素养全练20 信息的传递 能源与可持续发展
(时间:45分钟 满分:100分)
基础巩固
一、选择题(每小题6分,共42分)
1.WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术,它传递信息用到的是( )
A.红外线 B.紫外线
C.电磁波 D.超声波
答案:C
2.(预测题)我国独立自主建立的北斗卫星定位系统,可提供全天候的及时定位服务。该系统利用电磁波传递信息。下列关于电磁波说法正确的是( )
A.所有电磁波的波长相等
B.电磁波不能在玻璃中传播
C.在真空中,无线电波的传播速度小于光的传播速度
D.作为载体,电磁波频率越高,相同时间可以传输的信息越多
答案:D
解析:在真空中,所有电磁波的波速是一定的,波长λ与频率f成反比,因此各种电磁波的波长是不相等的,A、C错误;可见光实质是电磁波,它能在玻璃中传播,因此电磁波能在玻璃中传播,B错误;从信息理论角度分析可知,作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多。
3.下列关于认识物质世界的叙述中错误的是( )
A.最早确立物质原子论的学者是阿伏伽德罗
B.电子的发现使人们认识到原子不是构成物质的最小单元
C.卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核
D.哥白尼把人们从“地球是宇宙中心”的错误认识中解脱出来
答案:A
解析:1808年,英国科学家道尔顿提出了原子论,故A错误;1897年,英国科学家汤姆生发现原子中存在电子,电子的发现使人们认识到原子不是构成物质的最小单元,故B正确;1911年英国科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验,发现了原子是由原子核和核外电子构成的,故C正确;近代波兰科学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型,简称“日心说”,把人们从“地球是宇宙中心”的错误认识中解脱出来,故D正确。
4.下列说法正确的是( )
A.原子核是由质子和电子组成
B.天文观察发现,所有核外星系都在远离我们,这说明宇宙处于普遍的膨胀之中
C.由公式可知,电磁波的频率越高,传播速度越快
D.制作LED灯的材料是超导体
答案:B
5
解析:物质由分子或原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核包括质子和中子两部分,A错误;科学家通过对星系光谱的研究发现,所有的星系都在远离我们而去,宇宙中星系间的距离在不断扩大,这说明宇宙处于普遍的膨胀之中,B正确;电磁波的种类不同,但是电磁波的波速是相同的,并且波速=波长×频率,波长越长,频率越小,C错误;低碳节能的LED是发光二极管,制作发光二极管的核心材料就是半导体材料,D错误。
5.能源的利用是有条件的,我们所能利用的能源是有限的,所以,我们要节约能源。以下属于不可再生能源的是( )
A.核能
B.水能
C.风能
D.太阳能
答案:A
6.(易错题)能源科技的发展促进了人类文明的进步,关于能源和材料,下列说法错误的是( )
A.化石能源的大量使用带来了酸雨、雾霾、温室效应等环境问题
B.提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心
C.超导体材料不能应用在电饭锅等电器上
D.铜是磁性材料,可以被磁化
答案:D
解析:化石能源包括煤、石油、天然气,它们的使用会产生二氧化硫、二氧化碳、粉尘,引起酸雨、雾霾、温室效应等环境问题;通过提高能量利用率,可以减小能量的损耗,所以提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心;超导体电阻为零,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,超导材料不会产生热量,电饭锅我们需要的就是产生热量;磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质,它们才是磁性材料,所以铜不是磁性材料。
7.目前世界上很多国家把核能发电作为解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识,正确的是( )
A.核能是可再生能源
B.核能发电是利用原子核裂变释放的核能
C.核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D.核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同
答案:B
解析:核能不是可再生能源;核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的,其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的,而原子弹的裂变过程是不加控制的。
二、非选择题(共18分)
8.(6分)(预测题)电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等,它们都可以在真空中传播,在真空中传播时,它们的 (选填“频率”“波长”或“波速”)相同。电台发射的某种电磁波波长为3 m,其频率是 Hz。
答案:波速 1×108
5
解析:各种电磁波,在真空中的传播速度都是3×108m/s,故波速相同;由c=λf得,f=cλ=3×108m/s3m=1×108Hz。
9.(12分) 我国自主研发的“天宫二号”飞行器在太空飞行时,它受到地球的引力与地面时相比 (选填“变大”“变小”或“不变”),其惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”),它与地面通过 传递信息的。
