寒假训练15 信息的传递、能源与可持续发展-【寒假分层训练】2024年九年级物理寒假培优练（人教版）

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作业15 信息的传递、能源与可持续发展
1.电话——1876年贝尔发明了第一部电话
（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。
（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）
2.模拟通信和数字通信
模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。
模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。
3.一次能源和二次能源
常见的化石能源有：煤、石油、天然气。
常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。
4.不可再生能源和可再生能源
常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。
常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。
1．（2023·山东淄博·统考中考真题）2023年5月10日21时22分，天舟六号货运飞船成功发射。11日，飞船与空间站组合体完成交会对接，随后航天员开展货物转运等工作。下列相关说法正确的是（ ）
A．飞船在加速升空的过程中，惯性逐渐变大
B．飞船沿轨道绕地球运行，运动状态不再改变
C．飞船与空间站完成交会对接后，飞船相对于空间站是静止的
D．空间站中的航天员通过超声波与地面控制中心传递信息
【答案】C
【详解】A．火箭点火后速度越来越快，其质量不变，所以惯性大小不变，故A错误；
B．飞船沿轨道绕地球运行，方向不断改变，因此运动状态发生改变，故B错误；
C．飞船与空间站完成交会对接后，飞船相对于空间站的位置没有发生变化，飞船相对于空间站是静止的，故C正确；
D．空间站中的航天员通过电磁波与地面控制中心通信，故D错误。
故选C。
2．（2023·河南开封·统考三模）我国科研团队利用（米口径球面射电望远镜）发现了世界首例持续活跃的快速射电暴。快速射电暴（）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象。下列说法正确的是（ ）
A．无线电波只能在真空中传播
B．无线电波的传播速度小于光的传播速度
C．如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息
D．FAST可先后收到火星、月球、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波
【答案】C
【详解】A．无线电波可以在真空和其它介质中传播，故A错误；
B．无线电波与光都是电磁波，无线电波的传播速度等于光的传播速度，故B错误；
C．电磁波可以携带信息，如果有外星人，FAST可以收到外星人利用电磁波给我们传递的信息，故C正确；
D．电磁波速度一定，根据可知：FAST可先后收到月球、火星、太阳系外的脉冲星同时发出的无线电波，故D错误。
故选C。
3．（2023·内蒙古赤峰·校考三模）如图是一种白玉兰造型的新型5G智慧路灯。新型白玉兰路灯将5G设施、显示屏、交通指示牌、监控设备等全部集成在一起，可实现智能照明、5G基站、交通管理、信息交互、智能充电、城市综合服务等多种功能，将来可服务于城市物联网、无人驾驶等应用。下列有关说法正确的是（ ）
A．白玉兰路灯在工作过程中会有部分电能转化为内能
B．白玉兰路灯利用电能来工作，电能属于一次能源
C．在真空中，5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
D．5G通信技术主要是利用超声波传递信息的
【答案】A
【详解】A．白玉兰路灯有电阻，根据焦耳定律，使用过程中也会发热，工作过程中部分电能转化为内能，故A正确；
B．电能由其他能源转化而来，属于二次能源，不是可再生能源，故B错误；
C．在真空中，5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相同，故C错误；
D．5G通信技术是利用电磁波进行信息传输的，故D错误。
故选A。
4．关于信息、能源和材料，下列说法中正确的是（ ）
A．北斗卫星定位系统只能发射不能接收电磁波
B．频率越高的电磁波在空气中传播越快
C．手机的芯片使用的材料主要是半导体
D．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
【答案】C
【详解】A．卫星既可以发出电磁波，也可以接收电磁波，故A错误；
B．电磁波的波速与介质种类有关，与频率无关，故B错误；
C．手机的芯片使用的材料主要是半导体，故C正确；
D．利用声波传递信息时需要介质，电磁波传递信息时不需要介质，故D错误。
故选C。
5．（2023·山东菏泽·统考三模）“天宫课堂”已成为中国青少年关注度最高的科普课程，2022年10月12日进行的太空授课中，“太空教师”陈冬与地面课堂师生的实时互动交流是通过 进行传播的；陈冬将工具T字扳手在空中旋转后，扳手时而头朝下，时而头朝上翻转不停（如图），这个现象中“会翻身的扳手” （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
【答案】 电磁波 遵循
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，声音的传播需要介质，而太空中没有空气，所以“太空教师”与地面课堂师生之间的互动是通过电磁波进行传播的。
[2]所有能量的转化和转移过程中，能的总量是不变的，都遵守能量守恒定律，所以“会翻身的扳手”在运动的过程中，遵守能量守恒定律。
