专题18 信息 材料 能源 宇宙（解析版）

主题三 电学 专题18 信息 材料 能源 宇宙 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。 新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。 考点内容 课标要求 命题预测 信息与材料 知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速 度。知道波长、频率和波速。了解电磁波的应用及 其对人类生活和社会发展的影响。 信息与材料题型主要是选 择题和填空题。主要命题点 有：电磁波的应用、信息传 递、材料的属性、材料的应用 等。 能源与宇宙 列举常见的不可再生能源和可再生能源。知道 核能的特点和核能利用可能带来的问题。从能源开 发与利用的角度体会可持续发展的重要性。了解人 类探索太阳系及宇宙的历程，知道人类对宇宙的探 索将不断深入，关注人类探索宇宙的一些重大活 动。 能源与宇宙常见考题类型 是选择题、填空题。命题点 有：能源的分类、新能源的应 用、能源与人类的发展、探索 宇宙等。 ►考向一 信息与材料 1（2023·新疆）汽车的轮胎常由橡胶制成，是由于橡胶具有较好的（ ） ．塑性 B．弹性 ．导热性 D．透气性 【答】B 【解析】用橡胶做汽车的轮胎，是因为橡胶的弹性好，能起到缓冲的作用，与塑性、导热性、透气性 无关，故B 符合题意，D 不符合题意。 故选B。 2（2023·成都）2023 年5 月17 日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56 颗北斗导航卫 星。卫星向地面传递信息利用的是（ ） ．超声波 B．次声波 ．光纤 D．电磁波 【答】D 【解析】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播， 卫星向地面传递信息利用的是电磁波，故D 符合题意，B 不符合题意。 故选D。 3（2023·荆州）关于电磁波，下列说法正确的是（ ） ．5G 通信是利用电磁波来传递信息的 B．我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的 ．电磁波在真空中的传播速度是340m/s D．遥控器发出的红外线不是电磁波 【答】 【解析】．电磁波可以传递信息且速度约等于光速，故5G 通信是利用电磁波来传递信息的。故正确； B．电磁波可以传递信息且能在真空中传播，而超声波无法在真空中传播，所以我国的北斗卫星定位 系统是利用电磁波进行定位的。故B 错误； ．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。故错误； D．遥控器通过发射红外线控制电视等用电器的，红外线属于电磁波。故D 错误。 故选。 4（2023·广州）各色光在真空中的波长如图所示，植物中叶绿素会吸收波长在430m~662m 之间 的光。真空中，波长650m 的光（ ） ．是紫光 B．不是电磁波 ．波长比蓝光的长 D．比波长500m 的光传播速度大 【答】 【解析】．由图可知波长650m 的光是红光，故不符合题意； B．红光也属于电磁波，故B 不符合题意； ．该光的波长是650m，蓝光的波长是430-450m，故该光的波长比蓝光的波长长，故符合题意； D．该光和波长为500m 的光都是电磁波，在真空中的传播速度一样，故D 不符合题意。 故选。 5（2023·陕西）2023 年5 月30 日，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功，并与空间站组合体顺 利对接。对接完成后，该飞船相对空间站是 的，空间站与地面控制中心是利用 波来传递信息的。 【答】 静止 电磁 【解析】[1]对接完成后，飞船相对空间站来说，位置没有发生变化，是静止的。 [2]电磁波可以传递信息且能够在真空中传播，所以，空间站与地面控制中心是利用电磁波来传递信息 的。 6（2023·常州）旅行者一号是美国于1977 年发射的无人太空探测器，现已离开太阳系，2023 年 某日23:00:00（时:分:秒），地球收到旅行者一号于当日发出的 （超声波/电磁波）信号，发出信号 的时刻用莫尔斯电码表示，其代码为“----- ·---- ----- ----- ----- -----”。旅行者一号发出该信号的时刻为 （时:分:秒），由此可估算出旅行者一号距离地球 m。（ ， ） 莫尔 斯电码 ----- ·----- ··--- ···-- ····- 数字 0 1 2 3 4 莫尔 斯电码 ····· -···· --··· ---·· ----· 数字 5 6 7 8 9 【答】 电磁波 01:00:00 【解析】[1]太空中是真空，声波不能在真空中传播，而电磁波可以，故科学探测得到的图像和数据是 通过电磁波传递到地球的。 [2][3]对照表格信息，根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出旅行一号发出信号的时刻是 01:00:00，由题知，地球收到信号的时刻是当日23:00:00，则电磁波传播的时间为t=23:00:00- 01:00:00=22 由速度公式可得，旅行者一号距离地球的距离为 解题技巧 （1）电磁波的传播是不需要介质的，在真空中的传播速度等于光速（3×108 m/s） （2）电磁波的波速（）、波长（λ）、频率（f）三者的关系是=λf。