答案:变小 不变 电磁波
解析:“天宫二号”飞行器在太空飞行时,处于失重状态,重力为0,故在太空飞行时,它受到地球的引力要小于在地面上时的引力;惯性大小只与质量有关,故惯性不变;电磁波能传递信息,可以在真空中传播,飞行器是通过电磁波与地面联系的。
能力提升
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.(易错题)为了减少电磁污染对我们生活的影响,以下做法正确的是( )
A.禁止在市区建设移动通信基站
B.把家用电器集中安放在厨房
C.避免长时间使用手机
D.使用电器时,离电器越近,受电磁波的辐射越小
〚导学号77164140〛
答案:C
解析:手机通信就是利用移动通信基站的,距离通信基站越近,手机的通话质量就越高,可以在市区建设移动通信基站;家用电器虽然会产生电磁波,但有些用电器不能安在厨房,比如电视机、空调等;手机能接收和发射电磁波,尽量避免长时间使用手机;使用电器时,离电器越近,受电磁波的辐射越大。
2.下列说法不正确的是( )
A.能量的转化过程是守恒的,所以能源是“取之不尽,用之不竭”的
B.植物的光合作用是将光能转化为化学能
C.为节约能源,我们应该从小养成“人走灯关”的好习惯
D.在能源的利用中,总会有一部分能量未被利用就损失了
答案:A
3.“阳光动力2号”飞机是目前全球最大的太阳能飞机。该飞机质量仅为2.3 t,与一辆汽车质量相当;机翼长72 m,安装有高效的太阳能电池板,为飞机提供所需的全部能量;飞行员靠一套质量为5 kg的低能耗通信系统实时向地面指挥中心传递数据和照片。下列关于该飞机的说法错误的是( )
A.制造该飞机尽量选择密度较小的材料
B.该飞机所需的能量来源于可再生能源
C.使用该飞机可以减少对环境的污染
D.飞机向地面指挥中心传递信息的速度约为3.0×105 m/s
答案:D
5
解析:飞机向地面传递信息为电磁波,电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108m/s。
4.我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案已通过专家评审。核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是( )
A.目前核电站都是通过聚变反应来释放核能
B.核电站产生的核废料对环境没有污染
C.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D.核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素
答案:C
二、非选择题(共20分)
5.(6分)2016年10月19日,“神舟十一号”飞船与先前发射升空的“天宫二号”完成了交会对接,如图所示。对接后以“天宫二号”为参照物,“神舟十一号”是 (选填“静止”或“运动”)的。“神舟十一号”和“天宫二号”进入预定轨道后为节省燃料,会打开两侧的太阳能电池板,太阳能电池板将 能转化为 能。
答案:静止 太阳(光) 电
6.(6分)汽车刹车的过程,伴随着能量从机械能转化为内能,内能散失到空气中,此过程能量的总和 (选填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车,这是因为能量的转移和转化具有 性。
答案:不变 方向
解析:能量转化和转移是有方向性的,并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
7.(8分)卫星通信
由于微波的性质更接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,同时在传输过程中信号存在衰减等。因此,人们在用微波传输信息时,需每隔一定距离建一个微波中继站,信息传输得越远,需要的中继站越多,在遇到雪山、大洋,根本无法建中继站又该怎么办?能否利用高悬的月球作为中继站呢?
1946年,有人用雷达向月球发射微波信号,第一次准确收到了从月球表面反射回来的微波。
1959年,美、英和加拿大之间又进行了月面反射通讯实验,结果获得成功。但在实验中也发现:由于月球离我们太远,不但传输信号延迟时间太长,信号衰减也较严重,失真厉害,而且如果用月球作中继站,两个通信信号必须同时见到月球。
现在,人类可发射人造卫星,用通信卫星作微波中继站,实现了卫星通信梦想。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星,在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。
请回答:
(1)在用微波传输信息时,为何每隔一定距离要建一个微波中继站?
(2)在同步通信卫星上建立微波中继站与在月球上建立微波中继站相比,有何优点?
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(3)除了卫星通信外,你还知道哪些现代通信方式?
答案:(1)微波的性质更接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,同时在传输过程中信号存在衰减等。因此,人们在用微波传输信息时,需每隔一定距离建一个微波中继站。
(2)用通信卫星作微波中继站,在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,不但通信质量高,而且覆盖范围广,可以实现全球通信。
(3)微波通信、光纤通信、网络通信。
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