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第二十四講　信息　能源 一、填空題 1．(2016欽州)人們外出旅游時不再用紙質(zhì)地圖，而是利用手機導航來識別旅游線路，手機上顯示的線路圖像信息是通過電磁波來傳送的，這些圖像信息能(選填“能”或“不能”)在真空中傳播。 2．(2016濱州)手機已經(jīng)成為人們必備的通信工具。它是通過電磁波傳遞信息的。隨著手機充電技術的不斷發(fā)展，無線充電、太陽能充電等先進技術逐步走入我們?nèi)粘Ｉ钪小Ｈ鐖D所示是一款手機無線充電實物圖，在給手機充電的過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學能。人類是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量，而能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的，因此可利用的能源是有限的。 3．(2016瀘州)我國核動力潛艇“長城號”利用核反應堆中發(fā)生的核裂變(選填“核裂變”或“核聚變”)提供動力，核能屬于不可再生(選填“可再生”或“不可再生”)的新能源。潛艇在上浮過程中，尚未露出水面之前所受到的浮力大小不變(選填“增大”“不變”或“減小”)。 4．(2016葫蘆島)今年，我國在“人造太陽”的項目中取得重大突破。如圖是實驗室內(nèi)的場景，“人造太陽”是利用氫核聚(選填“裂”或“聚”)變來獲得巨大能量的，利用“人造太陽”發(fā)電可緩解電力緊張，電能是二次(選填“一次”或“二次”)能源。 5．如圖為以太陽能為能源的一種新型汽車。它的外形呈流線型，主要由太陽能電池板和電動機構成。請說出對應的物理知識(兩條)。 (1)物理信息：太陽能電池板；物理知識：太陽能轉(zhuǎn)化為電能； (2)物理信息：太陽能汽車外形呈流線形；物理知識：在快速行駛中能使受到的氣流阻力減小。 二、選擇題 6．(2016郴州)關于電磁波，以下說法正確的是（ A ） A．微波爐利用電磁波加熱食物 B．石塊落入水中可以產(chǎn)生電磁波 C．有線電話通過電磁波傳遞信息 D．電磁波在真空中傳播速度為3105 m/s 7．(2016遵義)2016年春節(jié)聯(lián)歡晚會上，推出了“全民搶紅包”活動，觀眾通過手機微信的“搖一搖”入口，就可以參與搶紅包，手機搶紅包過程中用來傳遞信息的是（ C ） A．聲波 B．空氣 C．電磁波 D．光導纖維 8．(2016株洲)下列設備工作時，接收但不發(fā)射電磁波的是（ A ） A．收音機 B．移動電話 C．通信衛(wèi)星 D．倒車雷達 9．下面選項跟互聯(lián)網(wǎng)無關的是（ D ） A．WiFi B．QQ聊天 C．搖微信 D．飛鴿傳書 10．(2016廣州)使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示，藍牙通信的電磁波（ B ） A．是藍光 B．波長比手機通信的電磁波短 C．在真空中傳播速度為340 m/s D．在真空中傳播速度比手機通信的電磁波小 11．(2015黃岡)無需WiFi信號，點亮LED燈就能上網(wǎng)，復旦大學成功實現(xiàn)了這一國際前沿通信技術，在LED燈中安裝一個微芯片，便可讓其變成無線網(wǎng)絡發(fā)射器。點亮LED燈，燈光下的電腦通過一套特制的接收裝置接收光信號即可上網(wǎng)。下列有關說法錯誤的是（ B ） A．有LED燈光的地方就有網(wǎng)絡信號 B．點亮LED燈上網(wǎng)不是利用電磁波傳播信號 C．與用WiFi信號上網(wǎng)相比，光由于直線傳播不能穿墻而過，故網(wǎng)絡信息更加安全 D．與用WiFi信號上網(wǎng)相比，沒有大功率的無線通信設備，局部電磁輻射大大減弱 12．(2016懷化)下列屬于一次能源又屬于可再生能源的是（ D ） A．石油 B．電能 C．天然氣 D．水能 13．(2015北京)科技小組的同學們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北京地區(qū)存在幾種不同類型的發(fā)電站，如圖所示。下列發(fā)電站發(fā)電過程中，利用不可再生能源發(fā)電的是（ A ） 14．(2015河池)如圖所示是核電站工作的流程圖。關于流程圖中各裝置的能量轉(zhuǎn)化，下列說法錯誤的是（ B ） →→→ A．核反應堆將核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．蒸汽輪機將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能 D．