初中物理 第十、十七章能源和信息.doc

一、复习策略
1、信息的传递
（1）电话的工作原理

利用电流传递信息（一般不涉及电磁波）
（2）电磁波
①产生：变化的电流（振荡电流）
②传播：不需要介质．
　传播速度：与光速c相同．
③c=λf（速度＝波长×频率）
　a．单位：c→m/s　λ→m　f→Hz（1kHz=103Hz，1MHz=106Hz）
　b．通常c一定，λ与f成反比．
④家族成员：

　　⑤应用：雷达、微波炉等．
（3）常见的通信方式
①微波通信（微波特点：直线传播→微波中继站）
②卫星通信（更高级的微波通信：同步通信卫星→太空微波中继站）
　用三颗同步卫星就可以实现全球通信．
③光纤通信（激光在光纤内反射前进）
　特点：抗干扰能力强、传输信息量大．
④网络通信（典型代表：电子邮件）
2、能源
（1）化石能源：煤、石油、天然气（漫长地质年代形成）
　　 生物质能：由生命物质提供．如柴薪、食物等．
（2）能源的分类

（3）核能

（4）太阳能
①来源：太阳内部的氢原子聚变产生．

二、典例剖析
例1、甲电台发射一种电磁波的频率为990kHz，乙广播电台发射一种电磁波的频率是15.8MHz．它们发射电磁波的波长分别应是多少?
解析：
　　由电磁波的波长、波速、频率三者的关系，知其中任意两个量，可以求出第三个．
答案：
　　因为不同频率的电磁波在真空（或空气）中的速度都是相同的，且都等于3×108 m/s．根据波速=波长×频率，所以波长=波速/频率．
　　甲电台发射的电磁波波长=（3×108m/s）/（990×103 Hz）=303m；
　　乙广播电台发射的电磁波波长=（3×108m/s）/（1.58×107Hz）=19.3 m
提示：
　　由本题可知，根据电磁波频率的大小，可以判断其波长的大小，通常频率较大的电磁波．波长较短．
例2、（2006·江西）下雨天在家收听广播节目，我们发现在打雷时，从收音机里会听到“咔嚓、咔嚓……”的声音，然后才听到雷声．
（1）你知道打雷时，收音机为什么会发出“咔嚓”的声音吗?
（2）为什么我们会先听到收音机里的“咔嚓”声，然后才听到雷声?
解析：
　　（1）打雷时，发生了怎样的现象，我们也许并不十分清楚，但可以通过收音机的作用——专门接收电磁波信息，转化为声音，可以大概判断出：打雷时，收音机发出“咔嚓”声，一定是收音机接收到了无线电波（电磁波）信号了．据此可以回答为什么收音机在打雷时会发出“咔嚓”声．
　　（2）既然“咔嚓”声是收音机接收到打雷时发出电磁波，它的传播速度达3×108m/s，远远大于雷声传递的速度，故先听到“咔嚓”声后听到雷声．
答案：
　　（1）打雷产生的电磁波被收音机接收，干扰了正常信号的接收
　　（2）在空气中，电磁波传播速度比声音的传播速度大
点评：
　　对于不理解的现象（如打雷时是否会产生电磁波），有时可以根据已知的事实（如收音机只能接收电磁波），进行合理的反推，而对新的现象有所了解．灵活运用已掌握知识．分析一些新现象，体现了新课标的理念．
例3、利用电磁波可以测较远的距离．某科研小组由地面向月球发射无线电波，电波达到月球并返回地面共需2.56 s，月球与地球之问的距离是多少?
解析：
　　注意此题的时间是往返时间，算距离时要注意时间减半，这种距离的计算和回声的计算类似：3×108×（2.56/2）m=3.84×108m
答案：3.84×108m
例4、宇航员在月球上可以用电磁波来通信，电磁波在真空中的传播速度大约是________m/s，与真空中光的传播速度相同，由此可知光也是_________．
解析：
　　在月球上，处于真空状态，由于声音在介质中才能传播，真空不能传声．所以在月球上，宇航员之间的交流只能通过无线电了．电磁波可以在真空传播，传播速度与光速相同，都为3×108m/s．
答案：3×108　　　电磁波
例5、波长为500 m的电磁波属于（　）
A．微波　　　　　　　　　　　　B．中波
C．短波　　　　　　　　　　　　D．长波
解析：各不同阶段波长范围
波段
长波
中波
中短波
短波
微波
波长范围/m
3×104～
3×103
3×103～
3×102
3×102～
50×10－3
50×10－3～
10×10－3
10×10－3～
1×10－3
答案：B
例6、下列能源中，属于二次能源的是（　）
A．煤　　　　　　　　　　　　　B．天然气
C．汽油　　　　　　　　　　　　D．电
解析：
　　能源按在自然界中形成方式，可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，二次能源是指由一次能源经过人为加工而形成的能源．常见的一次能源有：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能，而常见的二次能源有焦炭、煤气、汽油、煤油、电．
答案：CD
例7、由原子的结构可知（　）
A．原子由原子核和核外电子组成
B．原子由带正电的质子和不带电的中子组成
C．原子核是由质子、中子、电子组成
D．原子核内中子的个数和核外电子数相等
解析：
　　原子是由原子核和核外高速运转的电子组成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，电荷量和电子带电荷量相等．中子不带电，质量跟质子的质量几乎相同．原子核内没有电子，原子核内放出电子是原子核内发生某种核反应时产生的．在这种反应中，一个中子变成一个电子和一个质子．
答案：A
例8、有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m2，能将吸收太阳能的50%转化为水的内能：其铭牌见下表：
型号
EWH－80B
额定功率
1500 W
额定电压
220 V
容量
80 L
外形尺寸
842 mm×463 mm×415 mm
　　（1）晴天时，用太阳能加热，某地区向着太阳的地方平均每平方米面积在1 h内得到太阳辐射能为3.2×106 J，如果每天收到太阳能8 h计算．则可以把80kg的初温为20℃的水加热多少摄氏度?[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
　　（2）遇到阴雨天，用电能加热．在额定电压工作中，将上述同样质量和初温的水加热到同样温度需多长时间．（假定所消耗电能全部转化为水内能）
　　（3）浅谈使用太阳能的优点．
解析：
　　（1）8 h水吸收的太阳能为
　　　　Q吸=W1Stη3.2×106 J/（m2·h）×1.25 m2×8 h×0.5=1.6×107 J
　　　　水升温时吸热为Q吸=c水m水（t－t0）

