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文档简介
专题15信息.能源,材料
目录
第一部分考情精析锁定耙心高效备考
|第二部分重难考点深解深度溯源扫清盲区
【考点01】电磁波的海洋
,【考点02】广播、电视和移动、卫星、光纤通讯
【考点03]能源利用的现状和面临的挑战
【考点04]新能源的发展
;第三部分解题思维优化典例精析+方法提炼+变式巩固
【题型01】电磁波的产生和传播
【题型02】电磁波的应用
【题型03】广播、电视和移动通信
【题型04】卫星通信和光纤通讯
i【题型05】能源利用的现状和面临的挑战
【题型06】核能的原理及应用
【题型07】太阳能的利用
考情精析
主战场转移:本专题是物理与科技、生活衔接的核心模块,以基础情境题、辨析题
为主,逐步融入综合应用题,常与电与横.电功率筒单融合,是基础得分模块,也
核心考向聚焦是体现学科素养的关键。
核心价值:涵盖信息传递与能源利用两大核心,衔接物理基础与科技发展,是理解
现代通信,能源可持续发展的基础,体现物理与社会发展的紧密关联。
关键能力:考查信息提取、科学认知与实际应用素养,能区分信息传递方式,判断
能源类型,理解能源利用原理,分析能源与环境的关系。
关键能力与思维瓶颈
培优瓶颈:尖子生失分点在于信息传递方式混淆、可再生与不可再生能源判断错误、
新能源利用原理理解不透彻,以及能源与环保的综合分析不全面。
预测:2026年中考仍以生活科技情境、能源类型辨析、信息传递应用为核心,与新
命题前瞻与备考策略
能源开发、环保热点的结合是命题增长点。
1、电磁波是怎样产生的
(1)电磁波:由导体中迅速变化的电流产生的,比也是一种电磁波。
(2)电磁波产生的原理:变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。变化
的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是耳磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成
了电磁波。
2、电磁波的发射和接收
(1)发射:将要传输的电信号(音频信号,图像信号)加载到高频电磁波(载波)上,再通过天线发射到
空中的过程。
(2)接收:天线将电磁波接收下来,再通过接收器(收音机,电视机等)将要传输的电信号取出来并放大,
最后还原成声音或图像过程。
(3)“天线”可以同时接收多种频率的电磁波,利用调谐器可以选出人们所需要的频率。
3、电磁波的波长、波速、频率
(1)波长:指的是相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离。
波速:描述电磁波传播速度的快慢,表示单位时间内电磁波传播的距离
频率:单位时间内(通常是1秒内)完成全振动的次数。
(2)电磁波的波长、波速和频率的关系:波速=波长X频率.如果用c表示光速,用人表示波长,用f表
示频率,则有c=、f.
(3)电磁波在真空中的波速一定,所以电磁波的频率和波长成反比关系。频率越低,波长越长;频率越高,
波长越短。
4、电磁波的传播:电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在固体、液体、气体中传播,也可以在真空中传
播。
(1)电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场,由于电磁场本身具有物质性,因此电磁波传播时不需
要介质,电磁波可以在真空中传播。
(2)各种电磁波的波速都相同,都等于光速,c=3X10Ws,但频率和波长不相同,它们成反比。
5、电磁波家族及电磁波的应用:各种光和射线都是波长不同的电磁波。电磁波波长从大到小依次是无
线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线等。
无线电波:用于广播、电视和移动电话
无外线:家电的遥控器
微波:可用来加热食品
紫外线:杀菌
X射线:医学上用来做透视检查
Y射线:金属探伤
◊考点02广播.电视和移动上卫星j光纤通训
1、无线电广播信号的发射和接收
(1)无线电广播的发射:发射由广播电台完成,发射过程:
话筒:把播音员的声音信号转换成电信号。
调制器:把音频电信号加载到高频电流上。
天线:通过天线发射到空中。
(2)无线电广播的接收:接收由收音机完成,接收过程:
天线:接收到各种各样的电磁波。
调造器:转动调谐器的旋钮,即选台,可以从中选出特定频率的信号。
检波器:收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来。
扬声器:把音频信号转换成声音。
2、调制、调谐和解调
(1)调制器作用:调制,把音频电信号加载到高频电流上。
(2)调谐器作用:调谐,选出特定频率的信号,即选台。
(3)检波器作用:检波,取出所需要的信号。
(4)解调器:比检波的范围更广,中考不必考虑二者区别。
3、音频、视频和射频信号
(1)由声音变成的电信号,它的频率跟声音的频率相同,在几十赫到几千赫之间,叫音频信号。
(2)由图象变成的电信号,它的须率在儿赫到几兆赫之间,叫观频信号。
(3)音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力能很差,需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流