不同电磁波在真空中的波速 是一定的，即=3×108m/s，所以波长与频率成反比。 （3）现在人们主要使用的通信方式有微波通信、卫星通信、光纤通信、络通信。 （4）材料的物理性质 主要有导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性等。 ►考向二 能源与宇宙 7（2023·泰州）下列能源中，属于不可再生能源的是（ ） ．水能 B．风能 ．潮汐能 D．核能 【答】D 【解析】水能、风能、潮汐能短时间内可以再生，是可再生能源，核燃料短时间内无法再生，是不可 再生能源。 故选D。 8（2023·兴安盟）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ） ．电能是一次能源 B．太阳释放的能量是核裂变产生的 ．水力发电是将水的机械能转化为电能 D．煤、石油、天然气都是可再生能源 【答】 【解析】．电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故错误； B．核聚变和核裂变都可以获得巨大的核能，太阳释放的能量是氢核聚变产生的，故B 错误； ．根据能量转化可知，水力发电机发电时是将水的机械能转化为电能，故正确； D．煤、石油、天然气都是化石能源，不能在短时间内形成，是不可再生能源，故D 错误。 故选。 9（2023·株洲）太阳是人类能源的宝库，太阳能（ ） ．是可再生能源 B．是二次能源 ．不是未来的理想能源之一 D．来自太阳内部的核裂变 【答】 【解析】太阳的能量来自内部源源不断地核聚变反应，太阳能可以源源不断地从自然界直接获得、利 用是一次能源，也是可再生能源，而且它还无污染，是未来理想能源之一。故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 10（2023·淄博）能源是人类生存和发展的基础，人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进 和更替。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（ ） ．核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径 B．煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染 ．太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔 D．能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性的 【答】 【解析】．核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径，故错误，符合题意。 B．煤不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污 染，故B 正确，不符合题意； ．太阳能是一次能源，是一种新型的无污染的能源，太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境 的污染小，前景广阔，故正确，不符合题意； D． 能量的转化和转移是有方向性的，具有不可逆性，并不是所有的能量都可以被利用，所以我们需 要节约能源，故D 正确，不符合题意。 故选。 11（2023·成都）我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识， 下列说法正确的是（ ） ．做功过程实质是能量的转化或转移过程 B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒 ．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展 D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身 【答】 【解析】．能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移 到别的物体。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故正确； B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转 移具有方向性，不能反过来转化，故B 错误； ．由于不可避免的能量损耗，因此核燃料能量转化不可能达到100%，故错误； D．煤、石油、天然气等来源于远古时期动植物，而动植物的能量来源于太阳辐射能，故D 错误。 故选。 12（2023·陕西）核聚变能量被称为人类理想的永久能源。近年来，有“人造太阳”之称的中国全 超导托卡马克核聚变实验装置不断创造新的记录，使我国人工可控核聚变的研究处于世界领先水平，为加 快实现人工可控核聚变贡献了中国智慧。核聚变的主要原料是氘，它可以从海水中提取，1L 海水中含有 的氘。在完全核聚变反应中，1L 海水中的氘释放出的能量相当于300L 汽油完全燃烧所释放 的能量。