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10. 能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法中正确的是(
A.太阳能、核能都属于不可再生能源
B.因为能量是守恒的,所以不需要节约能源
C.北斗导航卫星与地球之间利用电磁波通信
D.超导材料可用来制作熔断器的熔丝
C
)。A.太阳能、核能都属于不可再生能源
B.因为能量是守恒的,所以不需要节约能源
C.北斗导航卫星与地球之间利用电磁波通信
D.超导材料可用来制作熔断器的熔丝
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，需逐个结合相关知识点分析选项：
1. 先明确可再生能源与不可再生能源的定义：可再生能源是可以源源不断从自然界获取的能源，不可再生能源是消耗后短时间内无法再生的能源，据此判断A选项；
2. 理解能量守恒定律的局限性：能量守恒是指总能量不变，但能量的转化和转移具有方向性，可利用的优质能源会逐渐减少，以此分析B选项；
3. 回忆卫星通信的原理：电磁波可以在真空中传播，而卫星与地球之间有真空区域，所以通信依赖电磁波，判断C选项；
4. 掌握超导材料的特性和熔丝的工作原理：超导材料电阻为零，熔丝是利用电流的热效应，电流过大时发热熔断，超导材料无法发热，故不能做熔丝，判断D选项。
通过逐一分析，即可得出正确选项。
【解析】
A. 太阳能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源；核能消耗后短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，因此A选项错误。
B. 虽然能量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，可被人类利用的优质能源会逐渐减少，所以仍需要节约能源，B选项错误。
C. 电磁波能够在真空中传播，北斗导航卫星与地球之间的通信需要跨越真空区域，因此利用电磁波进行通信，C选项正确。
D. 熔断器的熔丝是利用电流的热效应，当电流过大时，熔丝因发热而熔断，从而保护电路；而超导材料的电阻为零，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电流通过时不会产生热量，无法在电流过大时熔断，因此不能用来制作熔丝，D选项错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
能源的分类、电磁波的应用、超导材料的特性
【点评】
本题考查能源、信息、材料领域的基础知识点，涵盖范围较广，注重对基础知识细节的考查，要求学生准确区分易混淆概念（如能量守恒与节约能源的关系），掌握各知识点的实际应用场景，是对三大支柱相关基础知识的综合检测。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需逐个结合相关知识点分析选项：
1. 先明确可再生能源与不可再生能源的定义：可再生能源是可以源源不断从自然界获取的能源，不可再生能源是消耗后短时间内无法再生的能源，据此判断A选项；
2. 理解能量守恒定律的局限性：能量守恒是指总能量不变，但能量的转化和转移具有方向性，可利用的优质能源会逐渐减少，以此分析B选项；
3. 回忆卫星通信的原理：电磁波可以在真空中传播，而卫星与地球之间有真空区域，所以通信依赖电磁波，判断C选项；
4. 掌握超导材料的特性和熔丝的工作原理：超导材料电阻为零，熔丝是利用电流的热效应，电流过大时发热熔断，超导材料无法发热，故不能做熔丝，判断D选项。
通过逐一分析，即可得出正确选项。
【解析】
A. 太阳能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源；核能消耗后短时间内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源，因此A选项错误。
B. 虽然能量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，可被人类利用的优质能源会逐渐减少，所以仍需要节约能源，B选项错误。
C. 电磁波能够在真空中传播，北斗导航卫星与地球之间的通信需要跨越真空区域，因此利用电磁波进行通信，C选项正确。
D. 熔断器的熔丝是利用电流的热效应，当电流过大时，熔丝因发热而熔断，从而保护电路；而超导材料的电阻为零，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电流通过时不会产生热量，无法在电流过大时熔断，因此不能用来制作熔丝，D选项错误。
