分类 ☆
☆☆☆ 代表必考点，☆☆代表常考点，☆星表示中频考点。
知识点一：电磁波
1.产生：由迅速变化的电流产生，它是传递各种信息的载体。
2.分类：电磁波家族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。
3.传播：（1）传播不需要介质。 （2）波速、波长、频率满足关系为c=λf
注意：电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，
c=3×108m/s =3×105km/s
4.作用：广播、电视及移动通信，都是靠电磁波传递声音、图像信息。
知识点二：能源
1.能源的种类
（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：由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能是化学能源的一种。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）风能、水能：都属于自然界提供的机械能。
（5）地热能：由地球内部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
（1）一次能源：像化石能源这样可以直接从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。
（2）二次能源：我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。常见的二次能源有：电能、煤气、焦炭、汽油、柴油等。
3.人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。由于电能便于输送和转化，又加上现代社会离不开各种各样的用电器，所以电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。人们使用不同的用电器，根据需要将电能转化为其他各种形式的能量。
4.谈谈21世纪的能源趋势
（1）能源危机：世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
（2）解决能源问题的出路：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。面对目前的能源趋势，解决能源问题的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科学开发，节约使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。
知识点三：核能问题
1.核能：质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。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。
2.核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。
3.裂变与聚变的比较
比较 裂变 聚变
定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件 用中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 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.核能的利用特点
核能的优点 ①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能源②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点 ①核能属于一次能源，且会越用越少②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害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
核电站应用地域 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区，避免对人畜造成伤害
知识点四：太阳能问题
1.太阳的构造：从内到外依次是太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气。
2.太阳能的由来——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”。
3.太阳能的传递——热辐射。太阳核心的温度高达1500万摄氏度，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送到太阳表面。太阳表面温度约为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。
4.太阳是人类能源的宝库
（1）地球上除核能、地热能和潮汐能以外所有的能量都来自太阳，所以说太阳是人类能源的宝库。
（2）化石能源的形式：远古时期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，腐烂了。沧海桑田，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。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采的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。
5.利用太阳能的四个渠道
（1）绿色植物的“光化转换”。通过植物的光合作用（被植物、微生物吸收）将太阳能储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等形式释放出来，实现光能转化为化学能。
（2）空气水分的“光机转换”。由于太阳的热辐射，使大气和水分升腾循环，再通过风、水等形式释放出来，实现光能转化为机械能。
（3）被海洋吸收，成为海洋内能。
（4）直接被人们利用。
人们直接利用太阳能的方式有两种：①集热器的“光热转换”，实现太阳能转化为内能；②太阳能电池的“光电转换”，实现太阳能转化为电能。
6.太阳能的优缺点
（1）优点：太阳能作为一种新能源，它具有一些普通能源不可比拟的优点。
（2）缺点：太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但也有一些缺点给利用上带来一些困难。
考点1. 信息的传递
【例题】（2022广东）题22图甲为部分电磁波的频率分布示意图。
（1）由图可知，紫外线_____（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为_____m/s。