上,才能发射到天空中,这种电流的频率更高,这种更高频率的电流叫做射频。
4、广播、电视、移动电话信号传递的异同
相同点不同的
载体发射过程接收过程信号形式载体电磁波的特点发射和接收设备
广播音频信号频率最小广播电台发射、收音机接收
信号转天线接音频信号和视频
电视电磁频率较小电视台发射、电视机接收
换、调制、收、谎谐、信号
波
移动天线发射解调移动甩话发射、接收,基地
各种形式的信号频率最大
电话台转接
5、微波通信概念:利用微波进行的通信称为微波通信。
(1)优点:作为载体的电磁波,频率越高,相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率
更高,可以传递更多的信息。如一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
(2)缺点:微波通信每隔50km左右就需要建•个微波中继站。要使信号传递越远,需要的口继站就越多。
如遇到雪山和大洋等无法建中继站时,微波通信就无法继续
(3)月球不能作为微波通信中继站的原因:离我们太远,会造成信号衰减、时间延迟;月球在空中的位置
不固定,只有当地球上两个通信点同时见到月亮时,才能完成这两点的通信。
6、卫星通信:利用地球同步通信卫星作微波生维站,把地面站送来的值号接收,并进行放大,然后转发
给另外的地面站,实现信息的传递;卫星通信系统由通信卫星、地面站、和传输系统组成,在地球周围均
匀地布置全颗同步卫星,就可以实现全球通信。
7、光纤通信:利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入,经内壁多次反射,从另一端射出,这样就把
它携带的信息传递到了远方,这种通信方式叫做光线通信;光导纤维是很细的玻璃丝,它有内、外两层,
由于内外层的折射本领不一样,光在光纤中通过时,发生全反射,光就不会跑到外层了。
◊考点03能源利用的现状和面临的挑战
1、能源有不同的分类方式
(1)从产生方式角度划分
一次能源:是指可以从自然界直接获取的能源.例:煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、
潮汐能、生物质能、核能。
二次能源:是指无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到的能源.例:电能、乙醇汽油、
氢能、沼气。
(2)从是否可再生角度划分
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源.例:水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生.能源:不可能在短期内从自然界得到补充的能源.例:化石能源(煤炭、石油、天然气)、核能。
(3)从利用状况划分
常规能源:人类利用多年的,使用技术已经成熟的能源.例:化石能源、水能、电能。
新能源:人类新近才开始利用的能源.例:潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。
2、常见能源
(1)化石能源:我们今天使用的煤、石油、天然气,是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代
形成的,所以称为化石能源。
(2)生物质能:生物质能是蕴藏在生物质(是各种生命产生或构成生命体的有机质的总称)中的能量,是
绿色植物经过光合作用储存在生物质内部的能量,如柴薪、秸秆、动物粪便等。生物质能是人类利用最早、
利用时间最长的能源,实际上也是化学能的一种。
(3)太阳能:由太阳辐射提供的能量。
(4)风能:自然界中空气的流动所具有的能量。
(5)地热能:地球内部高温熔岩所具有的能量,常通过地下水或喷发的熔岩送到地面从而被人们利用。
(6)电能:电流能以各种形式做功,所以电具有的能量叫做电能。
3、能源危机原因:①化石能源储量并不丰富;②化石能源的开发利用后不能再生。
(1)面对目前的能源形式,解决能源问题主要出路有:一是提高能源利用率,做到科学开发,解决使用;
二是开发和利用新能源,如太阳能、风能、地热能等。
(2)开发利用新能源:已探测数据表明,目前作为人类主要的能源的化为能源储量并不丰富,所以,开发
新能源、更好的利用已知能源,是全球范围内的重要课题。随着第三次能源革命序幕的拉开,核能成为主
要能源。同时人类正着力开发取之不尽用之不竭的太阳能,并取得了重大成就。核能、太阳能的开发和利
用为人类的能源问题找到了新的出路。
(3)新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式;指刚开始开发利用或正在积极研究、有
待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等
(4)新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能,新能源包括各种可
再牛.能源和核能,相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环
境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义,同时,由于很多新能源分布均匀,对于解
决由能源引发的战争也有着重要意义。
◊考点新能源的发展
