人教版九年级物理寒假提升检测卷专题21 信息、能源与材料（2份，原卷版+解析版）

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一、选择题（14小题，每小题3分，共42分）
1.下列关于电磁波的说法正确的是（ ）。
A. 电磁波在空气中的传播速度是340m/s；
B. 电磁波只能传播声音信号，不能传递图像信号；
C. 电磁波不能在真空中传播；
D. 北斗卫星定位系统既能发射也能接受电磁波
【答案】D。
【解析】A．电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，A不符合题意；
B．电磁波作为载波使用时，既可以传递声音信号，也可以传递图像信号，B不符合题意；
C．电磁波可以在真空中传播，C不符合题意；
D．卫星接收和发送信号要靠电磁波传递，我国的北斗卫星定位系统也是利用电磁波来传递信号的，D符合题意。
故答案为：D。
2.病人在医院检查的过程中，涉及到很多物理知识，下列说法不正确的是（ ）。
A. 腹部B超中用到的超声波频率大于20000Hz；
B. 胸透检查中用到的X光隶属于电磁波，连续多次反复照射对身体无危害；
C. 在病房里保持安静是在声源处减弱噪声；
D. 医院里的免费“WiFi”采用和光速一样快的电磁波传播信息
【答案】 B。
【解析】A．腹部B超中用到的超声波频率大于20000Hz，A正确，不符合题意；
B．胸透检查中用到的X光隶属于电磁波，适量的照射检查，并不会影响人体健康，但连续多次反复照射对身体有很大危害，B错误，符合题意；
C．在病房里保持安静是在声源处减弱噪声，C正确，不符合题意；
D．医院里的免费“WiFi”采用和光速一样快的电磁波传播信息，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
3．中国第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术，世界领先。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。下列说法正确的是（ ）。
A．电磁波和声波在空气中的传播速度都是3×102 km/s；
B．电磁波和声波都是由物体振动产生的；
C．手机无线上网是利用电磁波传输信息；
D．电磁波能传递能量，声波不能传递能量
【答案】C。
【解析】A．声波在空气中的传播速度是340m/ s，电磁波在空气中的传播速度是3105km/ s，故A错误；
B．电磁波是由变化的电流产生的，而声波是由物体的振动产生的，故B错误
C．手机无线上网是利用电磁波传输信息，故C正确；
D．电磁波和声波都能传递能量，故D错误。
故选C。
4．下列有关声和电磁波的说法中正确的是（ ）。
A．声和电磁波都可以在真空中传播；
B．移动电话可以接收和发射电磁波；
C．汽车禁鸣喇叭是在传播过程中减弱噪声；
D．用不同的力敲击音叉，音叉发出声音的音调不同
【答案】B。。
【解析】A．声音不能在真空中传播，故A错误；
B．移动电话可以接收和发射电磁波，故B正确；
C．汽车禁鸣喇叭是在声源处减弱噪声，故C错误；
D．用不同的力敲击音叉，音叉发出声音的响度不同。
故选B。
5．下列说法中不正确的是（ ）。
A．微波大致沿直线传播，因此微波通信要建很多中继站才能把信息传递到远方；
B．卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信；
C．光纤通信容量大，不受电磁干扰，保密性好，通信质量高，但传输距离短；
D．利用因特网可实现资源共享和信息传递，还可进行远程教育、远程医疗等
【答案】C。
【解析】A、地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去，故A说法正确。
B、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3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，故B说法正确。
C、光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少使，激光通信能传播很远，并且能提高通信质量．等优点，故C说法不正确；
D、人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等，故D说法正确。故选C。
6．关于能源与信息，下列说法正确的是（ ）。
A．核能既是一次能源，也是可再生能源；