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是_____（填字母）。
A．遥控器控制电视 B.体检时拍X光片
C.医院杀菌消毒灯 D.“测温枪”测量体温
（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。
步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在___________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；
步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；
步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；
步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。
由此可推断，该防晒霜___________（选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。
【答案】 （1）是 3.0×108 （2）C （3）Ⅱ 不能
【解析】（1）因为光是电磁波的一种，而紫外线又属于看不见得光，所以紫外线属于电磁波。
光在真空中的传播速度是3×108m/s，而紫外线属于看不见得光，所以紫外线在真空中的传播速度约为3×108m/s。
（2）A．遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的，故A不符合题意；
B．拍X光片利用的是X射线，不属于紫外线，故B不符合题意；
C．医院杀菌消毒灯，利用的是紫外线具有杀菌作用，故C符合题意；
D．测温枪的工作原理是利用红外线的热效应，故D不符合题意。
故选C。
（3）由题意可知，小明要检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，因为光沿直线传播，所以应该把玻璃板放在紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板之间，观察荧光物质的发光情况；然后在玻璃板上均匀涂满防晒霜，观察荧光物质的发光情况，通过对比，得出某防晒霜对紫外线是否有阻挡作用。
由题意可知，在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光，说明仍有部分紫外线照射在荧光物质上，所以该防晒霜不能阻挡全部紫外线。
【变式训练1】（2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
【答案】 静止 聚 电磁
【解析】飞船与空间站完成对接时，以空间站为参照物，飞船与空间站的距离没有发生变化，此时飞船是静止的。
空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而放出的能量。
由于太空中没有空气，声音无法传播，所以宇航员进入空间站后是利用电磁波将空间站的图像信号传回地面的。
【变式训练2】（2021广东省）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 紫外线属于可见光
B. 红外线的波长比可见光的短
C. X射线的频率比无线电波的低
D. 可见光与射线在真空中的传播速度相等
【答案】D
【解析】本题考查了电磁波多个方面的知识，都是一些记忆型的，难度不大，在平时学习中注意多积累。
A.人看不见红外线和紫外线，红外线和紫外线都属于不可见光，故A错误；
B.根据电磁波谱的波长顺序可知，红外线的波长比可见光的波长长，故B错误；
C.由图可知，体检胸透用的X射线频率比无线电波高，故C错误；
D.可见光与射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D正确。
考点2. 能源的分类
【例题1】（2020广东省）目前人们正致力于开发太阳能、核能、凤能、海洋能、氢能……其中核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于______（选填 “一次能源” 或“二次能源”）。
【答案】 不可再生 裂变 二次能源
【解析】核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。
核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。
电能是由一次性能源转化而来的，故属于二类能源。
【例题2】（2023广东省广州市）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能” C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能”
【答案】C
【解析】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能，电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【变式训练1】 （2021广东省）原子由______ 和电子组成，电子带______ 电，用中子轰击轴235原子核，可使其发生核______ 选填“聚变”或“製变”并释放核能。
【答案】原子核 负 裂变
【解析】原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成。用中子轰击轴235原子核，可使其发生核裂变并释放核能。
【变式训练2】（2023广东三模）太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未来的理想能源之一 D. 来自太阳内部的核裂变
【答案】A
【解析】太阳的能量来自内部源源不断地核聚变反应，太阳能可以源源不断地从自然界直接获得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它还无污染，是未来理想能源之一。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
1.电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，
c=3×108m/s =3×105km/s
2.电磁波波速、波长λ和频率f的关系：c=λf
熟练能源的分类是解决一错点的重要手段
分 类标 准 类型 区别标准 实例
产生方式 一次能源 可以从自然界直接获取 风能、地热能、核能、太阳能等。
二次能源 不可以从自然界直接获取 电能等。
是否可再生 可再生能源 可以从自然界源源不断地得到。 风能、太阳能、生物质能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期内从自然界补充。 化石能源、核能等。
