初中物理中考复习 第21章信息的传递和第22章能源与可持续发展（解析版）

这是一份初中物理中考复习 第21章信息的传递和第22章能源与可持续发展（解析版），共23页。

中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
第21章《信息的传递》第22章《能源与可持续发展》
【知识点1、信息的传递】
一、电话
电话是现代人使用最广泛的通信工具，发明电话的科学家是贝尔。
话筒的作用是将声音转变成变化的电流。
听筒的作用是将变化的电流转变成声音。[来源:Z#xx#k.Com]
电话交换机大大提高了路线的利用率。
二、模拟通信与数字通信
模拟信号是用“模仿”声信号的电流传递的信号。
数字信号是用不同符号的不同组合表示的信号。
三、电磁波的海洋
当导体中有迅速变化的电流时，导体会向周围发射一种波，这种波叫电磁波。
电磁波的频率等于每秒内电流振荡的次数。频率的单位是赫兹，简称赫，用Hz表示；常用单位还有兆赫和千赫。
电磁波的波长等于两个相邻波峰之间的距离。.电磁波是向空间各个方向传播的，它传播的速度跟光速相同，在真空中是3×108m/s。
电磁波是一个大家族，红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的成员。
四、广播、电视和移动通信
无线电广播信号的发射由广播电台完成，接收由收音机完成。
用于广播、电视和移动电话的那部分电磁波叫无线电波，无线电波包括长波、中波、短波和微波。
移动电话既是无线电发射台，又是无线电接收台。
实现移动电话跟其他用户通话的转化是靠基地台完成的。
五、越来越宽的信息之路
微波通信：微波是波长在10 m~1 mm之间，频率在30 MHz~3×105 MHz之间的电磁波。微波大致沿直线传播，所以每隔50 km左右就要建一个微波中继站。
卫星通信：利用卫星做通信中继站，称之为卫星通信。
这种卫星相对于地球静止不动，叫做同步地球卫星。
在地球周围均匀分布3颗卫星，就可以实现全球通信。
光纤通信：激光的特点是频率单一、方向高度集中。
光纤通信是利用激光在光纤中传输信号的。
网络通信：将数台计算机通过各种方式联结在一起，便组成了网络通信。现在世界上最大的计算机网络叫因特网。

【经典例题考查】
1．电话之间互相通话时，一般都是通过　电话交换机　来转接的，这样可以提高线路的利用率，电话通信存在　模拟　信号和　数字　信号两种。
【解析】电话之间相互通话，是靠电话交换机来转接的。电话交换机可以大大提高线路的利用率；
电话分模拟和数字两种，现代电话已经全部采用数字信号进行传输，只是在交换机和用户之间还在使用模拟信号。
【答案】电话交换机；模拟；数字。
2．2020年6月23日，我国成功发射了第55颗“北斗”卫星，卫星在加速升空过程中，机械能 　增大　（“增大”、“减小”或“不变”）；“北斗”卫星导航系统是利用 　电磁波　向地球传递信息，当它向地球发射300MHz的电磁波与地球通信时，其波长为 　1m　。
【解析】卫星在加速升空过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大质量不变，重力势能变大，机械能为动能和势能的和，故机械能变大；
电磁波可以在真空中传播，“北斗”卫星导航系统是利用电磁波向地球传递信息。
由c＝λf可得，其波长：λ＝＝＝1m。
【答案】增大；电磁波；1m。
3．下图是收音机的调台面板，“FM”和“AM”为两个波段，　AM　波段的波长较长；图中“1000”字样代表接收电磁波的波长为　300　m．（电磁波的传播速度与光速相同）
FM 88 94 99 105 108MHz
AM 530 610 750 1000 1300 1600KHz
【解析】无线电广播的电台是通过电磁波将信号发射出去的，其信号的接收是靠收音机接收电台传递的信号收听广播的。从图表上看，AM的单位是千赫，FM的单位是兆赫。由于电磁波的传播速度是不变的，由公式c＝λf可知，波速一定时，波长与频率成反比，即频率越小则波长会越大。
图中1000指1000kHz＝1×106Hz；则波长λ＝＝＝300m。
【答案】AM、300。
4．如图所示为电话机原理图。电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与　电　信号的相互转换。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将　变强　（选填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为　S　极。

