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1、第十六章 信息传递、材料、能源与可持续发展复习课件电视台通过电磁波，电视台通过电磁波，将精彩的电视节目将精彩的电视节目展现给我们展现给我们.地球上的能源是否是无地球上的能源是否是无尽的呢？尽的呢？信息传递、材料、能源与可持续发展电磁波及其应用材料电磁波：电流的迅速变化会在其周围产生电磁波电磁波的应用信息方面的应用能量方面的应用现代通信技术材料的物理属性：导热性、导电性、磁性、弹性、延展性等新材料能量转化和守恒定律能量的转移和转化能量的转化和转移具有方向性能源分类按获取方式分：一次能源和二次能源按开发早晚分：常规能源和新能源按是否再生分新能源的开发和利用核能的开发和利用太阳能的开发和利用地热能的
2、开发和利用其他新能源的开发和利用能源、环境与可持续发展未来理想能源的条件能源对环境的影响：温室效应、酸雨、铅尘考点一考点一 电磁波及其应电磁波及其应用用 雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用.1.1.电磁波的产生：当导体中电流迅速变化电磁波的产生：当导体中电流迅速变化时，在其周围会产生电磁波时，在其周围会产生电磁波. .发射电磁波的发射电磁波的机器需复杂的电子线路产生迅速变化的电机器需复杂的电子线路产生迅速变化的电流流. .2.2.电磁波分类：按波长由大到小可分为长电磁波分类：按波长由大到小可分为长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、紫外线、X
3、 X射线、射线、射线等射线等. .3.3.电磁波电磁波传播传播(1)(1)电磁波的传播不需要介质，在电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，宇航员在月球中真空中也可以传播，宇航员在月球中可以用电磁波通信可以用电磁波通信. .真空中电磁波的波真空中电磁波的波速为速为c=3c=310108 8m/sm/s. .(2)(2)电磁波的波长、波速和频率之电磁波的波长、波速和频率之间的关系：间的关系：c=c=f f，其中，其中“”表示波表示波长，单位是长，单位是“m”m”；“f”f”表示频率，单表示频率，单位是位是“Hz”Hz”；“c”c”表示波速，单位是表示波速，单位是“m/s”. m/s”. 时时
4、间间t t波长波长4.4.电磁波的电磁波的应用应用(1)(1)电磁波在信息方面的应用电磁波在信息方面的应用. .无线电广播信号的发射和接收无线电广播信号的发射和接收无线电广播信号的发射由广播电无线电广播信号的发射由广播电台完成台完成麦克风麦克风将声信号转换成电将声信号转换成电信号信号调制器调制器将音频电信号加将音频电信号加载到载到高频电流上高频电流上天线天线产生电磁波将高频载产生电磁波将高频载波信号发射到波信号发射到空中空中收音机负责信号的接收与还原收音机负责信号的接收与还原天线天线接收各种各样的电接收各种各样的电磁波磁波调谐器调谐器选择需要电台的载波选择需要电台的载波信号（解调）信号（解调）
5、解调解调从载波信号中复原音从载波信号中复原音频信号频信号扬声器扬声器将音频电信号转换成将音频电信号转换成声音声音 电视的发射和接收电视的发射和接收电视用电磁波传递图像和声音电视用电磁波传递图像和声音信号信号. . 图像信号工作过程图像信号工作过程摄像机摄像机将图像转换成电信将图像转换成电信号号发射机发射机将电信号加载到频率将电信号加载到频率很高的电流上很高的电流上天天 线线将高频信号发射到将高频信号发射到空中空中电视接收机工作过程电视接收机工作过程天天 线线接收包含声、像信接收包含声、像信息的高频信号息的高频信号接接 收收 机机取出并放大图像和取出并放大图像和音频电信号音频电信号显显 示示 器
6、器复原图像信复原图像信号号音频放大音频放大将微弱音频电信号将微弱音频电信号放大并输出放大并输出移动电话：移动电话不需要电话线，移动电话：移动电话不需要电话线，声音信息不是由导线中的电流来传递，声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波传递，所以移动电而是由空间的电磁波传递，所以移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台话既是无线电发射台又是无线电接收台. (2)(2)电磁波在能量方面的应用：微电磁波在能量方面的应用：微波用于微波炉，红外线用于医疗加热波用于微波炉，红外线用于医疗加热、遥控，紫外线用于杀菌、防伪、遥控，紫外线用于杀菌、防伪, ,射射线、线、X X射线用于医疗等射线用于医疗
7、等. .(3)(3)现代通信技术：卫星通信、光纤现代通信技术：卫星通信、光纤通信和网络通信通信和网络通信卫星通信：用地球同步卫星作卫星通信：用地球同步卫星作为中继站，在地球周围均匀地配为中继站，在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全几乎全部地球表面，可以实现全球通信球通信.卫星通信除了能远距离卫星通信除了能远距离传送信息外，还要通信容量大、传送信息外，还要通信容量大、干扰小、质量好、功效高等优点干扰小、质量好、功效高等优点.光纤通信：光也是一种电磁波，光纤通信：光也是一种电磁波，其频率比微波更高，在相同时间内其频率比微波更高，在相