B．中考考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊，采用了高科技手段来屏蔽超声波的传递；
C．光缆是利用激光在光导纤维中发生反射来传递的；
D．能量守恒定律告诉我们能凝的总量是不变的，因此我们可以无限的使用
【答案】C。
【解析】A．核能是从自然界直接获得的，是一次能源；核能消耗后，在短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．中考考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊，采用了高科技手段来屏蔽电磁波波的传递，故B错误；
C．光缆是利用激光在光导纤维中发生全反射来传递信息的，故C正确；
D．能量守恒定律告诉我们能量的总量是不变的，但是由于能量的转化和转移具有方向性，在利用能量的过程中，可供我产利用的能量会越来越小，因此我们不可以无限的使用，故D错误。
故选C。
7．2021年2月4日晚，北京冬奥会倒计时一周年活动在国家游泳中心“冰立方”举行。活动现场，北京2022年冬奥会火炬“飞扬”也正式发布亮相。火炬由银色和红色两种配色构成，采用氢作为燃料，外壳由重量轻、耐高温的碳纤维材料制成。下列说法正确的是（ ）。
A．火炬红色部分可以吸收红光 B．火炬的氢燃料属于可再生能源
C．碳纤维材料可以增大火炬的密度 D．握紧火炬时，手对火炬的压强增大
【答案】D。
【解析】A．由于不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，物体只反射与自身颜色相同的色光，所以火炬红色部分反射红色光，故A错误；
B．火炬的氢燃料使用后不能从自然界自动获得，属于不可再生能源，故B错误；
C．根据可知，在体积相同时，火炬的质量小，说明碳纤维材料的密度小，故C错误；
D．握紧火炬时，手对火炬的压力增大，是在压力一定时，通过增大压力来增大压强的，故D正确。
故选D。
8．关于能源、信息、材料，下列说法正确的是（ ）。
A．超导体可用来制作电饭锅的发热体；
B．手机是利用电磁波传递信息；
C．北斗卫星是利用超声波来进行定位的；
D．石油是当今的主要能源，是可再生能源
【答案】B。
【解析】A．超导体电阻为零，电流流过超导体时，超导体不能发热，不能用来制作电饭锅中的电热丝，故A错误；
BC．手机是靠发射和接收电磁波来传递信息的，“北斗”卫星导航是利用电磁波来定位的，故B正确，C错误；
D．石油是当今的主要能源，是不可再生能源，故D错误。
故选B。
9．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）。
A．核电站是利用核聚变释放的核能发电的；
B．北斗卫星导航是通过电磁波传递信息；
C．航天器外壳材料应具有的特性是密度大、熔点高；
D．制作芯片的材料硅属于导体
【答案】B。
【解析】A．核电站是利用核裂变释放的核能发电的，太阳能释放出的能量是核聚变形成的，故A错误；
B．北斗卫星是地球的同步卫星，其导航作用是利用电磁波传递信息的，故B正确；
C．航天器外壳材料具有的特性是：密度小和熔点高，密度小的材料与其它材料相比，在体积相同时，质量更小，而航天器与大气层摩擦产生高温，所以需要熔点高的材料。故C错误；
D．制作芯片的材料硅属于半导体，故D错误。
故选B。
10．人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。下列四幅图片中，利用核能发电的是（ ）。
A．B．C．D．
【答案】D。
【解析】A．图中是风力发电，是将风能转化为电能，故A不符合题意；
B．图中是水力发电，是将水能转化为电能，故B不符合题意；
C．图中是太阳能发电，是将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D．图中是核电站，是将核能转化为电能，故D符合题意。
故选D。
11．科学家设想利用道路来收集太阳能进行发电，供电动汽车和路灯使用。方法是在路基上先铺设覆盖有太阳能电池的水泥板，再在太阳能电池上覆盖透明的玻璃作为路面，这个设想要能实际使用，对玻璃的选择，下列哪一项不是主要需考虑的（ ）。
A．玻璃厚度 B．玻璃强度 C．玻璃颜色 D．玻璃的隔音效果
【答案】D。
【解析】A．在太阳能电池上覆盖透明的玻璃作为路面，既要考虑承重，还要考虑太阳光的穿过时的衰减，越厚透过的能量越少，用来发电的太阳能少，所以厚度要考虑，故A不符合题意；
B．由于将玻璃覆盖在太阳能电池上作为路面，汽车要在玻璃路面上行驶，所以要考虑玻璃的强度，故B不符合题意；
C．物体颜色的深浅影响对太阳光线的吸收，颜色越深的物体对太阳光线的吸收效果越好，所以要考虑玻璃颜色，故C不符合题意；
