資源簡介

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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優學案
第17講 信息的傳遞和能源與可持續發展
課標要求
1. 知道電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。知道波長、頻率和波速。了解電磁波的應用及其對人類生活和社會發展的影響。2. 列舉常見的不可再生能源和可再生能源。3. 知道核能的特點和核能利用可能帶來的問題。4. 從能源開發與利用的角度體會可持續發展的重要性。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 信息的傳遞 ☆ 這部分，廣東省物理試卷里，每年考查分值為5分左右。分散在不同題型里。題型有選擇、填空、和綜合能力題里，難度系數為0.6。2024年這個知識點命題思路變化不大。
考點2 能源的分類 ☆
☆☆☆ 代表必考點，☆☆代表常考點，☆星表示中頻考點。
知識點一：電磁波
1.產生：由迅速變化的電流產生，它是傳遞各種信息的載體。
2.分類：電磁波家族按波長由大到小可分為長波、中波、短波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。
3.傳播：（1）傳播不需要介質。 （2）波速、波長、頻率滿足關系為c=λf
注意：電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，
c=3×108m/s =3×105km/s
4.作用：廣播、電視及移動通信，都是靠電磁波傳遞聲音、圖像信息。
知識點二：能源
1.能源的種類
（1）化石能源：我們今天使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動、植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。
（2）生物質能：由生命物質提供的能量稱為生物質能。生物質能是化學能源的一種。
（3）太陽能：由太陽輻射提供的能量。
（4）風能、水能：都屬于自然界提供的機械能。
（5）地熱能：由地球內部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
（1）一次能源：像化石能源這樣可以直接從自然界中獲得的能源，我們稱為一次能源。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。
（2）二次能源：我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到，所以稱電能這樣的能源為二次能源。常見的二次能源有：電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。
3.人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉化而來的二次能源。由于電能便于輸送和轉化，又加上現代社會離不開各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進入現代文明社會的標志。人們使用不同的用電器，根據需要將電能轉化為其他各種形式的能量。
4.談談21世紀的能源趨勢
（1）能源危機：世界人口的急劇增加和經濟的不斷發展，能源的消耗持續增長。特別是近幾十年來，能源消耗增長速度明顯加快。所以開發新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內的重要課題。
（2）解決能源問題的出路：隨著第三次能源革命序幕的拉開，核能成為主要能源。同時人類正著力開發取之不盡、用之不竭的太陽能，并取得了重大成就。核能、太陽能的開發和利用為人類的能源問題找到了新的出路。面對目前的能源趨勢，解決能源問題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學開發，節約使用；二是開發和利用新能源，如太陽能、風能、地熱能等。
知識點三：核能問題
1.核能：質子、中子依靠強大的核力緊密的結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。但是，一旦質量較大的原子核發生分裂或質量較小的原子核相互結合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。
2.核能屬于一次能源，也屬于新能源，釋放核能的方式有兩種：核裂變和核聚變。
3.裂變與聚變的比較
比較 裂變 聚變
定義 較大原子核分裂為較小原子核的過程 質量很小的原子核結合成較大原子核的過程
條件 用中子轟擊較大原子核 超高溫
釋放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 可利用核反應堆控制鏈式反應的速度 目前，核聚變速度還不能認為控制
應用 原子彈、核電站 氫彈
4.核能的利用特點
核能的優點 ①核能十分巨大，它能極大的補充人類能源的不足，使用核能大大節約了常規能源②核能能夠解決能源分布不均衡的問題
核能的缺點 ①核能屬于一次能源，且會越用越少②核能存在核污染，產生核輻射，會對地球生物造成傷害③核反應堆中會產生核廢料，在治理核廢料過程中，代價較高
核電站應用地域 ①核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區②核電站建在離人群較遠的地區，避免對人畜造成傷害
知識點四：太陽能問題
1.太陽的構造：從內到外依次是太陽核心、輻射層、對流層、太陽大氣。
2.太陽能的由來——氫核聚變。在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，所以說太陽是一個巨大的“核能火爐”。
3.太陽能的傳遞——熱輻射。太陽核心的溫度高達1500萬攝氏度，太陽核心釋放的能量向外擴散可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約為6000℃，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。
