《信息、材料和能源》
一、知识概要
1．当导体中的电流迅速变化时，导体周围就会产生变化的电磁场，并向四周传播形成电磁波。光就是电磁波。电磁波可以在真空和介质中传播。电磁波在真空中的传播速度最快，为c＝3×108m/s。电磁波的波速、波长和频率之间的关系是：v＝λ·f。
广播电台、电视台和手机等发射出带有声音信号和图像信号的电磁波，再由收音机、电视机和手机接收，并声音和图像还原出来。实现了信号的无线传输。微波通信、卫星通信、光纤通讯和网络通信，是人类的信息之路越来越宽。
2．凡是能为人类提供能量的物质资源，都叫做能源。人类利用的能源主要有化石能源、生物质能、太阳能、风能、水能、核能等。按照获取方式可以分为一次能源和二次能源，按照可否再生分为可再生能源和不可再生能源。由于在生产活动中应用最多的化石能源是不可再生能源，作为新兴能源的太阳能和核能的开发利用越来越被人们所重视。
二、专题练习
㈠信息
1．(2010·昆明)下列关于电磁波的说法，不正确的是 ．．．
( )
A．电磁波只能在真空中传播
B．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s C．手机信号是通过电磁波传送的
D．波速、波长、频率的关系是c＝λf
2．(2010·盐城)美籍华人高锟在光纤物理学方面取得的突破性成果，最终促使光纤通信问世．光纤通信 ( ) A．利用电流传输信息 B．利用光传输信息 C．传输信息量很小 D．传输信息时损耗大 3．(2010·临沂)下列说法正确的是 ( )
A．红外线不是电磁波 B．电磁波的传播速度小于光速 C．电磁波的频率越高其波长越长 D．电磁波的频率越高其波长越短
4．(2010·福州) 3G手机采用第三代数字通信技术进行信息的传递，它传递信息利用的是
A．声波 B．电磁波 C．超声波 D．次声波 5．(2010·扬州)下列说法中正确的是 ( )
A．光波、电磁波、声波都可以在真空中传播
B．光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息
C．中央电视台与扬州电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同 D．我们生活的空间里充满着电磁波
6．(2010·济宁)2010年1月17日零时12分，中国第三颗北斗导航卫星成功发射，它标志着我国卫星导航工程有取得了重大进展。卫星导航在传递信息过程中主要依靠 ( )
A．光导纤维 B．超声波 C．次声波 D．电磁波
7．(2010·河北省)下列关于声和电磁波的说法正确的是
A．玩电脑游戏时，人不会受到电磁辐射 B．移动电话是通过电磁波来传递信息的 C．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播
D．地震后，用音频探测仪能够搜集废墟中幸存者发出的电磁波信息 8．(2010·武汉)下列设备应用到的物理知识解释错误的是 ( )
A．“B”超——利用次声波获得人体内部的信息 B．电视机——利用电磁波传播图像信号和声音信号 C．验钞器——紫外线使钞票上的荧光物质发光 D．燃气灶——将燃料的化学能转化为内能
9．(2010·桂林)如图所示，在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息。下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是 ( )
A．声呐和无线电广播电视 B．卫星通信和光纤通讯 C．有线电话和无线电广播电视 D．两人之间面对面相互交谈
10．(2010·芜湖)妙趣横生的动物世界蕴涵着丰富的物理知识。人们受动物的启示，依据相同的物理原理制造出许多先进的工具和设备，下列是一组对应关系： ①根据鸟利用翅膀获得升力在空中翱翔，人们制造出飞机；
②根据蝙蝠利用超声在夜间正常飞行，人们制造出红外线夜视仪； ③根据鱼改变浮力和重力的关系在水中自由浮沉，人们制造出潜水艇； ④根据狗利用灵敏的嗅觉跟踪定位，人们制造出GPS全球卫星定位系统。 其中正确的是 A．①② B．②④ C．②③ D．①③
11．(2010·烟台)某电磁波的波形如图所示．则该电磁波的波长是 ，频率是 ．
12．(2010·山西省)如图所示，上海世博会开幕式上首先登场的是宋祖英和成龙，一曲《邀世界共享》向全世界人民发出邀请，歌声是由于演员声带的 而产生的，现场观众能听到歌声说明声音可以在 中传播．观众能区分宋祖英和成龙的声音，是由于他们声音的____不同，这壮观的场面由同步通讯卫星通过 波传播到世界各地．
㈡材料
1．(2010·宿迁)下列物品中，物质硬度最大的是 ( )
A．刀片 B．塑料尺 C．铅笔芯 D．粉笔
