专题16 信息材料能源和可持续发展.docx

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专题16信息材料能源和可持续发展

专题十六信息材料能源与可持续发展

考点一信息的传递

[第186页第1题]　（2015江苏连云港,7,2分）关于下列四幅图的说法正确的是（　　）

A.声呐利用次声波探测鱼群

B.汽车导航仪利用电磁波导航

C.验钞机利用荧光物质在红外线照射下能够发光的原理工作

D.夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的紫外线进行侦察

[第186页第2题]　（2015湖北黄冈,22,3分）无需WiFi信号,点亮LED灯就能上网,复旦大学成功实现了这一国际前沿通讯技术:

在LED灯中安装一个微芯片,便可让其变成无线网络发射器。

点亮LED灯,灯光下的电脑通过一套特制的接收装置接收光信号即可上网。

下列有关说法错误的是　（　　）

A.有LED灯光的地方就有网络信号

B.点亮LED灯上网不是利用电磁波传播信号

C.与用WiFi信号上网相比,光由于直线传播不能穿墙而过,故网络信息更加安全

D.与用WiFi信号上网相比,没有大功率的无线通讯设备,局部电磁辐射大大减弱

[第186页第3题]　（2015广东广州,4,3分）图是电磁波家族,真空中各种电磁波的传播速度相同。

某类恒星温度较低,呈暗红色;另一类恒星温度极高,呈蓝色。

根据所给信息可推测（　　）

电磁波家族

A.红外线波长比蓝光波长短

B.红光与X射线都是电磁波

C.恒星温度越高,发出的光频率越低

D.真空中红光比无线电波传播速度大

[第187页第4题]　（2015江苏苏州,8,2分）随着科技的发展,各种现代技术不断得到应用,以下说法正确的是（　　）

A.潜艇利用超声波定位水下目标

B.各种家用电器若利用超导材料制作能有效节约电能

C.现代遥感卫星可以利用紫外线拍摄照片发现地面火情

D.纳米材料是由1~50×10-6m的颗粒制成的,它具有很多特殊的性能

[第187页第5题]　（2014四川成都A,4,2分）2013年6月20日,王亚平老师太空授课及地面课堂的实况直播如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.王亚平老师授课的声音是从太空直接传到地面课堂的

B.地面课堂上的同学听到王亚平老师的声音是超声

C.王亚平老师授课的内容是通过电磁波传到地面的

D.声音传播的速度等于电磁波传播的速度

[第187页第6题]　（2015广东,9,3分）电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等,它们的________相同（选填“频率”、“波长”或“波速”）,它们都________在真空中传播。

电台发射的某种电磁波波长为3m,其频率是________Hz。

[第187页第7题]　（2015宁夏,30,2分）2013年3月,包括宁夏在内的九个省市,已开始利用北斗卫星进行车载导航。

北斗卫星通过________向汽车导航仪传输信息,传输速度是________m/s。

[第187页第8题]　（2015黑龙江哈尔滨,37,2分）红绿信号灯可控制交通,主要是利用光来传播________。

红光、绿光都属于________波。

[第187页第9题]　（2013内蒙古呼和浩特,15,3分）呼和浩特市广播电台某调频立体声的频率是99.1MHz,它的波长是3.0m,试求它在空气中的传播速度。

考点二新材料

[第187页第1题]　（2015贵州遵义,19,3分）关于能源,信息和材料,下列说法正确的是（　　）

A.我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的

B.二极管、三极管使用了硅、锗等半导体材料

C.随着科技发展,将来可以制造出不消耗能量而不停对外做功的机器

D.煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大,属于可再生能源

[第187页第2题]　（2015甘肃兰州,12,3分）下列说法中,正确的是（　　）

A.航空器材常采用密度大、强度高的合金材料

B.用光年表示宇宙时间,用纳米量度分子大小

C.卫星通信、移动通信都是利用电磁波传递信息

D.化石能源、核能、水能、太阳能,都属于不可再生能源

[第187页第3题]　（2015福建龙岩,7,2分）图中标出了制成铅笔的几种材料,通常条件下属于导体的是（　　）

A.石墨、金属　　B.石墨、橡皮　　C.木材、金属　　D.木材、橡皮

[第187页第4题]　（2015陕西,24,2分）LED灯是一种特殊的二极管。

按物质的导电性来分类,制作二极管的材料属于________体;要使LED灯发出白光,可用红、________、蓝三种色光混合而成。

[第187页第5题]　（2014贵州贵阳,13,2分）石墨烯是人类目前研制出的最薄、最坚硬的纳米材料,它还具有其他一些物理特性,利用石墨烯可以加快用电器在工作时的散热,这说明它的导热性________（选填“强”或“弱”）。

[第187页第6题]　（2014江苏连云港,13,2分）科学研究发现,某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零,这种性质称为超导性,具有超导性的物体称为超导体。

超导体有着十分诱人的应用前景。

（1）请就超导现象提出一个探究性问题,如:

哪些材料具有超导性?

