信息的传递 能源与可持续发展 典型例题

1、信息的传递 能源与可持续发展 典型例题一、教学内容与目的要求。1了解电波在信息传播中的作用。2知道电磁波及其在真空中的传播速度。3了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。4了解能量及其存在的不同形式，认识能量的转移和转化。5了解各种能源的特点和核能的优点及可能带来的问题。6知道能量守恒定律，认识效率，对能源的开发，利用有可持续发展的意识。二、重点难点1电磁波在真空中的传播速度与先在真空中的传播速度相同要记住。2能量的转移和转化。3能源的分类和核能。三、教材延伸与知识拓展1怎样认识信息？ 我们今天生活的时代是一个信息的时代，无论是工作中，还是日常生活中，我们都要利用各种不同的渠道收集各个

2、方面的信息，外交家注意国际关系的微妙变化，企业家注意商情的涨落，科学家关注学科前沿的动态，所有这一切，都与信息息息相关。 信息现在已经成为现代科学技术中普遍使用的一个概念，作为日常用语，信息指音信、消息，消息就是预先不知道的报道，一般来说，信息是指由住处源（如自然界、人类社会等）发出的各种信号，使使用者接受和理解。 信息并非事物本身，而是表征事物，并由事物发出的消息、情报、指令、数据和信号中包含的内容。 一切事物，包括自然界、人类社会等，都在发出信息。在人类社会中，信息往往以文字、图像、语言、声音等形式出现。 信息是生活、工作中的常见现象，一切事物都会发出信息，信息无时不在。人们要想有效地工作

3、和生活，必须拥有足够的信息。 借助于信息，人类才能获取并发展知识。能过获取信息，人们才能区别自然界和社会中的不同的事物，才得以认识世界、认识自然、利用自然。2怎样认识电磁波？ 在物理学的研究和学习中，采用类比的方法把陌生的对象与熟悉的对象进行比较，找出二者之间相似的特征，以利于熟悉陌生的知识并积极地接受新事物；把未知的东西与已知的东西作比较，找出二者之间的相互联系并探求知识的实质；把深奥的事物与浅显的事物作类比，找出二者之间的结合点以利于新知识的接受。用类比的方法学习新知识将有助于对新知识的理解和认识。在本节学习中，将电磁波和水波相类比（表1），将无线电通信与鸽子传送信件相类比，从而使我们对电

4、磁波及无线电通信有所认识。类比方法是物理学学习与研究重要方法之一， 应该引起注意。3怎样应用分类方法？ 我们周围的世界，是个无限丰富、无限多样的世界。要一件一件地认识它们，是多么地艰难啊！分类方法，就是认识纷繁复杂的世界的一种工具。分类，把世界条理化，它使表面上杂乱无章的世界变得井然有序起来。分类，它使事物高度有序化，从而极大地提高了我们的认识效率和工作效率。 分类法亦称归类法。它是根据研究对象的共同点和差异点，将对象区分为不同种类的逻辑方法。分类方法是根据事物的本质特征进行分类。当然，事物的属性是多方面的，分类的方法也是多样的，在不同的情况下，可以采用不同的分类方法。 分类方法被应用于社会生

5、活的各个领域。哪里有丰富多样的事物，哪里就需要进行分类。对物理学来说，大量的物理现象和物理过程会具有各种各样的同一性和差异性。因此，常常需要以某种特性作标准，将对象归并为一类，这就是物理学研究中的分类方法。 分类要以比较为前提，因为没有比较就不可能确定研究对象的共同点和差异点，也就无法进行分类。由于客观的物理事物有多方面的属性，各事物之间有多方面的联系，因而人们可以根据不同的实际需要，依据不同的分类标准，对物理事物进行各种分类，从而得到不同形式的系统网络。例如，对物理学的分类，如果从运动形式来分，有力学、热学、电磁学、光学、原子物理等分支学科；如果从研究的对象来分，有地球物理、大气物理、化学物

6、理、生物物理、工程物理等；如果从研究的手段来分，有实验物理、理论物理、计算物理等。4怎样区别能源的种类？辨别一次能源与二次能源的依据。 一次能源是从自然界中直接获得的天然能源。一次能源经过加工转换成人们需要的另一种形式的能源，叫做二次能源，如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。常规能源和新能源的划分是相对的。 “常规”是通常使用的意思。“新”的含义有两层：一是20世纪中叶以来被利用；二是以前利用过，现在又有新的利用方式。它们本质的区别是利用时间有差异。当然，随着时间推移和科技的进步，现在新能源会逐步在为常规能源。例如，石油在19世纪下半叶，是一种了不起

