2020年中考物理人教版专题复习：电磁波与信息技术、物理学与能源技术

2020年中考物理人教版专题复习：电磁波与信息技术、物理学与能源技术 一、考点突破：1. 电磁波的产生、传播与应用；2. 广播、电视、移动电话、网络通信；3. 能量的转化与守恒；4. 原子核、核裂变、核聚变、链式反应、核能；5. 能源的分类、能源革命、新能源。本讲内容在中考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型分值电磁波的产生与传播理解选择、填空题1~2分电磁波的应用、广播与电视应用选择、填空题1~3分移动通信与网络通信、光纤通信理解选择、填空题1~3分能量转化与守恒定律理解选择、填空题1~3分能源的分类、能源革命和新能源应用选择、填空题1~3分 二、重难点提示：重点：电磁波及其应用、信息通信、能量转化与守恒定律、核能、能源的分类。难点：电磁波的产生、传播及应用、能量转化与守恒定律、链式反应、能源的分类。精讲精练微课程1：电磁波与信息技术【考点精讲】一、信息传递的核心——电磁波1. 电磁波是由变化的电流在其周围空间产生，它以波的形式向外传播。电磁波可以在真空中传播，其在真空中的传播速度等于光速，即v=C=3×108m/s，波长和频率的关系为：，若已知波长，根据此式可算频率；反之亦然。2. 红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、无线电波等都是电磁波家族的成员，不同的电磁波，其波长和频率不同，用途也不一样，如下表。3. 电磁波在信息方面的应用：①电磁波携带信息；电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具；②电磁波能承载信息并传播信息，充当信息传播的媒介。4. 电磁波和超声波的区别和联系（如下表）。 电磁波超声波[来源:学.科.网]产生原因迅速变化的电流产生物体振动产生传播的介质不需介质，可在真空中传播必须依靠介质传播速度速度大，在真空中等于光速，为3.0×108m/s速度较小，在空气中声速为340m/s 二、信息传递的方式——卫星通信、光缆通信、移动通信1. 卫星通信是利用卫星作中继站的微波通信方式，其优点是覆盖范围广。理论上只要三个卫星就可以让信号覆盖地球。2. 光缆通信也就是光纤通信，它是利用频率更高的光波进行信息传递，把光能限制在光纤内部，用光信号取代传统的电信号。其优点是光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信，通信容量大，通信质量高，保密性好。3. 移动通信的全面普及，方便了人们的生活。当前应用最为普遍的数字蜂窝系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成。手机既是发射机又是接收机，之间的通信通过基地台转接。【典例精析】例题1  如图是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段，       波段的波长较长；图中“750”字样代表接收电磁波的波长为       m。思路导航：本题主要考查的是电磁波的波速及其公式的应用。电磁波在真空中的传播速度与光速是相同的，均为；由波速的计算公式可以看出，波长与频率成正比，因此，频率较低的AM波段波长较长，“750”字样代表接收电磁波的波长为。答案：AM  400点评：该题以学生熟悉而又陌生的收音机选台屏板作为命题切入点，主要考查学生是否掌握电磁波的波长、频率和波速的关系以及相关的简单运算。 例题2  关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法错误的是（    ）A. 它们都是靠电磁波传递信息的B. 在发射时，都要把电信号加载到高频电磁波上C. 它们的发射、接收过程类似D. 移动电话和电视、收音机一样，只有接收功能，没有发射功能思路导航：广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程很相似，都是把电信号加载到频率很高的电磁波上发射出去，载有信息的电磁波再经过接收等一系列的信号处理，还原为原来的信息。移动电话既能够发射电磁波又能接收电磁波。答案：D点评：本题着重考查通讯信号及广播、电视信号的发射、接收方法，同学们不仅要记住所有信号的发射都是“载”于高频电磁波发出射出去的，而且要知道发射信号有装“载”的环节，接收信号有卸“载”的环节。只是广播、电视信号有专门的发射台和专门接收信号的电视、收音机。移动电话既能发射信号，也能接收信号。 例题3  电磁波不需要介质也能向外传递能量，形成电磁辐射。电磁辐射对人体健康的影响已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思路导航：电脑在使用过程中，显示屏会发出电磁、电离辐射，经常在电脑前工作，会使人体皮肤老化，造成皮肤粗糙，甚至还会引起皮肤发炎等病变；当人们使用手机时，手机会向发射基站传送无线电波，而无线电波或多或少地会被人体吸收，这些电波就是手机辐射；微波炉利用微波具有热效应这一特征，达到加热、煮熟食品的目的，研究表明，微波炉所产生的强电磁波严重超标可能会诱发疾病；手电筒几乎不会产生电磁波，即没有电磁辐射。答案：A点评：随着科技时代的来临和人们渐渐提高的生活质量，家中各种用途的家用电器越来越多。在人们感受科技带来的巨大方便时，随之而来的问题也就出现了。如今人们对健康日益重视，家电产品的电磁辐射问题已经成为人们关注的热点。本题的设计充分体现了当今社会的人文关怀，这也是命题者的用心之处。 例题4  雷达可用于飞机导航，也可用于监测飞机的飞行，其工作原理如图所示。