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第十九讲 电磁波及其应用 能源与可持续发展
1. 电磁波(3年1考)
(1)产生:迅速变化的 会在空间激起电磁波(无线电波、光波 均属于电磁波)。
(2)传播:电磁波的传播不需要介质, (选填“能”或“不 能”)在真空中传播;在真空中的传播速度约为c= m/s。
电流
能
3×108
知识点 1 电磁波及其应用
(4)应用:①传递信息:广播、电视、移动电话、卫星通信、航天通 信、北斗导航等。
②传递能量:如微波炉、太阳能热水器等。
(3)特征
①波长(λ):邻近的两个波峰(或波谷)的距离;
②频率(f):每秒内波峰或波谷通过某确定位置的次数;
③波速(c):描述波传播快慢的物理量。三者之间的关系:c=λf,电磁 波谱如图。
2. 现代通讯方式
(1)微波通信:微波是频率为30 MHz~3×105 MHz的电磁波。微波大致 沿 传播,不能沿地球表面绕射,因此需要分段建设微波中继站。
(2)卫星通信:用通信卫星做微波通信的中继站进行通信。在地球的周 围均匀地配置 颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面。
(3)光纤通信:光在光导纤维中传播是利用光的 。光的频率高 于无线电波,可以携带更 的信息。光纤通信容量大,衰减小,抗干 扰能力强,保密性好。
(4)网络通信:计算机可以高速处理各种信息,把计算机联在一起,可 以进行网络通信。
直线
3
反射
多
A. 紫外线 B. 次声波
C. 电磁波 D. 超声波
C
2. (沪科九全P192T4改编)如图甲所示是表示音频、视频和射频三种信号 的波形示意图,频率最高的是 信号。如图乙所示的光纤通信是利 用了激光在纤维中经过多次 (选填“反射”或“折射”)从一端 传到另一端。
甲 乙
射频
反射
1. 能源的分类(3年1考)
分类 标准 类型 定义 实例
获取
方式 一次能源 可以直接从自然界获得的 能源 风能、太阳能、核能、化石能源、水能等
二次能源 通过消耗 才 能得到的能源 电能、汽油等
一次能源
知识点 2 能源与可持续发展
分类 标准 类型 定义 实例
是否
可再 生 可再生能源 可以在自然界源源不断得 到的能源 水能、风能、太阳能等
不可再生能源 不可能在短期内从自然界 中得到补充的能源 化石能源、核能等
对环 境的影响 清洁能源 使用时对环境无污染或污 染小的能源 太阳能、风能、潮汐能、水能等
非清洁能源 使用时对环境造成污染的能源 化石能源、核燃料等
2. 核能(3年1考)
(1)定义:原子核分裂或结合时释放的能量。
(2)获取方式:核裂变和核聚变。
(3)核废料的处理:核废料具有放射性,因此一般深埋在人烟稀少的地 方,防止对人或其他生物造成危害。
注意:人类已实现可控核裂变。可控核裂变:核电站;不可控核裂变:原 子弹。
3. 太阳能的利用(3年1考)
太阳能来自于太阳内部氢核的 反应。
(1)光热转换:太阳能转化为 ,如太阳能集热器;
(2)光电转换:太阳能转化为 ,如太阳能电池;
(3)光化转换:太阳能转化为 ,如植物的光合作用;
(4)优点:清洁、无污染、获取方便、取之不尽等。
聚变
内能
电能
化学能
4. 能源与可持续发展(3年2考)
(1)能量的转移和转化具有 。(如消耗掉的内能无法被收集 起来再利用)
(2)能源消耗对环境的影响:温室效应、大气污染等。
(3)可持续发展:①开发利用新能源和可再生能源;②提高能源的利用 率,节约能源。
方向性
3. (沪科九全P205图21-17,21-18改编)获取核能有两条途径——重核的 裂变和轻核的聚变。核电站是利用核的 (选填“裂变”或“聚 变”)来获得核能的,是 (选填“甲”或“乙”)图所示途径。
甲
裂变
甲
乙
4. (人教九全P197图22.2-9改编)如图所示,太阳能电池板工作时把太阳 能转化为 能。太阳能是 (选填“可再生”或“不可再 生”)能源。
电
可再生