8、同时间内传递的信息量就更大，光纤通信利传递的信息量就更大，光纤通信利用频率单一、方向高度集中的激光用频率单一、方向高度集中的激光在光导纤维中传播，不受电磁干扰，在光导纤维中传播，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，传输损耗通信质量高，保密性好，传输损耗小小.光纤通信光纤通信光在光导纤维中光在光导纤维中的传播的传播网络通信：计算机可以高速处理网络通信：计算机可以高速处理大量信息，把计算机连在一起可以大量信息，把计算机连在一起可以进行网络通信进行网络通信.目前人们经常使用的目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，电子邮网络通信形式是电子邮件，电子邮件能传递文字、照片、语音及任何件能传递文字、照片
9、、语音及任何信息信息.人们可以利用因特网实现资源人们可以利用因特网实现资源共享和信息传递共享和信息传递.考点二考点二 材料材料 1.1.材料的物理属性：导热性、导电性、材料的物理属性：导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性等，一般来说，不同材料的这些性展性等，一般来说，不同材料的这些性质是不同的质是不同的. .(1)(1)导热性：容易导热的物体是热的导热性：容易导热的物体是热的良导体，常见的有各种金属，不容易导热良导体，常见的有各种金属，不容易导热的物体是热的不良导体，常见的有木材、的物体是热的不良导体，常见的有木材、橡胶、空气等橡胶、空气等.
10、 .(2)(2)弹性：材料受力会产生拉长、压弹性：材料受力会产生拉长、压缩或弯曲等形变，除去外力后材料往往又缩或弯曲等形变，除去外力后材料往往又自己恢复原状，这就是弹性自己恢复原状，这就是弹性. .材料的弹性材料的弹性是有限度的，过去的力会使弹性材料变形是有限度的，过去的力会使弹性材料变形且不能恢复原状，甚至断裂且不能恢复原状，甚至断裂. .(3)(3)硬度：材料有软有硬硬度：材料有软有硬. .较硬的材料较硬的材料能使较软的材料产生凹陷、划痕、或切削能使较软的材料产生凹陷、划痕、或切削、磨损较软的材料，硬度就是描述材料坚、磨损较软的材料，硬度就是描述材料坚硬程度的物理量硬程度的物理量. .(4
11、)(4)延展性：具有延展性的材料可以延展性：具有延展性的材料可以打成片、拉成丝；不具有延展性的材料在打成片、拉成丝；不具有延展性的材料在外力作用下容易破碎、断裂外力作用下容易破碎、断裂. .大部分的金大部分的金属都具有延展性属都具有延展性. .常见的玻璃、陶瓷等材常见的玻璃、陶瓷等材料没有延展性料没有延展性. .2.2.新材料的开发：纳米材料、半导体材新材料的开发：纳米材料、半导体材料和超导材料料和超导材料(1)(1)纳米材料：当材料的微粒小到纳纳米材料：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著的变米尺寸时，材料的性能就会发生显著的变化，这样的高科技材料称为纳米材料化，这样的高科技材
12、料称为纳米材料. .现现在纳米材料已应用于许多领域在纳米材料已应用于许多领域. .(2)(2)半导体材料：导电性能介于导体半导体材料：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，如半导体材料锗、和绝缘体之间的材料，如半导体材料锗、硅、砷化镓等，晶体二极管就是由半导体硅、砷化镓等，晶体二极管就是由半导体材料制成，具有单向导电性材料制成，具有单向导电性. .(3)(3)超导材料：当导体的温度降低到超导材料：当导体的温度降低到一定程度时，导体的电阻会突然变为零，一定程度时，导体的电阻会突然变为零，这种现象叫超导现象，这样的材料叫超导这种现象叫超导现象，这样的材料叫超导材料材料. .超导材料可减少电能在线路上
13、的损超导材料可减少电能在线路上的损耗，便于制造大功率的用电器耗，便于制造大功率的用电器. .考点三考点三 能量转化和守能量转化和守恒定律恒定律 1.1.能量的转化和转移：能量的转移发生能量的转化和转移：能量的转移发生在同种形式的能量之间，能量的转化在在同种形式的能量之间，能量的转化在不同形式的能量之间不同形式的能量之间. .各种形式的能量各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化都可以在一定条件下相互转化. .2.2.能量守恒能量守恒定律定律3.3.能量在转化和转移过程中能量在转化和转移过程中具有方向性具有方向性. .考点四考点四 能源的分类能源的分类 1.1.按能源的获取方式可分为一次能按能源
