第十九二十章（信息能原材料社会）—沪科版九年级物理全一册导学案（word含答案）

第十九章 走进信息时代
第一节　感受信息
1、电话的基本原理：
电话的话筒与对方的听筒组成串联电路。话筒靠电阻与电流的关系，把强度不同的声波变成相应大小的电信号，而听筒里有电磁铁和膜片，电流大小不同引起磁场强弱不同吸引膜片引起振动。听筒就把电信号变成膜片的强弱振动，把声音还原出来，振动→强弱变化的电流→振动。
2、电话的话筒
由金属盒、碳粒和膜片组成，它的作用是通过碳粒间电阻的变化，将声音转化成强弱按声音振动而变化的电流。
3、电话的听筒
由永磁铁、螺线管和薄铁片组成，它的作用是按声音振动的强弱而变化的电流转化成相应的声音。
课后延伸 科技活动：走进信息时代——从烽火台到电脑网络
每当我们提到长城，自然会联想到烽火台。烽火台筑在长城沿线的险关和交通要道上。古代士兵一旦发现敌情，便立刻点燃烟火发出警报。相传西周有个腐败的周幽王，他的爱妃褒姒长得非常美丽，只是从来没有笑容。一天傍晚，周幽王带着褒姒登上烽火台，命令士兵点燃烟火。邻近的诸侯们看到烽火，以为敌人来犯，慌忙领兵赶到城下救援。但见到灯火辉煌，鼓乐喧天，一打听才知是周幽王干的荒唐事儿，只好气愤地收兵回营。褒姒见到官兵们狼狈的模样，果然开颜一笑。这就是“烽火戏诸侯”的故事，它说明早在三千多年前，我国就有了利用烽火传递信息的方法。
我们今天的探究，就要从烽火台开始，直到发现电脑网络通信的奥秘，寻找人类社会走向信息时代的脚印……
第二节　让信息飞起来
一、电磁波谱1.提出问题：生活中你知道哪些电磁波？r射线、x射线、紫外线、红外线、微波、无线电波等。
2.你知道电磁波有哪些应用吗？电话、电报、电视机都是靠无线电波传送信息的，电磁波作为载体，信息附加在它上面在空中飞行，接受装置接受到电磁波后，将信息从电磁波上解调出来。电磁波在传播的过程中如果路途遥远，需要靠卫星中转。电磁波是以光速传播的，非常快捷。但电磁也有污染，会导致控制系统和信息传输系统失控，对人身体健康有害。
二、波的特征1.所有的波都具有 、 和 ，电磁波也一样， 是电磁波的波速、电磁波的波速等于光速c= 。波长是用字母表示 ，单位是 。频率表示 ，用字母表示 ，单位是 。
2.波速、波长与频率的关系为： 。
在真空中电磁波的波速一定，所以电磁波带的频率与波长成反比关系。波长越长，频率越低；反之，波长越长，频率越高。
课后延伸1、光是一种电磁波 可见光是我们眼睛能看见的电磁波。太阳暖暖地照在我们身上，它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组成。紫光波长最短，红光波长最长。可见光波长不同，光的颜色不同。可见光波长范围从400nm至760nm。
2、频率是物质的固有属性
　　频率、波长和波速这三个量中，频率是物质的固有属性。例如，音叉制造好之后，其频率就固定不变了，无论音叉发出的声波是在空气中、水中，还是在钢铁中传播。而波速与波传播的介质有关。声波在空气中、水中和在钢铁中传播，其速度是不一样的。在不同的介质中传播，频率相同、波速不同，波长也就不同。电磁波也是如此。
3、怎样寻找黑匣子
　　飞机失事后，为了分析事故原因，必须立即寻找黑匣子。怎样寻找黑匣子呢？原来，在飞机坠毁后的30d内，黑匣子能以37.5kHZ的频率自动发出信号。探测仪就是通过黑匣子本身不断发出的这种信号进行查找的。但黑匣子发射信号依赖其携带的一块蓄电池，如果不能尽早找到，信号会随着电池的消耗逐渐减弱，探测难度将越来越大。
探测仪是一种高精度频谱分析仪，通过发射一个波段的长波，来寻找黑匣子的直线方位。在几个不同位置找到“黑匣子”的直线方位后，几条直线的交叉点，就是黑匣子真正的位置。
第三节　踏上信息高速公路
一、光纤
1.用光来运载信息具有什么优点？能量更集中，损失少；传输信息量更大；光缆不是金属，抗腐蚀。
2.光在光纤中传播具有哪些特点？容量极大、能耗极少、抗腐蚀、抗干扰、通信质量高
二、现代通讯网络
引导学生观看课本P135页，回答：现代通讯网络由哪几部分组成？
介绍：现代通讯网络的结构
三、因特网
信息高速公路采用光纤和现代电信网络及因特网来高速传递信息。我们的生活因为有了信息高速公路而变得方便。
总结：
一、现代通信方式
1、卫星通信――微波
2、光纤通信――激光
3、互联网络
二、通信卫星轨道要求
1、在赤道的正上方