构成 化石能源 经过漫长的地质年代形成。 煤、石油、天然气等。
生物质能 由生命物质提供的能量。 动植物体内存储的化学能等。
考点1. 信息的传递
1. （2023广东省广州市）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430m~662nm之间的光。真空中，波长650nm的光（ ）
A. 是紫光
B. 不是电磁波
C. 波长比蓝光的长
D. 比波长500nm的光传播速度大
【答案】C
【解析】A．由图可知波长650nm的光是红光，故A不符合题意；
B．红光也属于电磁波，故B不符合题意；
C．该光的波长是650nm，蓝光的波长是430-450nm，故该光的波长比蓝光的波长长，故C符合题意；
D．该光和波长为500nm的光都是电磁波，在真空中的传播速度一样，故D不符合题意。故选C。
2. （2023深圳） 新型纯电动无人驾驶小巴车，是全球首款获得德国“红点奖”的智能驾驶汽车，配备激光雷达和多个高清摄像头，根据预设站点自动停靠，最高时速可达40公里，除了随车的一名安全员亮亮，一辆车可容纳9名乘客。下列关于新型小巴车描述正确的是（ ）
A. 小巴车定位系统利用电磁波传递信息 B. 小巴车的高清摄像头是凹透镜
C. 小巴车的速度为114m/s D. 当小巴车开始行驶时，乘客受到惯性向前倾
【答案】A
【解析】A．电磁波可以在真空中传播，定位系统是利用电磁波传递信息的，故A正确；
B．摄像头的镜头是凸透镜，故B错误；
C．最高时速可达40公里，表示40km/h，则
故C错误；
D．惯性是物体的一种固有属性，不能说受到惯性，故D错误。
故选A。
考点2. 能源的分类
1. （2023深圳二模）我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于_________能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为_________kW·h。
【答案】 可再生 34
【解析】风能可以源源不断地从自然界中获得补充，故是可再生能源。
由W=Pt可得，风机叶片转动一圈的发电量为
2. （2022广东三模）有关能源和能量，下列说法正确的是（ ）
A. 电能是一次能源
B. 只有裂变才能释放出核能
C. 风能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我们不需要节约能源
【答案】C
【解析】A．电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故A错误；
B．核反映包括核裂变和核聚变，核裂变和核聚变都能释放出核能，故B错误；
C．风能是由大气的流动形成的，风能可以从自然界源源不断获得，为可再生能源，故C正确；
D．能量是守恒的，但是能量的转移或转化是有方向性的，所以节约能源势在必行，故D错误。
3. （2022广州一模）下列能源，属于不可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 太阳能 C. 风能 D. 地热能
【答案】A
【解析】A．煤炭是千百年前动植物遗体掩埋在地下形成的，短时间无法形成，会越用越少，故是不可再生能源，故A符合题意；
B．太阳能的寿命还有50亿年，是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，故B不符合题意；
C．空气流动形成了风，只要有太阳，就会形成温度差，就会造成空气流动，形成风能，故风能也是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，故C不符合题意；
D．地热能是因为地壳处于岩浆上而获得能量，是取之不尽用之不竭，故D不符合题意。故选A。
4. （2022深圳一模）2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（ ）
A. 煤炭、天然气发电 B. 太阳能、风力发电
C. 海水涨落的潮汐发电 D. 水力发电
【答案】A
【解析】能源按能否可再生分为可再生能源和不可再生能源。其中，太阳能、风能、潮汐能、水能等属于可再生能源，而煤炭、天然气属于不可再生能源，提高利用可再生能源发电的比例，需减小利用不可再生能源发电的比例，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【重点训练】
1.（2023福建省）古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传递信息是利用（ ）
A. 超声波 B. 次声波 C. 电磁波 D. 空气
【答案】C
【解析】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，它传递信息是利用的电磁波，且真空不能传声，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
2.（2023甘肃威武） 智能家居已广泛应用于生活中，手机通过_______（选填“电磁波”或“超声波”）远程控制扫地机器人，充电时机器人内置的电池属于_______（选填“用电器”或“电源”）。
【答案】 电磁波 用电器
【解析】电磁波的传播速度很快，手机通过发射电磁波，可以远程控制扫地机器人。
充电时机器人内置的电池将电能转化为化学能存储起来，故属于用电器。
3. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
【答案】D
【解析】A．质量表示物体含有物质的多少，所以无论空间站处于什么位置质量都不为零，故A错误；
B．空间站的外壳材料是耐高温、耐腐蚀、密度小的钛；选用铝合金作为结构材料，都不是超导材料，故B错误；
C．超声波不能在真空传播，空间站在太空运行，利用电磁波传递信息与地面联系，故C错误；
D．空间站储存能源以太阳能电池为主，也会有燃料电池供电，主要还是靠太阳翼源源不断的将太阳能转化为电能储存到太阳能电池板，所以消耗的电能主要由太阳能电池板提供，故D正确。
故选D。
4. （2022湖北随州）2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）
A. 煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B. 天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然气都是化石能源
D. 风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
【答案】C
【解析】A．煤属于化石能源，用煤发电是通过煤炭燃烧的化学能转化为内能推动汽轮机产生机械能再通过转子在磁场中转动转化成电能，故A错误；
BC．石油、煤、天然气都化石能源，都可以直接从自然界获取，属于一次能源，故B错误，C正确；