4.太陽是人類能源的寶庫
（1）地球上除核能、地熱能和潮汐能以外所有的能量都來自太陽，所以說太陽是人類能源的寶庫。
（2）化石能源的形式：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過程中還放出天然氣。今天我們開采的化石燃料來獲取能量，實際上是在開采上億年前地球所接收的太陽能。
5.利用太陽能的四個渠道
（1）綠色植物的“光化轉換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實現光能轉化為化學能。
（2）空氣水分的“光機轉換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環，再通過風、水等形式釋放出來，實現光能轉化為機械能。
（3）被海洋吸收，成為海洋內能。
（4）直接被人們利用。
人們直接利用太陽能的方式有兩種：①集熱器的“光熱轉換”，實現太陽能轉化為內能；②太陽能電池的“光電轉換”，實現太陽能轉化為電能。
6.太陽能的優缺點
（1）優點：太陽能作為一種新能源，它具有一些普通能源不可比擬的優點。
（2）缺點：太陽能雖然具有傳統能源所沒有的優點，但也有一些缺點給利用上帶來一些困難。
考點1. 信息的傳遞
【例題】（2022廣東）題22圖甲為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線_____（選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為_____m/s。
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是_____（填字母）。
A．遙控器控制電視 B.體檢時拍X光片
C.醫院殺菌消毒燈 D.“測溫槍”測量體溫
（3）少量的紫外線照射是有益的，過量的紫外線照射會損傷皮膚。紫外線能使熒光物質發光，小明想檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，利用圖乙所示的實驗裝置在暗室及一定防護下進行實驗。
步驟一：如圖乙所示，固定好紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板，將一塊大小合適的玻璃板放置在___________（選填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）區域，且調整玻璃板與硬紙板平行；
步驟二：打開紫外線燈，熒光物質發光；
步驟三：關閉紫外線燈，熒光物質不發光；
步驟四：按產品的說明書要求在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光。
由此可推斷，該防曬霜___________（選填“能”或“不能”）阻擋全部紫外線。
【答案】 （1）是 3.0×108 （2）C （3）Ⅱ 不能
【解析】（1）因為光是電磁波的一種，而紫外線又屬于看不見得光，所以紫外線屬于電磁波。
光在真空中的傳播速度是3×108m/s，而紫外線屬于看不見得光，所以紫外線在真空中的傳播速度約為3×108m/s。
（2）A．遙控器是利用紅外線可以進行遙控來工作的，故A不符合題意；
B．拍X光片利用的是X射線，不屬于紫外線，故B不符合題意；
C．醫院殺菌消毒燈，利用的是紫外線具有殺菌作用，故C符合題意；
D．測溫槍的工作原理是利用紅外線的熱效應，故D不符合題意。
故選C。
（3）由題意可知，小明要檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，因為光沿直線傳播，所以應該把玻璃板放在紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板之間，觀察熒光物質的發光情況；然后在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，觀察熒光物質的發光情況，通過對比，得出某防曬霜對紫外線是否有阻擋作用。
由題意可知，在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光，說明仍有部分紫外線照射在熒光物質上，所以該防曬霜不能阻擋全部紫外線。
【變式訓練1】（2023廣東省）題圖是飛船與空間站完成對接時的情景，以空間站為參照物，飛船是______的；空間站利用太陽能電池板獲得能量，太陽能來自于太陽內部的核______變；空間站的圖像信號是通過_______波傳回地面的。
【答案】 靜止 聚 電磁
【解析】飛船與空間站完成對接時，以空間站為參照物，飛船與空間站的距離沒有發生變化，此時飛船是靜止的。
空間站利用太陽能電池板獲得能量，太陽能是太陽內部氫原子在超高溫下發生聚變而放出的能量。
由于太空中沒有空氣，聲音無法傳播，所以宇航員進入空間站后是利用電磁波將空間站的圖像信號傳回地面的。
【變式訓練2】（2021廣東省）電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 紫外線屬于可見光
B. 紅外線的波長比可見光的短
C. X射線的頻率比無線電波的低
D. 可見光與射線在真空中的傳播速度相等
【答案】D
【解析】本題考查了電磁波多個方面的知識，都是一些記憶型的，難度不大，在平時學習中注意多積累。
A.人看不見紅外線和紫外線，紅外線和紫外線都屬于不可見光，故A錯誤；
B.根據電磁波譜的波長順序可知，紅外線的波長比可見光的波長長，故B錯誤；
C.由圖可知，體檢胸透用的X射線頻率比無線電波高，故C錯誤；
D.可見光與射線都是電磁波，電磁波在真空中的傳播速度相同，故D正確。
考點2. 能源的分類
【例題1】（2020廣東省）目前人們正致力于開發太陽能、核能、鳳能、海洋能、氫能……其中核能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，核電站利用原子核______（選填“聚變”或“裂變”）釋放的能量發電，電能屬于______（選填 “一次能源” 或“二次能源”）。
【答案】 不可再生 裂變 二次能源