假设某时刻雷达向飞机发射电磁波，电磁波遇飞机经反射后，又被雷达接收，整个过程用时52．4μs。已知电磁波的速度为3．0×108 m／s，求飞机到雷达站的距离。思路导航：电磁波遇到飞机返回被雷达接收，电磁波传播过程所通过的路程s=vt=3．0×108 m／s×52．4 ×10－6s＝15720m，而飞机到雷达站的距离s＝s/2=7860m。答案：7860m。点评：这是一道有关速度的计算题，只须注意电磁波是发射后遇到飞机再返回，计算的路程是电磁波传播过程中通过路程的一半。 【总结提升】1. 导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。电磁波在空气、水、某些固体，甚至真空中都能传播。光波也是电磁波的一种。电磁波的速度和光速一样，都是3×108m/s。电磁波的传播速度与其频率和波长的关系是：波速＝波长×频率，即c＝λf。2. 无线电广播（电视）的发射由广播电台完成；发射部分主要由话筒（摄像机）、载波发生器、调制器、放大器和发射天线组成。接收部分主要由接收天线、调谐器、解调器和扬声器（显像管）组成。移动电话（无线电话，手机）既是无线电的发射装置，又是无线电的接收装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要基站台转发信号。3. 微波通信是利用波长很短的电磁波来传递信息的通信方式；卫星通信是利用人造卫星作为通信的中继站来转发无线电信号；光纤通信利用光纤传输信息的通信方式；网络通信是利用通信线路和电磁波，将世界各地的计算机网络连接起来的通信方式。 微课程2：能量转化及其守恒【考点精讲】1. 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有改变。2. 在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。3. 能量守恒定律：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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。4. 能量转化效率：输出有效能量与输入能量的比值叫做能量转化效率。【典例精析】例题1  各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。能量转化实     例化学能转化为电能干电池对外供电 用电熨斗熨衣服机械能转化为内能 思路导航：判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。电熨斗工作时消耗电能，温度升高，所以电熨斗将电能转化为内能；通过做功的方式使物体的内能增加是典型的机械能转化为内能的方式，例如钻木取火，摩擦生热这一类都是。答案：电能转化为内能   钻木取火点评：能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。例如物体克服摩擦做功，摩擦生热就是将机械能转化成内能。 例题2  下列分析正确的是（    ）A. 任何能量都可以无条件地被人类利用B. 能量的转化和转移具有方向性C. 内能可以自发的从低温物体传向高温物体D. 机械能可以转化为内能，内能不能转化为机械能，所以说能量的转化也具有方向性思路导航：能量的转化和转移都是有方向性的，例如热能不能自发的从低温物体传递给高温物体，必须通过消耗其他的能量才能实现，由此可见，我们都是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，不是任何能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是要付出代价的，所以选项A、C错误。选项D中的内能和机械能是可以相互转化的，例如压缩气体可以将机械能转化为内能，气体膨胀做功是将气体的内能转化为机械能，故选项D也是错误的。答案：B例题3  如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中……，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作。[来源:学科网]①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？并说明理由。②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置称为“永动机”。请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”。思路导航：能量守恒定律是解此类题的依据，关键是理解“守恒”的意义，它不是指某一种形式的能量或几种形式的能量守恒，而是所有参与转化和转移的能量的总和守恒。答案：①处于高处水池中的水具有重力势能，当它流下来时，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水。也就是说用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分，因而上面水池中的水，出的多进的少，流出来的水不会全部送回池中。②不能，由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。这其中的根本原因在于能量是守恒的，水池中水的重力势能不变的同时不可能还对外做功（打磨物体），能量是不能凭空产生的。 【总结提升】[来源:学&科&网Z&X&X&K]1. 能量的转移能量的“转移”是指同种形式的能在不同物体或同一物体的不同部分之间通过做功或热传递的方式重新分配。