6．（2023·江苏苏州·统考一模）人类探索宇宙的步伐从末停止，有望在夏季从休眠状态苏醒的祝融号是中国第一辆火星车，如图是祝融号传送回地球的第一张照片，这些数据和信息是通过 （选填“超声波”、“电磁波”）传递到地球的，这张照片历经4天才传送到地球。其中一个原因就是传输信号会有延迟，地球到火星最短距离约是5460万公里，这意味着，地球指挥中心收到祝融号发回的图像至少延迟 s，事实上祝融号与地面通信还要借助天问一号的环绕器等设备，实际信息传送时间就大大增长了。
【答案】 电磁波 182
【详解】[1]超声波的传播必须借助介质，不能在真空中传播；电磁波能在真空中传播。祝融号将信息以电磁波形式传递到地球的。
[2]已知地球到火星最短距离约是
万公里
电磁波的传播速度为
从祝融号发出信号到地球测控站接收所用时间为
7．（2023·山东德州·统考中考真题）1988年，中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下处，此处的液体压强是 ，核潜艇是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供动力的。（，）
【答案】 核裂变
【详解】[1]根据可得水下处的液体压强是
[2]核潜艇是利用铀原子核裂变时放出的核能提供动力的。

1．（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．电能是一次能源
B．太阳释放的能量是核裂变产生的
C．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
【答案】C
【详解】A．电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故A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；
C．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C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C。
2．（2023·湖北十堰·统考中考真题）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c水。下列说法正确的是（ ）
A．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
C．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
【答案】C
【详解】A．太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故A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；
C．太阳能热水器吸收太阳能，将太阳能转化为内能，故C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＝cmΔt可知，该热水器内水的质量为
故D错误。
故选C。
3．（2023·山东淄博·统考中考真题）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（ ）
A．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
C．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
【答案】A
【详解】A．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A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；
C．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C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A。
4．（2023·四川攀枝花·统考中考真题）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（ ）
A．风能B．电能C．水能D．太阳能
【答案】B
【详解】A．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A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；
C．水能和太阳能都从自然界直接获取的能源，是一次能源，故CD不符合题意；
5．（2023·山东聊城·统考中考真题）太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。“人造太阳”不是建在天上的另一个太阳，而是科学家们在地球上建造的一座装置。它如同太阳一样，利用氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”），来源源不断地释放能量。
【答案】 可 聚变
【详解】[1]太阳能可以源源不断的获得，故它是可再生能源。
[2]在太阳内部，太阳之所以能发光发热，实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。
6．（2023·辽宁大连·统考中考真题）人类所需能量绝大部分都直接或间接地来自太阳，太阳能是 （选填“可”或“不可”）再生能源；太阳能电池板中的硅属于 （选填“半导体”或“超导”）材料。
【答案】 可 半导体
【详解】[1]太阳能可以长期从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
[2]半导体材料有硅、锗、砷化镓等。太阳能电池板中的硅属于半导体材料。