【解析】核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故屬于不可再生能源。
核裂變和核聚變都能釋放能量，核裂變是可控的，核電站是利用原子核發生裂變釋放能量來發電的。
電能是由一次性能源轉化而來的，故屬于二類能源。
【例題2】（2023廣東省廣州市）某路燈照明系統的太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，對下圖方框中能量形式判斷正確的是（　　）
A. 甲是“電能” B. 乙是“太陽能” C. 丙是“電能” D. 丁是“機械能”
【答案】C
【解析】由題意可知整個過程是太陽能通過太陽能電池將太陽能轉化為電能，電能通過蓄電池將電能轉化為化學能儲存在蓄電池中，晚上蓄電池對外放電，將化學能轉化為電能供應路燈工作，路燈工作時將電能轉化為光能，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
【變式訓練1】 （2021廣東省）原子由______ 和電子組成，電子帶______ 電，用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核______ 選填“聚變”或“製變”并釋放核能。
【答案】原子核 負 裂變
【解析】原子由帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成。用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核裂變并釋放核能。
【變式訓練2】（2023廣東三模）太陽是人類能源的寶庫，太陽能（　　）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未來的理想能源之一 D. 來自太陽內部的核裂變
【答案】A
【解析】太陽的能量來自內部源源不斷地核聚變反應，太陽能可以源源不斷地從自然界直接獲得、利用是一次能源，也是可再生能源，而且它還無污染，是未來理想能源之一。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
1.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，
c=3×108m/s =3×105km/s
2.電磁波波速、波長λ和頻率f的關系：c=λf
熟練能源的分類是解決一錯點的重要手段
分 類標 準 類型 區別標準 實例
產生方式 一次能源 可以從自然界直接獲取 風能、地熱能、核能、太陽能等。
二次能源 不可以從自然界直接獲取 電能等。
是否可再生 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到。 風能、太陽能、生物質能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期內從自然界補充。 化石能源、核能等。
構成 化石能源 經過漫長的地質年代形成。 煤、石油、天然氣等。
生物質能 由生命物質提供的能量。 動植物體內存儲的化學能等。
考點1. 信息的傳遞
1. （2023廣東省廣州市）各色光在真空中的波長如圖所示，植物中葉綠素a會吸收波長在430m~662nm之間的光。真空中，波長650nm的光（　　）
A. 是紫光
B. 不是電磁波
C. 波長比藍光的長
D. 比波長500nm的光傳播速度大
【答案】C
【解析】A．由圖可知波長650nm的光是紅光，故A不符合題意；
B．紅光也屬于電磁波，故B不符合題意；
C．該光的波長是650nm，藍光的波長是430-450nm，故該光的波長比藍光的波長長，故C符合題意；
D．該光和波長為500nm的光都是電磁波，在真空中的傳播速度一樣，故D不符合題意。故選C。
2. （2023深圳） 新型純電動無人駕駛小巴車，是全球首款獲得德國“紅點獎”的智能駕駛汽車，配備激光雷達和多個高清攝像頭，根據預設站點自動停靠，最高時速可達40公里，除了隨車的一名安全員亮亮，一輛車可容納9名乘客。下列關于新型小巴車描述正確的是（ ）
A. 小巴車定位系統利用電磁波傳遞信息 B. 小巴車的高清攝像頭是凹透鏡
C. 小巴車的速度為114m/s D. 當小巴車開始行駛時，乘客受到慣性向前傾
【答案】A
【解析】A．電磁波可以在真空中傳播，定位系統是利用電磁波傳遞信息的，故A正確；
B．攝像頭的鏡頭是凸透鏡，故B錯誤；
C．最高時速可達40公里，表示40km/h，則
故C錯誤；
D．慣性是物體的一種固有屬性，不能說受到慣性，故D錯誤。
故選A。
考點2. 能源的分類
1. （2023深圳二模）我國擁有全球最大的海上風力發電站。風能屬于_________能源，風力發電設備測試時，風機葉片轉動一圈用時20s，發電功率約為6120kW，則風機葉片轉動一圈的發電量為_________kW·h。
【答案】 可再生 34
【解析】風能可以源源不斷地從自然界中獲得補充，故是可再生能源。
由W=Pt可得，風機葉片轉動一圈的發電量為
2. （2022廣東三模）有關能源和能量，下列說法正確的是（　　）
A. 電能是一次能源
B. 只有裂變才能釋放出核能
C. 風能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我們不需要節約能源
【答案】C
【解析】A．電能需通過消耗一次能源才能獲得，是二次能源，故A錯誤；
B．核反映包括核裂變和核聚變，核裂變和核聚變都能釋放出核能，故B錯誤；
C．風能是由大氣的流動形成的，風能可以從自然界源源不斷獲得，為可再生能源，故C正確；
D．能量是守恒的，但是能量的轉移或轉化是有方向性的，所以節約能源勢在必行，故D錯誤。
3. （2022廣州一模）下列能源，屬于不可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 太陽能 C. 風能 D. 地熱能
【答案】A
【解析】A．煤炭是千百年前動植物遺體掩埋在地下形成的，短時間無法形成，會越用越少，故是不可再生能源，故A符合題意；
B．太陽能的壽命還有50億年，是取之不盡用之不竭的，故是可再生能源，故B不符合題意；