　;

（2）请列举未来超导体可能应用的一个例子________。

[第187页第7题]　（2014重庆,13,2分）“全碳气凝胶”是浙江大学的科学家发明的一种新型材料。

它是将石墨烯和碳纳米管两种材料加入水中,在低温下冻干后再除去水分,保留“骨架”,研制出的一种超轻材料。

该材料构造类似于海绵,具有良好的导电性,是世界上最轻的材料之一。

一个杯子大小的气凝胶静止在叶尖上,叶尖只发生了微小弯曲,如图所示。

它还可吸收相当于自身质量900倍的油,有望在海上漏油、净水、净化空气等治污领域发挥重要作用。

请参照示例写出这项技术所涉及的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复）。

示例:

物理信息:

全碳气凝胶材料是石墨碳。

物理知识:

全碳气凝胶具有导电性。

作答:

物理信息:

。

物理知识:

。

[第188页第8题]　（2014贵州贵阳,19,3分）超导是导体电阻为零的现象,目前我们只研制出了低温下的超导材料。

若我们研制出常温下的超导材料并作为输电导线,那么,还需要采用高压输电吗?

为什么?

考点三能源与可持续发展

[第188页第1题]　（2015北京,2,2分）科技小组的同学们调查发现,北京地区存在几种不同类型的发电站,如图所示。

下列发电站发电过程中,利用不可再生能源发电的是（　　）

[第188页第2题]　（2015江苏连云港,3,2分）图示为某市空气中PM2.5的来源分布图。

PM2.5是指直径小于等于2.5μm的颗粒物,其在空气中浓度越高,就代表空气污染越严重。

为减少PM2.5排放量,改善空气质量,下列措施不可取的是（　　）

A.植树造林,增大城市绿地面积B.开发使用太阳能、核能等新能源

C.加大火力发电投入,扩大火力发电规模D.推行城市公共自行车系统,打造绿色交通

[第188页第3题]　（2015湖南郴州,14,2分）如图所示,是一种新型节能路灯。

它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。

关于节能灯的设计解释合理的是（　　）

A.太阳能电池板将太阳能转化为电能

B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的

C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能

D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能

[第188页第4题]　（2014福建福州,1,2分）环境污染是人们越来越关注的问题。

下列能源中,广泛使用容易造成空气污染的是（　　）

A.太阳能　　B.风能　　C.水能　　D.煤

[第188页第5题]　（2012天津,6,2分）我们在节约能源的同时,还应开发和利用新的能源。

作为未来的理想能源应满足一定的条件。

下列不符合理想能源必要条件的是（　　）

A.必须足够丰富,可以保证长期使用

B.必须足够便宜,可以保证多数人用得起

C.必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境

D.必须足够昂贵,可以保证节约使用

[第188页第6题]　（2014广东广州,1,3分）化石能源是当今我国的主要消耗能源,下列说法正确的是（　　）

A.核电站发生核泄漏会造成危害

B.使用化石能源不会对环境造成破坏

C.我国消耗的能源以可再生能源为主

D.化石能源可短期内从自然界得到补充

[第188页第7题]　（2013福建福州,7,2分）“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,吸入后会进入血液对人体造成危害。

福州市为了保护宜居环境,今年已开始PM2.5监测。

以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（　　）

A.不控制汽车尾气的排放

B.提倡使用太阳能设备

C.发展核电代替部分煤发电

D.禁止在户外焚烧垃圾

[第188页第8题]　（2015辽宁沈阳,16,2分）在风力资源丰富的地区,可以看见由许多风力发电机组成的“风车田”。

发电机发电的过程是将其他形式的能________（填“转移”或“转化”）成电能的过程。

风能安全清洁,作为________（填“可再生”或“不可再生”）能源是未来的理想能源之一。

[第188页第9题]　（2015河北,27,3分）图是核电站工作情况的方框图,请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。