14、的获取方式可分为一次能源和二次能源源和二次能源. .(1)(1)一次能源：可以从自然界直接获一次能源：可以从自然界直接获取的能源，如化石能源取的能源，如化石能源( (煤、石油、天然煤、石油、天然气气) )、风能、太阳能、地热能以及核能等、风能、太阳能、地热能以及核能等. .其中化石能源是当今世界的主要能源其中化石能源是当今世界的主要能源. .水能水能(2)(2)二次能源：无法从自然界直接获二次能源：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取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、酒精、汽油、柴油等能源，如电能、酒精、汽油、柴油等. .地热发电地热发电2.2.按能源的开发早
15、晚可分为常规能按能源的开发早晚可分为常规能源和新能源源和新能源. .(1)(1)可再生能源：指可以在自然界里可再生能源：指可以在自然界里源源不断地得到补充的能源，如水的动能源源不断地得到补充的能源，如水的动能、风能、太阳能、生物质能等、风能、太阳能、生物质能等. .(2)(2)新能源：指目前尚未被人们广泛新能源：指目前尚未被人们广泛利用而正在研究推广的一次能源，如太阳利用而正在研究推广的一次能源，如太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等能、风能、地热能、核能、潮汐能等. .3.3.按能源能否再生分为可再生能源和按能源能否再生分为可再生能源和不可再生能源不可再生能源. .(1)(1)常规能源：指当
16、前已被人们广泛常规能源：指当前已被人们广泛利用的能源，如煤、石油、天然气、植物利用的能源，如煤、石油、天然气、植物燃料等燃料等. .(2)(2)不可再生能源：指越利用越少，不不可再生能源：指越利用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如可能在短期内从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等煤、石油、天然气等. .化石能源化石能源核能核能太阳能太阳能水能水能风能风能天然气天然气石油石油煤煤电能电能柴油柴油汽油汽油可可再再生生能能源源不不可可再再生生能能源源考点五考点五 新能源的开发新能源的开发和利用和利用 “小男孩小男孩”装填了装填了6464公斤铀，只有公斤铀，只有0.70.7公公斤发生
17、裂变，而其中，只有斤发生裂变，而其中，只有600600毫克被转毫克被转换为能量换为能量爆炸产生的能量在地面形成爆炸产生的能量在地面形成一个巨大的火球，周围数英里陷入一片火一个巨大的火球，周围数英里陷入一片火海，巨大的冲击波将广岛夷为平地，所有海，巨大的冲击波将广岛夷为平地，所有生物均遭到致命的核辐射生物均遭到致命的核辐射. .1.1.核能：原子核在发生改变时会释放出巨大核能：原子核在发生改变时会释放出巨大的能量的能量核能，又称原子能核能，又称原子能. .获得核能有两获得核能有两种途径；一种是由原子核的裂变释放出的裂种途径；一种是由原子核的裂变释放出的裂变能；另一种是原子核的聚变释放出的聚变变能
18、；另一种是原子核的聚变释放出的聚变能能. .(1)(1)核裂变：是指一个重原子核分裂核裂变：是指一个重原子核分裂成两个或多个中等质量的原子核，引起链成两个或多个中等质量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量的过程式反应，从而释放出巨大的能量的过程. .(2)(2)核聚变：由较轻原子核在高温条核聚变：由较轻原子核在高温条件下聚合成较重原子核的核反应件下聚合成较重原子核的核反应. .(3)(3)核能的利用：核电站发电、原子核能的利用：核电站发电、原子弹、氢弹弹、氢弹. .核电站的核心装置：核反应堆，它可核电站的核心装置：核反应堆，它可控制链式反应的速度，使核能和平利用控制链式反应的速度，使核
19、能和平利用.原子弹是利用核裂变原子弹是利用核裂变(链式反应的速链式反应的速度不加控制度不加控制)的原理制成的的原理制成的.氢弹是利用核聚变的原氢弹是利用核聚变的原理制成的理制成的.2.2.太阳能：在太阳内部，轻原子核在超高温太阳能：在太阳内部，轻原子核在超高温下发生聚变，释放出的巨大的核能下发生聚变，释放出的巨大的核能. .它以光它以光和热的形式向四周辐射和热的形式向四周辐射. .(1)(1)太阳能的优点：十分巨大；供应太阳能的优点：十分巨大；供应时间长；分布广泛，无需开采；无污染；时间长；分布广泛，无需开采；无污染；取之不尽取之不尽. .(2)(2)直接利用太阳能的两种形式直接利用太阳能的两
20、种形式. .用集热器把太阳能直接转化为内能以用集热器把太阳能直接转化为内能以供使用供使用(如太阳能热水器、太阳炉、太如太阳能热水器、太阳炉、太阳灶等阳灶等).通过光电转换装置把太阳能直接转化通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能为电能.3.3.地热能：地球内部蕴含着大量的热可地热能：地球内部蕴含着大量的热可以直接用来发电等以直接用来发电等. .考点六考点六 能源、环境与可能源、环境与可持续发展持续发展 化石能源通过燃烧转化为内能，化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用相当一部分内能没有被有效利用. .1.1.能源消耗对环境的影响：大量燃烧化石能能源消耗对环境的影响：大量燃烧化