C．空氣流動形成了風，只要有太陽，就會形成溫度差，就會造成空氣流動，形成風能，故風能也是取之不盡用之不竭的，故是可再生能源，故C不符合題意；
D．地熱能是因為地殼處于巖漿上而獲得能量，是取之不盡用之不竭，故D不符合題意。故選A。
4. （2022深圳一模）2022年6月2日，我國發布了“十四五”可再生能源發展規劃，確立了到2025年實現可再生能源年發電量達到3.3萬億千瓦時的目標，為此需要逐步減少（　　）
A. 煤炭、天然氣發電 B. 太陽能、風力發電
C. 海水漲落的潮汐發電 D. 水力發電
【答案】A
【解析】能源按能否可再生分為可再生能源和不可再生能源。其中，太陽能、風能、潮汐能、水能等屬于可再生能源，而煤炭、天然氣屬于不可再生能源，提高利用可再生能源發電的比例，需減小利用不可再生能源發電的比例，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
【重點訓練】
1.（2023福建省）古有北斗星指方向，今有北斗衛星導航程。北斗衛星與地面間傳遞信息是利用（ ）
A. 超聲波 B. 次聲波 C. 電磁波 D. 空氣
【答案】C
【解析】我國自行研制的北斗衛星導航系統具有定位、導航和通信等功能，它傳遞信息是利用的電磁波，且真空不能傳聲，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
2.（2023甘肅威武） 智能家居已廣泛應用于生活中，手機通過_______（選填“電磁波”或“超聲波”）遠程控制掃地機器人，充電時機器人內置的電池屬于_______（選填“用電器”或“電源”）。
【答案】 電磁波 用電器
【解析】電磁波的傳播速度很快，手機通過發射電磁波，可以遠程控制掃地機器人。
充電時機器人內置的電池將電能轉化為化學能存儲起來，故屬于用電器。
3. （2023廣西）如圖，我國空間站正在航行。下列關于空間站的說法正確的是（　　）
A. 質量為零 B. 全部由超導體材料構成
C. 通過超聲波與地面聯系 D. 消耗的電能主要由太陽能電池板提供
【答案】D
【解析】A．質量表示物體含有物質的多少，所以無論空間站處于什么位置質量都不為零，故A錯誤；
B．空間站的外殼材料是耐高溫、耐腐蝕、密度小的鈦；選用鋁合金作為結構材料，都不是超導材料，故B錯誤；
C．超聲波不能在真空傳播，空間站在太空運行，利用電磁波傳遞信息與地面聯系，故C錯誤；
D．空間站儲存能源以太陽能電池為主，也會有燃料電池供電，主要還是靠太陽翼源源不斷的將太陽能轉化為電能儲存到太陽能電池板，所以消耗的電能主要由太陽能電池板提供，故D正確。
故選D。
4. （2022湖北隨州）2022年2月俄烏軍事沖突開始以來，石油、煤、天然氣的供應在國際市場上一下子緊張起來，許多國家正在謀求長遠的多種能源出路。下面有關能源的說法正確的是（　　）
A. 煤屬于核能范疇，用煤發電是通過鏈式反應完成的
B. 天然氣可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然氣都是化石能源
D. 風能、石油、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源
【答案】C
【解析】A．煤屬于化石能源，用煤發電是通過煤炭燃燒的化學能轉化為內能推動汽輪機產生機械能再通過轉子在磁場中轉動轉化成電能，故A錯誤；
BC．石油、煤、天然氣都化石能源，都可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，故B錯誤，C正確；
D．風能、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源，而石油的儲量是有限的，在短時間內不可再生，不能從自然界持續不斷地得到，屬于不可再生能源，故D錯誤。故選C。
5. （2023湖南益陽）下列設備工作時應用了電磁感應原理的是（　　）
A. 風力發電機 B. 調光臺燈 C. 電風扇 D. 電磁起重機
【答案】A
【解析】A．風力發電機是利用電磁感應現象原理制成的，故A符合題意；
B．調光臺燈主要是將電能轉化成光能，沒有應用電磁感應，故B不符合題意；
C．電風扇主要部件是電動機，是利用通電導體在磁場中受力的原理工作的，故C不符合題意；
D．電磁起重機是利用電流的磁效應來工作的，故D不符合題意。故選A。
6. （2022湖南益陽）我國天問一號火星探測器通過一次任務完成火星環繞、著陸和巡視三大目標，標志著我國在行星探測領域跨入了世界先進行列。天問一號在環繞火星運行過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 天問一號相對火星做勻速直線運動
B.天問一號相對火星處于靜止狀態
C. 天問一號通過聲波將信息傳回地球
D. 天問一號通過電磁波將信息傳回地球
【答案】D
【解析】A．天問一號在環繞火星運行過程中，是在做曲線運動，故A錯誤；
B．天問一號在環繞火星運行過程中，以火星為參照物，天問一號的位置發生變化，所以相對火星處于運動狀態，故B錯誤；
CD．聲不能在真空中傳播，而電磁波的傳播不需要介質，可以在真空中傳播，且傳播速度快，所以天問一號通過電磁波將信息傳回地球，故C錯誤，D正確。故選D。
【難點訓練】
1. （2023河北）秉承可持續發展的思想，開發新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內的重要課題，開發和利用核能就是一個有效途徑。核能是質量較大的原子核發生______或質量較小的原子核發生聚變時釋放的能量，通過可控聚變來利用核能，有望解決人類能源問題。1g核燃料聚變時釋放的能量約為1×105kW·h，假設把1×105kW·h的能量完全轉化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用_____年。太陽也是一個巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫。人類利用太陽能的實質是將太陽能轉化為其他形式的能量，請你寫出一種轉化方式或一個相關的實例：________。
【答案】 裂變 100 太陽能集熱器
【解析】質量較大的原子核發生分裂或者質量較小的原子核相互結合時釋放出的驚人的能量叫做核能，獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變。