1、核能:质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,要使他们它们分裂或结合极其困难,因此原子
核十分牢固。但是,一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合,就有可能释放出惊人
的能量,这就是核能。释放核能的方式有两种:核裂变、核聚变:核能是直接从自然界获得的,属于一次
能源。核能也属于新能源。
2、裂变:用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生裂变,变成两个质量中等大小的原子核,同
时释放出巨大的能量,这就是裂变中的链式反应。1kg铀全部裂变,释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释
放的能量;裂变的利用有核电站和原子弹。
(1)核反应堆及核电站的工作原理:控制链式反应的速度,使核能能够缓慢、平稳地释放的装置,叫做核
反应堆。核反应堆是核电站的核心设备,它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽,在
驱动汽轮机带动发电机发电。
(2)核电站的特点:a.消耗的热量少,产生的能量巨大;b.产生废渣少,对大气基本无污染;c.核反应会
产生危害极大的射线,因而要采取严格的安全措施。
(3)原子弹:链式反应如果不加控制,大量原子核就会再一瞬间发生裂变,释放出极大的能量,以致引起
威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。
3、聚变(热核反应):将某些质量很小的原子核,例如笊核(由一个质子和一个中子组成)与瓶核(由
一个质子和两个中子组成),在超高温下结合成新的原子核-氮核,也会释放出巨大的核能,这就是聚变。
聚变反应要求一开始就要有很高的温度,因此核聚变也称为热核反应。
(1)聚变的应用:大量氢核的聚变,可以在瞬间放出惊人的能量。氢弹就是利用核聚变原理制造的已知比
原子弹威力还要大的核武器。迄今,人们还不能像控制核裂变那样,使核聚变在人工控制条件下进行。科
学家经过几十年的艰苦探索,已经取得一定进展,但要真正安全、和平的利用核聚变所释放的核能,还要
做长期艰苦的努力。
(2)可控核聚变杼放的核能作为一种新能源,具有显著的特点
①燃料丰富且运营成本低,核聚变的燃料之一一笊核在海水中大量存在,足以功全世界使用几百亿年。
②不污染环境,是一种真正的清洁能源。
4、核能的特点
(1)储量丰富,核能总量十分巨大,它能极大地补充人类能源的不足;
(2)核燃料能量密集,便于储运;
核能的优点
(3)不排放污染气体,不会造成空气污染;
(4)不排放二氧化碳气体,不会加重地球温室效应。
(1)核能属于一次能源,会越用越少;
核能的缺点(2)一旦发生核泄漏,会对地球生物造成严重的危害;
(3)核反应堆中会产生核废料,在治理核废料过程中,代价较高。
选址及废物处(1)核电站一般建在能源需求量大,而且能源十分缺乏的地区;
理(2)核电站建在离人群较远的地方,避免对人畜造成伤害;
(3)核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。
5、太阳能
(1)太阳能的产生一氢核聚变:在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能。因此可
以讲,太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸,所以说,太阳是一个巨大的“核能火炉”。
(2)太阳能的传递一热辐射:太阳核心释放的能量向外扩散.可以传送到太阳表面。太阳表面温度约
6000℃,就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
(3)太阳的寿命:太阳这个巨大的“核能火炉”已经燃烧了近50亿年,目前它正处于壮年,要再过50亿
年才会燃尽自己的核燃料。可以说,太阳能几乎是取之不尽用之不竭的。
(4)太阳是人类能源的宝库:地球上除核能、地热能和潮汐能以外的能源基本上都来自于太阳能,所以说
太阳是人类的能源宝库。
(5)太阳能的间接利用:由于化石能源、水能、风能、生物质能等都来源于太阳能,所以人类利用这些能
源,实际上都是间接地利用太阳能。
(6)太阳能的直接利用:目前直接利用太阳能方式主要有:一种是光热转换,一种是光点转换。
03
◊题型01电磁波的三生和传播
典i例i精说
典画](2026•陕西西安・模拟预测)我国大力研发的6G网络依赖电磁波传递信息,下列关于电磁波和现代
通信的说法,正确的是()
A.电磁波只能在空气中传播
B.频率越低的电磁波波长越短
C.6G信号的电磁波比5G信号的电磁波传播速度更快
D.光纤通信是利用激光在光纤内部反射式地向前传播
【答案】D
【详解】A.电磁波传播不需要介质,可以在真空中传播,乜能在多种介质中传播,并非只能在空气中
传播,故A错误;
B.对电磁波有公式同种介质中电磁波的波速。是定值,因此频率越低,波长越长,故B错误;
C.6G信号和5G信号都属于电磁波,同种介质中所有电磁波传播速度相同,都等于光速,故C错误;
D.光纤通信的原理就是利用激光在光纤内部不断反射,向前传递信息,故D正确。
故选D。
懊例2|(2025・重庆・模拟预测)“天琴计戈『,是我国探测引力波的重大工程,目前人类探测到的“引力波''来源
于两个黑洞的合并,这种波以相当于3个太阳质量的巨大能量释放出来,向广袤的宇宙传播。据此,引
