信息、能源與材料（2考點(diǎn)+10考向）-2024年中考物理一輪復(fù)習(xí)（解析版）

專題21信息、能源與材料（講義）（解析版）

目錄

考情分析........................................................................2

知識建構(gòu)........................................................................2

考點(diǎn)一信息傳遞...............................................................2

夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理........................................................3

提升?必考題型歸納............................................................4

考向01電話的工作原理.....................................................................4

考向02模擬信號與數(shù)字信號...............................................................6

考向03電磁波的發(fā)射及應(yīng)用...............................................................6

考向04現(xiàn)代通訊技術(shù)......................................................................7

考點(diǎn)二能源與可持續(xù)發(fā)展.......................................................8

夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理........................................................9

提升?必考題型歸納...........................................................15

考向01能源及其分類.....................................................................15

考向02核能及其利用.....................................................................16

考向03太陽能的來源.....................................................................17

考向04太陽能的利用.....................................................................18

考向05可再生能源與不可再生能源........................................................19

考向06能源與可持續(xù)發(fā)展................................................................20

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一、課標(biāo)考點(diǎn)分析

考點(diǎn)內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測

電話機(jī)的工作原理

知道電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。知道

模擬信號和數(shù)字信號

《信息傳遞》與《能源與可持續(xù)發(fā)展》

波長、頻率和波速。了解電磁波的應(yīng)用及其對人類生

電磁波的產(chǎn)生和利用是學(xué)生了解性的內(nèi)容，在教學(xué)中常冠以

活和社會(huì)發(fā)展的影響

現(xiàn)代通訊技術(shù)“了解”、“認(rèn)識”。故對本單元的考

題在中考試卷中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)容，但

能源及其分類知道原子是由原子核和電子構(gòu)成的，了解原子的核式

結(jié)構(gòu)模型；知道核能的特點(diǎn)和核能的利用可能帶來的所占分值一般不高，一般會(huì)在1分-3

核能及其利用

問題分之間。

本單元常見考點(diǎn)主要集中在電磁波及

太陽能的來源

列舉常見的不可再生能源和可再生能源；了解節(jié)約能其應(yīng)用、能源及其分類、核能及其應(yīng)用、

太陽能的利用

源與可持續(xù)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學(xué)生為可持續(xù)發(fā)展做太陽能及其應(yīng)用、可再生與不可再生能

可再生能源與不可再生

貢獻(xiàn)、將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感；從能源開發(fā)與利源以及可持續(xù)發(fā)展等

能源

用的角度體會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要性

能源與可持續(xù)發(fā)展

二、考情分析

對本單元的考查基本上都會(huì)出現(xiàn)。其主要考試方向是通過考題，讓考生了解電磁波及其應(yīng)用、對能源

的認(rèn)識、人類利用能源、太陽能和核能及其應(yīng)用，能源的分類和可持續(xù)發(fā)展等方面。

本單元的考題一般會(huì)和其他考點(diǎn)一起考查。?？碱}型有選擇題、填空題和綜合應(yīng)用題等。從考向出現(xiàn)

的概率看主要有：電磁波及其應(yīng)用、能源及其分類、核能及其應(yīng)用、太陽能及其應(yīng)用、可再生與不可再生

能源以及可持續(xù)發(fā)展等。

產(chǎn)生：變化的電流產(chǎn)生電磁波

能量的轉(zhuǎn)移和

傳播：不需要介質(zhì)，在真

轉(zhuǎn)化都具有方包性

空中的速度約為3x1（）8m/s

能源與

可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展應(yīng)用：廣播、電視、移動(dòng)

.通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等

按能否從自然界直接

產(chǎn)生：核聚變

獲?。阂淮文茉矗埽?、

二次能源（不能）

按是否可再生：可再

生能源、不可再生能源

按開發(fā)程度：常規(guī)

能源的/能源（大規(guī)模利用）、

分類新能源（未大規(guī)模利用）

;按對環(huán)境的影響：清潔

\能源（無污染）、

清潔能源（有污染）

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考點(diǎn)一信息傳遞

■夯基-必備基礎(chǔ)知識梳理

一、現(xiàn)代順風(fēng)耳一電話

二、電磁波的海洋

1.電磁波

電磁波是怎樣產(chǎn)生的：.迅速變化的電流能在周圍產(chǎn)生電磁波。

1.不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。

J（1）波長鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離。單位:米。

（）頻率:在訥有多少次波峰或波谷通過，波的頻率就是多少.

電磁波是怎樣傳播的21

將‘；單位：赫茲（Hz）、干赫（kHz）、可僦（MHz）

I（3）波速:在真空申電磁波的波速:、C=3X10Bm/s

3.應(yīng)用：通訊、收音機(jī)電視機(jī)雷達(dá)微波爐等.

2.電磁波家族及電磁波的應(yīng)用

（1）電磁波家族及電磁波的應(yīng)用：各種光和射線都是波長不同的電磁波。電磁波波長從大到小依次是

無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線等。

-z----------\------z----------\-----/------w--Eftitmv----------w--------------w---------------w-----------?