可供年用電量為1000kW·h的家庭使用
太陽能轉化為其他形式能量的方式：光熱轉換，例如用太陽能集熱器把水加熱；光電轉換，把太陽能轉化為電能，例如太陽能電池。
2. （2022江蘇無錫）如圖所示的白鶴灘水電站是實施西電東送”的國家重大工程，是世界在建規模最大的水電工程正式投運后，每年可向華東地區輸送的電能，相當于火力發電站燃燒標準煤所獲得的電能，標準煤的熱值取，下列說法中錯誤的是（　　）
A. 水能是可再生能源 B. 水電站將水的機械能轉化為電能
C. 煤炭是不可再生能源 D. 火力發電站的發電效率為50%
【答案】D
【解析】A．水能是可再生能源，能夠從自然界中源源不斷地獲得，故A正確，A不符合題意；
B．水電站是利用水的機械能來發電的，將水的機械能轉化為電能，故B正確，B不符合題意；
C．煤炭是化石能源，一旦消耗短時間內無法再生，故煤炭是不可再生能源，故C正確，C不符合題意；
D．燃燒標準煤所獲得的熱量為
每年可向華東地區輸送的電能，火力發電站的發電效率為
故D錯誤，D符合題意。故選D。
3．（2023·廣東肇慶二模）圖甲所示是一艘完全依靠太陽能驅動的船；該船長30米，寬15米，滿載時排水量為80噸，船的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為W，假設接收的太陽能只用來驅動船前進；在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到的水平方向的牽引力F隨時間t的變化關系如圖乙，航行速度如圖丙所示；（海水密度約為）求：

（1）滿載時太陽能船受到的浮力；
（2）第50s至100s，牽引力在這段時間內做的功；
（3）在第50s至100s的運動過程中，太陽能船的效率。
【答案】（1）（2）；（3）25%
【解析】（1）滿載時太陽能船受到的浮力
（2）由圖示可知，第到第內，輪船做勻速直線運動，故第到第時，輪船做功為
（3）吸收的太陽能為
太陽能船的效率為
答：（1）滿載時太陽能船受到的浮力為；
（2）第到第內牽引力的功為；
（3）第到第的運動過程中，太陽能船的效率是。
【易錯點訓練】
1. （2022湖南邵陽）我市積極利用區域優勢，大力發展風力發電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂等地方建立了風力發電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、石油和天然氣都是經過地質年代形成的，在短期內不能得到補充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合題意；
C．太陽能在自然界中能源源不斷的獲得，是可再生能源，故D符合題意。故選D。
2. 梧州市在萬秀區打造了多個紅色文化街區，安裝了太陽能路燈，太陽能屬于_____（選填“一次”或“二次”）能源，它的優點有________（寫出一點即可）。
【答案】 一次 清潔、無污染
【解析】從自然界直接獲取的能源叫一次能源，太陽能是直接吸收陽光來利用的，是一次能源，太陽能的優點是清潔、無污染，取之不盡用之不竭。
3. （2022湖南邵陽）我國現代農業已進人信息化和數字化時代，農用機械已能通過北斗導航系統實行精準作業，它們是利用______（選填“超聲波”或“電磁波”）來傳遞信息的。如圖，水平勻速飛行的無人機正在噴灑農藥，在此過程中，它具有的機械能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】 電磁波 變小
【解析】電磁波的傳播不需要介質，電磁波可以在固體、液體、氣體中傳播，也可以在真空中傳播；廣播、電視、移動通信、衛星導航系統都是用電磁波傳遞信息的。
無人機正在噴灑農藥，質量逐漸變小，速度不變，動能變小；高度不變，重力勢能減小，機械能為動能和勢能的和，機械能會減小。
考情分析
夯實基礎
知識清單
技巧點撥
易錯提醒
真題對點練練對點練
提分培優練
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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優學案
第17講 信息的傳遞和能源與可持續發展
課標要求
1. 知道電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。知道波長、頻率和波速。了解電磁波的應用及其對人類生活和社會發展的影響。2. 列舉常見的不可再生能源和可再生能源。3. 知道核能的特點和核能利用可能帶來的問題。4. 從能源開發與利用的角度體會可持續發展的重要性。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 信息的傳遞 ☆ 這部分，廣東省物理試卷里，每年考查分值為5分左右。分散在不同題型里。題型有選擇、填空、和綜合能力題里，難度系數為0.6。2024年這個知識點命題思路變化不大。
考點2 能源的分類 ☆
☆☆☆ 代表必考點，☆☆代表常考點，☆星表示中頻考點。
知識點一：電磁波
1.產生：由迅速變化的____產生，它是傳遞各種信息的載體。
2.分類：電磁波家族按波長由大到小可分為____波、中波、短波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、____射線。
3.傳播：（1）傳播____需要介質。 （2）波速、波長、頻率滿足關系為_____
注意：電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，
c=3×108m/s =3×105km/s
4.作用：廣播、電視及移動通信，都是靠_____傳遞聲音、圖像信息。
知識點二：能源
1.能源的種類
（1）化石能源：我們今天使用的_____、____、_____，是千百萬年前埋在地下的動、植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。
（2）生物質能：由____物質提供的能量稱為生物質能。生物質能是化學能源的一種。
（3）太陽能：由______輻射提供的能量。
