信息的传递、能源与可持续发展.doc

第12讲 信息的传递
能源与可持续发展
单元复习目的
（一）知识和技能：
1.通过学习,了解电话是怎样把信息传递到远方；了解电话交换机的应用；了解模拟通信和数字通信的基本区别。
2.通过学习,了解电磁波的产生和传播，知道光是电磁波电磁波在真空中的传播速度；波长、频率和波速的关系。
3.通过学习,了解无线电广播，电视和移动电话的工作过程。
4.能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点；了解核能的优点和可能带来的问题。 
5.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
6.能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系；尝试对环境温度问题发表自己的见解；了解核能的优点和可能带来的问题；了解世界和我国的能源状况。
（二）过程和方法
1．通过复习和归纳，学会梳理知识的方法。
2．为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础。
（三）情感态度和价值观
让学生在亲身讨论、探究过程中感受、关注能源可持续发展问题，逐渐从情感参与角度对能源可持续发展问题形成稳定的态度、价值观。
重点、难点
重点：1.现代电信的优点及其使用知识；
2.了能源危机等问题，以引起对能源可持续发展的重视。
复习内容
本讲是初中物理的边缘知识，是关于信息和能源的相关知识。对学生来讲，这讲知识着重在了解的范畴。本专题的基本考点有：电磁波的产生原因和传播速度；波长、波速和频率的关系；原子的核式结构；核能的利用，核聚变、核裂变；能源的利用与可持续发展等。
复习流程
一、复习引入
二、考点知识梳理

三、重点难点扫描
（一）电话
1.________发明了电话，电话的基本组成包括 。
2.话筒把 声信号 转化成 电信号 ，结构与 麦克风 相同，听筒把 电信号 转化成 声信号 ，结构与 扬声器 相同。
3.电话的基本原理是：振动——变化的电流——振动。
4.为了提高线路的利用率，人们发明了 。
5.模拟信号与数字信号：
⑴模拟信号：信号电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声信号的电信号。
缺点：在传输、放大、加工的过程中易失真，从而使传递的信息发生变化。
⑵数字信号：利用数字的组合来代表信息的信号。
特点：一般只有两个数字，在传输、放大、加工的过程中很稳定，容易编辑。
（二）电磁波
1.电磁波的产生： 产生电磁波。
2.电磁波的传播：在很多介质中可以传播，在真空中也能传播；在真空中的传播速度最大，用c表示：c＝3×108m/s
3.电磁波的分类：长波、中波、短波、微波。
4. 移动电话：即有发射功能，又有接收功能。（可以看做是广播电台与收音机的组合）
（三）通信常识
1. 微波通信：
微波：波长在10m—1mm之间，频率在30MHz—300000MHz之间的电磁波。
优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。
缺点：传播近似直线，不能沿地球表面传播，在地面的传播距离短。
改进方式：需要大量的中继站，约50km一个。
结论：不能用月球做中继站，但可以用卫星做中继站。
2.卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。
同步卫星的优点：覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。
3.光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。
优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一
激光：频率单一、方向集中，可以用来传递信息。光导纤维：
4.网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。
每个邮件地址的域名都会告诉你相应的信息，如:“Xiaodong@”
表示该电子邮箱属于 Xiaodong 　,
邮箱服务器名叫 　　　,
其中“cn”是　China　　的简写，表示该服务器在　中国　　注册．
（四）能源的分类
1.能源的分类有多种形式：
①按照能源在自然界形成的方式，可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然形成和现成存在的能源，如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能等。二次能源是指由一次能源经过人为加工转换而成的能源，如：焦碳、煤气、汽油、煤油、电等。
②一次能源中又可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。不可再生能源是指一次性消耗，就不可在短时期内从自然界得到补充的能源。
③按照一次能源使用的状况，可以分为常规能源和新能源两种。 核能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等能源，新近才开始利用，叫做新能源．(按照能源来源可以分为四类：①太阳能②原子核能③地热能④潮汐能，前3种实质上都属于原子核能。)
④清洁能源与非清洁能源: 清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源.如:太阳能、水能、风能等.非清洁能源是指对环境有污染或污染很大的能源.如:煤、石油、天然气等化石燃料.
（五）能源与社会
1.核能
⑴核裂变: 重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变反应，简称裂变．原子核裂变时放出巨大的能量和中子．
⑵链式反应:
铀核裂变时，同时放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，有可使裂变反应不断进行下去．这种反应叫做链式反应．
链式反应，如不加控制,就会在极短的时间内释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的．
⑶核电站---把核能转化为电能的发电设备叫做核电站．
核能发电原理:核电站主要由原子反应堆、热交换器、冷却系统、汽轮发电机组成的．反应堆工作时，核燃料裂变释放出的核能转变为热能，使反应堆的温度升高．为了控制反应堆的温度，使它能正常工作，需要用水、液体金属钠或空气等流体作冷却剂，在反应堆内外循环流动，不断地带走热能．这就是反应堆的冷却系统，它同时可以用来输出热能．利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．
⑷核能发电的前景:
核电站消耗的“燃料”很少．一座一百万千瓦的核电站，每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站，每年却要消耗250万吨煤．核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能将成为21世纪的主要能源之一．核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染．
⑸核聚变
轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变反应，简称聚变．聚变又称为热核反应．
目前已实现的人工聚变是氢弹的爆炸，它利用重核裂变时发生的爆炸造成极高温度，从而使其间的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应．
氢弹是利用迅速而剧烈的、不可控制的热核反应原理设计制造的炸弹，利用原子弹爆炸产生的高温，使聚变反应能迅速而剧烈地发生，当然人也无法控制它的进程。
2.太阳能
⑴温度高: 表面温度6000℃,内核温度1.5×107℃.
⑵能量大: 每三天向地球辐射的能量相当于地球上蕴藏的所有化石燃料能量的总和,约是全世界全年消耗总能量的1.5倍
优点:分布广,获取方便,不会造成污染,是人类未来的理想能源.
3.能源革命与可持续发展
未来的理想能源必须满足以下四个条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使用；第二，必须足够便宜，保证多数人用得起；第三，相关技术必须成熟，可以保证多数人可以使用；第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
四、典型实验再现
无
五、典型例题分析
例1：赵明同学在学习过无线电通信常识后，对电磁波有以下的认识，你认为正确的是（ ）21世纪教育网
A．波长与频率都不同的电磁波，在真空中的传播速度也不同
B．每秒钟电磁波出现的波峰数（或波谷数）叫电磁波的周期
C．太阳发出的电磁波中含有红外线
D．光纤通信中，激光能穿过线芯和包层的界面，由近及远向前传播
例2：中央电视台1台发射的电磁波的频率范围为56.5～64.5MHz，中央电视台2台发射的电磁波的频率范围为183～191MHz，这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时（ ）
A．1台发射电磁波速度大于2台发射电磁波速度
B．1台发射电磁波速度小于2台发射电磁波速度
C．1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长
D．1台发射电磁波波长小于2台发射电磁波波长
例3：人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前核能的利用水平,你认为下列关于原子弹和核电站的说法中正确的是（ ）
A．核电站控制裂变的链式反应速度
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的链式反应不加控制
D．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
例4：第41届世博会已于2010年5月1日在上海开幕。为了体现“城市，让生活更美好”的世博会主题精神，某校同学提出下列环保建议，其中你认为可行的是（ )
①开发新能源，减少化石燃料的燃烧；②提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋；③开发生产无汞电池；④提倡使用手帕，减少餐巾纸的使用；⑤分类回收垃圾
A．①③⑤ B．①③④⑤ C.①②③⑤ D．①②③④⑤
六、中考真题：
1. 2009年的诺贝尔物理学奖被三人获得，其中，因为光纤通信技术方面做出突出贡献，而被称为“光纤之父”的美籍华人是（ ）
A．丁肇中 B．李政道 C．钱学森 D．高锟
2. 在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?（ ）
A.是靠光纤壁不断地反射而向前传播
B.就像电流沿弯曲导线那样传播
C.就像水流沿弯曲水管流动那样传播
D.是靠光纤壁不断地折射而向前传播
3. 环境保护、开发新能源是未来能源利用的主旋律。下列做法中最有利于环境保护的是（ A ）
A、开发太阳能取代煤、天然气等能源 B、用天然气代替煤和石油
C、用核能代替水力发电 D、废电池与其他废品一起填埋
4. 自然界中有些能源一旦被消耗就很难再生，因此我们要节约能源。在下列能源中，属于不可再生能源的是（ D )
A．风能 B．水能 C．太阳能 D．石油
5. 在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现.低碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而减低碳特别是二氧化碳的排放.低碳生活，对于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行.请你从物理学的角度再列举三个低碳生活的事例。
答案：①随手关灯；②使用空调时关紧门窗；③电视机音量不要开得太大等.