　　（2）Q吸=W=Pt

　　（3）太阳能有很多优点，如方便、清洁、环保，便于转化为其他形式的能，如化学能、高温热能、电能等，太阳能来源广泛，有阳光的地方就可以利用太阳能．
例9、（2006·武汉）从2005年12月起，某市推广使用乙醇汽油．乙醇汽油是一种由己醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90%，乙醇（即酒精）体积占10%．乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量，它不影响汽车的行驶性能，还能减少有害气体的排放量乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力．
　　（1）根据下表给出的一些液体的密度，求乙醇汽油的密度．
物质名称
密度（kg·m－3）
物质名称
密度（kg·m－3）
纯水
1.0×103
酒精
0.8×103
煤油
0.8×103
普通汽油
0.7×103
　　（2）某型号汽车使用上述乙醇汽油．在水平路面上匀速行驶，受到的阻力是920 N，每行驶100 km耗油10 L，求该车此时的效率（乙醇汽油的热值为4.6×107 J/kg，计算结果保留百分数的整数位）．
解析：
　　（1）在求解乙醇汽油密度时，可以假设乙醇汽油为10 L，根据乙醇汽油中汽油和乙醇的混合比例，求出乙醇和汽油的质量，得到10L乙醇汽油总质量，根据得到乙醇汽油密度．
　　（2）汽车在水平公路上匀速行驶时，克服阻力做的功是有用功（W有=fs），燃烧乙醇汽油产生的热量是总能量．根据效率概念可得，可得此车效率．
答案：
　　（1）假设乙醇汽油为10L，根据乙醇汽油混合比得，其中乙醇V1=1L，汽油V2=9 L．查密度表并根据m=ρV可得m乙醇=ρ乙醇V1=0.8 kg/L×1L=0.8 kg；m汽油=ρ汽油V2=0.7 kg/L×9L=6.3kg．10 L乙醇汽油的质量m总=m乙醇＋m汽油=（0.8＋6.3）kg=7.1 kg，=0.71kg/L=071×103kg/m3．
　　（2）汽车行驶100 km做的有用功为W有=Fs=920 N×105m=9.2×107J，总功为W总=Q放=mq=ρVq=0.71×103×10×10－3×4.6×107=3.266×108J，所以效率为η=W有/W总=9.2×107/J/（3.266×108J）=28%．
例10、我国的卫星通信技术拥有自主知识产权，在世界处于领先地位．在北京发射的信号通过通信卫星会转到上海被接收．实现这种信号传递的是（　）
A．超声波　　　　　　　　　　　B．次声波
C．声波　　　　　　　　　　　　D．电磁波
解析：
　　超声波、次声波的传播要靠固体、液体、气体等介质，不能在太空中传播．无线电波包括微波、短波、中波和长波，是理想的卫星通信载体，故选D．
例11、开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发能源，我们还应该从节约身边的能源做起，图中符合节约能源且安全的做法是（　）

解析：
　　冰箱开门后门不关好，这样就使得冰箱内温度接高，压缩机工作时间延长、消耗电能增多，浪费能源；白天尽量用自然光不用电灯可以节约电能；用煤气灶取暖，大量热被浪费；每次洗一件衣服和洗多件衣服，洗衣机在工作时消耗的电能是一样的．把脏衣服集中在一起洗可以减少洗衣次数，所以每次只洗一件衣服费电．
答案：B
例12、人们常说，太阳是人类的“能源之母”，从广义的角度看太阳能不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且还包括由它引起的水能、风能和生物质能等．在石油、天然气、煤、地热能中，不是来自太阳的能源是_________．
　　某型号太阳能庭院灯的技术参数如下表所示，该太阳能庭院灯的抗风力不小于________m/s．在充分充电后，即使是连续阴天，专用铅酸蓄电池使两盏节能灯正常工作所做的电功最大可能达到_________kW·h．

解析：
　　石油、天燃气、煤这些化石燃料来自古生物，而生物是需要阳光的，地热能是由于地壳的变化等因素产生的，故不是来自太阳的能源．
　　抗风力150 km/h=150000 m/3600 s≈41.7m/s，W=Pt=10×10－3kW×40 h=0.4 kW·h．
答案：地热能；41.7；0.4