力波与声波相比,其相同点是:都具有:不同点是:不能在真空中传播。
【答案】能量声波
【详解】口]由题可知,引力波以相当于3个太阳质量的巨大能量释放出来,这说明引力波具有能量,而
声波也具有能量;所以,引力波与声波相比,其相同点是都具有能量。
⑵广袤的宇宙中绝大部分为真空,由“引力波传播向广袤的宇宙”可知,引力波可以在真空中传播,而声
波的传播需要介质,真空不能传声;所以,它们的不同点是声波不能在真空中传播而引力波能。
f•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
浙I法I提I纲
:1、迅速变化的电流会在周围空间激起电磁波,它的传播不需要介质,可以在真空中传播。
:2、电磁波在真空中的传播速度约为3X108m/s,与光速相同。
:3、电磁波的波长、频率和波速满足c=Nf,频率越高,波长越短。
变I式I巩I固
变式1|(2026•江苏南通•一模)关于电磁波,下列说法正确的是()
A.互联网光缆中的光波不属于电磁波
B.不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
C.声、光和电磁波这三者中,只有电磁波能传递信息
D.电磁波具有能量,微波炉就是用微波来加热,使食物的内能增加、温度升高
【答案】D
【详解】A.互联网光缆中的光波属于可见光,而可见光是电磁波的一种,故A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度均为c=3xl(Tm/s,与频率无关,故B错误;
C.声波、光波、电磁波均可传递信息,故C错误;
D.电磁波具有能量,微波炉利用微波使食物中的分子振动,内能增加,温度升高,故D正确。
故选D。
变式2(2025•安徽阜阳•二模)传统文化中医:中医是中华民族的瑰宝,源远流长、博大精深,具有极高的
价值和广泛的影响力。中医疗法中蕴含着丰富的物理知识,下列说法正确的是()
A.熬制中药时,药香四溢,这是因为分子在不停地做无规则运动
B.红外理疗仪发出的红外线属「电磁波,其传播需要空气借为介质
C.传统中医的艾灸疗法,是通过做功的方式改变人体的内能
D.磁疗贴的磁感线在磁片外部由S极指向N极
【答案】A
【详解】A.药香四溢是扩散现象,本质是药液中香味分子在永不停息地做无规则运动,从而弥漫到空
气中,被人嗅到,故A正确;
B.电磁波在真空中也能传播,不需要介质,故B错误;
C.艾灸是通过艾草燃烧产生的热,通过热传递的方式改变人体的内能,故C错误;
D.磁感线在磁体外部总是从N极出发,指向S极,故D错误。
故选Ao
变式3|(2025•云南文山•二模)小梁学习小组用真空罩装置进行了以下探究。如图甲所示,当真空罩中的空
气被逐渐抽出时,他们发现闹铃的声音会,于是推理得出声音的传播需要介质;如图乙所示,小
组成员将•手机放在几乎为真空的真空罩内,然后给手机打电话,结果手机有“来电显示”,这充分说明
电磁波(填唯"或“不能”)在真空中传播。
【答案】逐渐变小能
【详解】[1]当真空.罩中的空气被逐渐抽出时,空气变稀薄,闹铃的声音会逐渐变小。
[2]如图乙所示的实验手机有“来电显示”,是因为电磁波能传递信号。在几乎为真空的真空罩内,手机
能接收到电磁波从而有“来电显示”,这充分说明电磁波能在真空中传播。
变式4(2025・江苏无锡•模拟预测)若将手机悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内,用抽气机抽去瓶中的空
气,此时拨打悬挂手机的电话,(选填“可以”或“不可以,下同)看到手机显示来电,听到
手机铃声。
【答案】可以不可以
【详解】若将手机悬挂在与与抽气机相连的密闭玻璃罩内,用抽气机抽去瓶中的空气,此时拨打悬
挂手机的电话,由于电磁波可以在真空中传播,因此可以看到手机显示来电;由于声音的传播需要介质,
真空罩内没有传播声音的介质,不可以听到手机铃声。
◊题型02电磁波的应用
典I例I精I析
典例(2026・江苏无锡••模)“星闪”是我国自主研发的新代无线通信应用技术,它集合了夜牙、Wi-Fi
等传统无线技术的优势,具备更低时延、更高速率、更稳定的连接特点。其信号传输的主要载体是()
A.超声波B.次声波C.电磁波D.光导纤维
【答案】C
【详解】电磁波可以在真空中传播,蓝牙、Wi-Fi、星闪等这类无线通信,都是利用电磁波在传递信号,
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
典例耳(2026•河南周口•一模)2025年II月25日,神舟二十二号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端
口,实时信息通过波传回地面控制中心。对接过程中,神舟二十二号飞船相对于天和核心舱是
(填“运动”或“静止”)的。
【答案】电磁运动
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质,在太空中也能传播,所以飞船与地面控制中心之间通过电磁波
来传递信息。
[2]对接过程中,神舟二十二号飞船相对于天和核心舱的位置在发生变化,所以是运动的。
典财包(2025•广东东莞•三模)某品牌四旋翼无人机采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施
力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,携带的摄像机可以进行高清拍