D．风能、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源，而石油的储量是有限的，在短时间内不可再生，不能从自然界持续不断地得到，属于不可再生能源，故D错误。故选C。
5. （2023湖南益阳）下列设备工作时应用了电磁感应原理的是（ ）
A. 风力发电机 B. 调光台灯 C. 电风扇 D. 电磁起重机
【答案】A
【解析】A．风力发电机是利用电磁感应现象原理制成的，故A符合题意；
B．调光台灯主要是将电能转化成光能，没有应用电磁感应，故B不符合题意；
C．电风扇主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的，故C不符合题意；
D．电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的，故D不符合题意。故选A。
6. （2022湖南益阳）我国天问一号火星探测器通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标，标志着我国在行星探测领域跨入了世界先进行列。天问一号在环绕火星运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 天问一号相对火星做匀速直线运动
B.天问一号相对火星处于静止状态
C. 天问一号通过声波将信息传回地球
D. 天问一号通过电磁波将信息传回地球
【答案】D
【解析】A．天问一号在环绕火星运行过程中，是在做曲线运动，故A错误；
B．天问一号在环绕火星运行过程中，以火星为参照物，天问一号的位置发生变化，所以相对火星处于运动状态，故B错误；
CD．声不能在真空中传播，而电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，且传播速度快，所以天问一号通过电磁波将信息传回地球，故C错误，D正确。故选D。
【难点训练】
1. （2023河北）秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生______或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用_____年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：________。
【答案】 裂变 100 太阳能集热器
【解析】质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的惊人的能量叫做核能，获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
可供年用电量为1000kW·h的家庭使用
太阳能转化为其他形式能量的方式：光热转换，例如用太阳能集热器把水加热；光电转换，把太阳能转化为电能，例如太阳能电池。
2. （2022江苏无锡）如图所示的白鹤滩水电站是实施西电东送”的国家重大工程，是世界在建规模最大的水电工程正式投运后，每年可向华东地区输送的电能，相当于火力发电站燃烧标准煤所获得的电能，标准煤的热值取，下列说法中错误的是（ ）
A. 水能是可再生能源 B. 水电站将水的机械能转化为电能
C. 煤炭是不可再生能源 D. 火力发电站的发电效率为50%
【答案】D
【解析】A．水能是可再生能源，能够从自然界中源源不断地获得，故A正确，A不符合题意；
B．水电站是利用水的机械能来发电的，将水的机械能转化为电能，故B正确，B不符合题意；
C．煤炭是化石能源，一旦消耗短时间内无法再生，故煤炭是不可再生能源，故C正确，C不符合题意；
D．燃烧标准煤所获得的热量为
每年可向华东地区输送的电能，火力发电站的发电效率为
故D错误，D符合题意。故选D。
3．（2023·广东肇庆二模）图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船；该船长30米，宽15米，满载时排水量为80吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为W，假设接收的太阳能只用来驱动船前进；在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到的水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙，航行速度如图丙所示；（海水密度约为）求：
（1）满载时太阳能船受到的浮力；
（2）第50s至100s，牵引力在这段时间内做的功；
（3）在第50s至100s的运动过程中，太阳能船的效率。
【答案】（1）（2）；（3）25%
【解析】（1）满载时太阳能船受到的浮力
（2）由图示可知，第到第内，轮船做匀速直线运动，故第到第时，轮船做功为
（3）吸收的太阳能为
太阳能船的效率为
答：（1）满载时太阳能船受到的浮力为；
（2）第到第内牵引力的功为；
（3）第到第的运动过程中，太阳能船的效率是。
【易错点训练】
1. （2022湖南邵阳）我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、石油和天然气都是经过地质年代形成的，在短期内不能得到补充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合题意；
C．太阳能在自然界中能源源不断的获得，是可再生能源，故D符合题意。故选D。
2. 梧州市在万秀区打造了多个红色文化街区，安装了太阳能路灯，太阳能属于_____（选填“一次”或“二次”）能源，它的优点有________（写出一点即可）。
【答案】 一次 清洁、无污染
【解析】从自然界直接获取的能源叫一次能源，太阳能是直接吸收阳光来利用的，是一次能源，太阳能的优点是清洁、无污染，取之不尽用之不竭。
3. （2022湖南邵阳）我国现代农业已进人信息化和数字化时代，农用机械已能通过北斗导航系统实行精准作业，它们是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。如图，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它具有的机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 电磁波 变小
【解析】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；广播、电视、移动通信、卫星导航系统都是用电磁波传递信息的。
无人机正在喷洒农药，质量逐渐变小，速度不变，动能变小；高度不变，重力势能减小，机械能为动能和势能的和，机械能会减小。
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
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提分培优练