【解析】（1）最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到听筒，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音，所以电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与电信号的相互转化；
（2）滑动变阻器的左半段连入电路，滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
（3）如图，电流从螺线管的右下端流入，用右手握住螺线管，大拇指指向右端，所以右端是N极，左端是S极。
【答案】电；变强；S。
5．在地震救灾中，救援队利用“北斗卫星导航系统”对发生灾情的位置进行定位，并及时将信息反馈给抗震救灾指挥中心，为救灾争取了宝贵的时间。“北斗卫星导航系统”传递信息主要依靠（　　）
A．超声波 B．红外线 C．电磁波 D．紫外线
【解析】“北斗卫星导航系统”传递信息主要依靠电磁波来完成，故ABD错误，C正确。
【答案】C。
6．5G通信技术是指第五代移动通信系统，我国在5G通信技术方面处于世界领先地位。5G网络比4G网络有更大的容量和更快的数据处理速度，它能够将目前无线通信技术拓展到人与物无线相连。关于5G与4G的下列说法错误的是（　　）
A．5G传播电磁波的速度比4G的快
B．5G比4G传输处理数据的容量更大
C．5G比4G处理数据的速度更快
D．5G和4G都是利用电磁波进行无线通信
【解析】AD、5G和4G都是利用电磁波进行无线通信，电磁波在真空中的传播速度和光速相等，都是3×108m/s，故A错误，D正确；
BC、电磁波的频率越高，相同时间内可以传输的信息越多，处理数据的速度也更快，故BC正确。
【答案】A。
7．雷达是现代战争重要的军事装备。若雷达向飞机发出的微波从发射到反射回来的时间为52μs（1μs＝10﹣6s），微波的传播速度等于光速，此时飞机与雷达的距离为（　　）
A．15600m B．1.56×104km C．7.8km D．7.8×104m
【解析】光的传播速度为3×108m/s；所以微波的传播速度也为3×108m/s；
飞机与雷达的距离为s＝vt＝×3×108m/s×52×10﹣6s＝7800m＝7.8km。
【答案】C。
8．如表为无线充电方式的一些参数。图为电磁波家族图，则（　　）
无线充电方式
甲
乙
丙
传输功率
约4W
约5kW
约300MW
所用电磁波频率
约22kHz
约13.56MHz
约2.45GHz
充电效率
80%
50%
38%
备注：1KHz＝103Hz 1MHz＝106Hz 1GHz＝109Hz

A．方式乙所用电磁波属于红外线
B．方式乙所用电磁波的波长比方式甲的短
C．方式丙所用的电磁波在真空中传播速度最大
D．相同时间有效距离内给电池充电，用方式甲充得电能最多
【解析】A、方式乙的频率约为13.56MHz，属于无线电波，故A错误；
B、根据表格中的数据可知，方式乙所用电磁波的频率比方式甲的大，则方式乙所用电磁波的波长比方式甲的短，故B正确；
C、各种频率的电磁波在真空中的传播速度相同，故C错误；
D、相同时间有效距离内给电池充电，用方式甲充电时，虽然甲的效率高，但甲的功率要小的多，所以充得电能最少，故D错误。
【答案】B。
9．如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图中黑块）向右调节时，所接收到的电磁波的波长及波速将会（　　）