（2）無線電波

①定義：電磁波中通常用于廣播、電視和移動(dòng)電話的，頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那部分，叫做無

線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。

②特點(diǎn)：無線電波的波長從幾毫米到幾千米，通常根據(jù)波長把無線電波又分成幾個(gè)波段：長波、中波、

短波和微波。

三、廣播、電視和移動(dòng)通信

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1.廣播、電視和移動(dòng)通信

信

廣播電臺(tái)

號

的收音機(jī)

發(fā)

小電視臺(tái)

射視.電視機(jī)

和

接

收移動(dòng)電話手機(jī)基站

2.電視信號的發(fā)射和接收過程可以用框圖表示

3.廣播、電視、移動(dòng)電話信號傳遞的異同

相同點(diǎn)不同的

載體發(fā)射過程接收過程信號形式載體電磁波的特點(diǎn)發(fā)射和接收設(shè)備

廣播電臺(tái)發(fā)射、收

廣播音頻信號頻率最小

音機(jī)接收

信號轉(zhuǎn)換、調(diào)天線接收、調(diào)電視臺(tái)發(fā)射、電視

電視電磁波音頻信號和視頻信號頻率較小

制、天線發(fā)射諧、解調(diào)機(jī)接收

移動(dòng)移動(dòng)電話發(fā)射、接

各種形式的信號頻率最大

電話收，基地臺(tái)轉(zhuǎn)接

四、越來越寬的信息之路

同步衛(wèi)星

光是?種電橫波

光導(dǎo)纖維

一提升-必考題型歸納

考向01電話的工作原理

【例1】動(dòng)圈式話筒的結(jié)構(gòu)如圖，它工作時(shí):

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①線圈運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的電流;

②與膜片相連的線圈隨之一起振動(dòng)；

③人唱歌或說話產(chǎn)生的聲音使膜片振動(dòng)；

④變化的電流經(jīng)過放大后，由揚(yáng)聲器還原為聲音。

關(guān)于它的原理，排序正確的是（）。

A.①②③④B.②①④③C.③①④②D.③②①④

【答案】Do

【解析】聲波引起膜片振動(dòng)，線圈和膜片是連在一起的，連在膜片上的線圈就一起振動(dòng)，線圈在永久

磁體的磁場里振動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電信號。

線圈振動(dòng)的快慢、強(qiáng)弱代表了聲音振動(dòng)的特征，產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向就隨著這個(gè)特征而變化，

這個(gè)記載聲音信號的感應(yīng)電流經(jīng)放大后傳給揚(yáng)聲器，就發(fā)出聲音。

根據(jù)對動(dòng)圈式話筒這樣的理解，來排序，答案為③②①④。故選D。

【變式1-1］以下關(guān)于電話交換機(jī)的說法中，正確的是（）。

A.程控交換機(jī)是利用電腦按照輸入的程序“見機(jī)行事”的；

B.一臺(tái)程控交換機(jī)只能同時(shí)轉(zhuǎn)接兩部長途電話；

C.打電話“占線”說明對方的話機(jī)一定在通話中；

D.電話上的“來電顯示”是由用戶手機(jī)設(shè)定的，不需要程控交換機(jī)去完成

【答案】Ao

【解析】A、程控交換機(jī)是利用電腦按照輸入的程序工作的，該選項(xiàng)正確；

B、一臺(tái)程控交換機(jī)同時(shí)可以轉(zhuǎn)接多部電話，該選項(xiàng)錯(cuò)誤；

C、打電話“占線”，對方不一定在通話，有可能兩部電話之間的電話線不夠用了，該選項(xiàng)錯(cuò)誤；

D、電話上的“來電顯示”是由程控交換機(jī)的程序控制的，不是用戶手機(jī)設(shè)定的，該選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選Ao

【變式1-2］關(guān)于電話機(jī)的聽筒和話筒的工作原理，以下說法正確的是（）。

A.話筒將聲信號變成光信號B.話筒將電信號變成磁信號

C.聽筒將聲信號變成電信號D.聽筒將電信號變成聲信號

【答案】Do

【解析】【解答】AB.話筒將聲信號變成電信號，A、B不符合題意。

C.聽筒將電信號變成聲信號，C不符合題意。

D.聽筒把強(qiáng)弱變化的電流信號變成聲音的信號，把輸出的聲音還原出來，D符合題意。

故答案為：Do

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考向02模擬信號與數(shù)字信號

【例2】關(guān)于模擬信號和數(shù)字信號的下列描述不正確的是（）。

A.模擬信號容易丟失一些信息，造成圖像和聲音的失真；

B.數(shù)字信號抗干擾能力強(qiáng)；

C.數(shù)字信號一般只包括兩種不同的狀態(tài)；

D.現(xiàn)代電話信息的傳輸和處理過程已經(jīng)全部使用數(shù)字信號

【答案】D?