综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
能源的分类、电磁波的应用、超导材料的特性
【点评】
本题考查能源、信息、材料领域的基础知识点，涵盖范围较广，注重对基础知识细节的考查，要求学生准确区分易混淆概念（如能量守恒与节约能源的关系），掌握各知识点的实际应用场景，是对三大支柱相关基础知识的综合检测。
【难度系数】
0.8
11. 白炽灯是一种电流通过灯丝使其发热发光的照明设备,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝
(第 11 题) (第 12 题) (第 13 题)
抖动
,说明通电导体在磁场中受力运动
,由此原理可以制成电动机
。(第 11 题) (第 12 题) (第 13 题)
答案
抖动
通电导体在磁场中受力运动
电动机
通电导体在磁场中受力运动
电动机
解析
【分析】
首先结合磁场对通电导体的作用来思考：通电的灯丝处于磁体的磁场中，会受到磁场力的作用。由于白炽灯使用的是交流电，电流方向周期性变化，导致灯丝受力方向也周期性改变，因此灯丝会出现抖动现象。该现象反映了通电导体在磁场中受力运动的规律，利用这一原理可制成将电能转化为机械能的电动机，我们需要围绕这一逻辑逐步推导现象、原理和对应应用。
【解析】
当强磁体靠近通电白炽灯的灯丝时，灯丝中有电流通过，处于磁体的磁场中，根据磁场对通电导体的作用规律，通电导体在磁场中会受到力的作用。由于家庭电路中的电流为交流电，电流方向会周期性发生改变，所以灯丝受到的磁场力的方向也会周期性变化，进而观察到灯丝抖动。这一现象说明通电导体在磁场中受力运动，人们利用该原理制成了电动机，实现电能到机械能的转化。
【答案】
抖动；通电导体在磁场中受力运动；电动机
【知识点】
磁场对电流的作用；通电导体在磁场中受力运动；电动机工作原理
【点评】
本题将物理原理与生活现象结合，考查磁场对电流作用的相关知识，既注重对基础原理的理解，也考查原理的实际应用，需注意区分该原理与电磁感应原理，避免和发电机原理混淆。
【难度系数】
0.8
首先结合磁场对通电导体的作用来思考：通电的灯丝处于磁体的磁场中，会受到磁场力的作用。由于白炽灯使用的是交流电，电流方向周期性变化，导致灯丝受力方向也周期性改变，因此灯丝会出现抖动现象。该现象反映了通电导体在磁场中受力运动的规律，利用这一原理可制成将电能转化为机械能的电动机，我们需要围绕这一逻辑逐步推导现象、原理和对应应用。
【解析】
当强磁体靠近通电白炽灯的灯丝时，灯丝中有电流通过，处于磁体的磁场中，根据磁场对通电导体的作用规律，通电导体在磁场中会受到力的作用。由于家庭电路中的电流为交流电，电流方向会周期性发生改变，所以灯丝受到的磁场力的方向也会周期性变化，进而观察到灯丝抖动。这一现象说明通电导体在磁场中受力运动，人们利用该原理制成了电动机，实现电能到机械能的转化。
【答案】
抖动；通电导体在磁场中受力运动；电动机
【知识点】
磁场对电流的作用；通电导体在磁场中受力运动；电动机工作原理
【点评】
本题将物理原理与生活现象结合，考查磁场对电流作用的相关知识，既注重对基础原理的理解，也考查原理的实际应用，需注意区分该原理与电磁感应原理，避免和发电机原理混淆。
【难度系数】
0.8
12. 某校刚刷完地坪漆的地下室内,弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出易燃、有毒气体,某兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是
通电线圈在磁场中受力转动
。在讨论时,物理老师指出该方案存在的不足:每当线圈平面转过与磁感线相垂直
(平行/垂直)的位置时,换向器自动改变线圈中电流的方向,电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态,极易激发电火花,成为火灾隐患。答案
通电线圈在磁场中受力转动
垂直
垂直
解析
【分析】
首先回忆直流电动机的核心工作原理，电动机是将电能转化为机械能，其原理为通电线圈在磁场中受力转动。接着思考换向器的工作时机：当线圈平面转到与磁感线垂直的平衡位置时，线圈受力平衡，换向器会自动改变线圈中电流方向，使线圈持续转动，此过程中电路会快速切换状态，易产生电火花，这是题目指出的隐患点。
【解析】
1. 直流电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动，该原理实现了电能到机械能的转化，是电动机工作的核心依据。
2. 换向器的工作位置：当线圈平面转过与磁感线相垂直的位置时，线圈处于受力平衡的状态，换向器会自动改变线圈中电流的方向，以维持线圈的持续转动，但该过程中电路会快速在通路、断路间切换，易激发电火花。