A．波长变大及波速变小 B．波长变大及波速不变
C．波长变小及波速变小 D．波长变小及波速不变
【解析】电磁波在空气中传播速度相同，可视为光速3×108m/s；当黑块右移时，对应的频率在增大，则由c＝λf可知，λ＝；故所接收到的电磁波的波长变小，故D正确、ABC错误。
【答案】D。
10．1876年发明电话的科学家是（　　）
A．爱迪生 B．伏特 C．赫兹 D．贝尔
【解析】
1876年，贝尔发明了电话，贝尔的电话由话筒和听筒两部分组成，爱迪生发明了电灯，伏特发明的伏特电池，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D符合题意。
【答案】D。
11．下列说法正确的是（　　）
A．移动电话是利用电磁波来传递信息的
B．电话听筒是把声信号转换成电信号
C．海豚发出的超声波不能在空气中传播
D．“不要大声喧哗”是要求人说话音调放低些
【解析】
A、移动电话是利用电磁波来传递信息的，故A正确；
B、电话的话筒是把声信号转化为电信号，听筒是把电信号转化为声信号，故B错误；
C、超声波是人听不到的声音，能在空气中传播，故C错误；
D、“公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话的响度小些，故D错误。
【答案】A。
12．如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是　凸　（选填“凸”、“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是　反射　（选填“反射”、“折射”）现象。

【解析】系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是凸透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是反射现象。
【答案】凸；反射。
13．早在100多年前，贝尔实验室就有了用“光话”替代电话的设想，后来科学家利用强光源产生的 　激光　，以及光导纤维技术，终于让光纤通信成为了现代通信的重要方式。如图是光导纤维工作示意图，光导纤维能传导光纤的基本原理是 　光的反射　。


【解析】光纤通信的基本原理是首先利用强光源产生激光，然后利用光的反射特点，实现携带信息的激光在光导纤维中的传播。
【答案】激光；光的反射。
14．下列说法正确的有（　　）
①光纤通信具有传输信息量大、信号衰减小等特点；
②火箭发射利用的燃料是液态氢，是因为它含有的热量多；
③微波炉是运用电磁波来工作的；
④固定电话的听筒把变化的电流变成声音；
⑤电磁波的频率越高，在空气中传播的速度就越大；
⑥手机无线上网是利用声波传输信息。
A．①④⑥ B．②③⑤ C．①③④ D．②③④
【解析】①光纤通信具有传输信息量大、信号干扰小等特点，该说法正确；
②火箭发射利用的燃料是液态氢，是因为它的热值高，该说法不正确；
③微波炉是利用电流的磁效应，通过电磁波高频率的振动，使物体分子相互摩擦，内能增大，温度升高，从而加热物体，该说法正确；
④固定电话的听筒把变化的电流变成声音，该说法正确；
⑤电磁波的传播速度是不变的，与其频率没有关系，该说法不正确；
⑥手机无线上网是利用电磁波传输信息，该说法不正确。
由以上分析可知，正确的说法有①③④。
【答案】C。

【知识点2、能源与可持续发展】
一、能源
1．能够提供能量的物质叫做能源
2．分类：
（1）化石能源：如煤、石油、天然气等。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能源。
（2）一次能源：可以从自然界直接获得的能源。如化石能源、太阳能、风能、核能。
（3）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到。如：电能。
3．人类利用能源的历程：
第一次革命标志：钻木取火的利用。
第二次革命标志：蒸汽机的时代。
第三次革命标志：核能的利用。
4．21世纪的能源趋势：开发新能源，更好的利用已知能源，是全球的重要课题。
二、核能
1．核能：质量较大的原子核发生裂变或者质量较小的原子核相互聚变时释放出的能量。
2．原子的核式结构：原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子组成。
三、获得核能的两个途径
1．裂变：质量较大的原子核分裂成多个新的原子核，并释放出核能。
（1）核电站：利用核能来发电的电站。它的核心设备是反应堆。
它发电时的能量转化过程为：核能→水蒸汽（内 能）→汽轮机（机械能）→发电机（_电能）
（2）原子弹：是利用核裂变制造的核武器。
2．聚变：多个质量较小的原子核结合成新的原子核，并释放出核能。
氢弹：利用氢核聚变释放的能量制造的核武器。
四、太阳能
太阳能：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。
利用太阳能的两种方式：
一种是用集热器把水等物质加热。
一种是用太阳能电池把太阳能转化为电能。
优点：安全、清洁、无污染。
五、能源与可持续发展
能量的转化、能量的转移，都是有方向的。
能源消耗对环境的影响：空气污染、温室效应、水土流失和沙漠化等。
能源的利用要考虑可持续发展：
一方面，应该提高能源的利用率。另一方面，需要发展新的绿色能源。
两种能源：
1．不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。如：煤、核能等。
2．可以在自然界里源源不断的得到的能源叫可再生能源。如：水能、太阳能等。