核反应堆→汽轮机→　　　

（1）核能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

（2）在汽轮机中,将蒸汽的内能转化为轮片的______能。

[第188页第10题]　（2014江苏苏州,14,2分）开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题。

以下列出的几种能源中,属于不可再生能源的是______,属于清洁能源的是______。

（均填序号）

①煤②风能

③太阳能④石油

[第188页第11题]　（2013湖北黄冈,28,3分）近年,我市部分居民用上了管道天然气,天然气属于________能源（填“可再生”或“不可再生”）。

点燃天然气,将食用油倒入锅中,通过________的方式使油的内能增加,温度升高;若油锅起火,可采取的措施是____________________（写一条）。

训练一

一、选择题（每题3分，共15分）

[第193页第1题]　（2015广东广州43中二模,5）大亚湾核电站,位于中国广东省深圳市龙岗区大鹏半岛。

核电站发电流程如图所示,在核电站的发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是（　　）

A.核能→化学能→内能→电能

B.核能→化学能→机械能→电能

C.核能→内能→机械能→电能

D.核能→机械能→内能→电能

[第193页第2题]　（2015江苏苏州园区一模,5）如图是两个可爱的小天使燃烧树枝（薪材）取暖的画面,以下有关说法正确的是（　　）

A.薪材属于不可再生能源

B.小天使从薪材中获取能量的方式与热机进行能量转化的方式是一样的

C.只要小天使距离火焰足够近,他们获取薪材能量的效率能达到100%

D.薪材的化学能来自于太阳能

[第193页第3题]　（2014江苏常州模拟,2）石墨烯又称单层墨,它仅由一层碳原子组成,具有许多奇特的属性,包括极强的拉力,优良的导电性和导热性,硬度最大,熔点超过3000℃等,这种高新材料有可能代替硅成为新的半导体材料。

发现石墨烯的两位俄裔科学家因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

根据石墨烯的特性,你认为石墨烯不能用来制成（　　）

A.高压输电线　　B.坚韧的防弹衣　　C.发光二极管　　D.保温隔热材料

[第193页第4题]　（2014山东临沂一模,11）关于能源和材料,下列说法中正确的是（　　）

A.太阳能、风能、核能都是可再生能源

B.二维码扫描器中的光敏二极管使用的主要材料是半导体

C.超导体材料可以应用在电饭锅等电器上

D.铜是磁性材料,可以被磁化

[第193页第5题]　（2013四川眉山一模,33）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。

关于能源、信息和材料,下面说法错误的是（　　）

A.核能、太阳能等是具有广阔开发前景的新能源B.超导材料可应用于电饭锅的电热丝,降低能耗

C.通过卫星传递信息主要依靠电磁波D.光纤通讯依靠激光来传递信息

[第193页第6题]　（2014江苏苏州高新区二模,15）（2分）能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。

能源家族中:

①煤炭、②核能、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦地热能、⑧潮汐能等,属于不可再生能源的是______;不是来自于太阳的是______。

（填序号）

[第193页第7题]　（2014江西宜昌4月调研,25）（2分）现在的大型军舰逐渐采用核动力,核动力是利用核反应堆中原子核________变释放的能量,而太阳内部的氢原子核在超高温下发生________变,释放的能量更大。

[第193页第8题]　（2015江苏南京鼓楼一模,15）（3分）2015年3月10日,世界上最大的太阳能飞机阳光动力2号顺利完成环球飞行之旅中的第一站。

太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

光波________（选填“属于”或“不属于”）电磁波,电磁波在真空中的传播速度是________m/s。

[第193页第9题]　（2015广东广州越秀二模,22）（8分）在我国大力推广太阳能热水器,不仅能解决部分能源问题,将太阳能转化为________能,更重要的是有利于保护环境,改善空气质量,这主要是因为太阳能是一种________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃,那么这些水吸收的热量有________J,这些热量相当于效率为50%的燃具,完全燃烧________m3的天然气放出的热量。

[q天然气=7×107J/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]

训练二

一、选择题（每题3分，共12分）

[第193页第1题]　（2014湖北黄冈4月调研,26）有一种学生用饭卡,卡内置有铜线圈、芯片、天线,当卡靠近刷卡仪器时,仪器产生的磁场会使饭卡内产生瞬时电流,饭卡再将自身编码等信息通过饭卡内置天线发送给刷卡机。