2．(2010·南通)物质的物理属性有许多种，制作下列物品利用了物质导电性的是 ( )
A．用水银制作的温度计 B．用钢丝制作的弹簧 C．用铜丝制作的导线 D．用铝合金制作的门窗
3．(2010·咸宁)超导体若能应用到社会生活中，会给人类带来很大的好处。各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料，假如科学家已研制出室温下的超导材料。你认为它可作下列哪种用途 ( ) A．电炉中的电阻丝 B．白炽灯泡的灯丝
C．保险丝 D．远距离输电线 4．(2010·成都)下列关于各种材料的说法正确的是 ( )
A．铝、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料 B．超导体是一种电阻很大的材料
C．纳米材料可以大大提高材料的强度和硬度 D．用半导体材料可以制成性能优良的输电线
5．(2010·长沙)小敬按照物理属性的不同将六种物品分成了甲、乙两组，其中甲组有铝条、铅笔芯、水银；乙组有玻璃、陶瓷片、干木棒，小敬这样分类所依据的物理属性是( ) A．密度 B．导电性 C．硬度 D．磁性 6．(2010·河南省)关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是 ( )
A．有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 B．铜的导电性较好，可以用来制造保险丝 C．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头
D．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电 7．(2010·长沙) 关于新材料，新技术及其应用，下列说法正确的是 ( )
A．超导材料可用来做保险丝
B．纳米技术是纳米尺度内的科学技术，纳米材料具有某些特殊性能 C．收音机中没有用到半导体材料
D．核能的利用一定不会造成环境污染
8．(2010·广州)如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体 ( )
A．良好的导电特性 B．良好的绝缘特性
C．电阻随温度变化而变化的特性 D．电阻随光照变化而变化的特性
9．(2010·湛江)上海世博会很多的照明灯是LED灯，LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核元件是发光二极管。现在用的二极管主要是由下列哪种材料制成的 ( ) A．陶瓷材料 B．金属材料 C．半导体材料 D．纳米材料
10．(2010·咸宁)法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻 (GMR)效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是 ( )
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱 C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
11．(2010·贵阳)我国成功发射的探月卫星——“嫦娥一号”已通过 波发回了很多月球的信息，为我国探月工程的实施打下了坚实的基础。据悉，“嫦娥一号”舱体首次使用了我国自主研制的具有坚固、轻巧、易于加工等特点的铝锂合金板材，从物理学的角度看，这种材料：易于加工——延展性好，坚固—— 大，轻巧—— 小。
㈢能源
1．(2010·广州)下列能源中属于可再生能源的是 ( )
A．风能 B．核能 C．石油 D．天然气 2．(2010·南通)下列能源中，属于二次能源的是 ( )
A．风能 B．石油 C．核能 D．电能
3．(2010·无锡)为了响应国家“节能减排”的号召，同学们讨论家用汽车的节能方法，你认为下列方法不合理的是
A．开车过程中不宜频繁的急加油和急刹车
B．定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车负载 C．夏天开车打空调时，空调的温度不宜过低 D．驾车长期低速行驶
4．(2010·桂林)如图所示，是一种利用新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。这种设计最合理的应用是 ( )
A．小风扇是一个美化城市的时尚装饰 B．小风扇是用来给太阳能电池散热的 C．太阳能电池同时向小风扇和路灯供电
D．小风扇是小型风力发电机，它和太阳能电池共同向路灯供电