【经典例题考查】
15．2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。关于核能的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．原子弹是根据核聚变的原理制成的
B．现有核电站核变原理与氢弹核变原理相同
C．核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
【解析】
A、原子弹是利用核裂变的原理制成的，氢弹是利用核聚变的原理制成的，故A错误；
B、核电站中的核反应堆是进行裂变而获得核能的一种装置，是可控的，与氢弹核变原理不相同，故B错误；
C、核能虽然具有放射性，可能对环境造成污染，但只要科学处理还是可以控制的，所以我们可以开发和使用核能，故C错误；
D、核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能，则整个过程中能量转化的正确顺序是：核能→内能→机械能→电能，故D正确。
【答案】D。
16．关于核电站，小科总结了以下四种说法，其中正确的是（　　）
A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的
B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放
C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能
D．核电站产生的废料可以直接排放到大海中
【解析】A、核电站是利用原子核裂变产生的能量来发电的，故A错误；
B、核反应堆工作的速度和规模是可以认为控制的，核能能平稳地释放，故B正确；
C、核电站的反应堆中放出的核能不可以直接转化为电能，故C错误；
D、核电站的核废料中具有很多的放射性物质，不可以直接排放到大海中，故D错误。
【答案】B。
17．关于“绿色”能源和记忆合金，下列理解中正确的是（　　）
A．所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源或绿色包装
B．硅光电池比锂电池更优越，对环境绝对无污染
C．记忆合金是有记忆且能记住原来形状的一种特殊合金
D．一般金属结合在一起，就能制成记忆合金
【解析】
A、太阳能、水能、电能不会对环境造成危害，属于“绿色能源”，不是指颜色是绿色的能源，故A错误；
B、硅光电池将太阳能转化为电能，节能但不是绝对无污染，故B错误；
C、记忆合金是一种有记忆，能恢复原来形状的一种特殊金属，故C正确；
D、记忆合金需要采用具有形状记忆效应的特殊材料制成，并不是一般金属结合在一起就可以，故D错误。
【答案】C。
18．我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护作出了较大贡献。下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是（　　）
A．太阳能发电 B．风力发电
C．和平利用核能 D．燃煤发电
【解析】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。
故ABC都属于新能源开发措施，D中燃煤发电会产生废物、废气污染环境，与节能环保，低碳生活不相符，不属于开发新能源措施。
【答案】D。
19．2021年4月13日，日本政府召开内阁会议，正式决定将福岛第一核电站上百万吨核废水经过过滤并稀释后排入大海，排放约两年后开始。下列说法正确的是（　　）
A．原子是由原子核和核外中子构成的
B．核废水经过过滤并稀释后对海洋环境无害
C．核反应堆有厚重的保护层是为了避免核燃料逸出
D．核电站利用可控裂变中的链式反应释放的能量发电
【解析】A、原子是由原子核和核外电子组成的，故A错误；
B、核废料是对环境污染很严重的，核废水经过过滤并稀释后对海洋环境仍然有害，故B错误；
C、核辐射是对环境污染很严重的，厚重的保护层，是为了避免核辐射，故C错误；
D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故D正确。
【答案】D。
20．太阳能的利用有两种方式：①将光能转化为 　内　能加以利用，如太阳能热水器；②将光能转化为 　电　能。例如：太阳能路灯，太阳能电池板就是 　太阳　能直接转化为电能的装置。
【解析】
（1）太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能；（2）利用光电转换装置可以把太阳能转化为电能，太阳能电池板就是太阳能直接转化为电能的装置。
【答案】内；电；太阳。
21．全太阳能动力汽车部件工作大致流程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．储能环节，将电能转化为化学能
B．图中某个环节的工作效率可达100%
C．控制送电环节，将电能转化为机械能
D．光电转换环节，将电能转化为太阳能
【解析】A、蓄电池是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B、任何一个环节能量损失都是不可避免的，所以工作效率不可能达到100%，故B错误；
C、控制送电环节，将化学能转化为电能，故C错误；
D、太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置，故D错误。
【答案】A。
22．太阳能是 　可再生　（选填“可再生”或“不可再生”） 能源、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生 　聚变　（选填“裂变”或“聚变”） 释放出巨大的能量。
【解析】太阳能可以源源不断地获得，因此是可再生能源；
太阳能是在太阳内部氢原子核发生聚变释放出巨大的能量。
【答案】可再生；聚变。
23．全球变暖已是大家非常关注的一种现象，它会给人类带来一系列的不利影响。下列现象不是由全球变暖带来的是（　　）
A．海平面上升
B．温度和降水的变化影响到作物产量
C．春天来了桃花盛开
D．高温天气导致人类发病率增加
【解析】全球变暖的危害有：灾难越来越多，全球气候变暖会带来热能，从而形成飓风、海啸等灾难；
水分大量流失，全球气候变暖会导致陆地水分大量流失，森林更容易发生山火，火灾频发；
全球气候变暖，冰川会因为气温升高而融化，造成海平面升高；
影响人类生理机能，全球气候变暖会给人类生理造成影响，使人类的发病率增加；等等。
故ABD都是全球变暖带来的不利影响，C选项春天里桃花盛开是气候的正常现象，故C符合题意。
【答案】C。
24．如图是小艾对一些知识进行分类对比或举例，其中错误的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解析】
A、太阳能能从自然界源源不断获得，核能不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源，故A正确；
B、搓手取暖是做功的方式改变物体的内能，生火取暖是热传递改变物体的内能，故B正确；
C、汽油机在气缸顶端有个火花塞，柴油机在气缸顶端有个喷油嘴，故C错误；
D、把电路元件逐个依次连接的连接连接方式是串联，在串联电路中只有一条电流路径，串联的各电路元件相互影响，不能独立工作；把各电路元件并列连接起来的连接方式是并联，在并联电路中至少有两条电流路径，并联的各用电器能独立工作，互不影响，故D正确。
【答案】C。
25．关于能源、能量，下列说法正确的是（　　）
A．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
B．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能
C．能量是守恒的，不会发生能源危机
D．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
【解析】A、可再生能源可循环获得，且清洁、污染小，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故A正确；
B、大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，如氢弹，故B错误；
C、由于能量的转化和转移具有方向性，所以无节制的消耗能源会造成能源危机，故C错误；
D、化石能源、核能，不能在短期内从自然界得到补充，属不可再生能源；但水能可以循环使用，属可再生能源，故D错误。
【答案】A。
26．（1）超导现象是指在温度降低到足够低时，某些材料的电阻会突然变为零的现象。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 　0　V。
（2）电能是 　二次能源　（选填“一次能源”或“二次能源”），它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有 　方向　性。
【解析】（1）超导体的电阻为零，根据串联电路的分压作用知超导体两端电压为零；
（2）电能是由其他形式的能转化而来的，属于二次能源；
能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
【答案】（1）0；（2）二次能源；方向。
27．如图是一种太阳能LED路灯的电路图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上与触点b接触，蓄电池给路灯供电，平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格是“24V 30W”的路灯正常工作3个晚上。则路灯正常工作时的电阻是 　19.2　Ω，路灯正常工作时每晚消耗的电能是 　1.08×106　J，若太阳能电池的光电转化效率为18%，求电池板吸收太阳能的功率 　1000　W。