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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案（广东专版）
第一部分 单元整合培优学案
第17讲 信息的传递和能源与可持续发展
课标要求
1. 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。2. 列举常见的不可再生能源和可再生能源。3. 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。4. 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 信息的传递 ☆ 这部分，广东省物理试卷里，每年考查分值为5分左右。分散在不同题型里。题型有选择、填空、和综合能力题里，难度系数为0.6。2024年这个知识点命题思路变化不大。
考点2 能源的分类 ☆
☆☆☆ 代表必考点，☆☆代表常考点，☆星表示中频考点。
知识点一：电磁波
1.产生：由迅速变化的____产生，它是传递各种信息的载体。
2.分类：电磁波家族按波长由大到小可分为____波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、____射线。
3.传播：（1）传播____需要介质。 （2）波速、波长、频率满足关系为_____
注意：电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，
c=3×108m/s =3×105km/s
4.作用：广播、电视及移动通信，都是靠_____传递声音、图像信息。
知识点二：能源
1.能源的种类
（1）化石能源：我们今天使用的_____、____、_____，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：由____物质提供的能量称为生物质能。生物质能是化学能源的一种。
（3）太阳能：由______辐射提供的能量。
（4）风能、水能：都属于自然界提供的_____能。
（5）地热能：由_____内部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
（1）一次能源：像化石能源这样可以_____从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。
（2）二次能源：我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过消耗_____才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。常见的二次能源有：电能、煤气、焦炭、汽油、柴油等。
3.人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。由于电能便于输送和转化，又加上现代社会离不开各种各样的用电器，所以电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。人们使用不同的用电器，根据需要将电能转化为其他各种形式的能量。
4.谈谈21世纪的能源趋势
（1）能源危机：世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
（2）解决能源问题的出路：随着第三次能源革命序幕的拉开，____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_____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。面对目前的能源趋势，解决能源问题的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科学开发，节约使用；二是开发和利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。
知识点三：核能问题
1.核能：质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。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_____的能量，这就是核能。
2.核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核_____和核______。
3.裂变与聚变的比较
比较 裂变 聚变
定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件 用中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 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.核能的利用特点
核能的优点 ①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能源②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点 ①核能属于一次能源，且会越用越少②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害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
核电站应用地域 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区，避免对人畜造成伤害
知识点四：太阳能问题
1.太阳的构造：从内到外依次是太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气。
2.太阳能的由来——_______。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”。
3.太阳能的传递——_____。太阳核心的温度高达1500万摄氏度，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送到太阳表面。太阳表面温度约为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。
4.太阳是人类能源的宝库
（1）地球上除核能、地热能和潮汐能以外所有的能量都来自_____，所以说太阳是人类能源的宝库。
（2）化石能源的形式：远古时期陆地和海洋中的植物，通过_____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，腐烂了。沧海桑田，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。在石油形成过程中还放出天然气。今天我们开采的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。
