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1、第十六章 信息傳遞、材料、能源與可持續(xù)發(fā)展復習課件電視臺通過電磁波，電視臺通過電磁波，將精彩的電視節(jié)目將精彩的電視節(jié)目展現(xiàn)給我們展現(xiàn)給我們.地球上的能源是否是無地球上的能源是否是無盡的呢？盡的呢？信息傳遞、材料、能源與可持續(xù)發(fā)展電磁波及其應用材料電磁波：電流的迅速變化會在其周圍產(chǎn)生電磁波電磁波的應用信息方面的應用能量方面的應用現(xiàn)代通信技術材料的物理屬性：導熱性、導電性、磁性、彈性、延展性等新材料能量轉化和守恒定律能量的轉移和轉化能量的轉化和轉移具有方向性能源分類按獲取方式分：一次能源和二次能源按開發(fā)早晚分：常規(guī)能源和新能源按是否再生分新能源的開發(fā)和利用核能的開發(fā)和利用太陽能的開發(fā)和利用地熱能的

2、開發(fā)和利用其他新能源的開發(fā)和利用能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展未來理想能源的條件能源對環(huán)境的影響：溫室效應、酸雨、鉛塵考點一考點一 電磁波及其應電磁波及其應用用 雷達設備在軍事、氣象等方面有廣泛的應用.1.1.電磁波的產(chǎn)生：當導體中電流迅速變化電磁波的產(chǎn)生：當導體中電流迅速變化時，在其周圍會產(chǎn)生電磁波時，在其周圍會產(chǎn)生電磁波. .發(fā)射電磁波的發(fā)射電磁波的機器需復雜的電子線路產(chǎn)生迅速變化的電機器需復雜的電子線路產(chǎn)生迅速變化的電流流. .2.2.電磁波分類：按波長由大到小可分為長電磁波分類：按波長由大到小可分為長波、中波、短波、微波、紅外線、可見光、波、中波、短波、微波、紅外線、可見光、紫外線、紫外線、X

3、 X射線、射線、射線等射線等. .3.3.電磁波電磁波傳播傳播(1)(1)電磁波的傳播不需要介質，在電磁波的傳播不需要介質，在真空中也可以傳播，宇航員在月球中真空中也可以傳播，宇航員在月球中可以用電磁波通信可以用電磁波通信. .真空中電磁波的波真空中電磁波的波速為速為c=3c=310108 8m/sm/s. .(2)(2)電磁波的波長、波速和頻率之電磁波的波長、波速和頻率之間的關系：間的關系：c=c=f f，其中，其中“”表示波表示波長，單位是長，單位是“m”m”；“f”f”表示頻率，單表示頻率，單位是位是“Hz”Hz”；“c”c”表示波速，單位是表示波速，單位是“m/sm/s”. ”. 時時

4、間間t t波長波長4.4.電磁波的電磁波的應用應用(1)(1)電磁波在信息方面的應用電磁波在信息方面的應用. .無線電廣播信號的發(fā)射和接收無線電廣播信號的發(fā)射和接收無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成臺完成麥克風麥克風將聲信號轉換成電將聲信號轉換成電信號信號調(diào)制器調(diào)制器將音頻電信號加將音頻電信號加載到載到高頻電流上高頻電流上天線天線產(chǎn)生電磁波將高頻載產(chǎn)生電磁波將高頻載波信號發(fā)射到波信號發(fā)射到空中空中收音機負責信號的接收與還原收音機負責信號的接收與還原天線天線接收各種各樣的電接收各種各樣的電磁波磁波調(diào)諧器調(diào)諧器選擇需要電臺的載波選擇需要電臺的載波信號（解調(diào)）信號（解調(diào)）

5、解調(diào)解調(diào)從載波信號中復原音從載波信號中復原音頻信號頻信號揚聲器揚聲器將音頻電信號轉換成將音頻電信號轉換成聲音聲音 電視的發(fā)射和接收電視的發(fā)射和接收電視用電磁波傳遞圖像和聲音電視用電磁波傳遞圖像和聲音信號信號. . 圖像信號工作過程圖像信號工作過程攝像機攝像機將圖像轉換成電信將圖像轉換成電信號號發(fā)射機發(fā)射機將電信號加載到頻率將電信號加載到頻率很高的電流上很高的電流上天天 線線將高頻信號發(fā)射到將高頻信號發(fā)射到空中空中電視接收機工作過程電視接收機工作過程天天 線線接收包含聲、像信接收包含聲、像信息的高頻信號息的高頻信號接接 收收 機機取出并放大圖像和取出并放大圖像和音頻電信號音頻電信號顯顯 示示 器