【解析】（1）路灯正常工作时的电阻为：R＝＝＝19.2Ω；
路灯正常工作一晚消耗的电能为：W1＝P额t1＝30W×10×3600s＝1.08×106J；
（2）路灯正常工作3个晚上消耗的电能为：W电＝P额t灯，
电池板获取的太阳能为：E＝，结合P电池＝可得，电池板吸收太阳能的功率为：
P电池＝＝＝＝＝1000W。
【答案】19.2；1.08×106；1000。
28．某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120kg，水的温度升高50℃时：
（1）储水箱中的水吸收的热量为 　2.52×107　J；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）这些热量相当于完全燃烧 　0.63　m3的天然气放出的热量；（q天然气＝4×107J/m3）
（3）若用电热水器来加热，要使这些水升高相同温度，需要消耗的电能是 　7　kW•h，某家用电热水器额定功率是2kW，至少需要加热 　3.5　h，电热水器中水的内能增加是通过 　热传递　方式实现的．
【解析】（1）储水箱中的水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×120kg×50℃＝2.52×107J；
（2）天然气完全燃烧需要放出的热量：Q放＝Q吸＝2.52×107J；
由Q放＝Vq可知，完全燃烧天然气的体积：V＝＝＝0.63m3；
（3）若用电热水器来加热，要使这些水升高相同温度，需要消耗的电能：W＝Q吸＝2.52×107J＝7kW•h；
由P＝可知，某家用电热水器额定功率是2kW，至少需要加热的时间：t＝＝＝3.5h；
电热水器中水的内能是通过吸收电热水器产生的热量而增加的，所以是热传递的方式实现的。
【答案】（1）2.52×107；（2）0.63；（3）7；3.5；热传递。
29．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J。若阳光照射该热水器5h，可以使质量为80kg的水温升高30℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。求：
（1）求水吸收的热量；
（2）若这些水吸收的热量由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧多少天然气放出热量；
（3）太阳能热水器的热效率。
【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×80kg×30℃＝1.008×107J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝1.008×107J；
由Q放＝Vq可知，需要完全燃烧天然气的体积：V＝＝＝0.252m3；
（3）根据题意可知，太阳能热水器5h接收的太阳能：E＝2.52×106J/（m2•h）×2m2×5h＝2.52×107J；
太阳能热水器的热效率：η＝＝＝40%。
答：（1）水吸收的热量为1.008×107J；
（2）若这些水吸收的热量由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧0.252m3天然气放出热量；
（3）太阳能热水器的热效率为40%。