5. (沪科九全P202T3改编)现代电动汽车为了节能,都安装了能量回收装 置,在汽车刹车时带动发电机,将汽车的 能转化为电能,为汽车 提供后续运动的能量。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行 驶,一边发电,永远运动下去,这种观念违背了 。我国 火箭升空使用液态氢作为燃料,是因为液态氢的 较大。
机械
能量守恒定律
热值
1. 材料的物理属性及其应用实例
物理属性 材料示例 材料应用
弹性 橡胶 汽车轮胎等
密度 大密度:铸铁、钢板 机床底座等
小密度:碳纤维 飞机机翼等
导电性 绝缘体:橡胶 导线绝缘层等
优良导体:铜、铝 导线、避雷针等
导热性 铁、铜 散热器、铁锅等
知识点 3 材料的性质及应用(3年1考)
2. 特殊材料
(1)半导体材料:半导体材料有硅、锗和砷化镓等。利用半导体材料可 制成具有单向导电性的 ,它与三极管等元件是集成电路的重 要组成部分。一些半导体材料的导电性受温度、光照、压强等因素的影响 很大,可用来制作各类传感器。
(2)超导材料:电阻阻值为零的材料。若常温超导材料实现大量生 产, 用于远距离输电,以降低电能消耗; 用来制 作电热水器的发热丝。(均选填“可以”或“不可以”)
(3)纳米材料:可以大大提高材料的硬度和强度,降低烧结温度,提高 材料的磁性等,其在力、热、声、光、电、磁等方面有特殊的性能。
二极管
可以
不可以
2. 第一位用望远镜观察天体,并以确凿的证据支持哥白尼“日心说”的是 意大利物理学家 。
3. 从宏观世界的尺度来看,宇宙 银河系 太阳系>地球。(均 选填“>”“<”或“=”)
分子
原子
正
负
相
等
质子
伽利略
>
>
知识点 4 从微粒到宇宙(3年2考)
6. (人教九全P206T3改编)目前城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使 用太阳能。白天,太阳能转化为电能,除供正常使用外,将多余的能量储 存在蓄电池内,夜晚供交通指示灯及照明灯发光。请完成下面的转化过 程,使其正确反映这个过程中能量发生转化的情况。
太阳能→电能→ → →光能
化学能
电能
7. (沪科九全P219T9改编)如图所示,是一种门铃按钮开关构造的截面 图:A、B为金属片,并各有接线柱与电路连接,C为按钮,D为外壳。 A、B、C、D各部件的材料中, 是导体; 是绝缘体。
A、B
C、D
A. 超声波 B. 电磁波
C. 次声波 D. 光纤
B
解题思路 北斗卫星导航系统是利用 来传递信息的。
电磁波
A. 火箭加速升空的过程中,机械能保持不变
B. 航天员从地面到达空间站后惯性减小
C. 空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的
D. 飞船与空间站对接后,以飞船为参照物,空间站是运动的
C
A. 能量是与物体运动有关的物理量,所以静止的物体没有能量
B. 火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能
C. 风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳
D. 不同形式的能量之间可以相互转化,因此能量的转移、转化没有方
向性
B
能量
质量
转化
不变
一次
其他
转
化
方向性
命题点1 微粒与材料
1. (2025·贵州)原子核由质子和中子构成,质子和中子由夸克构成。由 此可判断原子核、质子、中子、夸克这些微观粒子中,空间尺度最小的 是 。
夸克
命题点2 能源及其利用
2. (2025·贵州)有一种光电转化玻璃,既能作普通玻璃使用,又能将吸 收的太阳能转化为电能。若将其用于生产生活中,请提出两条应用设想。
答:光电转化玻璃可以作为建筑材料和能源供应系统,实现建筑的绿色可 持续发展。例如,它可以用于制作窗户等,既不影响室内采光,又能将吸 收的太阳能转化为电能,为建筑物提供电力。
光电转化玻璃可以应用于汽车、船舶和飞机,在车辆行驶或停放时收集太 阳能并转化为电能,为车辆的辅助系统、传感设备和电动马达供电,提高 车辆的续航能力和节能性。