專題18 信息材料能源宇宙-2大模塊知識(shí)清單+2個(gè)易混易錯(cuò)+2種方法技巧+典例真題精析（原卷版）

專題18信息，材料，能源，宇宙考點(diǎn)一信息的傳遞知識(shí)點(diǎn)一：電話1.電話——1876年美國(guó)發(fā)明家貝爾發(fā)明了第一部電話（1）基本結(jié)構(gòu)：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號(hào)變成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又變成了聲音。（話筒把聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；聽筒把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)）2.電話交換機(jī)為了提高線路的利用率，人們發(fā)明了電話交換機(jī)。3.模擬通信和數(shù)字通信（1）模擬信號(hào)：聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，信號(hào)電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號(hào)的“一舉一動(dòng)”，這種電流傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式叫做模擬通信。（2）數(shù)字信號(hào)：用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫做數(shù)學(xué)信號(hào)，使用數(shù)學(xué)信號(hào)的通信方式叫做數(shù)字通信。知識(shí)點(diǎn)二：電磁波1.電磁波的產(chǎn)生—導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在周圍空間激起電磁波。2.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質(zhì)。3.電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，c=3×108m/s=3×105km/s4.電磁波波速、波長(zhǎng)λ和頻率f的關(guān)系：（1）波長(zhǎng)：電流每振蕩一次電磁波向前傳播的距離叫做波長(zhǎng)，用λ表示，單位是m。波長(zhǎng)表示相鄰兩個(gè)波峰之間的距離，或相鄰兩個(gè)波谷之間的距離。（2）頻率：一秒內(nèi)電流振蕩的次數(shù)交頻率，用f表示，單位是赫茲（Hz），比赫茲（Hz）大的還有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz（3）波速：一秒內(nèi)電磁波傳播的距離，用c表示，單位是m/s。（4）波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系c=λfλ=eq\f(c,f)f=eq\f(c,λ)。（5）電磁波的波長(zhǎng)λ與頻率f成反比。5.電磁波中用于廣播、電視和移動(dòng)電話的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。6.無線電波特點(diǎn)：無線電波的波長(zhǎng)從幾毫米道幾千米，通常根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，包括：長(zhǎng)波、中波、短波、微波等，各個(gè)波段的無線電波有各自的傳播方式和用途，如下表所示。知識(shí)點(diǎn)三：廣播、電視和移動(dòng)通信電磁波是傳遞信息的載體。無線電通信系統(tǒng)由發(fā)射裝置和接收裝置兩大部分組成。1.無線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接受：無線電廣播信號(hào)的發(fā)射由廣播電臺(tái)完成，信號(hào)的接受由收音機(jī)完成。2.電視信號(hào)的發(fā)射與接收：電視用電磁波傳送圖像信號(hào)和聲音信號(hào)。電視信號(hào)的發(fā)射由電視臺(tái)完成，接收由電視機(jī)完成。3.移動(dòng)電話：移動(dòng)電話由空間的電磁波來傳遞信息。移動(dòng)電話機(jī)既是無線發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái)。移動(dòng)電話的體積很小，發(fā)射功率不大，它的天線也很簡(jiǎn)單，靈敏度不高，因此，它和其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)移，這種固定的電臺(tái)叫基地臺(tái)。4.音頻、視頻、射頻和頻道：由聲音變成的電信號(hào)，它的頻率跟聲音相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號(hào)。由圖像變成的電信號(hào)，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號(hào)。音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力很差，需要把它們加載到具有更好的發(fā)射能力的電流上，才能發(fā)射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流教做射頻電流。不同的電視臺(tái)使用不同的射頻范圍進(jìn)行廣播，以免互相干擾；這一個(gè)個(gè)不同的頻率范圍就叫做頻道。知識(shí)點(diǎn)四：越來越寬的信息之路信息理論表明，作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?.微波通信微波的波長(zhǎng)在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間。微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球繞射，因此，必須每隔50km左右就建設(shè)一個(gè)微波中繼站。2.衛(wèi)星通信通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波通信的中繼站。通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。3.光纖通信光纖通信是光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國(guó)科學(xué)家梅曼發(fā)現(xiàn)的。光纖通信的保密性強(qiáng)，不受外界條件的干擾，傳播距離遠(yuǎn)，容量大。4.網(wǎng)絡(luò)通信目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。寬帶網(wǎng)是指頻率較高，能傳輸更多信息的網(wǎng)絡(luò)?？键c(diǎn)二能源與可持續(xù)發(fā)展知識(shí)點(diǎn)一：能源家族1.