初中物理 第十、十七章能源和信息

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1、一、復(fù)習(xí)策略 1、信息的傳遞 （1）電話的工作原理 利用電流傳遞信息（一般不涉及電磁波） （2）電磁波 ①產(chǎn)生：變化的電流（振蕩電流） ②傳播：不需要介質(zhì)． 　傳播速度：與光速c相同． ③c=λf（速度＝波長(zhǎng)×頻率） 　a．單位：c→m/s　λ→m　f→Hz（1kHz=103Hz，1MHz=106Hz） 　b．通常c一定，λ與f成反比． ④家族成員： 　　⑤應(yīng)用：雷達(dá)、微波爐等． （3）常見的通信方式 ①微波通信（微波特點(diǎn)：直線傳播→微波中繼站） ②衛(wèi)星通信（更高級(jí)的微波通信：同步通信衛(wèi)星→太空微波中繼站） 　用三顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信． ③光纖

2、通信（激光在光纖內(nèi)反射前進(jìn)） 　特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、傳輸信息量大． ④網(wǎng)絡(luò)通信（典型代表：電子郵件） 2、能源 （1）化石能源：煤、石油、天然氣（漫長(zhǎng)地質(zhì)年代形成） 　　 生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供．如柴薪、食物等． （2）能源的分類 （3）核能 （4）太陽能 ①來源：太陽內(nèi)部的氫原子聚變產(chǎn)生． 二、典例剖析 例1、甲電臺(tái)發(fā)射一種電磁波的頻率為990kHz，乙廣播電臺(tái)發(fā)射一種電磁波的頻率是15.8MHz．它們發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)分別應(yīng)是多少? 解析： 　　由電磁波的波長(zhǎng)、波速、頻率三者的關(guān)系，知其中任意兩個(gè)量，可以求出第三個(gè)． 答案： 　　因?yàn)椴煌l率的電磁

3、波在真空（或空氣）中的速度都是相同的，且都等于3×108 m/s．根據(jù)波速=波長(zhǎng)×頻率，所以波長(zhǎng)=波速/頻率． 　　甲電臺(tái)發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)=（3×108m/s）/（990×103 Hz）=303m； 　　乙廣播電臺(tái)發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)=（3×108m/s）/（1.58×107Hz）=19.3 m 提示： 　　由本題可知，根據(jù)電磁波頻率的大小，可以判斷其波長(zhǎng)的大小，通常頻率較大的電磁波．波長(zhǎng)較短． 例2、（2006·江西）下雨天在家收聽廣播節(jié)目，我們發(fā)現(xiàn)在打雷時(shí)，從收音機(jī)里會(huì)聽到“咔嚓、咔嚓……”的聲音，然后才聽到雷聲． （1）你知道打雷時(shí)，收音機(jī)為什么會(huì)發(fā)出“咔嚓”的聲音嗎? （2）

4、為什么我們會(huì)先聽到收音機(jī)里的“咔嚓”聲，然后才聽到雷聲? 解析： 　?。?）打雷時(shí)，發(fā)生了怎樣的現(xiàn)象，我們也許并不十分清楚，但可以通過收音機(jī)的作用——專門接收電磁波信息，轉(zhuǎn)化為聲音，可以大概判斷出：打雷時(shí)，收音機(jī)發(fā)出“咔嚓”聲，一定是收音機(jī)接收到了無線電波（電磁波）信號(hào)了．據(jù)此可以回答為什么收音機(jī)在打雷時(shí)會(huì)發(fā)出“咔嚓”聲． 　?。?）既然“咔嚓”聲是收音機(jī)接收到打雷時(shí)發(fā)出電磁波，它的傳播速度達(dá)3×108m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷聲傳遞的速度，故先聽到“咔嚓”聲后聽到雷聲． 答案： 　?。?）打雷產(chǎn)生的電磁波被收音機(jī)接收，干擾了正常信號(hào)的接收 　?。?）在空氣中，電磁波傳播速度比聲音的傳播速

5、度大 點(diǎn)評(píng)： 　　對(duì)于不理解的現(xiàn)象（如打雷時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生電磁波），有時(shí)可以根據(jù)已知的事實(shí)（如收音機(jī)只能接收電磁波），進(jìn)行合理的反推，而對(duì)新的現(xiàn)象有所了解．靈活運(yùn)用已掌握知識(shí)．分析一些新現(xiàn)象，體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念． 例3、利用電磁波可以測(cè)較遠(yuǎn)的距離．某科研小組由地面向月球發(fā)射無線電波，電波達(dá)到月球并返回地面共需2.56 s，月球與地球之問的距離是多少? 解析： 　　注意此題的時(shí)間是往返時(shí)間，算距離時(shí)要注意時(shí)間減半，這種距離的計(jì)算和回聲的計(jì)算類似：3×108×（2.56/2）m=3.84×108m 答案：3.84×108m 例4、宇航員在月球上可以用電磁波來通信，電磁波在真空中的傳播速度