D．所用玻璃的隔音效果与科学家利用它收集太阳能进行发电的目的无关，不需考虑，故D符合题意。
故选C。
12．下列关于电磁波、信息技术和能源的说法正确的是（ ）。
A．电磁波不能在真空中传播；
B．“北斗”导航系统利用电磁波传递信息；
C．太阳能属于不可再生能源；
D．核电站利用核聚变释放的能量发电
【答案】B。
【解析】A．电磁波是可以在真空中传播的，太空是一个真空环境，在太空中的飞船与地面通讯就是依靠电磁波，故A错误；
B．“北斗”卫星所处的太空是一个真空环境，“北斗”向地面传输信息是利用电磁波，故B正确；
C．太阳能可通过太阳不断获取，属于可再生能源，故C错误；
D．核电站利用的是可控的核裂变释放的能量发电，故D错误。
故选B。
13．下列对能量和能源的认识中，正确的是（ ）。
A．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要；
B．太阳的能量给地球带来云、雨、风浪；
C．自然界可以长期为人类提供煤炭、石油等可再生能源；
D．剧烈的核反应会发生强烈的爆炸，人类无法利用核能
【答案】B。
【解析】A．能量在转化和转移过程中总量保持不变，但转化和转移是有方向性的，可利用的能源越来越少，因此节约能源有必要，故A错误；
B．云、雨、风浪等能量都是因为太阳的能量使水蒸发、使大气温度变化而产生的，故B正确；
C．煤炭、石油等能源使用后短时间内不能得到补充，是不可再生能源，故C错误；
D．核电站是利用核裂变来发电，人类可以利用核能，故D错误。
故选B。
14．据新华社消息，无视国内国际舆论的质疑和反对，日本政府于4月13日召开有关内阁会议正式决定将福岛第一核电站上百万吨核污水经过滤并稀释后排入大海，排放将于约2年后开始。关于报道中提到的核能发电，下列说法中正确的是（ ）。
A．核电站是利用原子核裂变所释放的能量来发电；
B．核能是可再生能源；
C．核电站可能会造成核污染，所以不要发展核电事业；
D．核能来自太阳
【答案】A。
【解析】A．核裂变释放的能量可在核电站的发电，故A正确；
B．核燃料是有限的，所以核能是不可再生能源，故B错误；
C．核电站虽然存在核污染的可能，但对环境污染小，不会污染大气，所以核能是清洁能源，且核电效益好，所以我国可以发展核电事业。故C错误；
D．核能是来自原子核的分裂或结合释放的能量，不是来自太阳，故D错误。
故选A。
二、填空题（6小题，每空2分，共32分）
15.2020年6月23日，随着我国北斗三号系统最后一颗组网卫星（即第55颗组网卫星）顺利发射升空，标志着我国的北斗全球系统已经全部组网成功。我们利用北斗导航系统接收到的导航信息是通过________波传播的，这种波________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
【答案】 电磁；能。
【解析】因为电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，所以北斗导航系统接收到的导航信息是通过电磁波传播的。
16．端午节，小文坐着新能源电动汽车到罗家坝参观巴人遗址，行进中发现路边站着同学小化，他用力摇下车窗想给小化打招呼，可小化迅速向车后移去。“用力摇下车窗”说明力可以改变车窗的______；情景中“小化迅速向车后移去”，小文是以______为参照物；路上的汽油车烧的汽油是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】运动状态；车；不可再生。
【解析】[1]“用力摇下车窗”的过程车窗在力的作用下由静止向下运动，说明力可以改变车窗的运动状态。
[2]情景中“小化迅速向车后移去”，小文是以车为参照物，假定车不动，则人向后运动。
[3]汽油是由石油提炼而来，而石油是化石能源不能在短时间内得到补充，属于不可再生能源，所以路上的汽油车烧的汽油是不可再生能源。
17．目前核能已经被广泛利用，核能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；其中核电站工作是利用______（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放出大量的核能，与太阳内部发生的核反应______（选填“相同”或“不同”）。
【答案】不可再生；核裂变；不同。
【解析】[1]目前核能已经被广泛利用，核能使用之后在短时间内无法得到补充，是不可再生能源。
[2][3]核电站工作是利用核裂变反应释放出大量的核能，而太阳内部发生的核反应是核聚变，所以两者不同。