化石能源：煤、石油、天然氣。2.生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能，如：食物、柴薪等。所有生命物質(zhì)中都含有生物質(zhì)能。3.一次能源：可以從自然界直接獲取的能源為一次能源。如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、潮汐能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能、柴薪等?.二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為二次能源。如電能。5.不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能。6.可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源，屬于可再生能源。如水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、食物、柴薪、地?zé)崮?、沼氣、潮汐能等。按使用開發(fā)的時(shí)間長(zhǎng)短來分類，能源還可以分成常規(guī)能源和新能源。如化石能源、水能、風(fēng)能等數(shù)常規(guī)能源，核能、太陽(yáng)能、潮汐能、地?zé)崮軐傩履茉?。知識(shí)點(diǎn)二：核能1.裂變：用中子轟擊較重的原子核，使其裂變?yōu)檩^輕原子核的一種核反應(yīng)。核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，原子彈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控的。核電站利用核能發(fā)電，目前核電站中進(jìn)行的都是核裂變反應(yīng)。2.聚變：使較輕原子核結(jié)合成為較重的原子核的一種核反應(yīng)。，也被成為熱核反應(yīng)。氫彈爆炸的聚變反應(yīng)是不可控的。（1）核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題：①核能的優(yōu)點(diǎn)：核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源。利用核能發(fā)電不僅可以節(jié)省大量的煤、石油等能，而且用料省，運(yùn)輸方便。核電站運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫和粉塵等對(duì)大氣和環(huán)境污染的物質(zhì)，核電是一種比較清潔的能源。②利用核能可能帶來的問題：如果出現(xiàn)核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的放射性環(huán)境污染。知識(shí)點(diǎn)三：太陽(yáng)能1.在太陽(yáng)的內(nèi)部，氫原子核在超高溫度條件下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。2.大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射除去。3.綠色植物的光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物體的化學(xué)能。4.我們今天使用的煤、石油、天然氣等化石燃料，實(shí)際上是來自上億年前地球所接收的太陽(yáng)能。5.太陽(yáng)能的利用：（1）利用集熱器加熱物質(zhì)（熱傳遞，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）；（2）用太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能（太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能）。6.太陽(yáng)能具有取之不盡、用之不竭，清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)四：能量的轉(zhuǎn)化和守恒1.能源革命：人類歷史上不斷進(jìn)行著能量轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步，就是所謂的能源革命。能源革命導(dǎo)致了人類文明的躍進(jìn)。第一次能源革命：鉆木取火；第二次能源革命：蒸汽機(jī)的發(fā)明；第三次能源革命：核能能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。2.能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。知識(shí)點(diǎn)五：能源與可持續(xù)發(fā)展1.煤和石油燃燒時(shí)生成的主要污染物是粉塵和有害氣體。2.未來的理想能源必須滿足以下四個(gè)條件：（1）必須足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用；（2）必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；（3）相關(guān)技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；（4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。解決能源緊張的途徑：由于人類的生存和發(fā)展使得能源的消耗量持續(xù)增長(zhǎng)，因此人類必須不斷地開發(fā)和利用新能源，同時(shí)增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，不斷提高能源的利用率，這是目前解決能源緊張的重要途徑。易混易錯(cuò)點(diǎn)一：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的對(duì)比分析。模擬信號(hào)容易失真；數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，便于加工處理，可以加密。在電話與交換機(jī)之間一般傳遞模擬信號(hào)，在交換機(jī)之間傳遞數(shù)字信號(hào)。易混易錯(cuò)點(diǎn)二：移動(dòng)通信的優(yōu)缺點(diǎn)易混。優(yōu)點(diǎn)：利用電磁波傳遞信息，只要在電磁波輻射到的區(qū)域都能進(jìn)行通話，比固話方便。缺點(diǎn)：為了保證通話的質(zhì)量，必須建立較大的無線電臺(tái)進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，這些固定的電臺(tái)叫做基地臺(tái)。移動(dòng)電話機(jī)既是無線電發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái)。技巧一、無線電波的理解應(yīng)用?