摄并实时把信号传到遥控器显示器,它还拥有GPS卫星定位系统。如表是该无人机的部分参数:
整机质量2kg电池额定电压15V
最大上升速度6m/s电动机工作电压12V
最大下降速度2m/s悬停时每个电动机功率50W
最大水平速度16m/s电动机数量4
(1)根据上述内容,下列说法中不正确的是;
A.遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的
B.无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力
C,无人机在拍摄地面图像时减小悬停高度可以使图像变大
D.无人机在悬停时不消耗电能
(2)下列各图中揭示的原理与电动机的工作原理相同的是
(3)无人机通过机载摄像头拍摄的实时画面,摄像头相当于一个凸透镜,此时物距应满足(填
与/或〃'的关系)的条件;
(4)通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个
电调,那么电动机和电调的连接方式是(选填“并联”或“串联”)电动机在工作时要保持其两
端电压为12V不变,若电源电压全部加在电动机和电调的两端,则电动机和电调的功率之比为:
(5)利用该无人机喊话宣传的过程中,需要从地面起飞到高处,然后悬停喊话(整个过程四个电动机同
时工作)。由于无人机机动性和灵活性强,加速减速过程可忽略不计。将过程化简为先以最大速度匀
速直线I:升,达到3米高处时立即静止(悬停)一段时间。匀速运动时,无人机克服阻力和重力做功
90Jo电动机将电能转化为机械能的效率为90%。从起飞到悬停结束,无人机消耗电能120100J,无人
机在空中静止(悬停)时间是min。
【答案】⑴D
(2)C
(3)大于2f/>2f
(4)串联4:1
(5)10
【详解】(1)A.电磁波可以传递信息,且传播不需要介质,遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波
来传递信息的,故A正确,不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力,故B正确,不符合
题意;
C.根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以无人机在拍摄地面图像时,减小悬停高度,物距较小,
像距较大,可以使图像变大,故C正确,不符合题意:
D.无人机在悬停时电动机仍在工作,仍要消耗电能,故D错误,符合题意。
故选D。
(2)A.图中演示的奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中,闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,故B不
符合题意;
C.图中,演示的是通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的原理,故C符合题意:
D.图中,探究的是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,故D不符合题意。
故选C。
(3)无人机通过机载摄像头拍摄的实时画面,摄像头相当于一个凸透镜,成倒立、缩小的实像,根据
凸透镜成像的规律可知,此时物距应大于〃
(4)[1]由题意得,电动机和电调之间相互影响,连接方式是串联。
[2]电调的电压为。色步U-U施行】5V-12V=3V
串联电路中电流处处相等,由人力得,电动机和电调的功率之比铲=等耳=?产=*=:
/调U电调,U电调IV1
(5)己知无人机匀速运动时,克服阻力和重力做功90J,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,
则从起飞到悬停结束,上升过程中电动机消耗的电能为叫=函W=而90J*=1001
则悬停时电动机消耗的电能为w>=wbWi=120100J-100J=120000J
悬停时电动机总功率为P=50Wx4=200W
则无人机在空中静止(悬停)时间E吟=;黑」=600s=1Omin
r*****-**•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
肪I法I提I蜩
j1、无线电波用于通信、广播、电视、雷达和移动通信等远距离信息传递。
:2、红外线用于遥控、热成像、加热;紫外线用于杀菌、验钞:X射线用于医学透视。
j3、微波炉利用微波的能量使水分子剧烈振动,从而实现对食物的加热。
变I式I巩I固
变式1|(2025・湖北孝感•模拟预测)如图甲所示“磁控胶囊胃镜”,其重为0.05N。它只需患者随水吞下,经
过15min左右便可完成胃部检查。如图乙所示医生通过精确操控体外磁场来控制磁控胶囊胃镜在胃内的
运动,按照需要的角度对病灶重点拍摄照片。在这个过程中,图像被5G无线传输至便携记录器。则下
列说法正确的是()
甲图乙图
A.磁控胶囊胃镜不具有磁性
B.磁控胶囊胃镜在胃中每下降1cm,重力做功0.05J
C.如果想扫描更大范围,应操作胶囊胃镜靠近此区域
D.图像通过电磁波传输至便携记录器
【答案】D
【详解】A.由题意知,医生通过精确操控体外磁场来控制磁控胶囊胃镜在胃内的运动,说明磁控胶囊
胃镜受磁场作用,所以具有磁性,故A错误:
B.磁控胶囊胃镜在胃中每下降1cm,重力做功力=G6=O.O5NxO.Olm=O.OOO5J
故B错误;
