人教版初三物理第22讲：信息的传递、能源与可持续发展（教师版）

信息的传递、能源与可持续发展_1电话的原理 2电磁波的产生与性质 3. 能源的分类 4. 核能的原理及利用 5. 能源与可持续发展的利用 一信息的传递1.电话1876年贝尔发明了第一部电话 （1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。 （2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号） 2.模拟通信和数字通信 模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。 模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。 3.电磁波的产生导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。 可以在真空中传播，不需要介质。 电磁波在真空中的波速为c，大小和光速一样。电磁波波速、波长和频率f的关系： （1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。 （2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比它大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz 1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz （3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。 （4）波长、频率和波速的关系：c=f（5）电磁波的波长与频率f成反比。 4.无线电广播信号的发射和接受：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由天线完成。 5.电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由发射机完成，接收由天线完成。 6.移动电话：移动电话靠空间的电磁波来传递信息。移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。 7.微波通信：微波的波长在10m1mm之间，频率在30 MHz 3105 MHz之间。 微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。8.卫星通信：通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3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。 9.光纤通信：光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光。二能源与可持续发展（一）能源类型1.一次能源和二次能源常见的化石能源有：煤、石油、天然气。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。常见的二次能源有：电能。2.不可再生能源和可再生能源常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。（二）核能 原子核在分裂或聚合时释放的巨大能量叫核能，也叫原子能。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。核电站的“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，氢弹以及太阳内部的反应都是聚变反应。（三）太阳能要点诠释：1.太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。2.太阳能的利用间接利用太阳能：化石能源（光能-化学能）生物质能（光能-化学能）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能-内能）太阳能电池：（光能-电能）一般应用在人造卫星、宇宙飞船、打火机、手表等方面。太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。（4） 能源的开发与利用1.人类利用能源的过程经历了三次能源革命：（1）第一次能源革命：钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。（2）第二次能源革命：蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。（3）第三次能源革命：物理学家发明了可以控制核能释放的装置-反应堆，拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕。2.能源与可持续发展（1）能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以，我们应节约能源。（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理想能源的开发。（3）能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。 题型一：电磁波及其利用例1.下列关于电磁波的说法中，正确的是（ ） A电磁波不能在真空中传播B电磁波在空气中的传播速度约为3108m/s C手机靠电磁波传递播信息 D电冰箱是利用电磁波来工作的解析：电磁波能够传递信息，手机就是利用电磁波来传递信息的，电磁波的传播不需要介质，真空能够传播电磁波，其传播速度为3108m/s，在空气中的传播速度与在真空中的传播速度大约相同，电冰箱并不是利用电磁波来工作的。 