【解析】A.模擬信號容易丟失一些信息，造成圖像和聲音的失真，A不符合題意。

B.數(shù)字信號比模擬信號抗干擾能力強(qiáng)，B不符合題意。

C.數(shù)字信號一般只包括兩種不同的狀態(tài)，形式簡單，C不符合題意。

D.現(xiàn)代電話信息的傳輸和處理過程已經(jīng)全部使用數(shù)字信號，但在交換機(jī)和家庭間的線路上，還在使用

模擬信號，D不正確，符合題意。故答案為：Do

【變式2-1]2008年北京奧運(yùn)會(huì)真正實(shí)現(xiàn)了“數(shù)字北京”、“數(shù)字奧運(yùn)”的口號。關(guān)于這兩個(gè)口號中

“數(shù)字”的含義，下列說法正確的是（）。

A.“數(shù)字”表示2008年奧運(yùn)會(huì)在運(yùn)動(dòng)場館、志愿者數(shù)量上創(chuàng)造了奧運(yùn)會(huì)歷史上新的數(shù)字記錄；

B.“數(shù)字”表示奧運(yùn)會(huì)在2008年舉行，是中國人的幸運(yùn)數(shù)字；

C.“數(shù)字”表示通過建設(shè)各種數(shù)字通信的設(shè)施，為參與奧運(yùn)會(huì)的人提供方便、快捷的數(shù)字信息服務(wù)；

D.以上說法都正確

【答案】Co

【解析】“數(shù)字北京”、“數(shù)字奧運(yùn)”是指通過建設(shè)各種數(shù)字通信的設(shè)施，為參與奧運(yùn)會(huì)的人提供方

便、快捷的數(shù)字信息服務(wù)；“數(shù)字”不是數(shù)字記錄，更與幸運(yùn)數(shù)字無關(guān)，C符合題意。

故答案為：C。

【變式2-2]（濟(jì)寧中考）數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式，現(xiàn)代電話已全部采用數(shù)字信號進(jìn)

行處理。若用“0”和“1”代表“開”和“關(guān)”這兩個(gè)動(dòng)作，組成一組數(shù)字信號，可以表達(dá)一句話。例如:

“我相信你能行”的數(shù)字信號為“0、01、1、10、00"。

開關(guān)動(dòng)作開關(guān)開、關(guān)開、開關(guān)、開

表示數(shù)字010J0.01.0

中文意義我你相信行能

請參照此代碼和上述例子，用另一組信號表達(dá)你想說的一句話：,其數(shù)

字信號為o

【答案】你相信我能行;“1、01、0、10、00"o或：我相信我能行““0、01、0、10、00"，或“你

相信你能行”，其對應(yīng)的數(shù)字信號為“1、01、1、10、00"。

考向03電磁波的發(fā)射及應(yīng)用

【例3】電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（）。

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心1012146怦頻率

1IioI*1I0IOIIOI1I011I0H:

無域電波紅外線可見光紫外線X射城/射線

A.紫外線屬于可見光；

B.紅外線的波長比可見光的短；

c.X射線的頻率比無線電波的低；

D.可見光與％射線在真空中的傳播速度相等

【答案】D。

【解析】A.由圖可知，紫外線在可見光之外，屬于不可見光，故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知，紅外線的波長比可見光長，故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知，X射線的頻率比無線電波的大，故C錯(cuò)誤；

D.可見光與尸射線都是電磁波，電磁波在真空中的傳播速度約為3xl08m/s，故D正確。故選D。

【變式3-1］我們生活在電磁波的海洋中，下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是（）。

A.電磁波不能在真空中傳播B.電磁波不能發(fā)生反射

C.電磁波在空氣中的傳播速度是340m/sD.電磁波不僅能傳遞聲音信號，也能傳遞圖像信號

【答案】D?

【解析】【解答】A.電磁波能在真空中傳播，A不符合題意；

B.電磁波能夠發(fā)生反射，B不符合題意；

C.電磁在空氣中的傳播速度約為3X108m/s,C不符合題意；

D.電磁波不僅能傳遞聲音信號，也能傳遞圖象信號，D符合題意。

故答案為：D?

【變式3-2】電磁波在人們生產(chǎn)、生活中有許多應(yīng)用。下列實(shí)例中，不屬于電磁波的應(yīng)用的是（）。

A.電視機(jī)遙控器利用紅外線進(jìn)行遙控；

B.收音機(jī)利用無線電波傳遞信號；

C.用B超來檢查人體疾病；

D.醫(yī)生用X光片判斷患者是否骨折

【答案】Co

【解析】紅外線屬于電磁波,故A不符合題意;無線電波屬于電磁波,故B不符合題意;B超屬于超聲波,

不屬于電磁波,故C符合題意;X光是一種波長很短、能量極強(qiáng)的電磁波,故D不符合題意。

考向04現(xiàn)代通訊技術(shù)