C.如果医生想扫描更大范围时,应操作机器人远离此区域,故C错误;
D.电磁波可以传递信息,所以图像是通过电磁波传输至便携记录器的,故D正确。
故选D。
变式2(2026•河南商丘•一模)5G通信、人工智能已融入日常生活,这些技术的实现离不开新型材料与电
磁波的应用。下列说法正确的是()
A.频率为106Hz的电磁波与频率为IO"z的电磁波的传播速度一样
B.量子计算机中的电子器件都是由超导材料制成
C.发电厂可以通过半导体材料向外输送电能
D.光纤通信是利用光在光导纤维中发生多次折射来传递信息的
【答案】A
【详解】A.电磁波在真空中(或同种介质中)的传播速度均为光速J其传播速度与频率无关,所以
频率为106Hz的电磁波与频率为10sHz的电磁波的传播速度-样,故A正确;
B.量子计算机中的电子器件并非都由超导材料制成,还有其他类型的材料,故B错误;
C.半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,其电阻较大,不适合用于大功率电能输送,发电厂输送电
能利用的是导体,故C错误;
D.光纤通信是利用光在光导纤维中发生多次全反射来传递信息的,而不是折射,故D错误。
故选Ao
快式3|(2026•广东佛山•一模)如图,防火巡查无人机搭载热成像仪和实时图像传输器执行任务。热成像仪
利用物体辐射的(选填“红外线”或“紫外线”)检测周围温度并形成图像;这些图像由图像传输器
通过(选填“超声波”或“电磁波”)传输给操作终端;以无人机为参照物,热成像仪是的。
【答案】红外线电磁波静止
【详解】[1]红外线热作用强,热成像仪利用物体辐射的红外线检测周围温度并形成图像。
[2]电磁波可以传递信息,这些图像由图像传输器通过电磁波传输给操作终端。
[3]以无人机为参照物,热成像仪的相对位置不变,是静止的。
捶式4(2026•河北石家庄•一模)如图是2025年9月3日纪念抗日战争胜利80周年阅兵式上,空中方队以
固定阵型飞过天安门广场的情景。若以领队的战斗机为参照物,后面的每一架战斗机都是(选
填“静止”或“运动”)的。飞行员通过(选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”)与地面指挥中心传
递信息。
【答案】静止电磁波
【详解】[1]若以领队的战斗机为参照物,后面的每一架战斗机的相对位置都不变,都是静止的。
[2]电磁波可以传递信息,且可以在真空中传播,飞行员通过电磁波与地面指挥中心传递信息。
变式5|(2025•新疆乌鲁木齐•模拟预测)2024年6月,嫦娥6号完成了第一次人类月球背面采样任务。
(1)此次任务从月球背面采样约(填“0.02或“200”)千克,这些月壤通过返回带带到地球后,
其惯性(填“增大""不变''或“减小”)o由于月球背面无法直接与地球通信,嫦娥6号借助鹊桥二
号中继卫星通过(填“超声波”“电磁波”“次声波”)信号;
(2)上升器从月面点火起飞,与轨道器在环月轨道交会对接过程中,上升器相对于轨道器是(填”运
动”或“静止”)的。上升器燃料燃烧后喷出气体的温度为1200C,故发动机喷嘴材料需耐受高温,因此
选用(填“陶窗”或“铝合金”)涂层。着陆器利用激光三维成像避开障碍物,激光是(填“自
然光''或"人造光”),具有方向性好、能量集中的特点。
【答案】(1)2不变电磁波
(2)运动陶瓷人造光
【详解】(1)[1]此次任务从月球背面采样约2千克(实际采样1935.3克,约1.935千克,最接近2千
克这个选项)。
[2]这些月壤通过返回器带到地球后,其惯性不变。惯性只与物体的质最有关,月壤质最不变,所以惯
性也不变。
[3]由于月球背面无法直接与地球通信,嫦娥6号借助鹊桥二号中继卫星通过电磁波传递信号,因为电
磁波能在真空中传播,而超声波和次声波都不能在真空中传播。
(2)[1]上升器从月面点火起飞,与轨道器在环月轨道交会对接过程中,上升器相对于轨道器是运动的,
因为在对接前两者的位置在不断变化。
[2]上升器燃料燃烧后喷出气体的温度为1200C,故发动机喷嘴材料需耐受高温,因此选用陶瓷涂层,
陶瓷的耐高温性能比铝合金好。
[3]着陆器利用激光三维成像避开障碍物,激光是人造光,它是由激光器产生的,具有方向性好、能量
集中的特点。
◊题型03广播上电视和移动通信
典I例I精I桐
典例1|(2025・湖北•二模)第六代移动通信技术6G可促进产业互联网、物联网发展。与5G相比具有更高
的传输速率、更低的通信时廷。下列说法正确的是()
A.5G利用声波进行信号传输,6G利用电磁波进行信号传输
B.5G和6G都是利用电磁波进行信号传输
C.6G信号的波长比5G信号的波长长
D.6G信号的传播速度比5G信号的传播速度快
【答案】B
【详解】AB.5G和6G都是无线电通信,都是利用电磁波进行信号传输,故A错误,B正确;
C.6G信号与5G相比具有更高的传输速率,6G信号的频率比5G信号的高,则6G信号的波长比5G
信号的短,故C错误;
D.6G信号的传播速度和5G信号的传播速度都等于电磁波的传播速度,二者一样快,故D错误。
故选B。
典例2(2025・四川南充•三模)将干电池的碳棒敲成粉末装入火柴盒,将两根缝衣针插入火柴盒内的碳粒中,
再用导线把电池、耳机连接起来(如图甲所示),对着火柴盒说话(或挤压火柴盒)就会感觉到耳机
中的变化,这时,火柴盒相当于电话的(选填“听筒"话筒”“交换机”);如图乙不带电的游客
在科技馆触碰静电球的情景,如果静电球带的是负电,则触碰过程中电流方向为(填“从球向
人”或“从人向球”).