21、石能源会造成空气污染和温室效应的加剧，会形源会造成空气污染和温室效应的加剧，会形成酸雨，使空气中铅尘增加成酸雨，使空气中铅尘增加. .2.2.未来理想能源未来理想能源的条件的条件(1)(1)必须足够丰富，可以保证长期使必须足够丰富，可以保证长期使用；用；(2)(2)必须足够便宜，可以保证多数人必须足够便宜，可以保证多数人用得起；用得起；(3)(3)相关的技术必须成熟，可以保证相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；大规模使用；(4)(4)必须足够安全、清洁，可以保证不会必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境严重影响环境. .真题体验 1.（广州中考）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意
22、图如图，蓝牙通信的电磁波 （ ） A是蓝光 B波长比手机通信的电磁波短 C在真空中传播速度为340m/s D在真空中传播速度比手机通信的电磁波小 【解析】蓝牙通讯用的是电磁波，不是光信号，故A错误；蓝牙通讯比手机通讯的电磁波频率高，所以波长短，故B正确；电磁波在真空中的传播速度约为3108m/s，不是340m/s，故C错误；蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同，故D错误 【答案】B真题体验 2.（2017年大连）收音机收到的信号是通过 （填“超声”或“电磁”）波传递的；集成电路中的三极管是利用 （填“半导体”或“超导体”）材料制成的 【解析】收音机收到的广播节目信号是通过电
23、磁波传递的；集成电路中的三极管是用半导体材料制成的 【答案】电磁 半导体 真题体验 3.（2017年长沙）2017年5月，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍，它与天然气、石油一样，都是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；可燃冰燃烧时将化学能转化为 能 【解析】页岩气、天然气、石油随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源；可燃冰在燃烧时，内部的化学能转化成内能 【答案】不可再生 内 真题体验 4.（2017年攀枝花）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，下列说法正确的是 （） A太
24、阳能是不可再生能源 B石油作为当今世界的主要能源，是可再生能源 C手机通信是利用电磁波来传递信息的 D“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的 【解析】对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，故A错误；石油作为当今世界的主要能源，不可能在短时间得到补充，是不可再生能源，故B错误；手机是利用电磁波来传递信息的，故C正确；超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误. 【答案】C真题体验 5.（厦门中考）与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示，以下措施有利于优化我国能源结构的是（） A继续
25、发挥产煤大国的优势 B减小石油和天然气的比重 C严控核能、水电能的开发 D加大可再生资源的开发利用 【解析】从图可以看出我国能源以煤为主，污染大，且煤属于不可再生能源，储量有限，所以应减少煤炭的使用，增加石油、天然气、非化石能源的使用，对于核能这样的不可再生能源，应在保证安全的情况下提倡使用，水能有条件的地方应大力提倡 【答案】D真题体验 6.（2017年成都）成都正全面加强人居环境建设，让市民“望得见山，看得见水，记得住乡愁”，要实现这样的愿景，节能减排，使用新能源势在必行下列说法不正确的是（） A生物能、地热能、海洋能、太阳能都是新能源 B氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能 C能源的大量消耗使人类面临严重的能源危机 D节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率 【解析】化石燃料是常规能源，生物能、地热能、海洋能、太阳能都是新能源，故A正确；热机在工作时并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了，故B错误；很多能源属于不可再生能源，总量不断减少，人类面临能源危机，故C正确；节能的核心还是提高能量的转换利用率，故D正确 【答案】B