6、器復原圖像信復原圖像信號號音頻放大音頻放大將微弱音頻電信號將微弱音頻電信號放大并輸出放大并輸出移動電話：移動電話不需要電話線，聲音信息不是移動電話：移動電話不需要電話線，聲音信息不是由導線中的電流來傳遞，而是由空間的電磁波傳遞，由導線中的電流來傳遞，而是由空間的電磁波傳遞，所以移動電話既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺所以移動電話既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺. (2)(2)電磁波在能量方面的應用：微波用于微波爐，電磁波在能量方面的應用：微波用于微波爐，紅外線用于醫(yī)療加熱、遙控，紫外線用于殺菌、防偽紅外線用于醫(yī)療加熱、遙控，紫外線用于殺菌、防偽,射線、射線、X X射線用于醫(yī)療等射線用于醫(yī)療等.

7、 .(3)(3)現(xiàn)代通信技術：衛(wèi)星通信、光纖通信和網(wǎng)絡通信現(xiàn)代通信技術：衛(wèi)星通信、光纖通信和網(wǎng)絡通信衛(wèi)星通信：用地球同步衛(wèi)星作為中繼站，衛(wèi)星通信：用地球同步衛(wèi)星作為中繼站，在地球周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，在地球周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信通信.衛(wèi)星通信除了能遠距離傳送信息外，還衛(wèi)星通信除了能遠距離傳送信息外，還要通信容量大、干擾小、質量好、功效高等要通信容量大、干擾小、質量好、功效高等優(yōu)點優(yōu)點.光纖通信：光也是一種電磁波，光纖通信：光也是一種電磁波，其頻率比微波更高，在相同時間內(nèi)其頻率比微波更高，在相同時

8、間內(nèi)傳遞的信息量就更大，光纖通信利傳遞的信息量就更大，光纖通信利用頻率單一、方向高度集中的激光用頻率單一、方向高度集中的激光在光導纖維中傳播，不受電磁干擾，在光導纖維中傳播，不受電磁干擾，通信質量高，保密性好，傳輸損耗通信質量高，保密性好，傳輸損耗小小.光纖通信光纖通信光在光導纖維中光在光導纖維中的傳播的傳播網(wǎng)絡通信：計算機可以高速處理大量信網(wǎng)絡通信：計算機可以高速處理大量信息，把計算機連在一起可以進行網(wǎng)絡通信息，把計算機連在一起可以進行網(wǎng)絡通信.目前人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡通信形式是電子目前人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件，電子郵件能傳遞文字、照片、語音郵件，電子郵件能傳遞文字、照片、語音及任

9、何信息及任何信息.人們可以利用因特網(wǎng)實現(xiàn)資源人們可以利用因特網(wǎng)實現(xiàn)資源共享和信息傳遞共享和信息傳遞.考點二考點二 材料材料 1.1.材料的物理屬性：導熱性、導電性、材料的物理屬性：導熱性、導電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性等，一般來說，不同材料的這些性展性等，一般來說，不同材料的這些性質是不同的質是不同的. .(1)(1)導熱性：容易導熱的物體是熱的導熱性：容易導熱的物體是熱的良導體，常見的有各種金屬，不容易導熱良導體，常見的有各種金屬，不容易導熱的物體是熱的不良導體，常見的有木材、的物體是熱的不良導體，常見的有木材、橡膠、空氣等橡膠、空氣等. .

10、(2)(2)彈性：材料受力會產(chǎn)生拉長、壓彈性：材料受力會產(chǎn)生拉長、壓縮或彎曲等形變，除去外力后材料往往又縮或彎曲等形變，除去外力后材料往往又自己恢復原狀，這就是彈性自己恢復原狀，這就是彈性. .材料的彈性材料的彈性是有限度的，過去的力會使彈性材料變形是有限度的，過去的力會使彈性材料變形且不能恢復原狀，甚至斷裂且不能恢復原狀，甚至斷裂. .(3)(3)硬度：材料有軟有硬硬度：材料有軟有硬. .較硬的材料能使較軟的材料較硬的材料能使較軟的材料產(chǎn)生凹陷、劃痕、或切削、磨損較軟的材料，硬度就是描產(chǎn)生凹陷、劃痕、或切削、磨損較軟的材料，硬度就是描述材料堅硬程度的物理量述材料堅硬程度的物理量. .(4)(

