專題18信息，材料，能源，宇宙考點一信息的傳遞知識點一：電話1.電話——1876年美國發明家貝爾發明了第一部電話（1）基本結構：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號變成變化的電流，電流沿著導線把信息傳到遠方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音。（話筒把聲信號轉化為電信號；聽筒把電信號轉化為聲信號）2.電話交換機為了提高線路的利用率，人們發明了電話交換機。3.模擬通信和數字通信（1）模擬信號：聲音轉換成信號電流時，信號電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號的“一舉一動”，這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。（2）數字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數學信號，使用數學信號的通信方式叫做數字通信。知識點二：電磁波1.電磁波的產生—導線中電流的迅速變化會在周圍空間激起電磁波。2.電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質。3.電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，c=3×108m/s=3×105km/s4.電磁波波速、波長λ和頻率f的關系：（1）波長：電流每振蕩一次電磁波向前傳播的距離叫做波長，用λ表示，單位是m。波長表示相鄰兩個波峰之間的距離，或相鄰兩個波谷之間的距離。（2）頻率：一秒內電流振蕩的次數交頻率，用f表示，單位是赫茲（Hz），比赫茲（Hz）大的還有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz（3）波速：一秒內電磁波傳播的距離，用c表示，單位是m/s。（4）波長、頻率和波速的關系c=λfλ=eq\f(c,f)f=eq\f(c,λ)。（5）電磁波的波長λ與頻率f成反比。5.電磁波中用于廣播、電視和移動電話的是頻率為數百千赫至數百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術中使用的電磁波）。6.無線電波特點：無線電波的波長從幾毫米道幾千米，通常根據波長或頻率把無線電波分成幾個波段，包括：長波、中波、短波、微波等，各個波段的無線電波有各自的傳播方式和用途，如下表所示。知識點三：廣播、電視和移動通信電磁波是傳遞信息的載體。無線電通信系統由發射裝置和接收裝置兩大部分組成。1.無線電廣播信號的發射和接受：無線電廣播信號的發射由廣播電臺完成，信號的接受由收音機完成。2.電視信號的發射與接收：電視用電磁波傳送圖像信號和聲音信號。電視信號的發射由電視臺完成，接收由電視機完成。3.移動電話：移動電話由空間的電磁波來傳遞信息。移動電話機既是無線發射臺又是無線電接收臺。移動電話的體積很小，發射功率不大，它的天線也很簡單，靈敏度不高，因此，它和其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺轉移，這種固定的電臺叫基地臺。4.音頻、視頻、射頻和頻道：由聲音變成的電信號，它的頻率跟聲音相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號。由圖像變成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號。音頻電流和視頻電流在空間激發電磁波的能力很差，需要把它們加載到具有更好的發射能力的電流上，才能發射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流教做射頻電流。不同的電視臺使用不同的射頻范圍進行廣播，以免互相干擾；這一個個不同的頻率范圍就叫做頻道。知識點四：越來越寬的信息之路信息理論表明，作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內傳輸的信息就越多。1.微波通信微波的波長在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間。微波的性質更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球繞射，因此，必須每隔50km左右就建設一個微波中繼站。2.衛星通信通信衛星相當于微波通信的中繼站。通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信。3.