答案：C例2.无线电广播中波段的频率范围是535kHz1605kHz，试计算中波段电磁波波长的范围。解析：电磁波在空气中传播的速度和真空中近似相等，即c=3108m/s，由c=f，得 ，则 所以中波段电磁波波长范围是187m561m。 答案：187m561m例3.下列关于无线电通信过程的说法，错误的是（ ） A电磁波的波速等于波长乘频率 B在真空中，电磁波的传播速度跟光速相等C无线电广播用的是长波和微波 D在真空中，电磁波波速为8 310m/s解析：无线电广播所用的无线电波主要是中长波 答案：C例4.关于光纤通信，下列说法中正确的是（ ） A载有信息的激光在光纤的内壁上不断发生折射，把信息从光纤的一端传到了另一端B用于通信的激光是在空气中传播的 C光在光纤中的传播是折射传播D光纤通信要比短波、微波通信容量高出百万倍以上解析：激光在光纤中传播发生的是全反射，不会射出光纤；用于通信的激光到目前为止，仍在光纤中传播。答案：CD例5.下列叙述正确的是（ ） A.听筒将声信号转变成电信号 B.话筒将电信号转变成声信号 C.听筒内部是利用电磁铁来工作的 D.话筒是利用电磁铁的原理来工作的解析：电话的话筒中有一个装有碳粒的小盒子，当你对着话筒讲话时，振动的膜片使碳粒电阻发生变化，经过碳粒的电流也发生变化，把声信号变成电信号。听筒内部有一个电磁铁，电流的变化使电磁铁的磁力发生变化，对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，把电信号变成声信号。答案：C题型二：能源与可持续发展例6.2011年3月11日，日本发生大地震，造成核污染，引起世界各国恐慌。以下对于核能的理解正确的是( )A核电站利用的是核聚变释放的能量B核能是再生能源C马上停止核能的开发和利用 D检查核设施防止核泄漏解析：核电站利用的是铀核裂变释放的能量，A错；核能是不可再生能源，B错；核能可以提供高能量服务于民，不能停止核能的开发和利用，C错；检查核设施防止核泄漏，D对答案：D例7.关于能源的利用，下列说法正确的是A大量使用石油产品会造成大气污染，所以应该停止开采石油B和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染C修筑拦河坝建造水电站利用水能发电，有百利而无一害D天燃气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发解析：大量使用化石类能源（如石油等）会造成大气污染，但目前还没有找到合适的新能源来代替它，选项A错误；在利用核能的过程中，如造成核泄漏，将会造成环境污染，选项B正确；修筑拦河坝建造水电站虽然能利用水能发电，但也能造成良田淹没等不利影响，选项C错误；天燃气是一种清洁能源，但是不可再生能源，人类不能无穷无尽地开发，选项D错误。答案：B基础演练1（2015绵阳）关于电磁波，下列说法正确的是（ ）A. 色光的三原色是红、黄、 蓝 B.电磁波不能传通声音信息C. 红外线可以用来遥控 D.电磁波不能在真空中传播答案：C2. （2015内江）以下说法中正确的是A.“倒车雷达”一定是利用了电磁波B.“声呐”是利用了超声波在水中传播的距离较远C.“移动电话”是利用了次声波D.医院中利用紫外线消毒是利用了无线电波答案：B3“嫦娥一号”卫星的微波探测仪可探测“月壤”发出的频率为3.0GHz，7.8GHz， 19.35GHz和37.0GHz的微波。下列说法正确的是（ ） A微波属于电磁波 B微波是可见光 C这四种微波在真空中波长一样 D这四种微波在真空中传播速度不同 答案：A 4下列设备的运行与电磁波无关的是（ ） A医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况 B“嫦娥下号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球C汽车上安装GPS（全球卫星定位系统）以确定行驶路线和距离 D在汶川大地震发生后救灾人员利用卫星电话恢复了与外界的通信联系 答案：A5电磁波不需要介质也能向外传播能量，形成电磁辐射。电磁辐射对人体健康的不良影响引起了人们的广泛关注。以下活动中，几乎不会对人产生电磁辐射的是 （ ） A使用手电筒 B玩电脑游戏 C接听手机 D紧靠工作着的微波炉答案：A6现代战争应用电子干扰战术，电子干扰战术就是破坏敌方的信息传递，电子干扰具体的做法是（ ） A对敌方发射很强的电磁波B对敌方发射电磁波 C对敌方发射频率很高的电磁波 D对敌方发射与敌方设备相同频率的高强度电磁波 答案：D7下列说法中，不正确的是（ ） A手机是利用超声波来工作的 B在道路两旁植树，可以减弱噪声 C电磁波与声都可以传递信息和能量 D正在发声的音叉接触水面，溅起水花，说明发声体在振动答案：A8汶川发生大地震后，在救援人员争分夺秒抢救被埋在废墟中的幸存者时，使用了一种先进的生命探测仪，这种仪器可以隔着厚厚的掩埋层探测到微弱的呼吸、心跳，你认为这种仪器的工作原理最没有可能的是（ ）A碳一14探测 B声波探测 C电磁波探测 D红外线探测 答案：A94G时代的到来，将使我们可以使用4G手机随时随地进行无线网络登录。对于手机无线上网。