波段波長(zhǎng)頻率傳播方式主要用途長(zhǎng)波30000m~3000m10kHz~100kHz地波超遠(yuǎn)程無線電通信和導(dǎo)航中波3000m~200m100kHz~1500kHz地波和天波調(diào)幅（AM）、無線電廣播、電報(bào)中短波200m~50m1500kHz~6000kHz短波50m~10m6MHz~30MHz天波微波米波（VHF）10m~1m30MHz~300MHz近似直線傳播調(diào)頻（FM）、無線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波（UHF）10dm~1dm300MHz~3000MHz直線傳播移動(dòng)通信、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波10cm~1cm3000MHz~30000MHz毫米波10mm~1mm30000MHz~300000MHz技巧二、常見能源的分類?常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能等。常見的二次能源有：電能。考向一：信息的傳遞【例題1】2022年6月5日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征2號(hào)遙十四運(yùn)載火箭點(diǎn)火發(fā)射，火箭在轟鳴聲中拔地而起，沖向太空，轟鳴聲是由物體______產(chǎn)生的。如圖所示是進(jìn)駐天和核心艙的航天員陳冬、劉洋和蔡旭哲向全國(guó)人民敬禮的畫面，畫面信息是通過______波傳回地面的?？枷蚨耗茉磁c可持續(xù)發(fā)展【例題2】不可再生能源：凡是越用_________，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能；可再生能源：可以從自然界中_________地得到的能源，屬于可再生能源。如水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、食物、柴薪、地?zé)崮?、沼氣、潮汐能等?．（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）2023年5月30日，長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭搭載神州十六號(hào)載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，運(yùn)載火箭的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)向下噴氣，推動(dòng)火箭升空。各地雷達(dá)監(jiān)測(cè)站即時(shí)向指揮中心傳遞火箭運(yùn)行信息。下列有關(guān)說法正確的是（

）A．運(yùn)載火箭應(yīng)選用密度小、熱值大的燃料B．各地雷達(dá)監(jiān)測(cè)站利用超聲波向指揮中心傳遞信息C．火箭向下噴氣獲得推力與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似D．火箭升空過程中，需要克服空氣阻力做功，能量不守恒2．（2023·山東淄博·統(tǒng)考中考真題）2023年5月10日21時(shí)22分，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射。11日，飛船與空間站組合體完成交會(huì)對(duì)接，隨后航天員開展貨物轉(zhuǎn)運(yùn)等工作。下列相關(guān)說法正確的是（）A．飛船在加速升空的過程中，慣性逐漸變大B．飛船沿軌道繞地球運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不再改變C．飛船與空間站完成交會(huì)對(duì)接后，飛船相對(duì)于空間站是靜止的D．空間站中的航天員通過超聲波與地面控制中心傳遞信息3．（2023·內(nèi)蒙古興安盟·統(tǒng)考中考真題）關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是（）A．電能是一次能源B．太陽(yáng)釋放的能量是核裂變產(chǎn)生的C．水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D．煤、石油、天然氣都是可再生能源4．（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）某居民樓頂安裝有太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能熱水器。若太陽(yáng)能熱水器工作效率為η，每小時(shí)可接收太陽(yáng)能Q，使熱水器內(nèi)水溫升高Δt，水的比熱容為c水。下列說法正確的是（

）A．太陽(yáng)能是不可再生能源 B．太陽(yáng)能電池將接收的太陽(yáng)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．太陽(yáng)能熱水器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．該熱水器內(nèi)水的質(zhì)量為5．（2023·山東淄博·統(tǒng)考中考真題）能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類社會(huì)的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．核能是可再生能源，開發(fā)和利用核能是人類獲取能源的一個(gè)新途徑B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環(huán)境污染C．太陽(yáng)能是一次能源，可直接利用且污染小，開發(fā)前景廣闊D．能量在利用的過程中，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的6．（2023·內(nèi)蒙古興安盟·統(tǒng)考中考真題）2023年5月10日，我國(guó)“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船被成功發(fā)射升空。“天舟六號(hào)”載貨量為7.4t，是世界上運(yùn)貨能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船之一。當(dāng)它進(jìn)入外太空后，所裝載的貨物質(zhì)量（選填“變大”“變小”或“不變”），與地球間傳遞信息是通過（選填“超聲波”“電磁波”或“次聲波”）。7．（2023·陜西·統(tǒng)考中考真題）2023年5月30日，神舟十六號(hào)載人飛船發(fā)射取得圓滿成功，并與空間站組合體順利對(duì)接。對(duì)接完成后，該飛船相對(duì)空間站是的，空間站與地面控制中心是利用波來傳遞信息的。8．（2023·西藏·統(tǒng)考中考真題）2023年5月30日上午9時(shí)31分，搭載神舟十六號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十六運(yùn)載火箭成功發(fā)射。飛船在上升過程中，它的重力勢(shì)能越來越，飛船進(jìn)入預(yù)定軌道后航天員的畫面信息是