6、大約是________m/s，與真空中光的傳播速度相同，由此可知光也是_________． 解析： 　　在月球上，處于真空狀態(tài)，由于聲音在介質(zhì)中才能傳播，真空不能傳聲．所以在月球上，宇航員之間的交流只能通過無線電了．電磁波可以在真空傳播，傳播速度與光速相同，都為3×108m/s． 答案：3×108　　　電磁波 例5、波長(zhǎng)為500 m的電磁波屬于（　） A．微波　　　　　　　　　　　　B．中波 C．短波　　　　　　　　　　　　D．長(zhǎng)波 解析：各不同階段波長(zhǎng)范圍 波段 長(zhǎng)波 中波 中短波 短波 微波 波長(zhǎng)范圍/m 3×104～ 3×103 3×103～ 3×10

7、2 3×102～ 50×10－3 50×10－3～ 10×10－3 10×10－3～ 1×10－3 答案：B 例6、下列能源中，屬于二次能源的是（?。? A．煤　　　　　　　　　　　　　B．天然氣 C．汽油　　　　　　　　　　　　D．電 解析： 　　能源按在自然界中形成方式，可分為一次能源和二次能源，一次能源是指自然形成和現(xiàn)成存在的能源，二次能源是指由一次能源經(jīng)過人為加工而形成的能源．常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮埽Ｒ姷亩文茉从薪固?、煤氣、汽油、煤油、電? 答案：CD 例7、由原子的結(jié)構(gòu)可知（?。? A．原子由原子核和核外電子組成

8、 B．原子由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成 C．原子核是由質(zhì)子、中子、電子組成 D．原子核內(nèi)中子的個(gè)數(shù)和核外電子數(shù)相等 解析： 　　原子是由原子核和核外高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，電荷量和電子帶電荷量相等．中子不帶電，質(zhì)量跟質(zhì)子的質(zhì)量幾乎相同．原子核內(nèi)沒有電子，原子核內(nèi)放出電子是原子核內(nèi)發(fā)生某種核反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的．在這種反應(yīng)中，一個(gè)中子變成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子． 答案：A 例8、有一種太陽能、電能兩用熱水器，它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.25m2，能將吸收太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能：其銘牌見下表： 型號(hào) EWH－80B 額定功率 1

9、500 W 額定電壓 220 V 容量 80 L 外形尺寸 842 mm×463 mm×415 mm 　　（1）晴天時(shí)，用太陽能加熱，某地區(qū)向著太陽的地方平均每平方米面積在1 h內(nèi)得到太陽輻射能為3.2×106 J，如果每天收到太陽能8 h計(jì)算．則可以把80kg的初溫為20℃的水加熱多少攝氏度?[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 　?。?）遇到陰雨天，用電能加熱．在額定電壓工作中，將上述同樣質(zhì)量和初溫的水加熱到同樣溫度需多長(zhǎng)時(shí)間．（假定所消耗電能全部轉(zhuǎn)化為水內(nèi)能） 　?。?）淺談使用太陽能的優(yōu)點(diǎn)． 解析： 　?。?）8 h水吸收的太陽能為 　　　　Q吸=W1Stη

10、=3.2×106 J/（m2·h）×1.25 m2×8 h×0.5=1.6×107 J 　　　　水升溫時(shí)吸熱為Q吸=c水m水（t－t0） 　　　　 　　（2）Q吸=W=Pt 　　　　 　?。?）太陽能有很多優(yōu)點(diǎn)，如方便、清潔、環(huán)保，便于轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如化學(xué)能、高溫?zé)崮堋㈦娔艿?，太陽能來源廣泛，有陽光的地方就可以利用太陽能． 例9、（2006·武漢）從2005年12月起，某市推廣使用乙醇汽油．乙醇汽油是一種由己醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油體積占90%，乙醇（即酒精）體積占10%．乙醇汽油能有效改善油品的性能和質(zhì)量，它不影響汽車的行駛性能，還能減少有害

