粤教沪科版中考物理复习第十九章电磁波与信息时代第二十章能源与能量守恒定律教学教学课件（45页ppt）

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第十九章 电磁波与信息时代
第二十章 能源与能量守恒定律
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. 了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产、生活的联系。
课程标准
5. 通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化。
6. 知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
7. 从能量的转化和转移的角度认识效率。
8. 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
9. 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
考点梳理
1.电磁波的产生：导体中迅速变化的__________会在周围空间激起电磁波。
2.电磁波的传播：电磁波能在_________中传播，其速度与光速相等，也可以用字母c表示，即c=_________m/s=__________km/s。
电流
电磁波
真空
3×108
3×105
3.波速(c)、波长(λ)和频率(f)的关系：c=λf。 由公式可知：在真空中，电磁波的波速一定，电磁波的频率越__________，波长越短。
4.电磁波频率的国际制单位:__________，符号为__________，常用单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。 它们之间的换算关系：
1 kHz=__________Hz,1 MHz=__________Hz。
高
赫兹
Hz
1×103
1×106
5.电磁波与声波对比：
波 产生 传播 速度 应用
声波 物体的振动 需要介质，不能在真空中传播 与介质的种类及温度有关，空气中的声速（15 ℃）为340 m/s B超诊断、声呐探测等
电磁波 迅速变化的电流 不需要介质，可以在真空中传播 真空中的速度是c＝3×108 m/s 雷达、遥控器、验钞机、手机、收音机、GPS导航等
注意：
（1）光属于电磁波，声音不属于电磁波。
（2）根据波长从大到小排列，电磁波可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。由于它们的本质都是电磁波，故它们在真空中的传播速度都相同。
6. 电磁波的应用：
(1)无线电广播、电视：用无线电波（电磁波）来传递信号。 （2） 移动电话：既能__________无线电波，又能__________无线电波。移动电话的发射功率不大，它的天线灵敏度也不高，所以要靠基地台进行转接。
(3)通信建设：①微波通信：微波（电磁波）的性质更接近光波，大致沿直线传播，要通过很多中继站才能把信息传到远方；②卫星通信：用__________颗同步通信卫星来发射和接收电磁波信号可以实现全球通信；
发射
接收
3
③光纤通信：利用激光（电磁波）在光纤中传递信号，激光信号在光纤中传输损耗小，可长距离传输，光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量好，保密性强；④网络通信：网络通信的常用形式是电子邮件，利用因特网实现资源共享和信息传递。
7.两种特殊电磁波：①电视机的遥控器是利用电磁波中的__________来工作的，电磁波中的红外线具有__________效应，红外线烘炉就应用了它的这个特性；②在医院的手术室、病房里，常用__________灯来灭菌，验钞机是利用__________能使荧光物质发光的原理工作。
8.电磁波的屏蔽：实验证明，__________(填“金属”或“非金属”)材料制成的壳体或网罩，对电磁波有屏蔽作用。
红外线
热
紫外线
紫外线
金属
注意：
(1)在信息传递的过程中，军用雷达传递的是电磁波，倒车雷达传递的是超声波。
(2)最简单的电话由话筒（声信号→电信号）和听筒（电信号→声信号）组成。
(3)电话信号分为模拟信号和数字信号两种。数字信号相比于模拟信号，具有信号失真小，便于存储，传输数据处理简便的优点。
(4)光导纤维是绝缘体，激光在光导纤维中反复发生全反射向前传播以传递信息。
1. 能量的转化和守恒：
（1）能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式__________为其他形式，或者从一个物体__________到其他物体，在这两个过程中，能量的总量__________。
（2）能量的转化和转移是有_____________的。
（3）永动机是不可能做成的，因为其违反了能量守恒定律。
转化
能量和能源
转移
保持不变
方向性
2. 能源分类：
(1)按能源是否被大规模生产和利用的标准：
①常规（传统）能源：是指已经被人类大规模生产和广泛利用的能源，例如：__________、__________、__________等；
②新能源：是指传统能源之外的各种能源形式，即刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，例如：__________、__________、地热能、风能、海洋能、生物质能等。
煤炭
石油
天然气
太阳能
核能
(2)按能源是否可以在短时期内从自然界中不断得到补充的标准：①不可再生能源：是指在自然界中经过亿万年形成，随着大规模开发利用，储量越来越少，且短期内无法恢复的能源，例如：__________、__________、__________、核能等；
②可再生能源：是指取之不尽，用之不竭的能源，例如：__________、__________、__________、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。
煤
石油
天然气
太阳能