18．运载“嫦娥四号”探测器的火箭以液态氢为燃料，是因为氢的______（热值/比热容）大；探测器上装有太阳能电池板是将太阳能转化为______能；“玉兔二号”月球车从“嫦娥四号”“走”下来，月球车重力势能______（变大/变小/不变）。
【答案】热值；电；变小。
【解析】[1] 火箭以液态氢为燃料，在质量相同的情况，氢完全燃烧放出的热量要比其它燃料多得多，这主要是因为氢的热值大。
[2]大阳能电池的工作过程中，吸收太阳能，将太阳能转化为电能。
[3]重力势能的大小与质量、高度有关，“玉兔二号”月球车从“嫦娥四号”“走”下来，在质量不变的情况下，高度变小，故重力势能变小。
19．如图所示，卫星的太阳能电池帆板可以把太阳能直接转化成_______能，给卫星提供动力，太阳能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它是在太阳内部的氢原子核发生______（选填“裂变”或“聚变”）释放出的能量。
【答案】电；可再生；聚变。
【解析】[1]太阳能电池板是把太阳能转化成电能，原理是光照射在适当的半导体设备上，被转换成电能的物理过程。
[2]太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染。
[3]在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
20．我们在家收看电视节目，电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以______m/s的速度传递来的。电视机消耗的电能属于______（选填“—次”或“二次”）能源。
【答案】 ；二次。
【解析】[1]电视机接收到的图像信号和声音信号是利用电磁波以m/s的速度传递来的，电磁波可以做真空中传播。
[2]电视机消耗的电能是消耗一次能源得到的，属于二次能源。
三、综合题（3小题，共26分）
21．（8分）国家工信部将5G牌照发给了中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电四家公司。其获得的频谱资源如下表。。根据下面的波谱图解答问题：

（1）人们通常所说“中国移动5G信号比4G信号传输速度快”是否意味着“4G的电磁波比5G的电磁波在空气中传播速度快”？________ （选填“是”或“否”）；中国移动5G信号的电磁波与中国电信的5G信号的电磁波在空气中的传播速度，哪个更大？_______ （选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）；
（2）中国移动5G信号的电磁波的属于哪个波段？________ （选填“微波”、“红外线”、“紫外线”或“X射线”）；中国移动5G信号的电磁波比中国电信的5G信号的电磁波的波长更长？________ ）选填“中国电信”、“中国移动”或“一样大”）。
【答案】否；一样大；微波；中国电信。
【解析】（1）[1]中国移动5G信号比4G信号传输速度快，是指5G信号承载信息量更大，更通畅；它们同属于电磁波，在空气中传播速度相同。
[2]4G的电磁波和5G的电磁波，都是电磁波的一种，在空气中传播速度相同。
（2）[3]由图可知：中国移动5G信号的电磁波属于微波。
[4]由表可知，中国移动5G信号的频率高， 根据公式c=λf可知，中国移动5G信号的电磁波波长较短，中国电信5G信号的波长较长。
22．（12分）阅读短文，回答问题。
2018年我国航天事业继续大步向前，12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，如图甲，开启了月球探测的新旅程。嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，如图乙，实现月球背面与地球之间的中继通信。
（1）火箭发射时，发射架下的水池中水______（填写物态变化名称）为水蒸气后再液化形成大量的“白气”。长征三号乙运载火箭与嫦娥四号探测器分离前，以嫦娥四号探测器为参照物，长征三号乙运载火箭是______的。
（2）为了防止航天器在发射后与大气层摩擦过热而烧毁，通常在航天器表面有一层固体烧蚀材料.烧蚀材料在高温、高压气流的冲刷下会发生热解，同时发生熔化、汽化或______（填写物态变化名称），从而可以______（吸收/放出）大量热量，起到保护航天器的作用。
（3）在长征三号乙运载火箭与嫦娥四号探测器分离后，嫦娥四号的太阳翼展开后开始工作，可以将______能转化为电能，从而为嫦娥四号补充“体力”。
（4）由于月球的遮挡，月球背面的着陆器和探测器无法与地球直接传输信息（信息的传递可类比于光的传播），“鹊桥”中继星应该位于图乙中______（a/b）位置时，可起到信息中转作用.
