学案详细解答中考物理同步系列专题21信息与能源复习学案学年度.docx

1、学案详细解答中考物理同步系列专题21信息与能源复习学案学年度第二十一、二十二章 信息与能源一、考点知识梳理（一）现代顺风耳电话1、电流把信息传到远方(1)电话：1876年贝尔发明了第一步电话。基本结构：最简单的电话由话筒和听筒组成。工作原理：话筒把声信号转化为变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方；在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。(2)话筒基本构造：老式话筒中有一个装着炭粒的小盒子，上面盖有膜片。作用：把声信号变成电信号。当对着话筒讲话时，膜片时紧时松地压迫炭粒，它们的电阻随之变化，流过炭粒的电流就会相应改变，于是形成了随声音变化的电流信号。(3)、听筒基本构造：听

2、筒内有一个电磁铁，磁铁上绕着线圈，磁铁前面有一个薄铁膜片。作用：把电信号变成声信号。听筒内有一个电磁铁，电磁铁上绕着线圈，前面有一个薄铁膜片。由于磁铁的吸引，薄铁膜片有些弯向磁极，在电话接通时，听筒和对方的话筒串联在一个电路中，当从话筒传来按说话声音振动而强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力发生了强弱的变化，使膜片振动起来，在空气中形成声波，就可以听到对方讲话了。2、电话交换机(1)为了提高线路的利用率，一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码接到交换机上使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕将线路拆开。(2)电话交换机的发展早

3、期的电话交换机是依靠话务员的手工操作来接线、拆线的，工作效率低、劳动强度大。1981年出现了自动交换机，利用电磁继电器进行接线。程控电话交换机：利用电脑进行接线，有多种服务功能。3、模拟通信和数字通信模拟信号概念：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号失去一些信息，表现为声音、图像失真，严重时会使通信中断。数字信号概念：例如，用点“.”和画“-”的组合代表各种数字

4、，一定的数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同的符号的不同组合表示的信号叫做数字信号，使用数字信号的通信方式叫做数字通信。特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。注意 实际上，不仅可以用点和画，还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光，甚至可以用电压（或电流）的有无、磁体的南北极，或者“0”“1”两个不同的数字，来组成各种数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。(二)电磁波的海洋1、电磁波的产生(1)电磁波在生活中的重要性打开收音机听到的是电磁波传来的声音；打开电视机看到的是电磁波传来的图像；移动电话是

5、靠电磁波传递信息的。(2)电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。(3)电磁波的特点：看不见、摸不着，在一定条件下确定存在电磁波，也确定可以给我们传递信息，在广播电台、电视台及移动电话里发射电磁波的机器靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流。2、电磁波的传播(1)声音的传播需要介质，靠固体、液体、气体进行传播，电磁波的传播是否需要介质呢？演示实验：把甲手机放在真空罩中，用乙手机拨打甲手机的号码，观察是否能接通，得出什么结论？观察到的现象是手机能接通；说明电磁波可以在真空中传播。(2)结论：电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。(3)真空中电磁波的传播速度c=m/s。(4)电磁

6、波的波速、波长和频率的关系波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。频率：一秒内电流振荡的次数叫做频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（KHz）、兆赫（MHz）。波速：一秒内电磁波传播的距离叫做波速，用c表示，单位是m/s。波长、频率和波速的关系：。3、无线电波(1)定义：电磁波用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。(2)特点：无线电波的波长从几毫米到几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线

7、电波有各自的传播方式和用途。注意 电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等。电磁波与人们的工作和生活密不可分，已经渗透 我们生活的各个方面：大气中的臭氧层阻挡了部分紫外线的进入，使地球上的生物获得了良好的生存条件；冬天围着火炉烤火感觉暖和是因为火炉能产生大量红外线的缘故；在医院里用X射线对人体进行透视；用手机打电话是用无线电波（或微波）来传递信息的。(三)广播、电视和移动通信1、无线电广播信号的发射和接受无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转化成电信号，然后用调制器把音频信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中。(1)信号的发射话

8、筒的作用是把声音信号转换成音频信号，但音频信号频率低，不容易直接发送出去。载波发生器可以产生高频电磁波，通过调制器把音频信号加载到高频电磁波上。通过天线才能把载有音频信号的高频电磁波发射出去。(2)信号的接收利用天线可以接收电磁波。天线可以接收各种频率的电磁波，如果把这些电磁波都变成声音，那将是一片嘈杂声，什么也听不清楚。利用收音机的调谐器可以选出我们所需的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台。如果把调谐器选出的频率很高的载有电信号的某一频率的电磁波直接送到耳机，仍不能使耳机发出声音。在接收电磁波的过程中，需要从高频信号中取出音频信号，这一过程叫做解调。把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做