5.利用太阳能的四个渠道
（1）绿色植物的“_____转换”。通过植物的光合作用（被植物、微生物吸收）将太阳能储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等形式释放出来，实现光能转化为化学能。
（2）空气水分的“______转换”。由于太阳的热辐射，使大气和水分升腾循环，再通过风、水等形式释放出来，实现光能转化为机械能。
（3）被海洋吸收，成为海洋____能。
（4）直接被人们利用。
人们直接利用太阳能的方式有两种：①集热器的“______转换”，实现太阳能转化为内能；②太阳能电池的“______转换”，实现太阳能转化为电能。
6.太阳能的优缺点
（1）优点：太阳能作为一种新能源，它具有一些普通能源不可比拟的优点。
（2）缺点：太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但也有一些缺点给利用上带来一些困难。
考点1. 信息的传递
【例题】（2022广东）题22图甲为部分电磁波的频率分布示意图。
（1）由图可知，紫外线_____（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为_____m/s。
（2）下列实例中，属于紫外线应用的是_____（填字母）。
A．遥控器控制电视 B.体检时拍X光片
C.医院杀菌消毒灯 D.“测温枪”测量体温
（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。
步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在___________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；
步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；
步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；
步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。
由此可推断，该防晒霜___________（选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。
【答案】 （1）是 3.0×108 （2）C （3）Ⅱ 不能
【解析】（1）因为光是电磁波的一种，而紫外线又属于看不见得光，所以紫外线属于电磁波。
光在真空中的传播速度是3×108m/s，而紫外线属于看不见得光，所以紫外线在真空中的传播速度约为3×108m/s。
（2）A．遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的，故A不符合题意；
B．拍X光片利用的是X射线，不属于紫外线，故B不符合题意；
C．医院杀菌消毒灯，利用的是紫外线具有杀菌作用，故C符合题意；
D．测温枪的工作原理是利用红外线的热效应，故D不符合题意。
故选C。
（3）由题意可知，小明要检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，因为光沿直线传播，所以应该把玻璃板放在紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板之间，观察荧光物质的发光情况；然后在玻璃板上均匀涂满防晒霜，观察荧光物质的发光情况，通过对比，得出某防晒霜对紫外线是否有阻挡作用。
由题意可知，在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光，说明仍有部分紫外线照射在荧光物质上，所以该防晒霜不能阻挡全部紫外线。
【变式训练1】（2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
【答案】 静止 聚 电磁
【变式训练2】（2021广东省）电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 紫外线属于可见光
B. 红外线的波长比可见光的短
C. X射线的频率比无线电波的低
D. 可见光与射线在真空中的传播速度相等
【答案】D
考点2. 能源的分类
【例题1】（2020广东省）目前人们正致力于开发太阳能、核能、凤能、海洋能、氢能……其中核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核______（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于______（选填 “一次能源” 或“二次能源”）。
【答案】 不可再生 裂变 二次能源
【解析】核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。
核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。
电能是由一次性能源转化而来的，故属于二次能源。
【例题2】（2023广东省广州市）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能” C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能”
【答案】C
【解析】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能，电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【变式训练1】 （2021广东省）原子由______ 和电子组成，电子带______ 电，用中子轰击轴235原子核，可使其发生核______ 选填“聚变”或“製变”并释放核能。
【答案】原子核 负 裂变
【变式训练2】（2023广东三模）太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未来的理想能源之一 D. 来自太阳内部的核裂变
【答案】A
1.电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，
c=3×108m/s =3×105km/s
2.电磁波波速、波长λ和频率f的关系：c=λf
熟练能源的分类是解决一错点的重要手段
分 类标 准 类型 区别标准 实例
产生方式 一次能源 可以从自然界直接获取 风能、地热能、核能、太阳能等。
二次能源 不可以从自然界直接获取 电能等。
是否可再生 可再生能源 可以从自然界源源不断地得到。 风能、太阳能、生物质能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期内从自然界补充。 化石能源、核能等。