（4）風能、水能：都屬于自然界提供的_____能。
（5）地熱能：由_____內部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
（1）一次能源：像化石能源這樣可以_____從自然界中獲得的能源，我們稱為一次能源。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。
（2）二次能源：我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過消耗_____才能得到，所以稱電能這樣的能源為二次能源。常見的二次能源有：電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。
3.人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉化而來的二次能源。由于電能便于輸送和轉化，又加上現代社會離不開各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進入現代文明社會的標志。人們使用不同的用電器，根據需要將電能轉化為其他各種形式的能量。
4.談談21世紀的能源趨勢
（1）能源危機：世界人口的急劇增加和經濟的不斷發展，能源的消耗持續增長。特別是近幾十年來，能源消耗增長速度明顯加快。所以開發新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內的重要課題。
（2）解決能源問題的出路：隨著第三次能源革命序幕的拉開，____能成為主要能源。同時人類正著力開發取之不盡、用之不竭的_____能，并取得了重大成就。核能、太陽能的開發和利用為人類的能源問題找到了新的出路。面對目前的能源趨勢，解決能源問題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學開發，節約使用；二是開發和利用新能源，如太陽能、風能、地熱能等。
知識點三：核能問題
1.核能：質子、中子依靠強大的核力緊密的結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。但是，一旦質量較大的原子核發生分裂或質量較小的原子核相互結合，就有可能釋放出_____的能量，這就是核能。
2.核能屬于一次能源，也屬于新能源，釋放核能的方式有兩種：核_____和核______。
3.裂變與聚變的比較
比較 裂變 聚變
定義 較大原子核分裂為較小原子核的過程 質量很小的原子核結合成較大原子核的過程
條件 用中子轟擊較大原子核 超高溫
釋放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 可利用核反應堆控制鏈式反應的速度 目前，核聚變速度還不能認為控制
應用 原子彈、核電站 氫彈
4.核能的利用特點
核能的優點 ①核能十分巨大，它能極大的補充人類能源的不足，使用核能大大節約了常規能源②核能能夠解決能源分布不均衡的問題
核能的缺點 ①核能屬于一次能源，且會越用越少②核能存在核污染，產生核輻射，會對地球生物造成傷害③核反應堆中會產生核廢料，在治理核廢料過程中，代價較高
核電站應用地域 ①核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區②核電站建在離人群較遠的地區，避免對人畜造成傷害
知識點四：太陽能問題
1.太陽的構造：從內到外依次是太陽核心、輻射層、對流層、太陽大氣。
2.太陽能的由來——_______。在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，所以說太陽是一個巨大的“核能火爐”。
3.太陽能的傳遞——_____。太陽核心的溫度高達1500萬攝氏度，太陽核心釋放的能量向外擴散可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約為6000℃，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。
4.太陽是人類能源的寶庫
（1）地球上除核能、地熱能和潮汐能以外所有的能量都來自_____，所以說太陽是人類能源的寶庫。
（2）化石能源的形式：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過_____作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過程中還放出天然氣。今天我們開采的化石燃料來獲取能量，實際上是在開采上億年前地球所接收的太陽能。
5.利用太陽能的四個渠道
（1）綠色植物的“_____轉換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實現光能轉化為化學能。
（2）空氣水分的“______轉換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環，再通過風、水等形式釋放出來，實現光能轉化為機械能。
（3）被海洋吸收，成為海洋____能。
（4）直接被人們利用。
人們直接利用太陽能的方式有兩種：①集熱器的“______轉換”，實現太陽能轉化為內能；②太陽能電池的“______轉換”，實現太陽能轉化為電能。
6.太陽能的優缺點
（1）優點：太陽能作為一種新能源，它具有一些普通能源不可比擬的優點。
（2）缺點：太陽能雖然具有傳統能源所沒有的優點，但也有一些缺點給利用上帶來一些困難。
考點1. 信息的傳遞
【例題】（2022廣東）題22圖甲為部分電磁波的頻率分布示意圖。
（1）由圖可知，紫外線_____（選填“是”或“不是”）電磁波。它在真空中的傳播速度約為_____m/s。
（2）下列實例中，屬于紫外線應用的是_____（填字母）。
A．遙控器控制電視 B.體檢時拍X光片
C.醫院殺菌消毒燈 D.“測溫槍”測量體溫
（3）少量的紫外線照射是有益的，過量的紫外線照射會損傷皮膚。紫外線能使熒光物質發光，小明想檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，利用圖乙所示的實驗裝置在暗室及一定防護下進行實驗。