【答案】
通电线圈在磁场中受力转动；垂直
【知识点】
直流电动机原理；换向器的作用
【点评】
本题将直流电动机的原理与实际安全隐患结合，既考查了电动机的核心工作原理，也考查了换向器的工作特点，要求学生将物理知识与实际应用场景关联，理解原理在实际中的影响。
【难度系数】
0.6
首先回忆直流电动机的核心工作原理，电动机是将电能转化为机械能，其原理为通电线圈在磁场中受力转动。接着思考换向器的工作时机：当线圈平面转到与磁感线垂直的平衡位置时，线圈受力平衡，换向器会自动改变线圈中电流方向，使线圈持续转动，此过程中电路会快速切换状态，易产生电火花，这是题目指出的隐患点。
【解析】
1. 直流电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动，该原理实现了电能到机械能的转化，是电动机工作的核心依据。
2. 换向器的工作位置：当线圈平面转过与磁感线相垂直的位置时，线圈处于受力平衡的状态，换向器会自动改变线圈中电流的方向，以维持线圈的持续转动，但该过程中电路会快速在通路、断路间切换，易激发电火花。
【答案】
通电线圈在磁场中受力转动；垂直
【知识点】
直流电动机原理；换向器的作用
【点评】
本题将直流电动机的原理与实际安全隐患结合，既考查了电动机的核心工作原理，也考查了换向器的工作特点，要求学生将物理知识与实际应用场景关联，理解原理在实际中的影响。
【难度系数】
0.6
13. 如图所示是我国东部沿海地区的一个海上风力发电场。扇叶在风力作用下转动,带动发电机运转,利用
电磁感应
原理产生电流,将机械
能转化为电能。这种由风提供的能源属于可再生
(可再生/不可再生)能源。答案
电磁感应
机械
可再生
机械
可再生
解析
【分析】
首先回忆发电机的工作原理，发电机是利用电磁感应现象来产生电流的；接着分析能量转化，扇叶在风力作用下转动具有机械能，发电机将机械能转化为电能；最后根据可再生能源的定义，风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源，按照这个思路依次填写三个空即可。
【解析】
1. 发电机的工作原理是电磁感应，扇叶转动带动发电机内部的导体切割磁感线，从而产生感应电流；
2. 扇叶在风力作用下转动，具有机械能，发电机将机械能转化为电能；
3. 风能可以从自然界源源不断地获取，符合可再生能源的特征，属于可再生能源。
【答案】
电磁感应；机械；可再生
【知识点】
电磁感应原理；能量转化；可再生能源
【点评】
本题考查电磁感应的实际应用、能量转化以及能源的分类，属于电学与能源部分的基础题型，需要牢记发电机的工作原理和常见能源的分类标准。
【难度系数】
0.8
首先回忆发电机的工作原理，发电机是利用电磁感应现象来产生电流的；接着分析能量转化，扇叶在风力作用下转动具有机械能，发电机将机械能转化为电能；最后根据可再生能源的定义，风能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源，按照这个思路依次填写三个空即可。
【解析】
1. 发电机的工作原理是电磁感应，扇叶转动带动发电机内部的导体切割磁感线，从而产生感应电流；
2. 扇叶在风力作用下转动，具有机械能，发电机将机械能转化为电能；
3. 风能可以从自然界源源不断地获取，符合可再生能源的特征，属于可再生能源。
【答案】
电磁感应；机械；可再生
【知识点】
电磁感应原理；能量转化；可再生能源
【点评】
本题考查电磁感应的实际应用、能量转化以及能源的分类，属于电学与能源部分的基础题型，需要牢记发电机的工作原理和常见能源的分类标准。
【难度系数】
0.8
14. 2024 年 5 月 3 日,“嫦娥六号”探测器在中国文昌航天发射场成功发射,准确进入地月转移轨道。18:05:20(时:分:秒),地球收到“嫦娥六号”于当日发出的
|莫尔斯电码|-----|·----|--·--|-- -·|--··|
| -- | -- | -- | -- | -- |
|数字|0|1|2|3|4|
|莫尔斯电码|---·|----·|--- -|---- -|-----|
| -- | -- | -- | -- | -- |
|数字|5|6|7|8|9|
电磁波
(超声波/电磁波)信号,发出信号的时刻用莫尔斯电码表示,其代码为“· - - - - · - - - - - - - · · · · - - - - - · · · · -”。如表所示为莫尔斯电码与数字的对应关系。据此可知,“旅行者一号”发出该信号的时刻为18:05:19
(时:分:秒),由此可估算出“旅行者一号”距离地球3×10^{8}