有关饭卡工作过程的说法错误的是（　　）

A.刷卡过程中,发生了电磁感应现象

B.刷卡过程中,电能转化为机械能

C.刷卡过程中,刷卡机相当于一个无线电接收台

D.刷卡过程中,信息是通过电磁波发射出去的

[第194页第2题]　（2014甘肃兰州模拟,1）WiFi无线上网是当今使用最广的一种无线网络传输技术,实际上就是把有线网络信号转换成无线信号,供支持其技术的相关电脑、手机接收。

WiFi无线上网利用了（　　）

A.红外线　　B.紫外线　　C.微波　　D.超声波

[第194页第3题]　（2014北京西城一模,16）（多选）下列关于能源的说法中正确的是（　　）

A.天然气属于可再生能源

B.煤炭、石油都属于不可再生能源

C.原子弹利用的是核裂变,氢弹利用的是核聚变

D.核电站利用核能发电,核反应堆中发生的链式反应是可控的

[第194页第4题]　（2013重庆一中一模,5）超导是指在一定条件下物质的电阻突然消失的现象,超导技术被认为是21世纪最具有战略意义的高新技术。

假设现已研制成功可供使用的超导体材料,那么如图所示的设备中可用这种材料来制作的是（　　）

[第194页第5题]　（2015河南洛阳孟津一模,5）（2分）WiFi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术。

常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现的。

无线路由器和电脑、手机之间是通过________波传递信息的,这种波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。

[第194页第6题]　（2015广东广州一中二模,22）（6分）据报道,青岛一个小伙子在自家居民楼顶上,自己设计、组装了一套微型太阳能发电站,被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。

（1）该太阳能发电站发电时,将光能转化为________能,太阳能发电具有____________的优点（写出一条即可）;

（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h,则其功率是________kW;

（3）10kW·h的电能,如果由热电转化效率为30%的热电厂来供电,需要完全燃烧煤________kg。

（煤的热值q煤=3×107J/kg,1kW·h=3.6×106J）

[第194页第7题]　（2014江苏扬州二模,30）（9分）小明同学家买了一辆汽车,相关参数配置如表所示。

参数

车身重量

1200kg

每个轮胎与地

面的接触面积

200cm2

变速器形式

5挡手动

全车长度

4269mm

车身宽度

1686mm

车身高度

1492mm

最高车速

160km/h

油箱容积

50L

理论油耗

6L/100km

通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识,下面是他列出的几项,请你帮他补充完整。

（1）汽车的发动机是汽油机,从能源可否再生的角度看,汽油是________能源。

（2）汽车驾驶室座位上有一条安全带,安全带的宽度比较大,让司机觉得舒服。

下面的解释正确的是______（填序号）

A.增大受力面积,增大压强

B.增大受力面积,减小压强

C.减小安全带对司机身体的压力

D.增大安全带对司机身体的压力

（3）如果汽车停放在水平路面上,则它空载时对水平路面的压强是________Pa（g取10N/kg）。

（4）汽车上的散热器用水作冷却剂,这是利用水的______较大的性质;如果散热器中装有5kg水,当温度升高10℃,水吸收的热量是________J[已知c水=4.2×103J/（kg·℃）]。

（5）如果小明家的汽车正常行驶100km（已知:

1L=10-3m3,汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.0×107J/kg）。

则①理论情况下该车行驶100km汽油完全燃烧所产生的热量是________J;

②若汽车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,经过10s速度达到60km/h,以后以该速度做匀速直线运动,则在0~10s时间内,轿车发动机做功________J,轿车运动中受到的阻力是________N。

[第194页第8题]　（2014江苏苏州吴江一模,29）（6分）如图是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图,在太阳能收集板上铺设太阳能电池,通过光电转换把太阳能转换成电能,再经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能。

已知太阳能电池的硅片单位面积上能提供的电功率为12kW,则（结果保留两位小数）:

（1）如果光电转换效率为18%,那么在硅片处单位面积上太阳能的辐射功率是________kW;

（2）巨大的太阳能收集板的总面积为5×106m2,则太阳能电站的发电总功率是________kW;

（3）利用微波传输电能,实现了“无缆输电”,输电效率可达80%,那么地面接收站在一小时内接收到的电能是　J。

答案和解析

[第186页第1题]

[答案]　B

[解析]　声呐是利用超声波工作的,故A错误;汽车导航仪利用电磁波导航,故B正确;验钞机是利用荧光物质在紫外线照射下能够发光的原理工作的,故C错误;夜视仪通过识别不同温度的物体辐射的红外线进行侦察,故D错误。