各種用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 15．(雙選)(2016四川改編)關于核電站、能量和能源，下列說法正確的是（ AC ） A．目前人類已建成的核電站，都是利用核裂變發(fā)電 B．核電站的核廢枓可以直接堆放在露天垃圾場 C．所有能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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 16．(2016黃石改編)下列關于能源與可持續(xù)發(fā)展及信息的傳遞的敘述中正確的是（ AD ） A．太陽內(nèi)部每時每刻都在發(fā)生聚變釋放巨大的核能 B．石油是可再生能源 C．激光在光導纖維中始終沿直線傳播 D．黃石交通廣播電臺的頻率是103.3 MHz，廣播電臺發(fā)射的電磁波是靠迅速變化的電流實現(xiàn)的 三、綜合應用題 17．如圖所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為160 L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為50%，在與太陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P＝1000 W。如果將整箱水的溫度從30 ℃加熱到80 ℃，需要陽光照射5 h，那么： (1)一箱水需要吸收的熱量是多少？ (2)這些熱量相當于完全燃燒多少千克煤氣所放出的熱量？[煤氣的熱值為4.2107 J/kg] (3)熱水器上集熱器的面積至少要多大？[水的比熱容是4.2103 J/(kg℃)] (1)由ρ＝可得，水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0103 kg/m316010－3 m3＝160 kg，水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2103 J/(kg℃)160 kg(80 ℃－30 ℃)＝3.36107 J　 (2)根據(jù)題意可知：Q放＝Q吸＝3.36107 J，這些熱量相當于完全燃燒煤氣所需的質(zhì)量m煤氣＝＝＝0.8 kg　 (3)這臺太陽能熱水器獲得的輻射功率P太＝S1000 W/m2，由P＝可得太陽輻射5 h獲得的太陽能W總＝P太t＝S1000 W/m253600 s，由η＝可得Q吸＝W總50%＝S1000 W/m253600 s50%；熱水器集熱器面積S＝＝≈3.74 m2 18．如圖是一種配有風力發(fā)電機和太陽能電池板的新型路燈，路燈的額定功率為0.12 kW，光電池接收太陽光輻射的功率為1 kW，吹向風力發(fā)電機葉片上的風功率與風速之間的關系如下表所示，風能轉(zhuǎn)化為電能的效率為4%，光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η光。 風速/(m/s) 2 4 6 8 10 12 16 風功率/W 15 125 420 1000 2000 3375 8000 (1)無風的晴天，光照6 h，太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10 h，則路燈消耗的電能是多少kWh？光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率η光為多大？ (2)在有風的晴天，經(jīng)3 h的光照和風吹，路燈可正常工作7 h，則當時的風速為多大？ (1)路燈工作t1＝10 h消耗的電能W電1＝P燈t1＝0.12 kW10 h＝0.12 kW10 h＝1.2 kWh；光照t2＝6 h，光電池接收的太陽能W光1＝P光t2＝1 kW6 h＝6 kWh；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率η光＝100%＝100%＝20%　 (2)路燈工作t3＝7 h消耗的電能W電2＝P燈t3＝0.12 kW7 h＝0.84 kWh；光照t4＝3 h，光電池接收的太陽能W光2＝P光t4＝1 kW3 h＝3 kWh；根據(jù)公式η光＝可知光電池產(chǎn)生的電能W光電＝η光W光2＝20%3 kWh＝0.6 kWh；風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能W風電＝W電2－W光電＝0.84 kWh－0.6 kWh＝0.24 kWh；根據(jù)公式η風＝可知消耗的風能W風＝＝＝6 kWh；風的功率為P＝＝＝2 kW，根據(jù)風功率與風速之間的關系可知此時的風速為10 m/s