甲乙
【答案】话筒从人向球
【详解】[1]对着火柴盒说话(或挤压火柴盒)时,火柴盒内的碳粒会随着声音振动,导致电阻发生变
化,进而产生变化的电流,这个过程是将声音信号转化为电信号,和电话的话筒的工作原理一致。
[21静电球带负电,触碰时,负电荷(电子)会从静电球流向人体。物理学中规定正电荷定向移动的方
向为电流方向,而负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以电流方向是从人向球。
方I法I提I练
1、广播和电视通过发射台将声音或图像信号加载到高频电磁波上进行发射。
:2、接收机通过调谐选择所需频盅的电磁波,再解调取出声音和图像信号。
!3、手机既是电磁波发射器也是接收器,通过基站转接信号实现移动通信。i
变I式I巩I固
变式1|(2025•四川绵阳•二模)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量调大。取•节
干电池和一根导线,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,
使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法错误的是()
A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收电磁波信号
D.收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音
【答案】D
【详解】A.实验中,将导线直接接在电池两端,由于短路对电池有较大损害,最好用旧电池来做,
故A正确,不符合题意;
B.题目中,将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,则导线中有迅速变化的电流,听到收音机中传出
“喀喀”声,这是因为收音机收到了电磁波信号,说明迅速变化的电流能够产生电磁波,故B正确,不
符合题意;
C.收音机中传出“喀喀”声,说明收音机接收到了电磁波信号,故C正确,不符合题意;
D.收音机通过接收电磁波来工作,所以收音机传出的“喀喀”声是其接收电磁波而产生的,不是摩擦而
产生的声音,故D错误,不符合题意。
故选D。
变式2(2025•广东•二模)图为广播电台的发射塔,其信号频率比红光频率低,则以下说法正确的是()
曝
A.广播电台发射的信号不能在真空中传播
B.与红光相比,广播电台发射的信号波长较短
C.广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s
D.广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
【答案】D
【详解】A.电磁波可以在真空中传播,广播电台发射的信号属于电磁波,能在真空中传播,故A错
误;
B.电磁波在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,即c=3xl08m/s,其速度是一定值,根据公式:波
速=波长X频率,则波速一定,频率越低,波长越长:广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低,
则广播电台发射的信号的波长比红光波长长,故B错误;
C.广播电台发射的信号属于电磁波,电磁波在真空中的传播速度为3.0xi()8m/s,在空气中的传播速度
比真空中略低,但也接近3.0x1OWs,故C错误;
D.广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波,这是无线电通信的基本原理,牧D正确。
故选D。
变式3|(2026•江苏南京•一模)手机已经成为我们工作、生活中非常重要的一部分,人们使用的手机越来越
智能化,越来越精致。某款新型手机的质量大约为0.15;手机之间是靠(选填“电磁波”
或“声波”)来传递信息的,这种波在真空中传播的速度为m/so
【答案】kg电磁波3x10*
【详解】[1]一部手机的质量约为150g,合0.15kg。
[2]手机既是无线电发射台又是无线电接收台,故手机之间是靠电磁波来传递信息的。
[3]电磁波在真空中传播的速度与光在真空中传播的速度相同,是BxIO'm/s。
◊题型
典I例I精I桐
典例(2026•安徽•模拟预测)现代通信技术就像一把神奇的钥匙,打开了信息交流的新大门。下列关于现
代通信的说法,不正确的是()
A.手机既能发射电磁波,也能接收电磁波
B.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站,进行通信
C.6G是物联网构建的基础,在真空中的传播速度比5G大
D.光纤通信是光在光导纤维中多次发生全反射来传递信息的
【答案】C
【详解】A.手机利用电磁波进行通信,因此既能发射电磁波,也能接收电磁波,故A正确,不符合
题意;
B.卫星把地面站送来的信号接收下来,进行放大,然后转发给另外的地面站,所以说卫星通信是利用
人造卫星作为中继站进行通信的,故B正确,不符合题意;
C.无论是5G还是6G都是利用电磁波传递信息的,在真空中传播的速度相同,故C错误,符合题意;
D.光纤通信是利用激光从光纤的一端射入,在内壁上发.生多次全反射后在另一端射出,放D正确,
不符合题意。
故选C。
(2025・重庆渝北•二模)某国产品牌手机具有北斗卫星消息的收发功能,如图所示,在身处荒漠无人
区等无地面网络信号覆盖环境下,该手机可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出,信息是通过
(选填“超声波”“次声波”或“电磁波”)传递的,手机收到信息会发“响铃”,铃声是由于发声物
体产生的。
【答案】电磁波振动
【详解】[1]卫星通信是利用电磁波来传递信息的,所以手机通过畅连APP发信息是通过电磁波传递。
[2]声音是由物体振动产生的,铃声是发声物体振动产生。
方I法I提I练
1、卫星通信利用通信卫星作为口继站,转发电磁波信号,实现全球远距离通信。
2、光纤通信利用激光在光导纤维内壁不断全反射来传递光信号,传输速度快、容量大。
i3、光纤通信抗干扰能力强、信号衰减小,比电磁波通信更稳定保密。
变I式I巩I固
变式1|(2025•广东阳江•二模)关于能源、信息和材料,下列说法正确的是()
A.利用激光在光纤中不断折射可进行信息传递
B.我国研制的“5G”芯片所用的材料是半导体
C.拉载盾构机车要用大轮胎是为了增大压强