9、放大。扬声器可以把音频电信号转换成声音。2、电视信号的发射与接收(1)电视用电磁波传送图像信号和声音信号，摄像机把图像信号转化成电信号，话筒把声音信号转化成电信号。(2)发射器把两路电信号同时加载到同一电磁波上，这种载波的频率很高。(3)通过发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中。(4)电视机天线把这样的高频信号接收下来。(5)电视机通过鉴频，把所需频率信号选出并放大。(6)电视机通过裂相把图像信号和声音信号分开并分别放大。(7)用显像管将图像信号还原，用扬声器将声音信号还原。3、移动电话(1)移动电话不需要电话线，比固定电话更方便；移动电话与固定电话的工作原理基本相同，只是声音信息不是由导

10、线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递的。注意：移动电话既是无线发射台，又是无线接收台。在你讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，此时相当于广播电台，同时它又从空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，此时相当于收音机。(2)移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。为了保证全体全体用户的通话质量，常常在高大建筑物上建造移动通信基地台的天线。(3)无绳电话是另一种移动电话。无绳电话很像普通的电话机，只是主机和手机之间没有电话线相连。无绳电话的主机和手机各相当于一个无线电台，它们通过无线电波来沟通，

11、主机接在市话网上，相当于一个小型基地台，由于该基地台的功率太小，所以手机的天线较长，而且手机不能离主机太远。注意 由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号。由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。音频信号和视频信号在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流叫做射频电流。(四)越来越宽的信息之路1、微波通信微波通信是无线通信的一种。微波的波长在10m1mm之间，频率在30MHzMHz之间。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质更接近光波，大致

12、沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建一个微波中继站，用来把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，而且信号传递的距离越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋时，根本无法建设中继站，为了实现全球通信，人们建立了卫星通信系统。2、卫星通信人们已经能够发射人造卫星了，用通信卫星做微波通信的中继站，实现了卫星通信的梦想。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。几个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理后，发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电

13、视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。3、光纤通信光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波，与微波相比，光的频率更高，如用光束通信，它的前景更广阔，但是，普通的光源夹杂了许多不同波长的光，难以携带信息。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光的频率比无线电波高得多，频率越高，传递信息的容量越大。4、网络通信目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件，如二人的计算机分别跟一个叫做服务器的大计算机相连，这就是平常上的上网。电子邮件像电话一

14、样快，但是又像信件一样方便，收件人可以在任何时候打开信箱，查看邮件。除了文字之外，我们也可以把相片、语音及任何信息变成数字文件用电子邮件传递。世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、机关、某些居民小区等，大都已经把自己的计算机连在一起了。这些网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做因特网，这样就能做到信息资源的共享。除了发电子邮件外，我们还可以从网上看到不断更新的新闻，查到所需要的各种资料。计算机的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段，随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内来传递越来越大的信息量，可以说，信息之路越来越宽了。(五)能源家族1、能源：凡是能提供

15、能量的物质资源。2、化石能源：煤、石油、天然气，是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。生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。3、按能源的利用方式分为：一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能、汽油、煤气、焦炭、激光、沼气等。4、按能源能否再生可分为：不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。可再

16、生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。注意：按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。(六)核能1、原子和原子核（1）原子的组成：质子、中子、电子组成，质子带正电荷，电带负电荷，中子不带电。（2）原子核的组成：由质子和中子组成。2、核能（1）定义：由于原子核的变化而释放的巨大能量叫核能。（包括：裂变和聚变）裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应，同时释放核能。原子弹：不可控核裂变。聚变：较轻的核在超高

17、温下结合成较重的原子核的过程同时释放巨大的能量，也被成为热核反应。氢弹：不可控核聚变。（2）核能获得的途径：原子核的核裂变：核电站。原子核的核聚变：太阳能（太阳表核聚变面）的利用。注意核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。3、核电站（1）利用核能发电的电站。已建成的核电站都是利用重原子核裂变释放的能量发电。（2）核电站具有的消耗的燃料少、运输量小、成本低、功率大的特点，但需防止放射性物质泄漏，避免放射性污染，确保安全。注意 核能的优点和可能带来的问题：核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅

18、可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。(七)太阳能1、在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。2、大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。3、绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。4、我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。5、太阳能的利用： 利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）； 用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。

19、6、太阳能具有取之不尽、用之不竭，清洁无污染等优点。注意 (1)人类利用太阳能的四个渠道：被直接利用； 被海洋、大地吸收； 被植物、微生物吸收； 使大气、水升腾循环。(2)太阳能的转化：使空气变热形成风能；直接使大地变热，使水汽化，太阳能变为内能；被生物吸收成为生物质能等。(八)能量的转化和守恒1、能源革命：人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。能源革命导致了人类文明的跃进。第一次能源革命：标识：钻木取火； 主要能源：柴薪； 持续时间：近一万年；第二次能源革命：标识：蒸汽机的发明； 主要能源：煤、石油、天然气； 持续时间：二百多年；第三次能源革命：标识：核能的使用 主要能

20、源：核能 持续时间：到现在。2、能量的转化和转移具有方向性。例如：汽车制动时，由于摩擦而使一部分动能变为地面和空气的内能，这部分内能就不能再次开动汽车。3、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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。(九)能源与可持续发展1、节约能源由于能量转移和能量转化的方向性，目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗，所以节约能源，已成为紧迫部问题。出路：提高能源的利用率，开发新能源，特别是开发利用核能和太阳能。2、能源消耗对环境的影响（1）环境污染：燃料燃烧过程中会产生有害气体，不完全燃烧

21、还会产生粉尘，污染大气，危害人体健康，影响动植物正常生长。（2）环境影响：水土流失，土地沙漠化。（3）环境保护的主要措施：改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装消烟装置，减少烟尘排放量。普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉。集中供热，以减少烟囱数目，既提高了燃料的利用率又减少了污染。开发利用污染小的新能源。3、未来的理想能源必须满足以下四个条件： 必须足够丰富，可以保证长期使用； 必须足够便宜，可以保证多数人用得起； 相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。4、解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和

22、利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。二、重点难点解读例1. 在今年3月召开的“两会上”，习主席的重要讲话通过电视、网络等媒体迅速传遍了神州大地下列说法中正确的是（）A传输信号的是电磁波，习主席讲话的音调越高，波速就越快B从收音机中能听到习主席的讲话，说明声波也属于电磁波C话筒的作用是将声音信号转化成变化的电信号D为减少电磁污染，可以采用超声波通过卫星进行现场直播D、真空不能传播声音，所以超声波不能通过卫星传播，故该选项错误考点：电磁波的传播；动圈式话筒的构造和原理；声音的产生与传播例2：下列关于信息的传递和能量的利用说法正确的是（）A利用声波和电

23、磁波传递信息时都需要介质B手机利用超声波传递信息C煤、石油、天然气、太阳能等都是不可再生能源D核能是指原子核发生分裂或聚合时所释放的能量例3：目前核能已经被广泛利用，核能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；其中核电站工作是利用（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能，再通过发电机转化为能考点：核电站发电过程中的能量转化例4：阅读短文，回答问题地球同步卫星地球同步卫星是指位于赤道上空一定高度上与地球保持相对静止的卫星，它与地球转动同步，故称地球同步卫星人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速上升（如图甲所示）、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段地球同步卫星常用于通讯

24、、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作在赤道上空约为36000km 的高度上布设3 颖同步卫星，可实现除两极外的全球通讯（如图乙所示）（1）地球同步卫星发射过程的点火加速上升阶段中能量转化是：燃料的能转化为内能，然后再转化为卫星的能（2）地球同步卫星在轨道运行时相对于地面是（选填“运动”或“静止”）的（3）马航MH370飞机于2014年3月8日与地面失去联系，我国军方曾利用同步卫星帮助搜救，同步卫星是利用波来实现陆地与海面上搜救船之间的通信联系，信号从地面发送到同步卫星并返回到地面至少需要s（4）地球同步卫星的用途有（答出一种即可）（4）同步卫星的用途很多，可以