下列说法正确的是（ ） A使用电磁波传输数字信号 B使用电磁波传输模拟信号 C使用超声波传输数字信号 D使用红外线传输模拟信号 答案：A10、大规模开发和利用太阳能时，下列困难中，目前人们所关注解决的重点是（）A单位面积上功率较小B地球自转C光电、光热转化装置效率低D光照不均匀答案：C11、下列说法中错误的是 答案：B12、关于核能，下列说法中错误的是A核电站使用过的核燃料称为核废料，核废料不具有放射性B目前人类获得核能有两条途径，即裂变和聚变C核能属不可再生能源D核发电是利用核的裂变来实现的答案：A13（多选）（2015广西）关于电与磁的说法正确的是（）A电磁波不能在其真空中传播B奥斯特实验说明电流周围存在磁场C地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近D发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将机械能转化为电能答案：BCD14. （2015内江）在电磁波谱中，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线和射线等，其中，波长最长的是 ，频率最高的电磁波在真空中传播的速度为 。答案：无线电波 15.我国第一代“人造太阳”核实验装置已于2006年9月28日放电成功，它产生能量的方式和太阳相同，在超高温条件下氢的原子核发生了 (填“聚变”或“裂变”)，产生巨大能量。答案：聚变16、在上海世界博览会的中国国家馆内，“水的流动”贯穿了展览的各个层面。目前，水资源的利用已成为各国探讨的热点。请回答以下问题：水具有的动能属于_再生能源。（选填“可”或“不可”）水具有比热容大的特点。以下现象中能用此特点解释的是 。（选填序号）A可以用循环流动的水冷却汽车发动机B寒冬季节，放在室外装满水的玻璃瓶会破裂C0的冰熔化成0水的过程中要吸收大量的热答案：可；A17、在煤气、沼气、天然气、地热能、核能、潮汐、太阳能中，属于一次能源的是_；属于二次能原的是_；属于不可再生能源的是_；属于可再生能源的是_； 答案：； 18.在“太阳能、天然气、石油、煤炭、风能”这些能源（能源物质）中，属于“可再生能源”的是_和_。答案：太阳能，风能巩固提升1（2015黄冈）无需wifi 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讯技术：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。下列有关说法错误的是（）A有LED 灯光的地方就有网络信号B点亮LED 灯上网不是利用电磁波传播信号C与用wifi 信号上网相比，光由于直线传播不能穿墙而过，故网络信息更加安全D与用wifi 信号上网相比，没有大功率的无线通讯设备，局部电磁辐射大大减弱答案：B2 据报道，2008年北京奥运会时，光纤网将覆盖所有奥运场馆。光纤的主要用途是（ ） A通信 B输电 C导热 D照明答案：A3关于微波，下列说法中不正确的是（ ） A微波是指频率很高、波长大约在10m1mm之间的无线电波 B微波大都能沿地球表面绕射，所以可以实验全球通信 C微波大致沿直线传播，需要每隔50km左右建一个微波中继站 D卫星通信是用通信卫星来做微波通信中继站的 答案：B4下列关于电磁波的叙述中，错误的是（ ）A微波炉是利用电磁波加热食品的 B透视使用的X射线是一种电磁波C电磁波不能在真空中传播 D电视机和移动电话都能接收电磁波答案：C5中央电视台1台发射的电磁波的频率范围为56.564.5MHz，中央电视台2台发射的电磁波的频率范围为183191MHz，这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时（ ） A1台发射电磁波速度大于2台发射电磁波速度 B1台发射电磁波速度小于2台发射电磁波速度 C1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长 D1台发射电磁波波长小于2台发射电磁波波长答案：C6在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢? A.是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B.就像电流沿弯曲导线那样传播 C.就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D.是靠光纤壁不断地折射而向前传播答案：A7.(2015北京)下列说法中正确的是A核电站发电时将核能转化为电能B通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向一致 C交流发电机是电磁感应现象的应用，正常工作时将电能转化为机械能 D将能自由转动的小磁针放在磁场中的P点，小磁针静止时，小磁针N极所指的方向就是P点磁场的方向答案：AD8华人科学家高锟以“涉及光纤传输的突破性成就”获年诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法正确的是 A.光在光纤中是沿中轴线直线传播的 B.光纤通信与有线通信一样，都需要金属导线 C.光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维” D.光纤通信中传播的物质光，不是电磁波 答案：C9关于电磁波及其应用，下列说法中不正确的是 A.电磁波在真空中传播的速度与光速相同 B.移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波 C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信 D.无线电波中，长波的频率小于短波的频率答案：B10.下列说法正确的是（）A“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”指的是音调高B锯木条时锯条会发热，这是通过热传递使锯条的内能发生了变化CLED灯用半导体材料制成，主要把电能转化为内能D化石能源和核能都是不可再生能源答案：D11.不扩散核武器条约缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点。