D.新能源汽车普遍使用的锂电池储存的是电能
【答案】B
【详解】A.光纤通信是利用激光的多次反射来传递信息的,不是利用光的折射传递信息的,故A错误;
B.集成电路、晶体管等很多电子元件都是用半导体材料制成的,我国研制的“5G”芯片属于集成电路,
所用的材料是半导体,故B正确:
C.抖载盾构机车要用大轮胎是为了减小对路面的乐强,不是为了增大压强,故C错误:
D.新能源汽车普遍使用的锂电池储存的是化学能,工作时把化学能转化为电能,充电时把电能转化为
化学能,故D错误。
故选B。
变式2|(2026•湖南永州•一模)近年来,我国在信息技术领域取得了举世瞩目的成就。关于电磁波和信息技
术,下列说法正确的是()
A.电磁波可以在真空中传播,传播速度约为340m/s
B.北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
C.移动电话能发射电磁波不能接收电磁波
D.光纤通信是利用激光在光纤中不断折射传递信息的
【答案】B
【详解】A.电磁波可以在真空中传播,传播速度约为3xl08m/s,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,传播速度快,北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务,故B正确;
C.移动电话既能发射电磁波也能接收电磁波,从而实现双向通信,故C错误;
D.光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的,故D错误。
故选Bo
糜式3|(2026•安徽宣城•一模)光纤通信是一种利用光信号在光纤中传输信息的通信技术,广泛应用于互联
网、电话、电视等领域。如图所示,其核心原理是利用光的。
塑料表皮
玻璃纤维
【答案】全反射
【详解】光纤通信的核心原理是利用光的全反射。光在光纤内部的玻璃纤维中传播时,会在玻璃纤维
与外层玻璃层的界面上不断发生全反射,从而被限制在光纤内部向前传输,实现了光信号的长距离、
低损耗传递。
典I例I精I析
典例H(2026•江西九江•一模)下面是某同学的“物理学习笔记”中的摘录,不正确的是()
A.电能和核能属于可再生能源
B.电压是电路中形成电流的原因
C.燃料的热值与燃料的燃烧程度无关
D.家庭电路中电流过大的原因可能是同时使用了过多的大功率用电器
【答案】A
【详解】A.电能是二次能源,需要消耗一次能源转化得到:核能依赖铀等核燃料,属于不可再生能源。
故A错误,符合题意;
B.电压是使电路中自由电荷定向移动形成电流的原因,故B正确,不符合题意;
C.热值是燃料本身的特性,只与燃料种类有关,与燃烧程度、质量等无关,故C正确,不符合题意;
D.家庭电路中电流过大的原因有两个:一是短路,二是同时使用了过多大功率用电器,电路总功率过
大,故D正确,不符合题意:
故选Ao
典亟(2026•河南周口•一模)“中国环流三号”是我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置,它首次实现
原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的运行。装置消耗的核燃料是(选填“可再生”
或,,不可再生,,)能源,在核聚变过程中核能转化为内能,但为能却不能自发地转化为核能,说明能量的
转化具有性。
【答案】不可再生方向
【详解】[1]核燃料消耗后,短时间内无法从自然界得到补充,属于不可再生能源。
[2]能量的转化具有方向性,在核聚变过程中核能转化为内能,但不能自发逆向转化为核能,这体现了
能量转化具有方向性。
;后।法T提।媪j
:1、目前人类主要依赖化石能源(煤、石油、天然气),它们属于不可再生能源。:
:2、大量使用化石能源会造成空气污染、温室效应、酸雨等环境问题。i
:3、能源需求持续增长,化石能源储量有限,人类面临能源危机和可持续发展的挑战。:
变I式I巩I固
变式1|(2026•安徽•一模)全球首个超大规模海陆一体±500kV柔直输电工程首段海缆顺利生产,用于输送
海上风电电能。下列相关说法正确的是()
A.风能是不可再生能源
B.风力发电是将电能转化为机械能
C.采用高压输电是为了减小输电线上的电流,从而减少电能损耗
D.海水的密度比淡水小,所以海缆在海水中受到的浮力更小
【答案】C
【详解】A.风能可以从自然界中源源不断地获取,属于可再生能源,故A错误;
R.风力发电是将风的机械能转化为由能,而不是电能转化为机械能,故B错误;
C.根据公式尸=W,在输电功率一定时,采用高压输电,U以减小输电线上的电流;再根据焦耳定律
Q=「Ri,电流减小可以减少输电线上的电能损耗,故C正确;
D.根据阿基米德原理0二&g%,海水的密度比淡水大,在海缆排开液体体积相同的情况下,海缆
在海水中受到的浮力更大,故D错误。
故选C。
变式2|(2026・新疆•一模)新疆是我国重要的能源基地、风能、太阳能、化石能源和地热能等资源丰富。其
中属于不可再生能源的是()
A.风能B.化石能源C.太阳能D.地热能
【答案】B
【详解】风能、太阳能、地热能可以源源不断的从自然界中获取,是可再生能源;而化石能源一旦消
耗很难再生,是不可再生能源,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
变式3|(2026•江苏南京•一模)2025年我国“天问三号”火星探测器成功发射,开启火星探测新任务。
(1)探测器作为火箭的载荷加速升空过程中,以火箭为参照物,探测器是的,探测器的机械
能(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)探测器通过太阳能电池板获得能量,太阳能属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)探测器在火星表面采集的影像通过波传回地球。
【答案】(1)静止增大
(2)可再生
(3)电磁
【详解】(1)[1]以火箭为参照物,探测器与火箭的相对位置未发生变化,因此探测器是静止的。
[2]探测器加速升空时,质量大变,速度增大则动能增大,高度升高则重力势能增大,因此机械能增大。
(2)太阳能能够从自然界源源不断地获取,符合可再生能源的定义,属于可再生能源。
(3)太空属于真空环境,电磁波可以在真空中传播,因此探测器采集的影像
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