【例4】各地高高聳立的電視塔是地標(biāo)性建筑，電視塔上天線的作用是（）。

A.讓聲音、圖象信號轉(zhuǎn)化為電信號；

B.讓聲音、圖象信號加載到高頻電流上；

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C.讓音頻、視頻電信號加載到高頻電流上；

D.讓載有音頻、視頻信號的高頻電流產(chǎn)生電磁波

【答案】Do

【解析】電磁波可以傳遞聲音、圖象等信息，電視節(jié)目和廣播節(jié)目都是通過電磁波傳播的；電視塔上

天線的作用是讓載有音頻、視頻信號的高頻電流產(chǎn)生電磁波并發(fā)射出去，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤。

故選Do

【變式4-1】在疫情防控期間，人們通過手機(jī)傳遞信息實(shí)現(xiàn)在線教育、視頻會(huì)議、無線對講等辦公服務(wù),

避免了人與人之間的直接接觸，手機(jī)傳遞信息是利用了（）。

A.紅外線B.電磁波C.超聲波D.次聲波

【答案】Bo

【解析】手機(jī)屬于移動(dòng)電話，它既是電磁波發(fā)射臺(tái)也是電磁波接收臺(tái)，所以手機(jī)是利用電磁波來傳遞

信息的。故選B。

【變式4-2]2020年6月23日，我國用長征三號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，完成了

“北斗”衛(wèi)星全面組網(wǎng)工作。在衛(wèi)星與火箭分離前，以火箭為參照物，衛(wèi)星是（選填“靜止”或“運(yùn)

動(dòng)”）的，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用（選填“電磁波”、“超聲波”或“紅外線”）向地球傳遞

信息。

【答案】靜止；電磁波。

【解析】（D在衛(wèi)星與火箭分離前，火箭與衛(wèi)星是一體的，故以火箭為參照物，衛(wèi)星的位置沒有發(fā)生變

化，故是靜止的。

（2）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用電磁波傳播信息，因?yàn)殡姶挪軌蛟谡婵罩袀鞑ァ?/p>

【變式4-3】關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，下列說法正確的是（）。

A.導(dǎo)體中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波；

B.我國建立的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是利用超聲波進(jìn)行導(dǎo)航的；

C.固定電話、移動(dòng)電話、廣播和電視都是利用導(dǎo)線中的電流傳遞信息的；

D.電話聽筒是把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號

【答案】Ao

【解析】A.導(dǎo)體中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波，故A項(xiàng)說法正確。

B.衛(wèi)星在太空中，太空中是真空，聲波在真空中不能傳聲，所以不能利用超聲波導(dǎo)航，故B項(xiàng)說法錯(cuò)

誤。

C.固定電話是利用導(dǎo)線中的電流來傳遞信息的，移動(dòng)電話、廣播和電視都是利用電磁波來傳遞信息的,

故C項(xiàng)說法錯(cuò)誤。

D.電話的話筒是把聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，聽筒是把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號，故D項(xiàng)說法錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二能源與可持續(xù)發(fā)展

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?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

一、能源

L能源：一般而言，能夠提高能量的物質(zhì)資源都可以叫做能源。煤、石油、天然氣是當(dāng)今人類利用的

主要能源。

2.常見能源

(1)化石能源：我們今天使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)

年代形成的，所以稱為化石能源。

(2)生物質(zhì)能：生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)(是各種生命產(chǎn)生或構(gòu)成生命體的有機(jī)質(zhì)的總稱)中的能量,

是綠色植物經(jīng)過光合作用儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，如柴薪、秸稈、動(dòng)物糞便等。生物質(zhì)能是人類利用最

早、利用時(shí)間最長的能源，實(shí)際上也是化學(xué)能的一種。

(3)太陽能：由太陽輻射提供的能量。

(4)風(fēng)能：自然界中空氣的流動(dòng)所具有的能量。

(5)地?zé)崮埽旱厍騼?nèi)部高溫熔巖所具有的能量，常通過地下水或噴發(fā)的熔巖送到地面從而被人們利用。

(6)電能：電流能以各種形式做功，所以電具有的能量叫做電能。

3.能源的分類

能源從不同角度可以劃分為不同的類別。按能源的獲取方式，可將能源分為一次能源和二次能源。

(1)一次能源：可以直接從自然界獲得的能源是一次能源，如化石能源(包括煤、石油、天然氣)、

水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能以及核能等。其中煤、石油和天然氣是當(dāng)今世界一次能源的三大

支柱，構(gòu)成了全球能源家族結(jié)構(gòu)的基本框架。

(2)二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源，如電能、

酒精、汽油、煤油、焦炭等。

4.能源危機(jī)

(1)原因：①化石能源儲(chǔ)量并不豐富；②化石能源的開發(fā)利用后不能再生。

(2)應(yīng)對措施：面對目前的能源形式，解決能源問題主要出路有：一是提高能源利用率，做到科學(xué)開

發(fā)，解決使用；二是開發(fā)和利用新能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿取?/p>

5.開發(fā)利用新能源

已探測數(shù)據(jù)表明，目前作為人類主要的能源的化石能源儲(chǔ)量并不豐富，所以，開發(fā)新能源、更好的利

用已知能源，是全球范圍內(nèi)的重要課題。隨著第三次能源革命序幕的拉開，核能成為主要能源。同時(shí)人類

正著力開發(fā)取之不盡用之不竭的太陽能，并取得了重大成就。核能、太陽能的開發(fā)和利用為人類的能源問

題找到了新的出路。

二、核能

1.原子的結(jié)構(gòu)