2、供地球转动周期是24h 3、要实现全球同步转播需要三颗互成120°的通信卫星
三、光纤通信
1、原理：光的反射
2、优点：容量极大、能耗极少、抗腐蚀、抗干扰、通信质量高
四、因特网用途：信息资源全球共享、发送电子邮件、远程教育、大型电子会议、远程录取
第二十章 能源材料与社会
第一节　能量的转化与守恒
（一）自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。通过自主学习回答下列问题：
1. 自然界中能量的存在形式： 。
2．化学能：是由于 ，物质的 变化。
例如：木材的燃烧是一种 ，燃烧时产生的光和热就来源于木材储存的 。
核能：则是由于 ，物质的 发生变化而产生的能量。包括核裂变和核聚变
原子弹，核电站的能量都是利用核裂变 氢弹，太阳能都是核聚变，方向可控的是核裂变
4. 地球的能量主要来源于 ，这些能量发生的 释放出来的。
5. 煤、石油和天然气中的能量则来源于亿万年前植物、动物体内的
（二）能量的转移与转化
1、来回迅速摩擦双手 能转化为 能；
2、电风扇通电 能转化为能 ；
3、电炉通电 能转化为能 ；
4、电灯通电 能转化为能 ；在一定条件下,各种形式的能都可以相互转 §
能量的守恒定律
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变。
单摆的能量转化
A点重力势能最大，动能最小，由A到C重力势能转化为动能，C点动能最大，由C到D动能转化为重力势能
1.如果不考虑能量损失，小球将来回往复运动，不会停止，这个过程中只有动能和重力势能的相互转化
所以机械能是守恒的，任何一点的机械能大小都一样
实际中存在阻力，小球从A点出发后，再次到达最高点的高度会越来越低，整个过程中要克服阻力做功，机械能会越来越小，最终小球会停在C点，这种情况只有A点处的机械能是最大的，机械能不守恒，但是能量是守恒的。
能源的开发和利用
基础导读
能源分为可再生能源和不可再生能源，其中煤石油天然气都是不可再生能源，太阳能，风能，水能都是不可再生能源。
太阳能优点：清洁无污染，可持续利用，太阳能电池：光能转化为电能
核能：核裂变：较重的原子核裂变成较轻的原子核，方向可控，原子弹，核电站都是利用核裂变原理；
核聚变：较轻的原子核结合成较重的原子核，方向不可控，氢弹，太阳能都是利用核聚变原理。
其它常见新能源还有地热能，潮汐能，风能。
材料的开发和利用
基础导读
1.按照材料的导电性可分为导体，半导体，绝缘体。
导体：金属，石墨，湿木棒等，导体能够导电是因为导体内部有大量的自由电子
绝缘体：塑料，泡沫，橡胶，玻璃，绝缘体电阻大，内部几乎没有自由电子。
半导体：常见半导体元件有二极管和三极管，二极管具有单向导电性的特点，三极管用来放大电信号。
超导材料：某些导体在温度很低时，电阻降为零。但是目前常温状态下并不存在超导。
纳米材料：基本单元限制在1-100nm之间
达标检测
1．关于信息和材料，下列说法错误的是（　　）
A．卫星通信是依靠超声波传递信息的
B．超导材料不可以应用于电水壶的电热丝
C．光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生反射来传递信息的
D．验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪
2．2020年初，无锡一家企业自主研发的声表面波滤波器——移动通讯系统信号收发的核心器件，实现了5G核心器件“无锡造”。其中5G信息的传递是依靠（　　）
A．电磁波 B．红外线 C．超声波 D．次声波
3．关于电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．电磁波既能穿透物体，也能被物体反射
B．红外线、紫外线和可见光不是电磁波
C．电磁波既能传递声音信息，也能传递图象信息
D．电磁波既能在空气中传播，也能在真空中传播
4．关于信息传递，下列说法正确的是（　　）
A．一条光导纤维只能传输一条信息
B．5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C．用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D．北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