请完成下列问题。 （1）当前运行的核电站是利用核 变的原理工作的，核能属于 （选填“可再生”或“不 可再生”）能源； （2）1L 海水中所含有的氘完全核聚变反应所释放的能量是多少？可以供一盏“220V 05”的电灯正 常工作多长时间？ ， ，计算结果保留两位小数 ； （3）未来实现人工可控核聚变后，若一座核聚变发电站每年消耗340kg 的氘，理论上可释放的能量 是多少？ 【答】 裂 不可再生 【解析】（1）[1][2]核电站原理是核裂变，核能是用完了就没有了的，根据能源的分类可知，核能 属于不可再生能源。 （2）[3]根据1L 海水中的氘完全核聚变可放出的能量和300L 汽油完全燃烧放出的能量相同由 得，300L 汽油的质量 300L 汽油完全燃烧放出的热量 所以，1L 海水中的氘完全聚变可释放的能量 由=Ut 得，这些能量可供电灯正常工作的时间 （3）[4]因为 的氘完全核聚变，可放出9798×10⁹ 的能量，所以，340kg 氘完全核聚变 可放出的能量 解题技巧 （1）能源分类的方法 ①按能源产生的方式可分为一次能源和二次能源。 ②按人类开发早晚和使用情况可分为常规能源和新能源。 ③按能源消耗后是否在短期内从自然界得到补充的角度可分为可再生能源和不可再生能源。 （2）核电站的核心设备是核反应堆，是可控制的链式反应，原子弹爆炸是不加控制的链式反应； 太阳内部在时刻不停地发生核聚变。 1．（新情境）（2023·宜宾）如图是2022 年10 月12 日“天宫课堂”上的两个实验情景。航天员 刘洋在中国空间站进行了水球变“懒”实验：用注射器喷出空气，空气冲击水球，使水球剧烈振动；她还 展示了由种子长成的水稻植株。针对“天宫课堂”的下列说法正确的是（ ） ．航天员和学生天地通话是通过电磁波传递信息的 B．航天员随空间站绕地球运动时处于平衡状态 ．水球受到冲击力的施力物体是注射器 D．水稻种子从地面被带到空间站后质量变为零 【答】 【解析】．由于航天员所在的中国空间站在太空中，周围环境是真空环境，所以只能依靠电磁波传递 信息，故航天员和学生天地通话是通过电磁波传递信息的，故正确； B．航天员随空间站绕地球运动时，做圆周运动，不断改变运动方向，所以空间站不处于平衡状态， 故B 错误； ．由于空气冲击水球，使水球剧烈振动，所以水球受到冲击力的施力物体是空气，故错误； D．由于质量是物体含有物质的多少，质量大小与物体的位置无关，所以水稻种子从地面被带到空间 站后质量不变，故D 错误。 故选。 2．（跨学科）（2023·济南）2022 年12 月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领 世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大 水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水 电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 【答】 电能 可再生能源 【解析】[1]发电机工作时将机械能转化成电能，水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 电能的工厂。 [2]水能可以源源不断地获得，水电站发电所用的能源——水的机械能属于可再生能源。 3．（新考法）（2023·呼和浩特）为响应节能减排、低碳生活，电动汽车已进入千家万户。如图甲 为某国产品牌的电动汽车正在充电桩充电。充电桩充电时的电压为220V，电流为40，充电耗时为10， 汽车电池所容纳的电能从零变为80k·。充电时发现线路及设备发热较为明显，可等效为如图乙的发热电阻 串联于电路中，且认为能量损失均为发热电阻所致。求： （1）电能属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）； （2）充电过程中，电流所做的功和充电效率 ； （3）发热电阻 的阻值及充电过程中汽车电池两极之间电压。 【答】 二次能源 909% 05Ω 200V 【解析】（1）[1]二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，例如：电力、蒸汽、煤气、 汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、知沼气 、氢气和焦炭等等。电能是通过其他能源转化而来的，不 是一次能源，是二次能源。 （2）[2]充电过程中电流做的功为 [3]由题意可知，汽车电池所容纳的电能从零变为80k·，故充电效率 （3）[4]因为能量损失均为发热电阻所致，则损失的电能为 由 可得，发热电阻的阻值为 [5]由 可知，汽车电池两极之间的电压为 1．（2023·十堰）2023 年5 月30 日，长征二号F 运载火箭搭载神州十六号载人飞船，在酒泉卫星 发射中心点火发射，运载火箭的喷气发动机向下喷气，推动火箭升空。各地雷达监测站即时向指挥中心传 递火箭运行信息。下列有关说法正确的是（ ） ．运载火箭应选用密度小、热值大的燃料 B．各地雷达监测站利用超声波向指挥中心传递信息 ．火箭向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似 D．火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能量不守恒 【答】 【解析】．