11、4)延展性：具有延展性的材料可以打成片、拉成絲；延展性：具有延展性的材料可以打成片、拉成絲；不具有延展性的材料在外力作用下容易破碎、斷裂不具有延展性的材料在外力作用下容易破碎、斷裂. .大部分大部分的金屬都具有延展性的金屬都具有延展性. .常見的玻璃、陶瓷等材料沒有延展性常見的玻璃、陶瓷等材料沒有延展性. .2.2.新材料的開發(fā)：納米材料、半導體材料和超導材料新材料的開發(fā)：納米材料、半導體材料和超導材料(1)(1)納米材料：當材料的微粒小到納米尺寸時，材料的納米材料：當材料的微粒小到納米尺寸時，材料的性能就會發(fā)生顯著的變化，這樣的高科技材料稱為納米材性能就會發(fā)生顯著的變化，這樣的高科技材料稱為

12、納米材料料. .現(xiàn)在納米材料已應用于許多領域現(xiàn)在納米材料已應用于許多領域. .(2)(2)半導體材料：導電性能介于導體和絕緣體半導體材料：導電性能介于導體和絕緣體之間的材料，如半導體材料鍺、硅、砷化鎵等，之間的材料，如半導體材料鍺、硅、砷化鎵等，晶體二極管就是由半導體材料制成，具有單向導晶體二極管就是由半導體材料制成，具有單向導電性電性. .(3)(3)超導材料：當導體的溫度降低到一定程度超導材料：當導體的溫度降低到一定程度時，導體的電阻會突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫超導時，導體的電阻會突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象，這樣的材料叫超導材料現(xiàn)象，這樣的材料叫超導材料. .超導材料可減少電超導材料可減少

13、電能在線路上的損耗，便于制造大功率的用電器能在線路上的損耗，便于制造大功率的用電器. .考點三考點三 能量轉化和守能量轉化和守恒定律恒定律 1.1.能量的轉化和轉移：能量的轉移發(fā)生能量的轉化和轉移：能量的轉移發(fā)生在同種形式的能量之間，能量的轉化在在同種形式的能量之間，能量的轉化在不同形式的能量之間不同形式的能量之間. .各種形式的能量各種形式的能量都可以在一定條件下相互轉化都可以在一定條件下相互轉化. .2.2.能量守恒能量守恒定律定律3.3.能量在轉化和轉移過程中能量在轉化和轉移過程中具有方向性具有方向性. .考點四考點四 能源的分類能源的分類 1.1.按能源的獲取方式可分為一次能按能源的獲

14、取方式可分為一次能源和二次能源源和二次能源. .(1)(1)一次能源：可以從自然界直接獲一次能源：可以從自然界直接獲取的能源，如化石能源取的能源，如化石能源( (煤、石油、天然煤、石油、天然氣氣) )、風能、太陽能、地熱能以及核能等、風能、太陽能、地熱能以及核能等. .其中化石能源是當今世界的主要能源其中化石能源是當今世界的主要能源. .水能水能(2)(2)二次能源：無法從自然界直接獲二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源，如電能、酒精、汽油、柴油等能源，如電能、酒精、汽油、柴油等. .地熱發(fā)電地熱發(fā)電2.2.按能源的開發(fā)早晚可

15、分為常規(guī)能源和按能源的開發(fā)早晚可分為常規(guī)能源和新能源新能源. .(1)(1)可再生能源：指可以在自然界里源源不斷可再生能源：指可以在自然界里源源不斷地得到補充的能源，如水的動能、風能、太陽能地得到補充的能源，如水的動能、風能、太陽能、生物質能等、生物質能等. .(2)(2)新能源：指目前尚未被人們廣泛利用而正新能源：指目前尚未被人們廣泛利用而正在研究推廣的一次能源，如太陽能、風能、地熱在研究推廣的一次能源，如太陽能、風能、地熱能、核能、潮汐能等能、核能、潮汐能等. .3.3.按能源能否再生分為可再生能源和不可再按能源能否再生分為可再生能源和不可再生能源生能源. .(1)(1)常規(guī)能源：指當前已

16、被人們廣泛利用的能常規(guī)能源：指當前已被人們廣泛利用的能源，如煤、石油、天然氣、植物燃料等源，如煤、石油、天然氣、植物燃料等. .(2)(2)不可再生能源：指越利用越少，不可能在短不可再生能源：指越利用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源，如煤、石油、天然期內(nèi)從自然界得到補充的能源，如煤、石油、天然氣等氣等. .化石能源化石能源核能核能太陽能太陽能水能水能風能風能天然氣天然氣石油石油煤煤電能電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點五考點五 新能源的開發(fā)和新能源的開發(fā)和利用利用 “小男孩小男孩”裝填了裝填了6464公斤鈾，只有公斤鈾，只有0.70.7公斤發(fā)生公斤發(fā)