m。($v_{超声波}=340 m/s$,$v_{电磁波}=3 × 10^8 m/s$)|莫尔斯电码|-----|·----|--·--|-- -·|--··|
| -- | -- | -- | -- | -- |
|数字|0|1|2|3|4|
|莫尔斯电码|---·|----·|--- -|---- -|-----|
| -- | -- | -- | -- | -- |
|数字|5|6|7|8|9|
答案
电磁波
18:05:19
$3×10^{8}$
18:05:19
$3×10^{8}$
解析
【分析】
1. 首先思考信号类型：要明确超声波和电磁波的传播条件，超声波属于机械波，传播必须依赖介质，而太空是真空环境，没有介质，所以超声波无法在太空中传播；电磁波可以在真空中传播，因此地球收到的是电磁波信号。
2. 然后进行莫尔斯电码解码：先观察表格中莫尔斯电码与数字的对应关系，将题目给出的代码按空格分组，逐组匹配对应的数字，再组合成发出信号的时刻。
3. 最后计算距离：通过接收时刻和发出时刻算出信号传播的时间，再利用速度公式的变形公式计算“嫦娥六号”与地球的距离。
【解析】
1. 判断信号类型
超声波是机械波，传播需要介质，太空为真空环境，没有传播介质，超声波无法在太空中传播；电磁波可在真空中传播，因此地球收到的是电磁波信号。
2. 解码莫尔斯电码得到发出时刻
对照表格中莫尔斯电码与数字的对应关系，对给出的代码分组解析：
“·----”对应数字1；
“---··”对应数字8；
“-----”对应数字0；
“·····”对应数字5；
“·----”对应数字1；
“----·”对应数字9；
将数字组合，得到发出信号的时刻为18:05:19。
3. 计算信号传播时间
已知接收时刻为18:05:20，发出时刻为18:05:19，因此信号传播时间：
$ t = 18:05:20 - 18:05:19 = 1\mathrm{s} $
4. 计算“嫦娥六号”与地球的距离
根据速度公式$ v = \frac{s}{t} $，变形可得$ s = vt $，代入电磁波速度$ v = 3×10^8 \mathrm{m/s} $，传播时间$ t=1\mathrm{s} $，则：
$ s = 3×10^8 \mathrm{m/s} × 1\mathrm{s} = 3×10^8 \mathrm{m} $
【答案】
电磁波；18:05:19；$ 3×10^{8} $
【知识点】
电磁波传播特点、速度公式应用、编码解码
【点评】
本题结合航天实际情境，综合考查了电磁波的传播特性、莫尔斯电码的解码以及速度公式的应用，需要学生将物理知识与信息解码结合，注重知识的综合运用和情境分析能力。
【难度系数】
0.6
1. 首先思考信号类型：要明确超声波和电磁波的传播条件，超声波属于机械波，传播必须依赖介质，而太空是真空环境，没有介质，所以超声波无法在太空中传播；电磁波可以在真空中传播，因此地球收到的是电磁波信号。
2. 然后进行莫尔斯电码解码：先观察表格中莫尔斯电码与数字的对应关系，将题目给出的代码按空格分组，逐组匹配对应的数字，再组合成发出信号的时刻。
3. 最后计算距离：通过接收时刻和发出时刻算出信号传播的时间，再利用速度公式的变形公式计算“嫦娥六号”与地球的距离。
【解析】
1. 判断信号类型
超声波是机械波，传播需要介质，太空为真空环境，没有传播介质，超声波无法在太空中传播；电磁波可在真空中传播，因此地球收到的是电磁波信号。
2. 解码莫尔斯电码得到发出时刻
对照表格中莫尔斯电码与数字的对应关系，对给出的代码分组解析：
“·----”对应数字1；
“---··”对应数字8；
“-----”对应数字0；
“·····”对应数字5；
“·----”对应数字1；
“----·”对应数字9；
将数字组合，得到发出信号的时刻为18:05:19。
3. 计算信号传播时间
已知接收时刻为18:05:20，发出时刻为18:05:19，因此信号传播时间：
$ t = 18:05:20 - 18:05:19 = 1\mathrm{s} $
4. 计算“嫦娥六号”与地球的距离
根据速度公式$ v = \frac{s}{t} $，变形可得$ s = vt $，代入电磁波速度$ v = 3×10^8 \mathrm{m/s} $，传播时间$ t=1\mathrm{s} $，则：
$ s = 3×10^8 \mathrm{m/s} × 1\mathrm{s} = 3×10^8 \mathrm{m} $
【答案】
电磁波；18:05:19；$ 3×10^{8} $
【知识点】
电磁波传播特点、速度公式应用、编码解码
【点评】
本题结合航天实际情境，综合考查了电磁波的传播特性、莫尔斯电码的解码以及速度公式的应用，需要学生将物理知识与信息解码结合，注重知识的综合运用和情境分析能力。
【难度系数】
0.6