光纖通信光纖通信是光從光導纖維的一端射入，在內壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。光導纖維是很細很細的玻璃絲，由內芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國科學家梅曼發現的。光纖通信的保密性強，不受外界條件的干擾，傳播距離遠，容量大。4.網絡通信目前使用最頻繁的網絡通信形式是電子郵件。世界上最大的計算機網絡，叫做因特網。計算機之間的聯結，除了使用金屬線外，還使用光纜、通信衛星等各種通信手段。寬帶網是指頻率較高，能傳輸更多信息的網絡。考點二能源與可持續發展知識點一：能源家族1.化石能源：煤、石油、天然氣。2.生物質能：由生命物質提供的能量稱為生物質能，如：食物、柴薪等。所有生命物質中都含有生物質能。3.一次能源：可以從自然界直接獲取的能源為一次能源。如煤、石油、天然氣、風能、水能、潮汐能、太陽能、地熱能、核能、柴薪等。4.二次能源：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能源稱為二次能源。如電能。5.不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期內從自然界得到補充的能源，都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能。6.可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源，屬于可再生能源。如水能、風能、太陽能、食物、柴薪、地熱能、沼氣、潮汐能等。按使用開發的時間長短來分類，能源還可以分成常規能源和新能源。如化石能源、水能、風能等數常規能源，核能、太陽能、潮汐能、地熱能屬新能源。知識點二：核能1.裂變：用中子轟擊較重的原子核，使其裂變為較輕原子核的一種核反應。核反應堆中的鏈式反應是可控的，原子彈的鏈式反應是不可控的。核電站利用核能發電，目前核電站中進行的都是核裂變反應。2.聚變：使較輕原子核結合成為較重的原子核的一種核反應。，也被成為熱核反應。氫彈爆炸的聚變反應是不可控的。（1）核能的優點和可能帶來的問題：①核能的優點：核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源。利用核能發電不僅可以節省大量的煤、石油等能，而且用料省，運輸方便。核電站運行時不會產生二氧化碳、二氧化硫和粉塵等對大氣和環境污染的物質，核電是一種比較清潔的能源。②利用核能可能帶來的問題：如果出現核泄漏會造成嚴重的放射性環境污染。知識點三：太陽能1.在太陽的內部，氫原子核在超高溫度條件下發生聚變，釋放出巨大的核能。2.大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射除去。3.綠色植物的光合作用將太陽能轉化為生物體的化學能。4.我們今天使用的煤、石油、天然氣等化石燃料，實際上是來自上億年前地球所接收的太陽能。5.太陽能的利用：（1）利用集熱器加熱物質（熱傳遞，太陽能轉化為內能）；（2）用太陽能電池把太陽能轉化為電能（太陽能轉化為電能）。6.太陽能具有取之不盡、用之不竭，清潔無污染等優點。知識點四：能量的轉化和守恒1.能源革命：人類歷史上不斷進行著能量轉化技術的進步，就是所謂的能源革命。能源革命導致了人類文明的躍進。第一次能源革命：鉆木取火；第二次能源革命：蒸汽機的發明；第三次能源革命：核能能量的轉化和轉移具有方向性。2.能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。知識點五：能源與可持續發展1.煤和石油燃燒時生成的主要污染物是粉塵和有害氣體。2.未來的理想能源必須滿足以下四個條件：（1）必須足夠豐富，可以保證長期使用；（2）必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；（3）相關技術必須成熟，可以保證大規模使用；（4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環境。解決能源緊張的途徑：由于人類的生存和發展使得能源的消耗量持續增長，因此人類必須不斷地開發和利用新能源，同時增強節能意識，不斷提高能源的利用率，這是目前解決能源緊張的重要途徑。易混易錯點一：模擬信號和數字信號的對比分析。模擬信號容易失真；數字信號抗干擾能力強，便于加工處理，可以加密。在電話與交換機之間一般傳遞模擬信號，在交換機之間傳遞數字信號。易混易錯點二：移動通信的優缺點易混。優點：利用電磁波傳遞信息，只要在電磁波輻射到的區域都能進行通話，比固話方便。缺點：為了保證通話的質量，必須建立較大的無線電臺進行信號的轉換，這些固定的電臺叫做基地臺。