步驟一：如圖乙所示，固定好紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板，將一塊大小合適的玻璃板放置在___________（選填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）區域，且調整玻璃板與硬紙板平行；
步驟二：打開紫外線燈，熒光物質發光；
步驟三：關閉紫外線燈，熒光物質不發光；
步驟四：按產品的說明書要求在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光。
由此可推斷，該防曬霜___________（選填“能”或“不能”）阻擋全部紫外線。
【答案】 （1）是 3.0×108 （2）C （3）Ⅱ 不能
【解析】（1）因為光是電磁波的一種，而紫外線又屬于看不見得光，所以紫外線屬于電磁波。
光在真空中的傳播速度是3×108m/s，而紫外線屬于看不見得光，所以紫外線在真空中的傳播速度約為3×108m/s。
（2）A．遙控器是利用紅外線可以進行遙控來工作的，故A不符合題意；
B．拍X光片利用的是X射線，不屬于紫外線，故B不符合題意；
C．醫院殺菌消毒燈，利用的是紫外線具有殺菌作用，故C符合題意；
D．測溫槍的工作原理是利用紅外線的熱效應，故D不符合題意。
故選C。
（3）由題意可知，小明要檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，因為光沿直線傳播，所以應該把玻璃板放在紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板之間，觀察熒光物質的發光情況；然后在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，觀察熒光物質的發光情況，通過對比，得出某防曬霜對紫外線是否有阻擋作用。
由題意可知，在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光，說明仍有部分紫外線照射在熒光物質上，所以該防曬霜不能阻擋全部紫外線。
【變式訓練1】（2023廣東省）題圖是飛船與空間站完成對接時的情景，以空間站為參照物，飛船是______的；空間站利用太陽能電池板獲得能量，太陽能來自于太陽內部的核______變；空間站的圖像信號是通過_______波傳回地面的。
【答案】 靜止 聚 電磁
【變式訓練2】（2021廣東省）電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 紫外線屬于可見光
B. 紅外線的波長比可見光的短
C. X射線的頻率比無線電波的低
D. 可見光與射線在真空中的傳播速度相等
【答案】D
考點2. 能源的分類
【例題1】（2020廣東省）目前人們正致力于開發太陽能、核能、鳳能、海洋能、氫能……其中核能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，核電站利用原子核______（選填“聚變”或“裂變”）釋放的能量發電，電能屬于______（選填 “一次能源” 或“二次能源”）。
【答案】 不可再生 裂變 二次能源
【解析】核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故屬于不可再生能源。
核裂變和核聚變都能釋放能量，核裂變是可控的，核電站是利用原子核發生裂變釋放能量來發電的。
電能是由一次性能源轉化而來的，故屬于二次能源。
【例題2】（2023廣東省廣州市）某路燈照明系統的太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，對下圖方框中能量形式判斷正確的是（　　）
A. 甲是“電能” B. 乙是“太陽能” C. 丙是“電能” D. 丁是“機械能”
【答案】C
【解析】由題意可知整個過程是太陽能通過太陽能電池將太陽能轉化為電能，電能通過蓄電池將電能轉化為化學能儲存在蓄電池中，晚上蓄電池對外放電，將化學能轉化為電能供應路燈工作，路燈工作時將電能轉化為光能，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
【變式訓練1】 （2021廣東省）原子由______ 和電子組成，電子帶______ 電，用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核______ 選填“聚變”或“製變”并釋放核能。
【答案】原子核 負 裂變
【變式訓練2】（2023廣東三模）太陽是人類能源的寶庫，太陽能（　　）
A. 是可再生能源 B. 是二次能源
C. 不是未來的理想能源之一 D. 來自太陽內部的核裂變
【答案】A
1.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，
c=3×108m/s =3×105km/s
2.電磁波波速、波長λ和頻率f的關系：c=λf
熟練能源的分類是解決一錯點的重要手段
分 類標 準 類型 區別標準 實例
產生方式 一次能源 可以從自然界直接獲取 風能、地熱能、核能、太陽能等。
二次能源 不可以從自然界直接獲取 電能等。
是否可再生 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到。 風能、太陽能、生物質能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期內從自然界補充。 化石能源、核能等。
構成 化石能源 經過漫長的地質年代形成。 煤、石油、天然氣等。
生物質能 由生命物質提供的能量。 動植物體內存儲的化學能等。
考點1. 信息的傳遞
1. （2023廣東省廣州市）各色光在真空中的波長如圖所示，植物中葉綠素a會吸收波長在430m~662nm之間的光。真空中，波長650nm的光（　　）
A. 是紫光
B. 不是電磁波
C. 波長比藍光的長
D. 比波長500nm的光傳播速度大
2. （2023深圳） 新型純電動無人駕駛小巴車，是全球首款獲得德國“紅點獎”的智能駕駛汽車，配備激光雷達和多個高清攝像頭，根據預設站點自動停靠，最高時速可達40公里，除了隨車的一名安全員亮亮，一輛車可容納9名乘客。下列關于新型小巴車描述正確的是（ ）