水能
风能
（3）按能源是否从自然界直接大量获取并直接使用的标准：
①一次能源：是指可以直接从自然界获得的能源，例如：化石能源（煤、石油、天然气）、风能、水能、地热能、__________、__________等；
②二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须通过消耗_____________才能得到的能源，例如：__________、汽油、柴油、液氢、液化石油气等。
太阳能
核能
一次能源
电能
注意：
（1）人们在生产生活中所使用的电能、煤气、酒精等都是从一次能源经过加工转换而来的，属于二次能源。
（2）核能所需要的核燃料在地球上储量有限，使用完后得不到补充，因此属于不可再生能源。
（3）我们所使用的化石能源中储存的能量来自远古时期的太阳能，因此，利用化石能源中的能量，其实也是在利用太阳能。
1. 核能：原子内部蕴藏的巨大能量叫做核能。
(1)释放核能的两种方式：__________和__________。
①原子弹、核电站利用的是核__________变。原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的，核电站的核反应堆中发生的链式反应是可控制的。
②氢弹、太阳内部是利用核__________变。
核裂变
开发新能源
核聚变
裂
聚
（2）优点与不足：
①优点：最大的优势就是能量巨大，不会排放巨量的污染物质到大气中，不会造成空气污染，有比较丰富的核资源等；
②不足：使用过的核燃料具有放射性，须慎重处理，并且核能发电被认为存在风险等。
2. 太阳能：在太阳内部，__________________在超高温下发生__________，释放出巨大的核能，以光和热的形式向四周辐射，这就是太阳能。
(1)人类利用太阳能的三种方式：
①将太阳能转化为_________能，如太阳能热水器；
②将太阳能转化为__________能，如太阳能电池；
③将太阳能转化为__________能，如绿色植物进行光合作用。
（2）优点：供应时间长，分布地域广，获取方便，环保无污染等。
氢原子核
聚变
内
电
化学
注意：
(1)核裂变是用中子撞击重核，使之分裂成两个原子核，从而释放出核内巨大的能量，其中中子的运动可以加以控制，因此，核裂变是可控的。
(2)氢核聚变需要超高的温度和压强，在现有的技术条件下达不到控制要求，因此核聚变是不可控的。
课本简练
1. （九下P55图19-5改编）电磁波是一个大“家族”，图1-19-1是它们家的“族谱”。对电磁波的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 可见光也是一种电磁波
B. 无线电波的频率比紫外线的频率高
C. 真空中无线电波的传播速度是电磁波家族中最快的
D. 在医院的病房里、幼儿园的卧室里常用红外线灯来灭菌
A
2. （九下P62图19-15改编）关于光纤通信，下列说法错误的是（ ）
A. 光纤通信中使用的“导线”是光导纤维
B. 光纤通信中使用的“导线”是金属导线
C. 在光纤中，光是经过多次反射向前传播的
D. 采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息
B
3. （九下P58图19-8改编）图1-19-2是无线电广播工作过程的简易图。话筒把播音员的__________转换成__________，即音频信号，然后用调制器把音频信号加载到__________电流上，通过天线产生电磁波发射到空中。收音机接收到各种电磁波并从中选出特定频率的信号，通过解调将__________信号留下。__________把音频信号转换成声音，我们就能听到广播电台的节目了。
声信号
电信号
高频
音频
扬声器
4. （九下P73自我评价与作业1改编）现代社会开发使用的能源中，属于可再生能源的是（ ）
A. 可燃冰 B. 页岩油
C. 太阳能 D. 核燃料
C
5. （九下P81活动1改编）以下现象中能量只发生了转移的是（ ）
A. 煤气炉将水烧开
B. 抱着热水袋取暖
C. 通电后小灯泡发光
D. 足球在草坪上越滚越慢
B
6. （九下P75信息浏览改编）太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，其主要材料是__________（填“超导体”或“半导体”）。人造卫星两翼安装的太阳能电池帆板能直接把太阳能转化成__________，给卫星提供动力。
半导体
电能
易错精讲
【例1】下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波的频率越高，传播速度越快
B. 电磁波的频率越低，传播速度越快
C. 电磁波的传播速度与频率无关
D. 电磁波的传播速度与波长有关
易错点1
波速、波长和频率的关系
C
思路点拨：电磁波按频率或波长可以分为很多种，它们在真空中的传播速度大小都为3×108 m/s，且频率越高，波长越短。
【变式1】【科学思维】红移现象是指物体的电磁辐射由于某种原因发生变化的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红光端移动了一段距离。图1-19-3是电磁波家族的一部分，已知电磁波的波长越长，频率越低。由此可以推断，当电磁波发生红移时（ ）
A. 波长变长
B. 频率变高
C. 在真空中的波速变小
D. 在真空中的波速为340 m/s
A
【例2】能源家族中有①煤炭；②核能；③石油；④天然气；⑤地热能；⑥太阳能；⑦电能；⑧潮汐能；⑨酒精；⑩水能。其中属于不可再生能源的是_______________；属于可再生能源的是_______________；属于一次能源的是_________________________；属于二次能源的是_______________。
易错点2
能源的分类
①②③④
⑤⑥⑧⑩
①②③④⑤⑥⑧⑩
⑦⑨
思路点拨：可再生能源与不可再生能源都取自自然界，所以都是一次能源。
【变式2】（2016广东）下列能源属于可再生能源的是( )
A. 风能 B. 天然气
C. 核能 D. 石油
A