(1)原子位于其中心的原子核和繞原子核高速運(yùn)動(dòng)核外電子組成，原子核比原子小得多，其半徑只相

當(dāng)于原子的十萬分之一。

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(2)原子核幾乎集中了原子的全部質(zhì)量。

(3)原子核帶正電，電子帶負(fù)電，它們所帶的電荷量相等，整個(gè)原子呈電中性，對外不顯示電性。

(4)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，其電荷量跟核外電子相等，中子不帶電。從質(zhì)量上講,

質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1836倍。質(zhì)子和中子構(gòu)成非常小的原子核,

就像幾顆豆粒擠在原子這個(gè)大廣場的中央。如圖所示是鋰和被的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

2.核能

(1)質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，要使他們它們分裂或結(jié)合極其困難，因此原子核

十分牢固。但是，一旦質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就有可能釋放出驚人的

能量，這就是核能。釋放核能的方式有兩種：核裂變、核聚變。

(2)核能是直接從自然界獲得的，屬于一次能源。核能也屬于新能源。

3.裂變

用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個(gè)質(zhì)量中等大小的原子核，同時(shí)釋放

出巨大的能量。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。

4.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

(1)類比理解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

將火柴搭成圖甲所示的結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴會(huì)引燃兩根火柴，接著會(huì)引燃四根火柴…

(2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

如圖乙所示，一個(gè)鈾235原子核在一個(gè)中子轟擊下發(fā)生裂變，釋放出核能，同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子,

這幾個(gè)新的中子又轟擊其他鈾核，導(dǎo)致其他鈾核發(fā)生裂變，產(chǎn)生更多的中子…裂變反應(yīng)將自動(dòng)進(jìn)行下去,

參與反應(yīng)的鈾核數(shù)量越來越多，釋放出巨大的能量。

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5.裂變的利用

（1）核電站

①核反應(yīng)堆及核電站的工作原理

如圖所示，控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能能夠緩慢、平穩(wěn)地釋放的裝置，叫做核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是

核電站的核心設(shè)備，它以鈾為燃料。利用核反應(yīng)堆中放出的核能先生成高溫蒸汽，在驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電

機(jī)發(fā)電。

②核反應(yīng)堆中的能量轉(zhuǎn)化

帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，

轉(zhuǎn)化為電能

\________________?

核能內(nèi)能機(jī)械能電能

③核電站的特點(diǎn)

a.消耗的熱量少，產(chǎn)生的能量巨大；

b.產(chǎn)生廢渣少，對大氣基本無污染；

c.核反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生危害極大的射線，因而要采取嚴(yán)格的安全措施。

（2）原子彈

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加控制，大量原子核就會(huì)再一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量，以致引起威力強(qiáng)大

的爆炸。原子彈就是根據(jù)這一原理制成的。

6.聚變（熱核反應(yīng)）

將某些質(zhì)量很小的原子核，例如笊核（由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成）與氤核（由一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子

組成），在超高溫下結(jié)合成新的原子核-氮核，也會(huì)釋放出巨大的核能（如圖所示），這就是聚變。聚變反

應(yīng)要求一開始就要有很高的溫度，因此核聚變也稱為熱核反應(yīng)。

中子

（1）聚變的應(yīng)用

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大量氫核的聚變，可以在瞬間放出驚人的能量。氫彈就是利用核聚變原理制造的已知比原子彈威力還

要大的核武器。迄今，人們還不能像控制核裂變那樣，使核聚變在人工控制條件下進(jìn)行?？茖W(xué)家經(jīng)過幾十

年的艱苦探索，已經(jīng)取得一定進(jìn)展，但要真正安全、和平的利用核聚變所釋放的核能，還要做長期艱苦的

努力。

(2)可控核聚變釋放的核能作為一種新能源，具有顯著的特點(diǎn)

1)燃料豐富且運(yùn)營成本低，核聚變的燃料之一一笊核在海水中大量存在，足以功全世界使用幾百億年。

2)不污染環(huán)境，是一種真正的清潔能源。

(3)裂變與聚變的比較

比較裂變聚變

定義較大的原子核分裂為較小的原子核的過程質(zhì)量很小的原子核結(jié)合成較大一種的過程

條件用中子轟擊較大的原子核超高溫

釋放核能大小巨大更加巨大

知否可以控制可利用核反應(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度目前，核聚變速度還不能認(rèn)為控制

應(yīng)用原子彈、核電站氫彈

(4)核能的特點(diǎn)

(1)儲(chǔ)量豐富，核能總量十分巨大，它能極大地補(bǔ)充人類能源的不足；

(2)核燃料能量密集，便于儲(chǔ)運(yùn)；

核能的優(yōu)點(diǎn)