移動電話機既是無線電發射臺又是無線電接收臺。技巧一、無線電波的理解應用?波段波長頻率傳播方式主要用途長波30000m~3000m10kHz~100kHz地波超遠程無線電通信和導航中波3000m~200m100kHz~1500kHz地波和天波調幅（AM）、無線電廣播、電報中短波200m~50m1500kHz~6000kHz短波50m~10m6MHz~30MHz天波微波米波（VHF）10m~1m30MHz~300MHz近似直線傳播調頻（FM）、無線電廣播、電視、導航分米波（UHF）10dm~1dm300MHz~3000MHz直線傳播移動通信、電視、雷達、導航厘米波10cm~1cm3000MHz~30000MHz毫米波10mm~1mm30000MHz~300000MHz技巧二、常見能源的分類?常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。常見的二次能源有：電能。考向一：信息的傳遞【例題1】2022年6月5日，在酒泉衛星發射中心搭載神舟十四號載人飛船的長征2號遙十四運載火箭點火發射，火箭在轟鳴聲中拔地而起，沖向太空，轟鳴聲是由物體______產生的。如圖所示是進駐天和核心艙的航天員陳冬、劉洋和蔡旭哲向全國人民敬禮的畫面，畫面信息是通過______波傳回地面的。考向二：能源與可持續發展【例題2】不可再生能源：凡是越用_________，不能在短期內從自然界得到補充的能源，都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能；可再生能源：可以從自然界中_________地得到的能源，屬于可再生能源。如水能、風能、太陽能、食物、柴薪、地熱能、沼氣、潮汐能等。1．（2023·湖北十堰·統考中考真題）2023年5月30日，長征二號F運載火箭搭載神州十六號載人飛船，在酒泉衛星發射中心點火發射，運載火箭的噴氣發動機向下噴氣，推動火箭升空。各地雷達監測站即時向指揮中心傳遞火箭運行信息。下列有關說法正確的是（

）A．運載火箭應選用密度小、熱值大的燃料B．各地雷達監測站利用超聲波向指揮中心傳遞信息C．火箭向下噴氣獲得推力與內燃機的壓縮沖程相似D．火箭升空過程中，需要克服空氣阻力做功，能量不守恒2．（2023·山東淄博·統考中考真題）2023年5月10日21時22分，天舟六號貨運飛船成功發射。11日，飛船與空間站組合體完成交會對接，隨后航天員開展貨物轉運等工作。下列相關說法正確的是（）A．飛船在加速升空的過程中，慣性逐漸變大B．飛船沿軌道繞地球運行，運動狀態不再改變C．飛船與空間站完成交會對接后，飛船相對于空間站是靜止的D．空間站中的航天員通過超聲波與地面控制中心傳遞信息3．（2023·內蒙古興安盟·統考中考真題）關于能量和能源，下列說法正確的是（）A．電能是一次能源B．太陽釋放的能量是核裂變產生的C．水力發電是將水的機械能轉化為電能D．煤、石油、天然氣都是可再生能源4．（2023·湖北十堰·統考中考真題）某居民樓頂安裝有太陽能電池板和太陽能熱水器。若太陽能熱水器工作效率為η，每小時可接收太陽能Q，使熱水器內水溫升高Δt，水的比熱容為c水。下列說法正確的是（

）A．太陽能是不可再生能源 B．太陽能電池將接收的太陽能全部轉化為電能C．太陽能熱水器將太陽能轉化為內能 D．該熱水器內水的質量為5．（2023·山東淄博·統考中考真題）能源是人類生存和發展的基礎，人類社會的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。關于能源的開發和利用，下列說法錯誤的是（）A．核能是可再生能源，開發和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑B．煤是不可再生能源，以煤為主要燃料的火電站容易造成環境污染C．太陽能是一次能源，可直接利用且污染小，開發前景廣闊D．能量在利用的過程中，其轉化和轉移是有方向性的6．（2023·內蒙古興安盟·統考中考真題）2023年5月10日，我國“天舟六號”貨運飛船被成功發射升空。“天舟六號”載貨量為7.4t，是世界上運貨能力最強的貨運飛船之一。當它進入外太空后，所裝載的貨物質量（選填“變大”“變小”或“不變”），與地球間傳遞信息是通過（選填“超聲波”“電磁波”或“次聲波”）。7．（2023·陜西·統考中考真題）2023年5月30日，神舟十六號載人飛船發射取得圓滿成功，并與空間站組合體順利對接。對接完成后，該飛船相對空間站是的，空間站與地面控制中心是利用波來傳遞信息的。8．（2023·西藏·統考中考真題）2023年5月30日上午9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭成功發射。飛船在上升過程中，它的重力勢能越來越，飛船進入預定軌道后航天員的畫面信息是