11、氣體的排放量乙醇汽油的推廣及使用，可以緩解因石油資源短缺而造成的經(jīng)濟(jì)壓力． 　?。?）根據(jù)下表給出的一些液體的密度，求乙醇汽油的密度． 物質(zhì)名稱 密度（kg·m－3） 物質(zhì)名稱 密度（kg·m－3） 純水 1.0×103 酒精 0.8×103 煤油 0.8×103 普通汽油 0.7×103 　?。?）某型號(hào)汽車使用上述乙醇汽油．在水平路面上勻速行駛，受到的阻力是920 N，每行駛100 km耗油10 L，求該車此時(shí)的效率（乙醇汽油的熱值為4.6×107 J/kg，計(jì)算結(jié)果保留百分?jǐn)?shù)的整數(shù)位）． 解析： 　?。?）在求解乙醇汽油密度時(shí)，可以假設(shè)乙醇汽油為10 L，

12、根據(jù)乙醇汽油中汽油和乙醇的混合比例，求出乙醇和汽油的質(zhì)量，得到10L乙醇汽油總質(zhì)量，根據(jù)得到乙醇汽油密度． 　?。?）汽車在水平公路上勻速行駛時(shí)，克服阻力做的功是有用功（W有=fs），燃燒乙醇汽油產(chǎn)生的熱量是總能量．根據(jù)效率概念可得，可得此車效率． 答案： 　　（1）假設(shè)乙醇汽油為10L，根據(jù)乙醇汽油混合比得，其中乙醇V1=1L，汽油V2=9 L．查密度表并根據(jù)m=ρV可得m乙醇=ρ乙醇V1=0.8 kg/L×1L=0.8 kg；m汽油=ρ汽油V2=0.7 kg/L×9L=6.3kg．10 L乙醇汽油的質(zhì)量m總=m乙醇＋m汽油=（0.8＋6.3）kg=7.1 kg，=0.71kg/L=0

13、.71×103kg/m3． 　?。?）汽車行駛100 km做的有用功為W有=Fs=920 N×105m=9.2×107J，總功為W總=Q放=mq=ρVq=0.71×103×10×10－3×4.6×107=3.266×108J，所以效率為η=W有/W總=9.2×107/J/（3.266×108J）=28%． 例10、我國(guó)的衛(wèi)星通信技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在世界處于領(lǐng)先地位．在北京發(fā)射的信號(hào)通過通信衛(wèi)星會(huì)轉(zhuǎn)到上海被接收．實(shí)現(xiàn)這種信號(hào)傳遞的是（?。? A．超聲波　　　　　　　　　　　B．次聲波 C．聲波　　　　　　　　　　　　D．電磁波 解析： 　　超聲波、次聲波的傳播要靠固體、液體、氣體等

14、介質(zhì)，不能在太空中傳播．無線電波包括微波、短波、中波和長(zhǎng)波，是理想的衛(wèi)星通信載體，故選D． 例11、開發(fā)新能源是本世紀(jì)人類關(guān)注的熱點(diǎn)之一，除了開發(fā)能源，我們還應(yīng)該從節(jié)約身邊的能源做起，圖中符合節(jié)約能源且安全的做法是（　） 解析： 　　冰箱開門后門不關(guān)好，這樣就使得冰箱內(nèi)溫度接高，壓縮機(jī)工作時(shí)間延長(zhǎng)、消耗電能增多，浪費(fèi)能源；白天盡量用自然光不用電燈可以節(jié)約電能；用煤氣灶取暖，大量熱被浪費(fèi)；每次洗一件衣服和洗多件衣服，洗衣機(jī)在工作時(shí)消耗的電能是一樣的．把臟衣服集中在一起洗可以減少洗衣次數(shù)，所以每次只洗一件衣服費(fèi)電． 答案：B 例12、人們常說，太陽是人類的“能源之母”，從廣義的角度看

15、，太陽能不僅包括直接投射到地球表面上的太陽輻射能，而且還包括由它引起的水能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等．在石油、天然氣、煤、地?zé)崮苤校皇莵碜蕴柕哪茉词莀________． 　　某型號(hào)太陽能庭院燈的技術(shù)參數(shù)如下表所示，該太陽能庭院燈的抗風(fēng)力不小于________m/s．在充分充電后，即使是連續(xù)陰天，專用鉛酸蓄電池使兩盞節(jié)能燈正常工作所做的電功最大可能達(dá)到_________kW·h． 解析： 　　石油、天燃?xì)?、煤這些化石燃料來自古生物，而生物是需要陽光的，地?zé)崮苁怯捎诘貧さ淖兓纫蛩禺a(chǎn)生的，故不是來自太陽的能源． 　　抗風(fēng)力150 km/h=150000 m/3600 s≈41.7m/s，W=Pt=10×10－3kW×40 h=0.4 kW·h． 答案：地?zé)崮埽?1.7；0.4