【答案】汽化；静止；升华 ；吸收；太阳能（或光能）；b。
【解析】（1）火箭发射时，发射架下的水池中水由液态变成气态的水蒸气，属于汽化现象；长征三号乙运载火箭与嫦娥四号探测器分离前，以嫦娥四号探测器为参照物，长征三号乙运载火箭的位置没有改变，说明它是静止的；
（2）航天器表面的特殊材料在熔化、汽化和升华时可以吸收大量热量，从而达到保护航天桥的目的，这是利用了熔化、汽化和升华要吸热的原理；
（3）嫦娥四号的太阳翼展开后开始工作，可以将太阳能转化为电能；
（4）由于月球的遮挡，月球背面的着陆器和探测器无法与地球直接传输信息，故“鹊桥号”中继星位于b位置时，可以同时与地球和月球背面进行信息和数据交换。
23．（6分）阅读《永动机的神话》，回答问题．
永动机的神话
从古至今，永动机一直是人们的梦想．然而，随着人们对自然规律认识的不断深入，这种梦想被宣告破灭．而在此过程中人们提出的各类永动机方案，最终也以失败而告终．虽然永动机的神话破灭了，但是它对人们探索自规律所做的贡献，依然功不可没的．
在欧洲，早期最著名的永动机设计方案是由法国人亨内考的提出的。如图所示，轮子中央有个一转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。亨内考认为，因为右边的球比左边的球离转动轴远些，所以右边的球对轮子产生的转动效果要比左边的球产生的转动效果大．这样轮子就会永远无休止的沿顺时针的方向转动下去，从而带动机器运转．这个设计被不少人进行过复制和验证，但从未实现过不停的转动。
18世纪，从事永动机设计和研究的人越来越多，无论当时有学识的和无学时的人都相信永动机是可能的。但是无论多么努力，所有的方案都以失败而告终。人们在不断地努力和实践过程中逐渐认识到，任何机器在对外界做功时，都要消耗能量。不消耗能量，机器是无法做功的．
19世纪，随着科学家们对功、能、热量不断的深入研究，人们逐步发现了能量转化与守恒定律。即能量既不会消失，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。同时，人们通过大量的事实研究进一步认识到，能量在转化和转移过程中具有一定的方向性。至此，在人类历史上持续几百年的永动机梦想，被自然规律彻底打破。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）某同学想制造出一种不需要能量就能运转的机器，他的想法是_______实现的。（选填“可能”或“不可能”）
（2）下列实例能说明能量的转化和转移具有方向性的是____________。（选填选项前的字母，多选）
A．摔碎的玻璃杯很难被修复
B．汽车急刹车时，因摩擦而消耗的动能，不能再自发地回到汽车
C．热量总是自发地从高温物体传到低温物体
D．光在反射和折射时，光路可逆
（3）能源危机产生的根源是由于能量的转化和转移具有方向性，请你举例说出生活中节约能源的措施：________。（说出一条即可）
【答案】不能；BC；详见解析。
【解析】第一空．根据能量守恒定律可知，不需要能量就能运转的机器是不存在的；
第二空．A．摔碎的玻璃杯，分子间的距离太大了，分子间作用力几乎不存在，很难修复，不符合题意；
B．汽车急刹车时，摩擦而消耗的动能，由于能量的转化和转移具有方向性，不能再自发地回到汽车，符合题意；
C．热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不可能自发地从低温物体传到高温物体，说明能量的转化或转移具有方向性，符合题意；
D．光在反射和折射时，光路是可逆的，属于光的传播定律，不符合题意；
第三空．生活中节约能源的措施：绿色出行；随手关灯；使用节能电器。
运营商
中国移动
中国联通
中国电信
中国广电
频谱资源