1．（2023·四川巴中·统考中考真题）下列关于信息、能源、安全用电的描述，错误的是（ ）
A．“天宫一号”空间站是利用电磁波来与地面进行信息传递的
B．当前核电站是利用核聚变来发电的，不会对环境造成污染
C．更换电灯泡时必须断开电源开关
D．手机充电结束，把充电器从插座上及时拔下
【答案】B
【详解】A．由于声音不能在真空中传播，所以在太空中需要利用电磁波来进行信息的传递，故A正确，不符合题意；
B．目前运营的核电站是利用核裂变获得能量的，核裂变产生的废料具有放射性，会对人体造成伤害，对环境造成污染，因此利用核能发电时要合理利用核能和合理处理核废料，故B错误，符合题意；
C．在换灯泡的时候，必须要关闭电闸，将灯泡的开关也关闭，并且要保持灯泡和手处于一个干燥的状态，操作时可以戴上橡胶手套，避免人手接触到金属的部分，这样能够很好的增加安全性，不容易出现触电的危险，故C正确，不符合题意；
D．手机充电结束，把充电器从插座上及时拔下，可以避免触电，符合安全用电原则，也符合节约用电原则，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．威海依山傍海，能源发展区位优势明显，境内有多种类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是（ ）
A．分布式光伏电站B．高温气冷堆核电站C．潮汐发电站D．风力发电站
【答案】B
【详解】A．分布式光伏电站是利用可再生的太阳能发电的，故A不符合题意；
B．高温气冷堆核电站是利用不可再生的核能发电的，故B符合题意；
C．潮汐发电站是利用可再生的潮汐能发电的，故C不符合题意；
D．风力发电站是利用可再生的风能发电的，故D不符合题意。
故选B。
3．（2023·山东菏泽·统考中考真题）关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）
A．电力、焦炭属于一次能源
B．核能不属于清洁型绿色能源
C．超声波只能传递能量，不能传递信息
D．北斗导航系统是利用电磁波传递信息的
【答案】D
【详解】A．电力、焦炭都是其它能源转化来的，属于二次能源，故A错误；
B．清洁能源是指温室气体和污染物零排放或排放很少的能源，核能属于清洁型绿色能源，故B错误；
C．超声波既能传递能量，也能传递信息，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，北斗导航系统是利用电磁波传递信息的，故D正确。
故选D。
4．（2023·山东东营·统考中考真题）关于能源，信息和材料，下列说法不正确的是（ ）
A．太阳能，风能、核能都属于可再生能源
B．核电站的核反应堆是利用核裂变释放核能的
C．5G通信用的电磁波和光在真空中传播的速度相等
D．若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】A
【详解】A．太阳能和风能能源源不断地获取，属于可再生能源，但核原料是有限的，属于不可再生能源，故A错误，符合题意；
B．裂变是可控的，核电站是利用可控的核裂变释放核能，故B正确，不符合题意；
C．5G通信是利用电磁波传递信息的，而电磁波的传播速度和光在真空中的传播速度相等，约为3×108m/s，故C正确， 不符合题意；
D．超导材料在满足其超导性能的条件下电阻为零，制造输电线可大大降低在传输电线上损耗的电能，故D正确，不符合题意。
故选A。
5．（2023·辽宁锦州·统考中考真题）太阳内部发生剧烈的 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应，从而辐射出巨大的光和热；太阳风暴发生时，干扰 （选填“声波”或“电磁波”）而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。
【答案】 核聚变 电磁波
【详解】[1]太阳能是太阳内部发生剧烈的核聚变反应，从而辐射大量的热量，是不可控的。
[2]广播、电视、移动通信都是靠电磁波传递信息的，故太阳风暴发生时，干扰电磁波而给卫星中继通信和地面通信带来很大影响。
6．（2023·吉林长春·统考中考真题）我国红沿河核电站核能供暖示范项目，利用核能发电的同时实现了清洁供暖。
（1）核电站利用原子核 （选填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电；
（2）核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖，提高了能量的利用率。供暖时，用水做输运能量的介质，是因为水的 大；
（3）在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。但是在供暖过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有 。
【答案】（1）裂变 （2）比热容 （3）不变 方向性
【详解】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变，核电站都是利用原子核裂变的链式反应发电。
（2）供暖的“暖气”用水做输运能量的介质，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多。
（3）热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转移和转化具有方向性；能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
7．（2023·山东日照·统考中考真题）“神箭”已至，叩问寰宇；寻梦天宫，载人航天再创辉煌。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日9点31分10秒点火发射，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传递的。飞船进入太空后顺利打开太阳能帆板，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功。巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的 能，满足飞船在太空运行的能量需求。