【精选真题演练】
30．如图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“咯、咯”声，表明收音机接收到了（　　）

A．热量 B．声波 C．光能 D．电磁波
【解析】当将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触时，会产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，电磁波可以被收音机接收，从而发出声音，故ABC错误，D正确。
【答案】D。
31．今年5月21日晚，在云龙湖畔的无人机灯光表演中，数百架无人机在夜空中按照指令排列出“100”“初心•使命”等字样。地面工作人员向无人机发送指令通过的是（　　）
A．紫外线 B．电磁波 C．超声波 D．次声波
【解析】无人机传递信息利用的是无线电波，无线电波是电磁波的一种。
【答案】B。
32．1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（　　）
A．属超声波，周期为4×10﹣8s
B．属超声波，周期为4×10﹣9s
C．属电磁波，周期为4×10﹣8s
D．属电磁波，周期为4×10﹣9s
【解析】电磁波能在真空中传播，卫星发出的是电磁波；
频率为2.5×108Hz的信号的周期为：T＝＝＝4×10﹣9s。
【答案】D。
33．电磁波的频率与波长的大致分布如图所示，下列说法正确的是（　　）　
A．紫外线属于可见光
B．红外线的波长比可见光的短
C．X射线的频率比无线电波的低
D．可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
【解析】A、人看不见红外线和紫外线，红外线和紫外线都属于不可见光，故A错误；
B、根据电磁波谱的波长顺序可知，红外线的波长比可见光的波长长，故B错误；
C、由图可知，体检胸透用的X射线频率比无线电波高，故C错误；
D、可见光与γ射线都是电磁波，电磁波在真空中的传播速度相同，故D正确。
【答案】D。
34．2021年5月15日，我国“天问一号”火星探测器稳稳降落在火星的乌托邦平原。探测器经过借助火星大气进行气动减速等一系列减速措施后，再通过反推发动机进行动力减速，距离火星表面100m时，进入悬停阶段，完成精避障和缓速下降后抵达火星表面。如图所示，下列判断错误的是（　　）