如用热水袋捂手，用暖气使房间加热时通过热传递的方式传递内能，能的形式没有改变。2. 能量的转化能量“转化”是指能的形式发生改变，从一种形式转变为另一种形式。如：“摩擦生热”、“钻木取火”是消耗机械能得到内能。在所有的热机中都经历了燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能；在核电站里，核能转化为内能，内能又转化为机械能，机械能最终转化为电能。能量究竟发生了转移还是转化，要看能量的形式是否发生了变化。若能量的形式没有发生变化，则说明发生了能量的转移。若能量的形式发生了变化，则说明发生了能量的转化。3. 能量守恒定律它是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，自然界的一切变化过程，小到原子世界，大到宇宙天体，只要有能的转化，无论它是物理变化，还是化学变化，都严格遵循能量守恒定律。4. 能量转化和转移的方向性自然界中自发的能量转化和转移是有方向性的。能量在转化或转移的过程中，会有一部分能量转化成内能散失在周围环境中，这些能量虽然还存在，但却很难或无法再利用。也就是说，不是什么能量都可以利用，能量经转化后，可利用的能量会减少，因此我们要节约能源。 微课程3：能源及其开发利用【考点精讲】1. 按其利用程度划分常规能源是指当前被广泛利用的一次能源；新能源则是指目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广利用的一次能源。2. 按利用方式划分一次能源是从自然界中直接获得的天然能源，如化石能源、风能、太阳能、地热能及核能。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。3. 按资源的再生性划分可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源。4. 重核裂变与轻核聚变重原子核分裂成较轻的原子核叫裂变，轻原子核结合成较重的原子核叫聚变。原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能，也就是原子能。原子弹的爆炸就是铀或钚核裂变发生链式反应得到的结果。氢弹是核聚变的结果；目前已建成的核电站，都是利用核裂变产生的能量来发电，核电站的核心是核反应堆。5. 解决能源危机的途径（1）节能降耗，避免浪费，提高能源的利用率；（2）开发新能源：太阳能、核能、地热能、风能、海洋能、生物能和氢能等。 【典例精析】例题1  下列关于能源、能量转化及其说法正确的是（　　）A. 化石能源是可再生能源 B. 太阳能不是清洁能源 C. 能量在转化或转移的过程中总量保持不变 D. 核能只能通过重核裂变获取思路导航：化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压力和温度的影响，缓慢地形成的可以燃烧的矿物质，在短时间内不能再生，是不可再生能源，故A错误；太阳能可以直接被人类获取使用，属于清洁能源，故B错误；在能的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，故C正确；获得核能的方式有核裂变和核聚变，故D错误。答案：C例题2  “中华牌”月球车将登陆月球并实施无人探测计划。当月球上为白天时，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置。然后将              （选填“可再生”或“不可再生”）的         能转化为电能；当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温。核能是        次能源，未来人们可利用月球土壤中丰富的氦3与氘核结合成新的原子核，通过核         （选填“聚变”或“裂变”）释放的巨大能量作为人类未来的能源。思路导航：月球车上的太阳仪可以把可再生的太阳能转化为电能；核能是一次能源，利用氦3与氘核结合成新的原子核，是核聚变过程。答案：可再生；太阳；一；聚变 例题3  用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。（1）天然气属于        （选填“可再生”或“不可再生”）能源。在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有        的。（2）水的内能增加了        J。（3）燃气灶烧水的效率为           。思路导航：（1）天然气是不可再生能源，在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃－20℃）＝7.392×105J，即水的内能增加了7.392×105J；（3）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝45×10－3m3×4.4×107J/kg＝1.98×106J；燃气灶的效率：η＝＝＝37.3%。答案：（1）不可再生；方向；（2）7.392×105；（3）37.3% 【总结提升】易错点分析1. 在辨别一次能源和二次能源时，要理解“直接”的含义；在辨别可再生能源和不可再生能源时，要理解“短期内补充”的含义。2. 裂变可以控制（如在核反应堆中用石墨去吸收中子就可控制链式反应速度），使其缓慢平稳地释放出核能，目前核电站的反应堆中发生的就是可以控制的核裂变；而核聚变是不可控制的，在极短时间内能放出巨大的能量，像原子弹爆炸。3. 太阳能是一种非常理想的能源，既清洁、安全、无污染，又取之不尽、用之不竭，具有很多的优越性。