7、的新能源。又如核能在发展中国家还算新能源，而在发达国家已看成是常规能源了。可再生能源和不可再生能源都有是对一次能源而言的。 我们所讲的“可再生能源”和“不可再生能源”，都是对一次能源而言的，即只有对自然界中现成存在，可直接取用的能源来讲，才能说其是属于“可再生能源”或“不可再生能源”。注意“煤煤气”、“核能核电”、“波浪能、风能与潮汐能”的区别。例如，煤是一次能源，而煤气是经过加工的，是二次能源；又如，波浪能和风能来自于太阳，而潮汐能的形成却与月球的引力有关。5为什么说，太阳能是人类未来的理想能源？ 由于煤炭、石油等资源日益减少，利用这些资源又对环境造成污染，因此人们十分重视对太阳能的利用，并

8、积极探索各种利用太阳能的方式，地球所接受的太阳能，平均每平方米为1.353kW ，这就是所谓的“太阳常量”。也就是说，太阳每秒照射到地球上的能量约为燃烧煤的能量。地球每年所接收的太阳能至少有kWh，相当于燃烧74万吨标准煤所释放的能量。可见利用太阳能的潜力很大，而且开发太阳能不污染环境。太阳能将成为未来能源的主流，这已为人们所共识。怎样有效地利用太阳所赐予的能量，使其成为本世纪的一大可利用能源，是新能源开发中的一个重要课题。6我国的能源结构特点我国能源资源的基本特点可概括为六个字：“富煤、贫油、少气”。从储量看，我国现已探明的能源储量，煤炭约(其中经济可开采量约），石油约（其中可开采量约），天

9、然气约。 从占世界总储量的比例看；我国煤炭储量占世界总储量的11，石油约占，天然气仅占。 据报道，目前我国能源消耗总量已居世界第二位，约占世界能源消耗总量的11。2003年，我国能源消耗总量为亿吨标准煤。其中煤炭占，原油占，天然气，可再生能源占。由于我国人口众多，人均能源的占有量和消费量均处于较低水平。我国能源消耗以煤为主（我国煤炭消费量每年约占全世界煤炭消耗总量的，可以称为全球煤炭消费的第一大户，约占我国消耗总量的67，世界平均水平是25），且能源利用率低，专家预测，在本世纪前30年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地们，这种以煤炭为主的能源结构是环境污染的主要原因。 我国作为一个迅速崛

10、起的发展中国家，面临着经济增长和环境保护的双重任务。为了保护环境并实现经济的持续增长，改变能源的生产和消费方式，开发和利用可再生、清洁的能源是必然的选择。典型例题例1、由于激光有能量在空中高度集中等特点，因此可用来测量月球与地球之间的距离，已知从地面发出的激光束，经月球上反射器反射回地球，前后共经历了，试根据上述数据计算月球到地球的距离。解析：已知激光在空中传播速度为，从地面发出的激光束到达月球所需时间。 月球到地球的距离为例2、我国112电视频道的波长范围是lm，那么它们的频率范围应是 MHz。解析： 所以频率的范围应是。例3、看电视节目时，如果附近有汽车路过或有人使用冲击钻时，在电视屏幕上

11、会现成串的不规则雪花点，使电视图像受到干扰，为什么？解析：由于汽车或冲击钻工作时，其内部电路中的电流发生急剧变化时会向外发射电磁波，将使电视图像受到干扰。例4、电视台把信号发射到高空中的通信卫星上，卫星再把信号发射到地面上的其他地区，这样就实现了卫星电视实况转播。在调试过程中，电视本身也需要接收卫星传回的信号，并和演播室现场用电缆传来的信号进行比较。这时发现，从卫星传来的画面上，人物动作总比电缆传来的画面晚一些。已知通信卫星的高度大约是，试估算画面延迟的时间。解析：信号被送上卫星，又被卫星反射回来所需时间约为，即为画面延迟时间。例5、通过互联网发送的电子邮件是以光速成传播的。若光在光缆中传播的