(3)不排放污染氣體，不會(huì)造成空氣污染；

(4)不排放二氧化碳?xì)怏w，不會(huì)加重地球溫室效應(yīng)。

(1)核能屬于一次能源，會(huì)越用越少；

核能的缺點(diǎn)(2)一旦發(fā)生核泄漏，會(huì)對地球生物造成嚴(yán)重的危害；

(3)核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，在治理核廢料過程中，代價(jià)較高。

(1)核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區(qū)；

選址及廢物處理(2)核電站建在離人群較遠(yuǎn)的地方，避免對人畜造成傷害；

(3)核廢料要特殊處理后深埋在人煙稀少的地方。

三、太陽能

1.太陽能的產(chǎn)生一氫核聚變

在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時(shí)每刻都

在發(fā)生氫彈爆炸，所以說，太陽是一個(gè)巨大的“核能火爐”。

2.太陽能的傳遞一熱輻射

太陽核心釋放的能量向外擴(kuò)散，可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約6000℃,就像一個(gè)高溫氣體組

成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。

3.太陽的壽命

太陽這個(gè)巨大的“核能火爐”已經(jīng)燃燒了近50億年，目前它正處于壯年，要再過50億年才會(huì)燃盡自

己的核燃料?？梢哉f，太陽能幾乎是取之不盡用之不竭的。

4.太陽是人類能源的寶庫

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地球上除核能、地?zé)崮芎统毕芤酝獾哪茉椿旧隙紒碜杂谔柲?，所以說太陽是人類的能源寶庫。

（1）化石能源的形成

遠(yuǎn)古時(shí)期的陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體的化學(xué)能。在它們死后，軀

體埋在地下和海底，經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學(xué)變化、地層的運(yùn)動(dòng)，在高壓下漸漸變成了煤和石油（如圖

所示）。在石油形成過程中還放出天然氣。今天我們開采化石燃料來獲取能量，實(shí)際上是在開采上億年前

地球所接收的太陽能。也就是說，化石能源間接地來源于太陽能。

石油和天然氣的形成過程

（2）地球上的風(fēng)能、水能（江、河湖泊等水體）、生物質(zhì)能的來源

地球上的風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等都來自于太陽能。

1）風(fēng)能的形成：由于太陽照射到地球時(shí)，地面上各個(gè)位置受熱不均勻，空氣的冷暖程度就不一樣。暖

空氣膨脹變輕后上升，冷空氣變冷后變重下降，這樣冷暖空氣流動(dòng)形成了風(fēng)。風(fēng)能來源于太陽能。

2）水能的形成：地表水在太陽的照射下，吸熱蒸發(fā)變成水蒸氣上升到高空中，液化形成的小水滴懸浮

在高空中形成云；云中的小水滴聚集，凝結(jié)成大水滴下落形成雨，雨滴降落到地面匯入江、河、湖海中而

流動(dòng)，從而有了水的動(dòng)能。水能來源于太陽能。

3）生物質(zhì)能的形成：植物通過光合作用將太陽能以化學(xué)能的形式存儲(chǔ)在植物體內(nèi)，人類和動(dòng)物從植物

或其他動(dòng)物獲取生物質(zhì)能以維持生命。生物質(zhì)能來源于太陽能。

可見，人類利用風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等其實(shí)都是間接地利用太陽能。

5.太陽能的利用：太陽能的利用就是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

（1）太陽能的間接利用

由于化石能源、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等都來源于太陽能，所以人類利用這些能源，實(shí)際上都是間接

地利用太陽能。

（2）太陽能的直接利用：目前直接利用太陽能方式主要有：一種是光熱轉(zhuǎn)換，一種是光點(diǎn)轉(zhuǎn)換。

1）光熱轉(zhuǎn)換

通過集熱器直接利用太陽能進(jìn)行加熱，直接把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能加以利用。例如，生活中的太陽能熱

水器、太陽灶、太陽能溫室等。

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太陽能熱水器太陽能灶

2）光電轉(zhuǎn)換

光電轉(zhuǎn)換是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能再加以利用，一般是通過太陽能電池來實(shí)現(xiàn)的。能將光能直接轉(zhuǎn)化為

電能的太陽能電池可作為人造衛(wèi)星、航標(biāo)燈、交通信號燈、晶體管收音機(jī)等的電源?，F(xiàn)在不少城市大規(guī)模

使用的太陽能路燈也是依靠太陽能電池來工作的。

6.太陽能的優(yōu)缺點(diǎn)：能直接利用太陽能作為一種新能源，有一定的缺點(diǎn)，但具有其他能源不可比擬的

優(yōu)點(diǎn)。

清潔無污染太陽能是一種清潔能源，使用時(shí)不會(huì)帶來任何污染

優(yōu)分布廣、獲取方便太陽能分布廣，不需要挖掘、開采和運(yùn)輸

點(diǎn)太陽能取之不盡用之不竭，太陽能內(nèi)部的熱核反應(yīng)還足以持續(xù)50億年之久，是人類可

持久、可再生

以利用的最豐富的新能源

太陽能到達(dá)地球上時(shí)非常分散，接收裝置需要有相當(dāng)大的接收面積，提高了接收裝置

分散

的造價(jià)