【答案】 电磁波 电
【详解】[1]电磁波能传递信息，可在真空中传播，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过电磁波传递的。
[2]太阳能电池板可以把太阳能直接转化成电能；巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的电能，满足飞船在太空运行的能量需求。
1．（2023·辽宁锦州·统考中考真题）关于新材料在生产生活的应用，下列说法中正确的是（ ）
A．手机芯片的主要材料是超导体
B．普通领带的表面经过纳米技术处理后，会有很强的自洁性能
C．半导体材料制成的太阳能电池板，主要是将太阳能转化为内能
D．记忆合金制成的输电导线，可以避免因输电线上产生热量而造成能源的浪费
【答案】B
【详解】A．手机芯片的主要材料是半导体，故A错误；
B．普通领带的表面经过纳米技术处理后，不易沾水，也不易沾油，有很强的自洁性能，故B正确；
C．半导体材料制成的太阳能电池板，主要是将太阳能转化为电能，故C错误；
D．记忆合金制成的输电导线，也会有电阻，同样会产生热量，故不可以避免因输电线上产生热量而造成能源的浪费，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）关于粒子、宇宙及信息与能源的描述中，正确的是（ ）
A．导航仪利用超声波与卫星通信B．太阳是恒星，它是宇宙的中心
C．花香四溢说明分子在不停地运动D．水能、风能和核能都是可再生能源
【答案】C
【详解】A．声波不可以在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，故导航仪是利用电磁波与卫星通信，故A错误；
B．太阳是宇宙中的一颗恒星，但不是宇宙的中心，故B错误；
C．花香四溢属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D．水能和风能都可以从自然界源源不断的获取，是可再生能源，核能是不可再生能源，故D错误。
故选C。
3．（2023·江苏徐州·统考中考真题）2023年4月，我国自主设计建造的核聚变实验装置。东方超环，成功实现了403s稳态运行。下列能源的形成与东方超环相同的是（ ）
A．地热能B．太阳能C．风能D．潮汐能
【答案】B
【详解】我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，通过核聚变，释放巨大的核能。故B符合题意， ACD不符合题意。
故选B。
4．（2023·山东日照·统考中考真题，多选）2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对加快实现核聚变发电具有重要意义。下面关于核能利用的说法，正确的是（ ）
A．我国具有完全自主知识产权的核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变
B．氢弹利用不加控制的核裂变放出巨大能量
C．原子弹利用核聚变放出巨大能量
D．太阳利用内部氢原子核发生聚变放出巨大能量
【答案】AD
【详解】A．核燃料在核反应堆里面是通过可控核裂变反应释放核能，因此核电技术电站“华龙一号”利用的是可控核裂变，故A正确；
B．根据氢弹的结构特点可知，氢弹是通过轻核聚变反应释放核能的，故B错误；
C．原子弹是利用重核裂变（链式反应）而制成的核武器，通过不可控链式反应放出巨大能量，故C错误；
D．在太阳内部，氢原子核发生聚变放出巨大能量，因此太阳能发出大量的光和热，故D正确。
故选AD。
5．（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）2023年5月10日，我国“天舟六号”货运飞船被成功发射升空。“天舟六号”载货量为7.4t，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。当它进入外太空后，所装载的货物质量 （选填“变大”“变小”或“不变”），与地球间传递信息是通过 （选填“超声波”“电磁波”或“次声波”）。
【答案】 不变 电磁波
【详解】[1]当货物进入外太空后，货物的空间位置发生了变化，但是货物所含物质的多少没有发生变化，所以货物的质量不变。
[2]由于电磁波可以在真空中传播，而且电磁波可以传递能量和信息，所以与地球间传递信息是通过电磁波。
6．（2023·四川甘孜·统考中考真题）手机是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息的，通话过程中手机发热是因为电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。
【答案】 电磁波 热效应
【详解】[1]手机通讯需要和地球的同步卫星交汇，因为真空不能传声，所以需要用电磁波来传递信息。
[2]手机发热，将电能转化为内能，说明电流具有热效应。
7．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示是我国航天员在中国空间站锻炼身体的画面。此画面信息是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传回地面指挥中心的。五星红旗被航天员带到空间站，它的质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】 电磁波 不变
【详解】[1]航天员在中国空间站锻炼身体的画面信息是通过电磁波传回地面指挥中心的。
[2]质量是物体本身具有的性质，与位置无关。五星红旗被航天员带到空间站，它的质量不变。