12、速度是，地球的周长约，电子邮件在光缆中绕地球一周大约需要多少时间？解析： 电子邮件在光缆中绕地球一周大约需用时间。例6、西部地区蕴藏着大量的天然气，将其通过管道送到能源缺乏的东部，这个工程叫“西气东输”，此工程已经到达苏州，2004年5月苏州已开始实施天然气换煤气工程。天然气和煤气相比，从环保角度和从能量角度分析天然气有什么优点？解析：天然气与煤气相比，天然气燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而煤气燃烧后的生成物不仅有二氧化碳和水，还有二氧化硫，有时还有一些一氧化碳。天然气的热值与煤气相比，天然气的热值大，并且天然气容易完全燃烧，热损失少。所以天然气和煤气相比，从环保角度来看，天然气的污染少。从能

13、量的角度来说，天然气的热值大，能量储存、输送均较较煤气方便。例7、下列关于核能的说法不正确的是（ ） A物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变C原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的D自然界只有在人为的条件下才会发生裂变解析：核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量。只有当原子核发生改变-裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。原子弹是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的。自然界除了人为的

14、聚变反应外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。故正确答案是C。例8、关于核能的获得，下列说法中正确的是（ ）A核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置B当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式C核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置D目前，在核电站反应堆中发生的是可控制的核裂变、聚变点拨：核反应堆是能够缓慢平稳地释放核在裂变时放出的核能的装置。可见在核电站的反应堆中发生的是可控制的裂变。反应堆中获得热能推动汽轮发电机发电，从而得到电能。目前，受控核聚变正在研究之中，尚未用于核电站发

15、电。应选C。例9、关于能源及能源的利用，下列说法中不正确的是（ ）A由于我国煤和石油的储量大，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程C现在人类使用的能源主要是煤、石油和天然气D煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能解析：煤、石油和天然气是古代的动植物在长期地质变迁中形成的，古代动物食用植物，而植物靠光合作用生长，所以可以说煤、石油和天然气都来自于太阳能。目前人类使用的能源主要是煤、石油和天然气。燃料燃烧时，化学能转化成内能，内能又可以转化成机械能和电能。 人类在生产和生活中需要各种形式的能，我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能，以供利

16、用，所以能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程。我国的煤、石油和天然气尽管储量丰富，但终究有限，且利用后不能再生，终有用完的日子，所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路。故本题答案应选A。例10、随着人们环保意识的日益提高，节水型洁具逐渐进入百姓家庭。所谓节水型洁具，是指每洗一次的耗水量在6L（升）以内的洁具。某家庭新安装了一套耗水量为5L的节水洁具，而原有的洁具每次耗水量为9L。问：1000 kg的水可供这套节水型洁具冲洗多少次？该家庭每月可节约用水多少？（设平均每天使用10次，每月以30天计）解析：本题只要算出1000 kg水的体积，便可求出冲洗节水型洁具的次数

17、；比较两种洁具冲洗时用水的差别，便可求出每月冲洗洁具的节约水的质量。解答： 次 本题材若采用先算出两种洁具冲洗一次的耗水的质量，也可求出1000 kg的水可共这套节水型洁具冲洗的次数和每月节约用水的质量，不妨用这种方法算一算。例11、在能源的开发和利用中，太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源。在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来。地球每年所接受的太阳能有。太阳发生聚变时释放的是哪种能量？答： 。物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于其中的 ，另一种是 。地球每年所接受的太阳能为 J。解析：太阳发生聚变时释放的是核能。地球每年所接受的太阳能的焦耳数只需

18、将单位换算即可。 解答： 核能；热传递，做功；例12、汽车是常用的交通工具，汽车的许多问题都跟物理知识有关。 下列中的 （填代号）属于无污染汽车。 A汽油汽车 B柴油汽车 C太阳能汽车汽车上有许多地方要利用光的反射，如图中的A，B两处A为观后镜，B为车头灯内的反射镜。A应为 ，B应为 。（选择“平面镜”，“凹面镜”，“凸面镜”之一分别填在应的横线上）如图是汽车司机看到的路边指示牌。在遵守交通规则的前提下，汽车抵达重庆至少还需要 h。解析：回答需要知道哪些能源对环境有污染，哪些能源对环境无污染。对 需要知道汽车上的镜子属于哪一种镜子？是简单的速度计算，但要会认识路边指示牌，知道上面两个数表示什么？解答： C ； 凸面镜，凹面镜。 例13、如图所示，简易太阳能热水器受光面积，内装水，太阳每分钟辐射到 面积上的热量是，如果60的热量被水吸收，问：太阳能热水器内壁为什么涂成黑色？20的水晒3后水温达多度（）？煤气的热值是，若煤气灶的效率为40烧热（达到中水的末温）这些水需燃烧多少煤气？解析：解答本题首先要清楚什么颜色对太阳的吸收强，其次热量