[第186页第2题]

[答案]　B

[解析]　LED灯发出光信号,光波是电磁波,因此点亮LED灯上网是利用电磁波传播信号。

[第186页第3题]

[答案]　B

[解析]　电磁波在真空中的传播速度等于光速,根据波长=波速/频率可知,频率与波长成反比。

图中从左到右频率越来越高,红外线的频率比蓝光的低,所以红外线的波长比蓝光波长长,A项错。

红光和X射线都是电磁波,B项正确。

从图中可以看出蓝光的频率比红光的频率高,而温度极高的恒星呈蓝色,所以C项错。

红光和无线电波都属于电磁波,电磁波在真空中传播速度相同,所以D项错。

[第187页第1题]

[答案]　B

[解析]　北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的,A错;不消耗能量而不停地对外做功的机器是不可能制成的,违反了能量守恒定律,C错;煤、石油、天然气等化石能源都是古代动植物经过亿万年的演化而形成的,属于不可再生能源,D错,故选B。

[第187页第2题]

[答案]　C

[解析]　航空器材应采用密度小、强度高的合金材料,A错;1光年表示光在真空中一年通过的路程,B错;化石能源、核能是不可再生能源,水能、太阳能是可再生能源,D错。

正确选项为C。

[第187页第3题]

[答案]　A

[解析]　容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。

木材、橡皮是绝缘体;石墨、金属是导体。

[第187页第4题]

[答案]　半导　绿

[解析]　制作二极管、三极管的材料为锗和硅,它们的导电性能介于导体和绝缘体之间属于半导体;红、绿、蓝三种色光混合会形成白光。

[第187页第4题]

[答案]　A

[解析]　家用电器中靠电流热效应工作的电器是不可以用超导材料制作的,故B错误;遥感卫星是利用红外线拍摄照片发现地面火情的,故C错误;纳米材料颗粒的直径肯定是纳米级的,而1nm=10-9m,故D错误。

所以本题选A。

[第187页第5题]

[答案]　强

[解析]　石墨烯不仅有优良的导电性,而且导热性很强。

利用它可以加快用电器在工作时的散热。

[第187页第5题]

[答案]　C

[解析]　太空是真空,真空无法传声,A项错误;超声不是可闻声,B项错误;电磁波在真空中也能传播,所以太空与地面的信息传递靠电磁波,C项正确;在空气中声音的传播速度约为340m/s,电磁波传播速度约为3×108m/s,D项错误。

所以选C。

[第187页第6题]

[答案]　

（1）低温超导的机理是什么?

（能否找到常温下的超导材料?

）（只要合理均给分）　

（2）制作输电线（或电动机线圈）（只要合理均给分）

[解析]　提出的问题和例子只要合理即可。

超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,传输电能可以减少能量损耗,所以应用于输电导线、电磁铁、电动机和发电机线圈等。

[第187页第6题]

[答案]　波速　能　1×108

[解析]　电磁波的传播速度相同,可以在真空中传播,根据c=λf得f=

=

=1×108Hz。

[第187页第7题]

[答案]　见解析

[解析]　所选择的物理信息和物理知识对应且不与示例重复即可。

物理信息

物理知识

气凝胶在低温环境下冻干

凝固现象

气凝胶去除水分

升华现象

气凝胶放在叶尖上静止

受平衡力的作用

杯子大小的气凝胶静止在叶尖上,叶尖只发生了微小弯曲

气凝胶密度很小

气凝胶静止在叶尖上,叶尖只发生了微小弯曲

气凝胶对叶尖的压力很小

气凝胶静止在叶尖上,叶尖只发生了微小弯曲

力可以使物体发生形变

气凝胶是迄今为止世界上最轻的材料

气凝胶密度很小

[第187页第7题]

[答案]　电磁波　3.0×108

[解析]　卫星通过电磁波向汽车导航仪传输信息,传播速度等于光速,为3.0×108m/s。

[第187页第8题]

[答案]　信息　电磁

[解析]　光属于电磁波,并且可以用来传递信息。

[第187页第9题]

[答案]　3.0×108m/s

[解析]　电磁波的频率为f=99.1MHz=99.1×106Hz,波长λ=3.0m;

电磁波的传播速度v=λf=3.0m×99.1×106Hz=3.0×108m/s。

[第188页第10题]

[答案]　①④　②③

[解析]　风能、太阳能取之不尽,用之不竭,是可再生清洁能源。