缺

太陽能的利用受天氣、晝夜、地理位置的影響很大，而且還必須有儲(chǔ)存裝置，這不僅

點(diǎn)不穩(wěn)定

增加了技術(shù)上的困難，也使經(jīng)濟(jì)效益降低

轉(zhuǎn)換效率低太陽能的轉(zhuǎn)換效率較低

四、t昌源與可持續(xù)發(fā)展

1.人類在消耗各種能源時(shí)，不可避免地會(huì)對環(huán)境造成影響。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

化石能源在使用中產(chǎn)生大量的內(nèi)能，其中未被利用的能量會(huì)造成熱污染。例如，汽車尾氣就是造成城市熱

熱污染

島效應(yīng)的因素之一。

化石能源在使用中會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉塵等，會(huì)造成大氣的污染，形成酸雨，導(dǎo)

大氣污染

致水、土壤的酸化，對植物、建筑物、金屬構(gòu)建造成危害。

使用化石能源的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，使空氣中的二氧化碳濃度增加，進(jìn)一步加劇地球的溫室效

溫室效應(yīng)

應(yīng)。

生態(tài)破壞一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)過分依賴柴薪能源，破壞了森林和植被，加劇水土流失和土地荒漠化。

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核能的開發(fā)和利用，也不是絕對清潔和安全的，處理不當(dāng)或遇到特殊情況(如地震)發(fā)生核泄漏時(shí)，會(huì)對

有害輻射

環(huán)境造成嚴(yán)重的輻射危害。

2.能源與可持續(xù)發(fā)展

為了減少能源消耗造成的環(huán)境污染問題，必須對能源的開發(fā)和利用有可持續(xù)發(fā)展的意識?？沙掷m(xù)發(fā)展

就是既要考慮當(dāng)前發(fā)展需要，又要考慮未來發(fā)展的需要，不能以犧牲后人的利益為代價(jià)來滿足當(dāng)代人的需

求。提高能源利用率，依靠科技進(jìn)步，改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)、推廣清潔的可再生能源，發(fā)展新的理想能源

已成為世界各國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

3.不可再生能源和可再生能源

種類概念常見能源

化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短時(shí)間而總自然界

不可再生能源煤、石油、天然氣、核能

得到補(bǔ)充，這類能源成為不可再生能源

風(fēng)能、水能等可以在自然界里源源不斷地得到，這類能源成為

可再生能源風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能

可再生能源

4.未來的理想能源

未來的理想能源要能夠大規(guī)模替代煤、石油、天然氣等常規(guī)能源，必須滿足一下四個(gè)條件：

(1)必須滿足夠豐富，可以保證長期使用；

(2)必須滿足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；

(3)相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；

(4)必須滿足安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。

目前新能源的利用技術(shù)還不夠成熟，還不能完全替代化石能源，如太陽能、核能的開發(fā)利用等，另外

有可能還存在沒有被人類發(fā)現(xiàn)的新能源，亟待人們?nèi)ラ_發(fā)、利用。

■k提升-必考題型歸納

考向01能源及其分類

【例1］我們在家收看電視節(jié)目，電視機(jī)接收到的圖像信號和聲音信號是利用電磁波以m/s的速

度傳遞來的。電視機(jī)消耗的電能屬于(選填“一次”或“二次”)能源。

【答案】3xl08；二次。

【解析】［1］電視機(jī)接收到的圖像信號和聲音信號是利用電磁波以3xl()8m/s的速度傳遞來的，電磁波

可以做真空中傳播。

［2］電視機(jī)消耗的電能是消耗一次能源得到的，屬于二次能源。

【變式1T】現(xiàn)有煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能以及電能。下列觀點(diǎn)錯(cuò)誤的

是()。

A.天然氣是化石能源B.地?zé)崮軐儆谝淮文茉?/p>

C.電能屬于二次能源D.核能屬于二次能源

【答案】Do

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【解析】（1）煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，是化石

能源。

（2）可以直接從自然界獲得的能源，稱為一次能源。所以化石能源以及風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮堋?/p>

核能都屬于一次能源。

（3）電能需要由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來，最終還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能，為人類所利用，造福于人類。

電能無法從自然界直接獲得，須經(jīng)過消耗一次能源才能得到，電能是二次能源。

【變式「2】“風(fēng)能、電能、水能、煤炭”中屬于二次能源的是、屬于不可再生能源的是0

【答案】電能；煤炭。

【解析】（1）從自然界直接獲得不需要加工的能源是一次能源，對一次能源通過加工轉(zhuǎn)化而獲得的能

源是二次能源；

（2）能從自然界源源不斷獲得的能源是可再生能源，不能從自然界源源不斷獲得的能源是不可再生能

源。

風(fēng)能、水能、煤炭可以直接從自然界獲得而不需要加工轉(zhuǎn)化，它們都屬于一次能源；電能是消耗一次

能源、經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換而獲得的是二次能源；水能、電能、風(fēng)能都能從自然界源源不斷獲得，都屬于可再生