构成 化石能源 经过漫长的地质年代形成。 煤、石油、天然气等。
生物质能 由生命物质提供的能量。 动植物体内存储的化学能等。
考点1. 信息的传递
1. （2023广东省广州市）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素a会吸收波长在430m~662nm之间的光。真空中，波长650nm的光（ ）
A. 是紫光
B. 不是电磁波
C. 波长比蓝光的长
D. 比波长500nm的光传播速度大
2. （2023深圳） 新型纯电动无人驾驶小巴车，是全球首款获得德国“红点奖”的智能驾驶汽车，配备激光雷达和多个高清摄像头，根据预设站点自动停靠，最高时速可达40公里，除了随车的一名安全员亮亮，一辆车可容纳9名乘客。下列关于新型小巴车描述正确的是（ ）
A. 小巴车定位系统利用电磁波传递信息 B. 小巴车的高清摄像头是凹透镜
C. 小巴车的速度为114m/s D. 当小巴车开始行驶时，乘客受到惯性向前倾
考点2. 能源的分类
1. （2023深圳二模）我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于_________能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为_________kW·h。
2. （2022广东三模）有关能源和能量，下列说法正确的是（ ）
A. 电能是一次能源
B. 只有裂变才能释放出核能
C. 风能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我们不需要节约能源
3. （2022广州一模）下列能源，属于不可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 太阳能 C. 风能 D. 地热能
4. （2022深圳一模）2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（ ）
A. 煤炭、天然气发电 B. 太阳能、风力发电
C. 海水涨落的潮汐发电 D. 水力发电
【重点训练】
1.（2023福建省）古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传递信息是利用（ ）
A. 超声波 B. 次声波 C. 电磁波 D. 空气
2.（2023甘肃威武） 智能家居已广泛应用于生活中，手机通过_______（选填“电磁波”或“超声波”）远程控制扫地机器人，充电时机器人内置的电池属于_______（选填“用电器”或“电源”）。
3. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
4. （2022湖北随州）2022年2月俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）
A. 煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反应完成的
B. 天然气可以直接从自然界获取，属于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然气都是化石能源
D. 风能、石油、太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源
5. （2023湖南益阳）下列设备工作时应用了电磁感应原理的是（ ）
A. 风力发电机 B. 调光台灯 C. 电风扇 D. 电磁起重机
6. （2022湖南益阳）我国天问一号火星探测器通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标，标志着我国在行星探测领域跨入了世界先进行列。天问一号在环绕火星运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 天问一号相对火星做匀速直线运动
B.天问一号相对火星处于静止状态
C. 天问一号通过声波将信息传回地球
D. 天问一号通过电磁波将信息传回地球
【难点训练】
1. （2023河北）秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生______或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用_____年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：________。
2. （2022江苏无锡）如图所示的白鹤滩水电站是实施西电东送”的国家重大工程，是世界在建规模最大的水电工程正式投运后，每年可向华东地区输送的电能，相当于火力发电站燃烧标准煤所获得的电能，标准煤的热值取，下列说法中错误的是（ ）
A. 水能是可再生能源 B. 水电站将水的机械能转化为电能
C. 煤炭是不可再生能源 D. 火力发电站的发电效率为50%
3．（2023·广东肇庆二模）图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船；该船长30米，宽15米，满载时排水量为80吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为W，假设接收的太阳能只用来驱动船前进；在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到的水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙，航行速度如图丙所示；（海水密度约为）求：
（1）满载时太阳能船受到的浮力；
（2）第50s至100s，牵引力在这段时间内做的功；
（3）在第50s至100s的运动过程中，太阳能船的效率。
【易错点训练】
1. （2022湖南邵阳）我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
2. 梧州市在万秀区打造了多个红色文化街区，安装了太阳能路灯，太阳能属于_____（选填“一次”或“二次”）能源，它的优点有________（写出一点即可）。
3. （2022湖南邵阳）我国现代农业已进人信息化和数字化时代，农用机械已能通过北斗导航系统实行精准作业，它们是利用______（选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。如图，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它具有的机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
考情分析
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