5．关于能源、信息和声音，下列说法正确的是
A．太阳能、风能，水能、核能，天然气等都属于可再生能源
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的
C．广场舞的伴奏音乐“震耳欲聋”，这里的“震耳欲聋”指的是乐音的音调高
D．中考期间学校路段禁止鸣笛，这是在传播过程中碱弱噪声
6．下列关于电磁波说法正确的是
A．在真空中，电磁波的波长越长，传播的速度越快。
B．光的实质是电磁波，各种电磁波在真空中的传播速度都为3×105km/s。
C．电磁波的形式多种多样，γ射线、X射线、可见光、激光、超声波等都是电磁波。
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波不能在玻璃中传播。
7．2020年新年伊始，受新冠病毒的影响，沈北的初三学子们经历了人生里的第一次线上学习，关于其中的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．学生们听到的老师讲课的声音，是通过超声波传过来的
B．老师讲课时是声带振动产生声音
C．同学们上网课时依据音调能快速分辨出哪位同学在发言
D．老师讲课时声音很大，是因为声音的频率很高
8．下到说法中正确的是（　　）
A．所有能量转化的过程都服从能量守恒定律
B．风能、太阳能和化石能源都是可再生能源
C．柴油机的效率大于蒸汽机的效率，所以柴油机做的有用功一定多
D．核电站利用核能发电，核反应堆中发生的是核聚变反应
9．2020年6月23日9时43分，我国成功发射的北斗三号系统“收官之星”系三号系统第30颗卫星，同时也是北斗家族第55颗在轨卫星。有关卫星所用的钛合金材料的特点不合理的(　　)
A．密度小 B．硬度小 C．耐热性好 D．耐腐蚀性好
10．下列说法正确的是（　　）
A．核能是可再生能源
B．太阳是宇宙的中心
C．新冠肺炎病毒的直径约为120nm，小于分子的直径
D．电视机遥控器利用的是红外线
11．2020年6月23日，长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署，下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为内能
C．火箭升空用的燃料使用液态氢，主要是因为清洁无污染
D．火箭升空时是动能转化为机械能
12．下面关于能源、信息、材料说法，正确的是（　　）
A．可见光是一种电磁波，但波速小于其他的电磁波
B．超导体是一种电阻为零的材料，用其可以制成性能优越的电饭煲
C．天然气、核能、太阳能都是清洁能源，但都属于不可再生能源
D．微波和声波都具有能量且可以传递信息
13．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　）
A．太阳能、风能和水能都是可再生资源
B．光纤通信是利用电信号来传递信息
C．塑料和铜都是好的绝缘材料
D．超导材料主要应用在电饭锅等电器上
14．如图所示，小球由细线吊着在A、C间自由摆动，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在A点和B点时，受到的重力的方向不相同
B．小球由B点到C点的过程中重力势能转化为动能
C．小球由A点到B点的过程中速度加快，是因为受到惯性力的作用
D．当小球刚好摆到C点时，假如所有力突然都消失，小球将保持静止状态
二、填空题
15．玻璃店刻画玻璃时都用金钢石刀，这是因为金钢石的_______大；用塑料皮包裹在老虎钳的手柄上，是因为塑料的_______好；选用钨做灯丝的原因是钨的_______的缘故。
16．我国自主研发的新型战斗飞机，其机体设计人员使用了第三代铝锂合金材料，由于铝锂合金___________更小，所以相比同体积的普通铝合金质量更小，舱壁的新型复合材料，因其具有良好___________性能，可有效维持舱内的温度，降低能耗，若有常规导弹从其正后方攻击，则导弹相对于飞机是___________（运动/静止）的。
答案
1．A
2．A
3．B
4．D
5．B
6．B
7．B
8．A
9．B
10．D
11．A
12．D
13．A
14．D
15．硬度 绝缘性 熔点高
16．密度 隔热 运动