A．探测器与地面控制系统间靠电磁波传递信息
B．反推发动机利用了热值大、密度小的燃料
C．悬停阶段，探测器相对火星表面是静止的
D．落地后，探测器的影子是光的反射形成的
【解析】A、火星与地球之间是真空，需要靠电磁波传递信息，故A正确；
B、火箭为了获得较大动能，需要使用热值较大的燃料；火箭需要减轻自重，所以在体积一定的燃料仓内要使用密度较小的燃料，故B正确；
C、悬停时探测器与地面的相对位置不发生变化，即探测器相对于火星是静止的，故C正确；
D、影子的形成是由于光沿直线传播，并非光的反射造成的，故D错误。
【答案】D。
35．2020年11月13日，“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟再次成功下潜突破1万米。“沧海”号是“奋斗者”号的“御用摄影师”，在某一时间段，“沧海”号在万里深海固定好机位，而“奋斗者”号从其上方徐徐下降，在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．“沧海”号所拍摄的影像信息是通过超声波传递给通信卫星的
B．相对于“沧海”号，“奋斗者”号是运动的
C．“奋斗者”号受到海水的压强变小
D．“奋斗者”号受到的浮力变大
【解析】A、真空不能传声，“沧海”号所拍摄的影像信息是通过电磁波传递给通信卫星的，故A错误；
B、研究对象与参照物的位置改变时，我们就说研究对象就是运动的。以“沧海”号为参照物，“奋斗者”号与它的位置在改变，所以“奋斗者”号是运动的，故B正确；
C、液体内部压强随深度的增加而增大，所以“奋斗者”号下潜过程中受到海水的压强变大，故C错误；
D、“奋斗者”号完全浸没在海水中，由浮力公式F浮＝ρ液gV排可知，在ρ液，V排不变时，“奋斗者”号所受浮力大小不变，故D错误。
【答案】B。
36．“中国天眼”是一个500米口径球面射电望远镜（FAST），是目前世界上最大，最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到137亿光年以外的信号，2021年3月31日0时起，已向全球天文学家征集观测申请，“中国天眼”成为“世界天眼”，它所接收的信号是（　　）