17、生裂變，而其中，只有裂變，而其中，只有600600毫克被轉換為能量毫克被轉換為能量爆炸產(chǎn)生的能量在地面形成一個巨大的火球，周爆炸產(chǎn)生的能量在地面形成一個巨大的火球，周圍數(shù)英里陷入一片火海，巨大的沖擊波將廣島夷圍數(shù)英里陷入一片火海，巨大的沖擊波將廣島夷為平地，所有生物均遭到致命的核輻射為平地，所有生物均遭到致命的核輻射. .1.1.核能：原子核在發(fā)生改變時會釋放出巨大核能：原子核在發(fā)生改變時會釋放出巨大的能量的能量核能，又稱原子能核能，又稱原子能. .獲得核能有兩獲得核能有兩種途徑；一種是由原子核的裂變釋放出的裂種途徑；一種是由原子核的裂變釋放出的裂變能；另一種是原子核的聚變釋放出的聚變變能；另

18、一種是原子核的聚變釋放出的聚變能能. .(1)(1)核裂變：是指一個重原子核分裂核裂變：是指一個重原子核分裂成兩個或多個中等質量的原子核，引起鏈成兩個或多個中等質量的原子核，引起鏈式反應，從而釋放出巨大的能量的過程式反應，從而釋放出巨大的能量的過程. .(2)(2)核聚變：由較輕原子核在高溫條核聚變：由較輕原子核在高溫條件下聚合成較重原子核的核反應件下聚合成較重原子核的核反應. .(3)(3)核能的利用：核電站發(fā)電、原子核能的利用：核電站發(fā)電、原子彈、氫彈彈、氫彈. .核電站的核心裝置：核反應堆，它可核電站的核心裝置：核反應堆，它可控制鏈式反應的速度，使核能和平利用控制鏈式反應的速度，使核能和

19、平利用.原子彈是利用核裂變原子彈是利用核裂變(鏈式反應的速鏈式反應的速度不加控制度不加控制)的原理制成的的原理制成的.氫彈是利用核聚變的原氫彈是利用核聚變的原理制成的理制成的.2.2.太陽能：在太陽內(nèi)部，輕原子核在超高溫太陽能：在太陽內(nèi)部，輕原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出的巨大的核能下發(fā)生聚變，釋放出的巨大的核能. .它以光它以光和熱的形式向四周輻射和熱的形式向四周輻射. .(1)(1)太陽能的優(yōu)點：十分巨大；供應太陽能的優(yōu)點：十分巨大；供應時間長；分布廣泛，無需開采；無污染；時間長；分布廣泛，無需開采；無污染；取之不盡取之不盡. .(2)(2)直接利用太陽能的兩種形式直接利用太陽能的兩種形

20、式. .用集熱器把太陽能直接轉化為內(nèi)能以用集熱器把太陽能直接轉化為內(nèi)能以供使用供使用(如太陽能熱水器、太陽爐、太如太陽能熱水器、太陽爐、太陽灶等陽灶等).通過光電轉換裝置把太陽能直接轉化通過光電轉換裝置把太陽能直接轉化為電能為電能.3.3.地熱能：地球內(nèi)部蘊含著大量的熱可地熱能：地球內(nèi)部蘊含著大量的熱可以直接用來發(fā)電等以直接用來發(fā)電等. .考點六考點六 能源、環(huán)境與可能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展持續(xù)發(fā)展 化石能源通過燃燒轉化為內(nèi)能，化石能源通過燃燒轉化為內(nèi)能，相當一部分內(nèi)能沒有被有效利用相當一部分內(nèi)能沒有被有效利用. .1.1.能源消耗對環(huán)境的影響：大量燃燒化石能能源消耗對環(huán)境的影響：大量燃燒化石能

21、源會造成空氣污染和溫室效應的加劇，會形源會造成空氣污染和溫室效應的加劇，會形成酸雨，使空氣中鉛塵增加成酸雨，使空氣中鉛塵增加. .2.2.未來理想能源未來理想能源的條件的條件(1)(1)必須足夠豐富，可以保證長期使必須足夠豐富，可以保證長期使用；用；(2)(2)必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；用得起；(3)(3)相關的技術必須成熟，可以保證相關的技術必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；大規(guī)模使用；(4)(4)必須足夠安全、清潔，可以保證不會必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環(huán)境嚴重影響環(huán)境. .真題體驗 1（2016河源）關于能源、能量，下列說法正確的是（A）A