运载火箭的燃料使用密度小且热值大的燃料，与其他燃料相比，在燃烧同样质量的燃料的 情况下，可以释放更多的热量，故正确； B．各地雷达监测站利用电磁波向指挥中心传递信息，故B 错误； ．火箭向下喷气获得推力的过程中，内能转化为机械能，原理与内燃机的做功冲程相同，故错误； D．所有的能量转化过程，都遵守能量守恒定律，所以火箭升空过程中，需要克服空气阻力做功，能 量守恒，故D 错误。 故选。 2．（2023·十堰）某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为 η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为水。下列说法正确的是（ ） ．太阳能是不可再生能源 B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能 ．太阳能热水器将太阳能转化为内能 D．该热水器内水的质量为 【答】 【解析】．太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故错误； B．由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能电池不能将接收到的太阳能全部 转化为电能，故B 错误； ．太阳能热水器吸收太阳能，将太阳能转化为内能，故正确； D．太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，则水吸收的太阳能为Q 吸＝ηQ 根据Q＝mΔt 可知，该热水器内水的质量为 故D 错误。 故选。 3．（2023·苏州）在轨运行的“天宫二号”空间实验室，与地面进行实时信息传输所使用的是（ ） ．电磁波 B．红外线 ．超声波 D．次声波 【答】 【解析】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 天宫二号用电磁波与地面进行通信和交流。 故选。 4．（2023·益阳）2022 年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74 天的航程，完成了 一项基于北斗卫星的深海通讯实验。这次实验突破了海水深度达到6000 米的大容量数据的即时传输，解 决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是（ ） ．通过声波传递数据 B．通过电磁波传递数据 ．通过光纤传递数据 D．数据传输有较长时间的延迟 【答】B 【解析】．声波不能在真空中传播，而电磁波能在真空中传播，所以北斗卫星在太空中与深海之间是 通过电磁波传递数据的，故错误，B 正确； ．要使用光纤传递数据，需在太空和海底铺设光纤，显现是不现实的，故错误； D．电磁波的传播速度非常快，真空中约为3×108m/s，水中的传播速度约为 倍真空速度，因此海 水深度达到6000 米的大容量数据的即时传输，时间的延迟很小，故D 错误。 故选B。 5．（2023·攀枝花）2022 年底，攀枝花首批氢能公交车投入运行。下列能源跟氢能一样属于二次 能源的是（ ） ．风能 B．电能 ．水能 D．太阳能 【答】B 【解析】．风能是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故不符合题意； B．电能是由一次能源经过加工而获得的能源，是二次能源，故B 符合题意； ．太阳能是从自然界直接获取的能源，是一次能源，故不符合题意； D．水能是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故D 不符合题意。 故选B。 6．（2023·广元）下列说法正确的是（ ） ．太阳能属于二次能源 B．我国北斗卫星导航系统是通过电磁波传递信息的 ．光在真空中的传播速度是340m/s D．英国物理学家法拉第发现了电流的磁效应 【答】B 【解析】．一次能源是指直接获得就可以利用的能源；而二次能源是由一次能源转化来的，太阳能是 直接获得就可以利用的能源，属于一次能源，故错误； B．电磁波能在真空中传播，我国北斗卫星导航系统是通过电磁波向地面传递信息，故B 正确； ．光在真空中的传播速度约为30×108m/s，故错误； D．英国物理学家法拉第最先发现电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应。故D 错误。 故选B。 7．（2023·枣庄）关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是（ ） ．核能和地热能都是可再生能源 B．核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的 ．弯曲的光导纤维也能传输信息，说明光可以沿曲线传播 D．中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递 【答】D 【解析】．核能的核燃料是不可再生能源，故错误； B．核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的，故B 错误； ．弯曲的光导纤维也能传输信息，是因为光发生了反射，故错误； D