A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．以上都不是
【解析】超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播。所以“中国天眼”所接收的信号是电磁波。
【答案】C。
37．2021年5月22日，我国发射的“祝融号”火星车成功登陆火星，与在地球上相比，其质量 　不变　（填写变化情况）。火星车通过 　电磁　波与地球联络，它利用太阳能电池板供电，太阳能属于 　可再生　（填“可再生”或“不可再生”）能源。
【解析】质量是物体的一种属性，与物体所在的空间位置无关。火星车成功登陆火星，与在地球上相比，其质量不变；火星车通过电磁波与地球联络，它利用太阳能电池板供电，太阳能可以源源不断地从自然界得到，属于可再生能源。
【答案】不变；电磁；可再生。
38．2021年5月15日，“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星。“祝融号”火星车使用太阳能电池板供电，太阳能属于 　可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，来源于太阳内部发生的核 　聚变　（选填“裂变”或“聚变”）。地面控制中心通过 　电磁　波向它发出指令。
【解析】
太阳能可以从自然界中源源不断地得到，属于是可再生能源；
在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能；
电磁波可以传递信息，能在真空中传播，飞行控制团队通过电磁波向“天问一号”传递指令。
【答案】可再生；聚变；电磁。
39．2021年5月29日，我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船是 　静止　的。飞船是通过 　电磁波　向地面传回信息的。飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为 　内　能，再转化为 　机械　能。
【解析】对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船的位置没有变化，所以对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船静止的；
飞船是通过电磁波向地面传回信息的；
飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为内能，再转化为机械能。
【答案】静止；电磁波；内；机械。
40．2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星，完成了“北斗”卫星全面组网工作。在卫星与火箭分离前，以火箭为参照物，卫星是 　静止　（选填“静止”或“运动”）的，“北斗”卫星导航系统利用 　电磁波　（选填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。
【解析】
（1）卫星与火箭分离之前，卫星与火箭的速度相同，没有发生位置变化，所以卫星相对火箭是静止的；
（2）电磁波传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息。
【答案】静止；电磁波。
41．太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（　　）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C．地球上的水循环是由太阳能推动的
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
【解析】煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能；生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的；地球上的水循环是由太阳能推动的；太阳能来源于太阳内部的核聚变。综上所述故D叙述错误，符合题意。
【答案】D。
42．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年中国冬奥会的电力保障项目之一．该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（　　）
A．风能和光能是不可再生能源
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．该电站可将抽水时所消耗的电能全部转化为水的势能
D．发电机的工作原理是电流周围存在磁场
【解析】A、风能和光能是可再生能源，故A错误；
B、该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能，故B正确；
C、该电站可将抽水时所消耗的电能，不可能全部转化为水的势能，故C错误；
D、发电机原理是电磁感应，故D错误。
【答案】B。
43．近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（　　）
①可再生能源
②不可再生能源
③常规能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解析】水是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；水是人类利用多年且广泛使用的能源，属于常规能源；所以①③正确，故A正确，BCD错误。
【答案】A。
44．我国的核电技术已进入世界先进行列。2021年5月19日下午，国家主席习近平在北京通过视频连线，同俄罗斯总统普京共同见证两国核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站开工仪式。下列关于田湾核电站和徐大堡核电站的说法正确的是（　　）
A．可以利用各种原子核发电
B．利用核聚变发电
C．发电后产生的核废料仍然具有放射性
D．核能能够全部转化为电能而没有损失
【解析】AB、核电站可利用铀原子核发生核裂变时产生的能量发电，故AB说法错误；
C、发电后产生的核废料具有放射性，故C说法正确；
D、核能在转化为电能的过程中，有一部份转化内能而损耗，不能全部转化为电能，故D说法错误。
【答案】C。
45．下列说法正确的是（　　）
A．化石能源是可再生能源
B．欧姆最早测出了大气压强的值
C．注射器抽取药液，利用了连通器原理
D．“天问一号”火星探测器利用电磁波向地球传递信息
【解析】A、化石能源不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B、托里拆利最早测出了大气压强的值，欧姆发现了欧姆定律，故B错误；
C、注射器抽取药液，利用了大气压强，故C错误；
D、电磁波能在真空中传播，天问一号火星探测器通过电磁波向地球传递信息的，故D正确。
【答案】D。
46．煤属于 　不可再生　能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是 　6×1010　J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是 　原子弹　（选填“原子弹”或“氢弹”）。
【解析】（1）煤属于化石能源，一旦消耗，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
（2）质量为m＝2t＝2000kg的煤完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝2000kg×3×107J/kg＝6×1010J；
（3）原子弹是利用不加控制的核裂变的核武器。
【答案】不可再生；6×1010J；原子弹。
47．2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能 　增大　（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态 　不断变化　（选填“保持不变”或“不断变化”）。
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电 　140　kW•h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为 　真空不能传声　。
【解析】
（1）“天舟二号”在加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度不断增大，动能增大；飞船所处的高度不断增大，重力势能不断增大，故机械能增大；
天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接后，一起在环绕地球的轨道上运动，运动方向不断变化，故运动状态在不断变化；
（2）有阳光时，2h可发电量为：W＝Pt＝70kW×2h＝140kW•h；
太空是真空，真空不能传声，所以宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备。
【答案】（1）增大；不断变化；（2）140；真空不能传声。