22、可再生能源是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向B核能的利用會造成放射性污染，所以應該關閉核電站C能量是守恒的，不會發(fā)生能源危機D化石能源、水能、核能，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源 可再生能源足夠清潔、無污染環(huán)境，可以保證不會嚴重影響環(huán)境，是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向，故A正確核電站的建設與運行若有疏漏會造成環(huán)境污染，核廢料具有放射性，但不應該關閉，應該合理的利用，故B錯誤；由于能量的轉化具有方向性，所以無節(jié)制的消耗能源會造成能源危機，故C錯誤；化石能源、核能不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源；而水能可以從自然界不斷地得到，屬于可再生能源，所以D錯

23、誤故選A【解答】 【答案】 A真題體驗 2（2016隨州）如圖，全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”曾飛經(jīng)我國，它的能源全部來自太陽能，白天它爬升到9km高空充分吸收陽光并轉化為電能，部分儲存起來夜晚則半滑翔飛行，逐漸降低到1500m高度下列說法正確的是（D）A太陽能和電能都是一次能源B太陽能和電能都是二次能源C白天的爬升是重力勢能轉化為動能D夜晚它從9km高空滑翔到1500m高度是對重力勢能的充分利用 太陽能屬于一次能源，可以直接利用；電能屬于二次能源，從其它能源轉化而來故AB都錯誤白天爬升時動能轉化為重力勢能，故C錯誤；晚上從9km高空滑翔到1500m的高度重力勢能轉化為動能，是重力勢能的

24、應用，故D正確【解答】 【答案】 D真題體驗 3（2016益陽）下列說法正確的是（B）A電能是一次能源B風能是可再生能源C我國的煤炭取之不盡，用之也無污染D能量是守恒的，故不會有能源危機 電能不能從自然界直接獲得，是由其他能源轉化來的，屬于二次能源，故A錯誤；風能可以從大自然中源源不斷的獲得，屬于可再生能源，故B正確；煤炭是化石能源，屬于不可再生能源，并且在使用過程中會造成大氣污染，故C錯誤；能量在使用中發(fā)生轉化和轉移，總量是不會變化的，能量的轉移與轉化具有方向性，有些能源在使用后，不能再重新獲得，會發(fā)生危機，故D錯誤【解答】 【答案】 B4.（2016成都）關于核電站、能量和能源，下列說法正

25、確的是（C）A目前人類己建成的核電站，都是利用核聚變發(fā)電B核電站的核廢枓可以直接堆放在露天垃圾場C所有能量轉化和轉移過程，都遵循能量守恒定律D水能，風能和太陽能都屬于不可再生能源 核電站是利用核裂變來釋放能量的，不是利用核聚變，故A錯誤；核廢料具有放射性，會對環(huán)境和生物造成嚴重的危害，不直接堆放在露天垃圾場，要做防輻射處理，故B錯誤；所有能量的轉化和轉化過程都遵循能量守恒定律，故C正確；能夠源源不斷地從自然界中獲得或可重復利用的能源是可再生能源，太陽能、風能和水能是可再生能源，故D錯誤真題體驗 【解答】 【答案】 C真題體驗 5（2016廈門）與世界能源結構相比，我國目前的能源結構存在不足，如

26、圖所示，以下措施有利于優(yōu)化我國能源結構的是（D）A繼續(xù)發(fā)揮產(chǎn)煤大國的優(yōu)勢B減小石油和天然氣的比重C嚴控核能、水電能的開發(fā)D加大可再生資源的開發(fā)利用 有圖可以看出我國能源以煤為主，污染大且煤屬于不可再生能源，儲量有限所以應減少煤炭的使用，增加石油、天然氣、非化石能源的使用，對于核能這樣的非可再生能源，應在保證安全的情況下提倡使用，水能有條件的地方應大力提倡故選D【解答】 【答案】 D真題體驗 6（2016徐州）如圖所示，覆蓋在住宅屋頂?shù)难b置可以將 太陽能 能轉化為電能，在家庭電路中，各用電器的連接方式是 并聯(lián) 聯(lián)的，用測電筆檢測電路時，發(fā)現(xiàn)氖管發(fā)光，說明接觸的是 火 線 【解答】（1）太陽能電池能把太陽能轉化為電能；（2）家庭電路中各用電器之間是并聯(lián)的，這樣可以相互不影響，可以獨立工作；（3）使用測電筆時，手指要接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸電線，若氖管發(fā)光，說明測電筆接觸的是火線 太陽能；并聯(lián)；火【答案】