专题21.1 信息传递与能源丨知识精析丨挖空练★知识点一：信息传递1.现代顺风耳-电话（1）电话的组成：话筒把声信号变成变化的信号；听筒把变化的电流信号变成信号。
（2）电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。
2.模拟通信和数字通信（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。
模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。
（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。
数字通信：使用数字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。
（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。
（4）电话交换机间的信息是靠数字信号传递，而电话与电话机之间的信息传递靠模拟信号，但是不论哪种通信都需要电话线。
3.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。
4.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在中传播，传播不需要；电磁波传播的速度c=3×108m/s，电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。
5.电磁波的应用1）微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。
2）雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线性越好，反射性能越强。
3）无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。
【真题跟踪一】（2018·贵阳）用手机通话和面对面说话，都是信息交流方式，传递信息时前者主要靠电磁波，后者主要靠声波。
从传递能量的形式看，电磁波传递的是能，声波传递的是能。
【答案】电；声。
【解析】手机通话是依靠电磁波来实现的，传递的是电能；面对面说话，声音传递的是声能。
故答案为：电；声。
【真题跟踪二】(2018·威海)2018年5月21日，我国成功发射“鹊桥”号中继卫星。
若某时刻如图所示，地面制控中心与“鹊桥”相距约46万公里，“鹊桥”与月球背面相距约6.5万公里，它们之间是利用通讯的，测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，大约需要 s。
【答案】（1）电磁波；(2)1.75。
【解析】太空中没有空气，电磁波可以在真空中传播，所以“鹊桥”与月球背面及地面进行通讯，必须利用电磁波；地面制控中心与“鹊桥”相距约46万公里，“鹊桥”与月球背面相距约6.5万公里，测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，经过路程为：，大约需要的时间为：。
【真题跟踪三】（2018·怀化）下列技术应用中，不是利用电磁波工作的是（）。
A．利用微波雷达跟踪飞行目标；B．利用北斗星导航系统进行定位和导航；C．用手机打电话； D．利用声呐系统探测海底深度【答案】D。
【解析】A、利用微波雷达可以跟踪飞行目标，微波属于电磁波，故A不符合题意；B、利用微波雷达跟踪飞行目标时利用的是电磁波，故B不符合题意；C、手机可以发出电磁波，也可以接收电磁波，故C不符合题意；D、利用声呐系统探测海底深度，声呐发出的是超声波，故D符合题意。
故选D。
★知识点二：能源与可持续发展凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
1.人类利用能源的历程：（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。
（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。
（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置---反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
2.一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。
我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。
我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
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。
3.核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。
“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
4.核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。
5.核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在浙江和广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。
核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。
6.太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。
7.太阳能的利用（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）；生物质能（光能----化学能）。
（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）；太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。
（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。
8.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。
我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。
9.能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。
10.能源与可持续发展（1）不可再生能源和可再生能源：化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。
而水的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。
人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。
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。
（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理想能源的开发。
未来的理想能源必须满足以下条件：必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
【真题跟踪一】(2018·威海)下列关于能源的说法，正确的是（）。
A．风能是不可再生能源；B．太阳能、水能是二次能源；C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的；D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题【答案】D。
【解析】A.风能可以循环作用，是不可再生能源，故A错误；B.太阳能、水能都可以从自然界直接获得，是一次能源，故B错误；C.人类已建成的核电站是利用核裂变反应发电的，故C错误；D.化石能源的大量使用向空气排放大量的污染性气体，造成了酸雨、雾霾等环境问题，故D正确；故选D。
【真题跟踪二】（2018·龙东）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭，其具有主动躲避障碍物的功能，它在运动时将电能转化为能。
机器人吸尘的工作原理是电机转动时使内部气体流速变大，压强（填“变大”或“变小”），从而使杂物进入吸尘器。
【答案】机械；变小。
【解析】（1）扫地机器人工作时消耗电能，获得机械能，故它在运动时电能转化为机械能；（2）根据流体压强和流速的关系可知，机器人吸尘的工作原理是电机转动时使内部气体流速变大，压强变小，小于外部大气压，在压强差的作用下使杂物进入吸尘器。
故答案为：机械；变小。
【真题跟踪三】（2018·滨州）太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生（选填”裂变”或”聚变”），释放出巨大的核能。
【答案】聚变。
【解析】在太阳内部，太能之所以能发光发热，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。
答案：聚变。
★考点一：信息传递信息的传递在中考中出现的几率并不大，本章内容在整个初中物理中处于了解、认识、知道的位置，但作为学习物理学，此内容又是学生需要了解和知道的，目的是为今后的学习和社会活动提供必要的知识支撑。
本章的主要考点有：电话的利用及其知识、电磁波的概念、电磁波的应用、卫星通信知识、电磁波在生活中的应用、电视广播的知识等。
出现本章考题，题型以选择题为主，也曾出现填空题，但较少。
考查内容多数是知识性、基础性和概念性，一般不会太难，只要学生能够理解有关知识，解答会较容易。
从考查的知识点来看，一般情况下单独作为一个考题的不多，常见的是与其他章节知识点结合在一起进行考查。
所以，在进行复习时，抓住这些特点会对本章的复习起到事半功倍的效果。
【典例一】（2018•淄博）关于信息和能源的说法，正确的是（）。
A．手机扫码支付是利用超声波传递信息的；B．光在光导纤维内壁上多次折射传递信息；C．化石能源和核能都属于不可再生能源； D．核反应堆通过可控聚变反应释放核能【答案】C。
【解析】A、手机扫码支付是利用电磁波来传递信息，故A错误；B、光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故B错误；C、化石能源、核能属于不可再生能源，故C正确；D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故D错误。