5．(沈阳)如今小型风力发电机已走入家庭，它把________能转化为电能，其中电能是________(填“一次”或“二次”)能源。
6．(2010·兰州)能源危机是全球性问题，开发和利用太阳能是解决能源危机的有效途径之一。太阳能实际上是无限的，灼热的太阳内部原子之间的热碰撞使 (填“裂变”或“聚变”)反应激烈地进行，从而辐射出巨大的光和热。
7．(2010·无锡)人类生存离不开能源．在太阳能、石油、水能、煤炭中，属于不可再生能源的是 ；属于洁净能源的是 。
8．(2010·烟台)原子弹和核电都是利用链式反应，两者的本质区别是：原子弹爆炸时发生
的链式反应是 ，核反应堆中发生的链式反应是 ．
9．(2010·南京)“低碳”是指较低的温室气体(二氧化碳为主)排放．核电站在运行过程中无温室气体排放，不会造成空气污染．我省田湾核电站是利用 能来发电的，现每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭．6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J(煤炭的热值为2.9×107J／kg)．
10．(2010·济宁)上海世博会上，意大利展馆展放着一辆新型小轿车，为了让参观者能清楚
地看到轿车底盘的复杂结构，展览人员巧妙地把轿车倾斜着支撑在大平面镜上，如图所示，这里应用了初中物理 知识。上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”，探索绿色环保、低能耗、低污染的城市发展模式。从我做起，使“城市，让生活更美好”，你应该怎么做？请提一条建议：
11．(2010·广东省)如图所示是太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成 能。太阳能是 能源(填“一次”或“二次”)、清洁无污染，它是在太阳内部，氢原子核发生(填“裂变”或“聚变”)，释放出的核能。
12．(2010·湛江)周日，小明去东海岛参观学习，他了解得知，炼钢所需的铁矿石粉是用船从澳大利亚、巴西河流经大海运至湛江港的，铁矿右粉再被传送皮带送入储存车间，经过煅烧、浇铸、淬火等不同程序成为钢制品或半成品。 (1)铁矿石粉船从澳大利亚、巴西河流至湛江港过程中，船受到的浮力_________(选填“变大”“不变”或“变小”)；当铁矿石粉与传送皮带一起做匀速运动时，以传送带为参照物，铁矿石粉是________(选填“静止”或“运动”)的。
(2)浇铸是指高温钢水变成钢半成品，这是__________过程(填物态变化的名称)，在炼钢过程中需使用大量的水来冷却设备，选水作为冷却剂的主要原因是_________________。 (3)湛江人民的理念是“既要金山银山，也要绿水青山”，目标是要建设“生态型海湾城市”．请你为湛江钢铁基地在环保、能源与资源的利用方面提出2条合理建议： a．______________________________________________ b．_____________________________________________。
《实验探究题》
㈠光学实验
1．(2010·咸宁)小孔成像是光的直线传播的实例。北宋科学家沈括也做过精彩的描述，他
在《梦溪笔谈》中写道：“?若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为富所束，亦皆倒垂?”。
某同学用硬纸筒探究小孔成像，如图所示。
⑴请在图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A′B′(要求标出A′、B′)。
⑵发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。他测出了不同距离时像的高度，填在表格中：
根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S成 (选填“正比”或“反比”)。
⑶该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为2.8cm，光斑到小孔的距离为3.0m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×1011m，由此可以估算出太阳的直径为 m。
2．(2010·安徽省)如图，探究光的反射规律时，在平面镜的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了 (填“镜面”或“漫”)反射。若将F板向后折转一定的角度，则在F板上 (填“能”或“不能”)看到反射光，此时反射光线和入射光线 (填“在”或“不在”)同一平面内。