25、用于通信和监视地面，也可以用于军事侦察，电视台利用同步卫星传播电视节目考点：能量的相互转化；运动和静止的相对性；电磁波的传播；卫星中继通信三、巩固练习热身：1. （2014荆州）“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，被人体吸入后会对人体健康造成危害，它是空气质量的重要污染源荆州是全国113个空气质量监测城市之一以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（ ）A禁止焚烧秸秆B提倡使用太阳能设备C发展核电代替部分煤发电D提倡城市居民开车出行2. （2014大庆）下列说法正确的有（ ）光纤通信具有传输信息量大、信号衰减小等特点；风能、水能、石油属于可再生能源；太阳光在使植物生长是

26、太阳能转化为化学能；固定电话的听筒把变化的电流变成声音；电磁波的频率越高，在空气中传播的速度就越大；半导体二极管具有单向导电性，可以用来放大电信号ABCD3. （2014漳州）2014年4月16，日，我国在从北京飞往成都的CA4116航班上成功进行了全球首个4G地空宽带实验，在飞机上实现无线高速上网这些信号从地面到空中是通过（ ） A电磁波传送 B次声波传送 C光纤传送 D超声波传送4. （2014柳州）这两年，雾霾天气明显增多，主要是PM2.5指数超标PM2.5是指悬浮在大气中直径小于或等于2.5 m （选填“cm”或“m”）的细颗粒物，这些颗粒主要是使用煤、石油、天然气等燃料产生研究表明：

27、家庭中使用 太阳能热水器 （选填“太阳能热水器”或“液化石油气热水器”）能大大减少大气污染物的排放5. （2014广元）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，下列说法正确的是（）A太阳能是不可再生能源B“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的C卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的DLED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的考点：能源的分类；半导体的作用；电磁波的传播6. （2014巴中）近一年来在我们的生活中，4G手机通信业务已经逐渐推广，使用4G手机不仅通话信号好，还要在无线网络上网时效果更佳下列说法正确的是（）A电磁波和声波在空气中的传播速度都是3102k

28、m/sB电磁波和声波都是由物体振动产生的C手机无线上网是利用电磁波传输信息D电磁波能传递能量，声波不能传递能量考点：电磁波的传播；移动通信7. （2014遵义）下列关于合理利用资源与节约能源的行为中，正确是（ ）手机充电完毕，不及时拔下充电器将废书报、饮料瓶等送到废品回收站尽量使用一次性杯子夏天使用空调不要把温度设置过低用洗衣服的水冲厕所A B C D 考点：有利于节约能源的措施8. （2014广州）如图是电磁波及其应用实例，下列说法正确的是（ ）A紫外线是紫色的B电视机遥控器用射线遥控C体检胸透用的电磁波频率比无线电波低D可见光与无线电波在真空中的传播速度相同考点：波速、波长和频率的关系9.

29、 （2014泉州）如图所示为一种新型的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池白天工作时，光电池板将转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将转化为电能供照明灯使用10. （2014兰州）天然气属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）；太阳能来源于太阳内部发生的核（选填“裂变”或“聚变”）11. （2014滨海）马航MH370失联期间，我国卫星通过（选填“红外线”、“超声波”或“电磁波”）将拍摄到的图象传回地面，在空气中其传播速度约为m/s在初步确定的疑似海域，海面上的搜救船通过自带的声呐系统发出（选填“超声波”或“次声波”）对海底进行探索【答案】

30、电磁波；3108m/s；超声波【解析】电磁波可以在真空中传播，卫星通信是利用电磁波传递信息的；声音传播时，可以传递信息和能量12. 今年是我国第一颗原子弹爆炸成功60周年，目前核能已经被广泛和平利用，核电站只需要消耗很少的核燃烧就可以产生大量的电能，核反应堆中的核燃料是（选填：“可”或“不可”）再生能源，在核潜艇中是利用核（选填：“聚”或“裂”）变产生的能量13. （2013衡阳）阅读短文，回答问题微波炉是现代家庭中的烹饪工具接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波微波有以下重要特性：微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射微波遇到绝缘

31、材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的过量的微波照射对人体有害（1）微波在真空中的传播速度为m/s（2）若一微波束与金属板成30角射向金属板，反射时反射角为（3）为防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有考点：电磁波的传播14.（2014锦州）新能源在现代社会中有着广泛的应用太阳能属于能源（填“可再生”或“不可再生”）；警用电动车逐渐成为警察巡逻的主要交通工具，电动车行驶时，车上的锂离子电池将化学能转化为能，再转化为机械能；警察和指挥中心无线通信时是通过（填“超声波”或“电磁波”）进行联络的15. （2014安顺）请仔细阅读