七、课堂检测：
1. 下列几种波中，不属于电磁波的是( )
A.微波 B.无线电波 C.光波 D.声波
 2. 华人科学家高锟以“涉及光纤传输的突破性成就”获2009年诺贝尔物理学奖。关于光纤通信，下列说法正确的是( )
A.光在光纤中是沿中轴线直线传播的
B.光纤通信与有线通信一样，都需要金属导线
C.光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”
D.光纤通信中传播的物质—光，不是电磁波
3. 关于电磁波及其应用，下列说法中不正确的是( )
A．电磁波在真空中传播的速度与光速相同
B．移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波
C．用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信
D．无线电波中，长波的频率小于短波的频率
4.下列说法不正确的是( )21世纪教育网
A.声、光和电磁波都能传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的
D.根据公式c=λf可以推断了，频率越高的电磁波，波长越短
5. 手机接收到来电信号时，指示灯发光并发出声音（或振动）；拨打别人的手机，如对方接收不到信号，会听到“您拨打的用户暂时无法接通”的提示。现用两部手机、硬纸鞋盒和金属点心盒做“探究不同材料对接收电磁波的影响”实验：将一部手机先后放到鞋盒和点心盒内（盖严盒盖），再用另一部手机拨打盒内手机，参见右图。在下列判断盒内手机能否接收到信号的方法中，不可靠的是( )
A．听是否有“暂时无法接通”的提示21世纪教育网
B．盒内手机设为振动，触摸盒子感觉是否振动
C．盒内手机设为响铃，听是否传出声音
D．在盒盖上开一个小孔，看盒内手机指示灯是否发光
6.下列能源在利用时对环境污染最大的是（ )
A．太阳能 B．风能 C．煤 D．电能
7. 据报道，荆州市的松滋有望继通山县之后建设湖北省的第二座核电站，下列有关说法正确的是（ )
A．核能和石油一样，属于可再生能源
B．核电站是利用核裂变释放的核能来发电的
C．核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，都是不加控制的
8. “低能耗”、“低废水”、“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。下列做法不符合低碳理念的是（ )
A.推广利用太阳能 B．家庭电器长期处于待机状态
C．循环使用生活用水 D．回收有机垃圾用于生产沼气
9. 有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源．下列属于二次能源的是（ )
A．煤 B．石油 C．天然气 D．电能
10. 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．太阳能和核能都是可再生能源
B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料
C．雷达是利用超声波进行定位和导航的
D．电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息

八、教学反思：
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