能源；煤炭短時(shí)間內(nèi)從自然界得不到補(bǔ)充，屬于不可再生能源。

考向02核能及其利用

［例2］目前人們正致力于開發(fā)太陽能、核能、風(fēng)能、海洋能、氫能…其中核能是（選填“可再

生”或“不可再生”）能源，核電站利用原子核（選填“聚變”或“裂變”）釋放的能量發(fā)電，電能

屬于（選填“一次能源”或“二次能源”）。

【答案】不可再生；裂變；二次能源。

【解析】核能會(huì)越用越少，屬于不可再生能源；

原子彈和核電站都是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電；

電能上通過消耗一次能源而得到的能源，故屬于二次能源。

故答案為：不可再生；裂變；二次能源。

【變式2-1］對原子核的一些說法，觀點(diǎn)錯(cuò)誤的是（）。

A.原子的中心是原子核，原子核周圍有一定數(shù)目的電子在核外運(yùn)動(dòng)；

B.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，其電荷量跟電子電荷量相等，中子不帶電；

C.質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1.836倍，中子和質(zhì)子的質(zhì)量幾乎相等；

D.中子和質(zhì)子依靠強(qiáng)大的核力緊密結(jié)合在一起，原子核十分牢固

【答案】CO

【解析】質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1836倍。

【變式2-2］下列關(guān)于核能說法正確的是（）。

A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控制的；

B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方；

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C.核反應(yīng)堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能；

D.我國已建成可控核聚變反應(yīng)堆

【答案】Bo

【解析】A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控制的，故A錯(cuò)誤。

B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，為了防止核輻射，一般深埋在人煙稀少的地方，故B正確。

C.核能發(fā)電的能量傳遞和轉(zhuǎn)化過程是：核能一水和蒸汽的內(nèi)能一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能一電能，故C錯(cuò)

誤；

D.我國已建成可控核裂變反應(yīng)堆，即核電站。不是可控核聚變反應(yīng)堆，故D錯(cuò)誤。

故答案為B。

考向03太陽能的來源

【例3】2021年5月19日，中俄兩國核能合作項(xiàng)目在兩國領(lǐng)導(dǎo)人見證下正式開工。下列關(guān)于核能、原

子核的說法，正確的是（）。

A.太陽能來自太陽內(nèi)部物質(zhì)的核裂變反應(yīng)；

B.核反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的；

C.核廢料可直接排放，無需任何處理試驗(yàn)；

D.原子核是由質(zhì)子、中子和電子組成

【答案】Bo

【解析】A.太陽能是來自太陽內(nèi)部物質(zhì)的核聚變反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B.核電站的反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控制的，故B正確；

C.核廢料具有放射性，不能直接排放，故C錯(cuò)誤；

D.原子核是由質(zhì)子和中子組成，原子由原子核和電子組成，故D錯(cuò)誤。故選B。

【變式3-1】太陽是太陽系中唯一的恒星，每時(shí)每刻向外輻射太陽能。下列關(guān)于太陽能的敘述中，錯(cuò)誤

的是（）。

A.煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自于太陽能；

B.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的；

C.地球上的水循環(huán)是由太陽能推動(dòng)的；

D.太陽能來源于太陽內(nèi)部的核裂變

【答案】Do

【解析】A.煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自于太陽能，故A正確，不符合題意；

B.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的，故B正確，不符合題意；

C.太陽輻射能維持地表的溫度，地球上的水循環(huán)是由太陽能推動(dòng)的，故C正確，不符合題意；

D.太陽能來源于太陽內(nèi)部的核聚變，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。

【變式3-2】某智能百葉窗的葉片上貼有太陽能板，在光照時(shí)發(fā)電，給電動(dòng)機(jī)供電以調(diào)節(jié)百葉窗的開合。

該過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是（）。

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A.光能一電能一機(jī)械能B.光能一機(jī)械能一電能

C.電能一機(jī)械能一光能D.機(jī)械能一電能一光能

【答案】Ao

【解析】太陽能板發(fā)電的過程是太陽能（光能）轉(zhuǎn)化為電能的過程，而電動(dòng)機(jī)供電的過程是電能轉(zhuǎn)化

為機(jī)械能的過程，故A符合題意，BCD不符合題意。

故選Ao

考向04太陽能的利用

【例4】家住長沙縣鄉(xiāng)村的李老師在自家房子的屋頂上安裝了一組太陽能電池板，電池板既能發(fā)電又能

防屋頂漏水，夏季光照充足發(fā)電量大時(shí)，還能將剩余的電能并入電網(wǎng)。太陽能電池作為一種新能源產(chǎn)品，

具有寬廣的前景。太陽能電池板工作時(shí)將太陽能轉(zhuǎn)化為能，太陽能的優(yōu)點(diǎn)是（寫出一點(diǎn)即可）。

【答案】電能；儲(chǔ)量豐富，經(jīng)濟(jì)便宜，清潔無污染。

【解析】