A. 小巴車定位系統利用電磁波傳遞信息 B. 小巴車的高清攝像頭是凹透鏡
C. 小巴車的速度為114m/s D. 當小巴車開始行駛時，乘客受到慣性向前傾
考點2. 能源的分類
1. （2023深圳二模）我國擁有全球最大的海上風力發電站。風能屬于_________能源，風力發電設備測試時，風機葉片轉動一圈用時20s，發電功率約為6120kW，則風機葉片轉動一圈的發電量為_________kW·h。
2. （2022廣東三模）有關能源和能量，下列說法正確的是（　　）
A. 電能是一次能源
B. 只有裂變才能釋放出核能
C. 風能是可再生能源
D. 能量是守恒的，我們不需要節約能源
3. （2022廣州一模）下列能源，屬于不可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 太陽能 C. 風能 D. 地熱能
4. （2022深圳一模）2022年6月2日，我國發布了“十四五”可再生能源發展規劃，確立了到2025年實現可再生能源年發電量達到3.3萬億千瓦時的目標，為此需要逐步減少（　　）
A. 煤炭、天然氣發電 B. 太陽能、風力發電
C. 海水漲落的潮汐發電 D. 水力發電
【重點訓練】
1.（2023福建省）古有北斗星指方向，今有北斗衛星導航程。北斗衛星與地面間傳遞信息是利用（ ）
A. 超聲波 B. 次聲波 C. 電磁波 D. 空氣
2.（2023甘肅威武） 智能家居已廣泛應用于生活中，手機通過_______（選填“電磁波”或“超聲波”）遠程控制掃地機器人，充電時機器人內置的電池屬于_______（選填“用電器”或“電源”）。
3. （2023廣西）如圖，我國空間站正在航行。下列關于空間站的說法正確的是（　　）
A. 質量為零 B. 全部由超導體材料構成
C. 通過超聲波與地面聯系 D. 消耗的電能主要由太陽能電池板提供
4. （2022湖北隨州）2022年2月俄烏軍事沖突開始以來，石油、煤、天然氣的供應在國際市場上一下子緊張起來，許多國家正在謀求長遠的多種能源出路。下面有關能源的說法正確的是（　　）
A. 煤屬于核能范疇，用煤發電是通過鏈式反應完成的
B. 天然氣可以直接從自然界獲取，屬于一次能源，而石油是二次能源
C. 石油、煤、天然氣都是化石能源
D. 風能、石油、太陽能可以從自然界中源源不斷地得到，屬于可再生能源
5. （2023湖南益陽）下列設備工作時應用了電磁感應原理的是（　　）
A. 風力發電機 B. 調光臺燈 C. 電風扇 D. 電磁起重機
6. （2022湖南益陽）我國天問一號火星探測器通過一次任務完成火星環繞、著陸和巡視三大目標，標志著我國在行星探測領域跨入了世界先進行列。天問一號在環繞火星運行過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 天問一號相對火星做勻速直線運動
B.天問一號相對火星處于靜止狀態
C. 天問一號通過聲波將信息傳回地球
D. 天問一號通過電磁波將信息傳回地球
【難點訓練】
1. （2023河北）秉承可持續發展的思想，開發新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內的重要課題，開發和利用核能就是一個有效途徑。核能是質量較大的原子核發生______或質量較小的原子核發生聚變時釋放的能量，通過可控聚變來利用核能，有望解決人類能源問題。1g核燃料聚變時釋放的能量約為1×105kW·h，假設把1×105kW·h的能量完全轉化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用_____年。太陽也是一個巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫。人類利用太陽能的實質是將太陽能轉化為其他形式的能量，請你寫出一種轉化方式或一個相關的實例：________。
2. （2022江蘇無錫）如圖所示的白鶴灘水電站是實施西電東送”的國家重大工程，是世界在建規模最大的水電工程正式投運后，每年可向華東地區輸送的電能，相當于火力發電站燃燒標準煤所獲得的電能，標準煤的熱值取，下列說法中錯誤的是（　　）
A. 水能是可再生能源 B. 水電站將水的機械能轉化為電能
C. 煤炭是不可再生能源 D. 火力發電站的發電效率為50%
3．（2023·廣東肇慶二模）圖甲所示是一艘完全依靠太陽能驅動的船；該船長30米，寬15米，滿載時排水量為80噸，船的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為W，假設接收的太陽能只用來驅動船前進；在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到的水平方向的牽引力F隨時間t的變化關系如圖乙，航行速度如圖丙所示；（海水密度約為）求：

（1）滿載時太陽能船受到的浮力；
（2）第50s至100s，牽引力在這段時間內做的功；
（3）在第50s至100s的運動過程中，太陽能船的效率。
【易錯點訓練】
1. （2022湖南邵陽）我市積極利用區域優勢，大力發展風力發電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂等地方建立了風力發電站。下列能源中與風能同屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太陽能 D. 天然氣
2. 梧州市在萬秀區打造了多個紅色文化街區，安裝了太陽能路燈，太陽能屬于_____（選填“一次”或“二次”）能源，它的優點有________（寫出一點即可）。
3. （2022湖南邵陽）我國現代農業已進人信息化和數字化時代，農用機械已能通過北斗導航系統實行精準作業，它們是利用______（選填“超聲波”或“電磁波”）來傳遞信息的。如圖，水平勻速飛行的無人機正在噴灑農藥，在此過程中，它具有的機械能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
考情分析
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