关于原子弹与核电站的叙述正确的是( )A原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率B原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率C原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率D原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率答案：C12.（多选）下列说法正确的是 A色散现象说明白光是由色光组成的B. 卫星与地面站利用电磁波传递信息，在真空中电磁波传播速度约为3108m/sC. 用大小不同的力敲击同一个音叉，音叉发声的音调不同D煤、石油、太阳能都是不可再生能源答案：AB13. 2010年上海世博会采用高效彩色太阳能电池板、锂离子电池等技术，真正达到碳的“零排放”太阳能属于_能源（选填“可再生”或“不可再生”）世博会上，以警用电动车为参照物，车上的锂离子电池是_的，警用电动车和地面指挥中心无线通信时用_（选填“超声波”或“电磁波”）进行联络答案：可再生 静止 电磁波14.手机使用充电电池，在电池充电的过程中，是将 能转化为 能，此时电池相当于 （填“电源”、“用电器”）答案：电，化学，用电器。15.如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明太阳能是在太阳内部氢原子核发生_（裂变/聚变）时释放出的核能蓄电池充电时将电能转化为_能若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是_答案：聚变化学 30 1（2015河南）2015年3月，我国成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展。它与地面通信时利用的是【】 A电磁波B紫外线C红外线D超声波 答案：A2下列说法正确的是 A红外线不是电磁波 B.电磁波的传播速度小于光速 C.电磁波的频率越高其波长越长 D.电磁波的频率越高其波长越短答案：D3. 下列说法中正确的是 A光波、电磁波、声波都可以在真空中传播 B光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息 C中央电视台与扬州电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D我们生活的空间里充满着电磁波答案：D4（2015娄底）WiFi无线上网是当今使用最广的一种无线网络传输技术，实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，供支持其技术的相关电脑、手机接收。WiFi无线上网利用了： A红外线 B紫外线 C电磁波 D超声波答案：C5美籍华人高锟在光纤物理学方面取得的突破性成果，最终促使光纤通信问世光纤通信A利用电流传输信息 B利用光传输信息 C传输信息量很小 D传输信息时损耗大答案：B6如图1所示，在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息。下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是（ ）A声呐和无线电广播电视 B卫星通信和光纤通讯 C有线电话和无线电广播电视 D两人之间面对面相互交谈答案：B7在青海玉树抗震救灾过程中，救援队利用国产导航仪与北斗卫星之间的信号传输来确定自身所在的位置导航仪与北斗卫星之问传输的信号属于 A超声波 B次声波 C电磁波 D可见光答案：B82010年5月1日，上海世博会开幕如图所示是上海世博会门票，门票中有中国自主知识产权的芯片“世博芯”，它记录着参观者的资料，并能以无线方式与遍布世博园区的传感器交换信息在交换信息时，应用了大量的物理知识，下列知识得到应用的是 A回声 B电流的热效应 C电磁感应 D光的反射答案：C9. 下列有关电磁波的说法，正确的是（ ） A、电磁波不能在真空中传播 B、电磁波在空气中的传播速度约为340m/s C、可见光是电磁波 D、超声波是电磁波答案：C10. 赵明同学在学习过无线电通信常识后，对电磁波有以下的认识，你认为正确的有哪些A波长与频率都不同的电磁波，在真空中的传播速度都相同 B每秒钟电磁波出现的波峰数（或波谷数）叫电磁波的周期 C太阳发出的电磁波中含有红外线 D光纤通信中，激光能穿过线芯和包层的界面，由近及远向前传播答案：AC11. 关于电磁波，下列说法中正确的是( ) A电磁波可以用来传递信息 B电磁波不会造成环境污染 C电磁波的频率都是一样的 D电磁波不能在真空中传播答案：A12.“远望”号航天测量船，通过发射和接收一种波。对“嫦娥一号”进行跟踪、测量与控制这种波是 A红外线 B紫外线 C超声波 D微波答案：D13、对裂变的链式反应加以控制，使核能平稳缓慢地释放出来的装置叫 ( )A原子弹B氢弹C核电站D核反应堆答案：D14. （2015济南）在综艺节目“奔跑吧！兄弟”中.参赛嘉宾运动时会带着智能运动手环，以测量记录人的运动情况。如右图所示。以佩戴者手腕为参照物，智能运动手环是_ _（选填“运动”或“静止”）的；智能运动手环还可以通过_ _以无线的方式向手机发送运动的统计数据。 答案：静止；电磁波15、核电站是利用_发电的，它的核心设备是_，其发生的_是 （选填可以、不可以）控制的。 答案：核能 核反应堆 链式反应 _1.（2015武汉）关于电磁波，下列说法错误的是（）A收音机、电视机和移动电话都是靠电磁波来传递信息的B跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速C真空中电磁波的波速约为30万千米每秒D微波炉内的微波是一种波长很长、频率很低的电磁波答案：D2（2015株洲）下列设备工