考点1 电磁波［10年8考： 2015年(填空)、2016年(填空)、2017年(填空)、 2018年(填空)、2021年(选择)、2022年(综合)、2023年(填空)、2024年(填空)考查］
考点精练
1. 【航天主题】在“天宫”课堂中，航天员王亚平与地面的同学们进行了天地对话。他们之间传递信息利用的是（ ）
A. 次声波 B. 电磁波
C. 红外线 D. 紫外线
B
2. 如图1-19-4所示，将导线的一端与电池负极相连，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“咯、咯”声，表明收音机接收到了（ ）
A. 热量 B. 声波
C. 光能 D. 电磁波
D
3. （2021广东）电磁波的频率与波长的大致分布如图1-19-5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γ射线在真空中的传播速度相等
D
4. 【关联整合】超声波和电磁波都可以传递信息，下列关于它们的说法正确的是( )
A. 超声波和电磁波都是由物体的振动产生的
B. 超声波和电磁波都可以在真空中传播
C. 电磁波在空气中的传播速度远比超声波在空气中的传播速度大
D. 声呐和雷达都是利用了电磁波反射的原理
C
5. 【初高衔接】在一列波的传播中，凸起的最高处为波峰，凹下的最低处为波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。图1-19-6为绳上的一列横波在某时刻的波形，若绳上P点振动的频率为10 Hz，则此波（周期是指物体做往复运动或物理量做周而复始的变化时，重复一次所经历的时间）（ ）
A. 波长是0.5 m，周期是10 s
B. 波长是0.5 m，周期是0.1 s
C. 波长是1 m，周期是0.1 s
D. 波长是1 m，周期是10 s
C
考点2 能量、能源和开发新能源［10年10考：2015年(选择和填空)、2016年(选择)、2017年(填空)、2018年(综合)、2019年(综合)、2020年(填空)、2021年(填空)、2022年(选择)、2023年(填空)、2024年(填空)考查］
6. （2022广东）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A. 煤、石油、天然气都是可再生能源
B. 电能是一次能源
C. 水力发电是将水的机械能转化为电能
D. 太阳释放的能量是核裂变产生的
C
7. 【物理学与工程实践】人类文明，一脉相传。从古代的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图1-19-7所示，图甲是古代的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。从能量转化和转移的角度来看，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，水磨工作过程中只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能
B. 图甲中，流水通过水轮后，在往下游流
动的过程中，水流的速度不变，机械能不变
C. 图乙中，拦河大坝起到了提高水的重力
势能的效果
D. 图乙中，流水冲击水轮，带动发电机
发电，减少的水能全部转化为电能
C
8. (2024广东）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生__________（填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能。太阳能属于______________（填“可再生”或“不可再生”）能源。请写出太阳能的1个优点：___________________。
聚变
可再生
清洁无污染
9. 【物理学与工程实践】大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站，它获取核能的方式如图1-19-8__________（填“甲”或“乙”）所示。太阳核心每时每刻都在发生图__________（填“甲”或“乙”）所示的爆炸。
乙
甲
10. 【物理学与社会发展】随着手机充电技术的不断发展，无线充电、太阳能充电等先进技术逐步走入我们的日常生活之中。图1-19-9是一款手机无线充电实物图，在给手机充电的过程中，电能转化为__________能。人类是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，而能量的转化和转移具有_________性，因此可利用的能源是有限的。
化学
方向
考点3 跨学科实践让家中的无线网络更流畅
11. 【物理学与社会发展】无需Wi-Fi信号，点亮LED灯就能上网，复旦大学成功实现了这一国际前沿通信技术。在LED灯中安装一个微芯片，便可让其变成无线网络发射器；点亮LED灯，灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网。
（1）点亮LED灯上网是通过__________（填“可见光”或“红外线”）传播信号的。
可见光
（2）已知无线电波的波长大于可见光的波长，在真空中无线电波的传播速度__________（填“大于”“等于”或“小于”）可见光的传播速度。
（3）与用Wi?Fi信号上网相比，由于可见光的波长很短，不能绕过障碍物，相当于沿__________传播，信号不能穿墙而过，故网络信息更加安全。
等于
直线
考点4 跨学科实践新能源汽车发展前景和趋势的研究
12. 【物理学与社会发展】汽车方便了人们的出行，从长远趋势看，氢能源是新能源汽车产业的重要发展路线之一。
（1）目前，多数汽车使用的燃料仍是汽油或柴油。汽油或柴油属于______________（填“一次能源”或“二次能源”）。
（2）氢能源汽车在氢气燃烧的过程中的能量转化是________________________________。氢气是一种高效的绿色能源，但至今没能得到广泛应用的主要原因是_______________（写出一条即可）。
二次能源
化学能转化成内能
开发成本高