云南专版2019年中考物理总复习第10单元微观粒子信息材料能源与能量精讲
高中物理第十章热力学定律第5节热力学第二定律的微观解释第6节能源和可持续发展新人教版选修3
B．气体分子数越大，扩散到真空中的分子全部回 到原状态的可能性越大
同理可知，在通过做功使系统内能增加的过程中， 自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转 化的过程。
(2)热力学第二定律的微观意义： 热力学第二定律揭示了涉及热现象的一切宏观自然 过程都只能在一个方向上发生，而不会可逆地在相反的 方向上出现，它指出在能量得以平衡的众多过程中，哪 些可能发生，哪些不可能发生。自然界涉及热现象的一 切宏观过程都是不可逆的，宏观自发过程的这种方向性 (熵增加的方向)，也就成为时间的方向性。所以，熵又被 称为“时间箭头”。
图10－5－1
课堂互动·突破考点
考点一 对热力学第二定律微观意义的理解 1．对熵的理解 (1)熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映 物体内分子平均动能大小一样，系统越混乱，无序程度 越大，这个系统的熵就越大。 (2)从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规 律，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展， 而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是 向无序程度更大的方向发展。
[例1] (多选)关于热力学第二定律的微观意义，下 列说法正确的是
A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运 动
B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向 无序运动状态转化的过程
C.热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运 动状态向无序程度大的运动状态转化的过程
D．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大 的方向进行
第5节 第6节
热力学第二定律的微观 解释 能源和可持续发展
[学习目标] 1．了解热力学第二定律的微观意义。 2．知道能量耗散，理解能量耗散会导致能量品质 的降低。 3．知道能源利用与环境污染。 4．了解能源开发与环境保护。
高中物理第十章热力学定律第5节第6节热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展学案含解析新人教版选修
学习资料高中物理第十章热力学定律第5节第6节热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展学案含解析新人教版选修3班级：科目：第5节热力学第二定律的微观解释第6节能源和可持续发展1．了解有序和无序概念，知道有序和无序是相对的,了解宏观态和微观态的概念。
2．知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系,知道热力学第二定律的微观解释。
3．知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述。
4．了解什么是能量耗散和品质降低，了解能源与人类社会发展和环境的关系。
一、热力学第二定律的微观解释1．有序和无序、宏观态和微观态（1）有序：一个系统的个体按确定的错误!方向有顺序的排列.(2)无序:一个系统的个体分布没有确定的要求，分布是错误!随意的，称为无序。
(3)宏观态：一个错误!系统整体所处的状态叫做宏观态。
(4）微观态：宏观态系统内对应的不同分布状态就叫做微观态.2．气体向真空的扩散一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性□，04增大的方向进行。
3．熵(1）定义式:错误!S＝k ln Ω，式中S表示熵，k表示玻耳兹曼常量，Ω表示微观态的数目.(2)意义：表示系统内分子运动无序性的错误!量度。
(3)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
二、能源和可持续发展1．能量耗散和品质降低（1)能量耗散：有序度较高(集中度较高）的能量转化为□01无序性更大的能量，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。
(2)各种形式的能量向错误!内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态转化,是能够错误!自动发生、错误!全额发生的.（3）能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的错误!降低。
2．能源与环境(1）人们把□06煤、错误!石油、错误!天然气等化石能源叫做常规能源，人类消耗的能源主要是常规能源。
(2）化石能源的储藏是错误!有限的。
（3）环境问题化石能源的大量消耗带来的环境问题有错误!温室效应、错误!酸雨、错误!气候异常等。
专题15 材料、信息、能源、粒子和宇宙 知识要点总结梳理课件 42张
内燃机把能源中储备 的化学能转化为汽车的 机械能。
音频、视频和射频信号 调制
视频信号
由图像转换成的电流称为视频信号。
音频、视频和射频信号 调制
调制 调制过程
方法一:调幅AM 调制过程
方法二:调频FM
无线电广播的发射和接收
无线电广播信号的发射由广播电台完成
话筒——将声信号转换成电信号 调制器——将音频电信号加载到高频电流上 天线——产生电磁波将高频载波信号发射到空中
光纤通信
光纤通信用途广泛，如 长途电话、有线电视、 电视会议、互联网等。
卫星中继通信
从地面站向卫星 1 发送微波，卫星 1 收到后经过放大用微波向地面和卫星 2 转发，卫星 2 收到后经过放大再用 微波向地面和卫星 3 发送，卫星 3 再 向地面发射。这样从地球一侧发出的 信号就被地球另一侧的地面站接收。 这种方法类似于接力赛跑，所以被称 为中继通信。
汤姆孙（1856－1940）
揭开原子的“面纱”
α粒子散射实验
从1909年到1911年，英国科 学家卢瑟福等人无数次地用 高速α粒子轰击金箔，发现 原子中带正电的物质只占很 小的体积，但密度很大，几 乎集中了原子的全部质量。
揭开原子的“面纱”
原子
体育场
原子核
卢瑟福的实验让人们认识到原子虽小，里面却十分空旷，如果我 们将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央有一颗称为原子核的 小米粒，其直径不到原子直径的万分之一，而它的质量却占整个原子 质量的99.94％以上。
宇宙概观
地球是太阳系中的一 颗行星。
太阳系中的八大行星 是地球、金星、木星、 水星、火星、土星、天 王星、海王星。
宇宙概观
太阳系行星数据
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云南专版2019年中考物理总复习第10单元微观粒子信息材料能源与能量精讲,单元考情分析)命题点各地州考查概况微观粒子、分子动理论2017云南(填空2分)、昆明(选择3分)、2016云南(填空2分)、2015曲靖(填空2分)信息2017昆明(填空1分)、2016云南(选择3分)、2015昆明(选择3分)材料2017昆明(选择3分)、2015昆明(填空1分)) 能源与能量2017云南(填空2分)、2015昆明(填空1分),考标解读)1．知道物质由分子构成，分子由原子构成。
2.知道原子由原子核和核外电子构成，了解原子的核式结构模型。
了解人类探索微观世界的历程，关注人类探索微观世界的新进展。
3.了解物质世界从微观到宏观的大致尺度。
4.知道电磁波。
知道电磁波在真空中的传播速度。
了解电磁波的应用及对人类生活和社会发展的影响。
5.知道波长、频率和波速。
6.通过收集信息，了解一些新材料的特点及应用。
了解新材料的发展给人类生活和社会带来的影响。
7.有合理利用资源、保护环境的意识，能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所作为。
8.知道能量守恒。
列举日常生活中能量守恒的实例。
有用能量转化和守恒的观点分析问题的意识。
9.从能量转化和守恒的角度了解效率。
10.知道能量的转化和转移具有方向性。
11.结合实例说出能源与人类生存和社会发展的关系。
12.能列举常见的不可再生能源和可再生能源。
13.知道核能的优点和可能带来的问题。
14.了解世界和我国的能源状况。
对能源的开发和利用有可持续发展的意识。
,核心考点梳理)走进微观1．物质是由__分子__构成的。
分子是由__原子__构成的。
2．1909年，卢瑟福提出了原子核式结构模型：原子是由属于原子中心的__原子核__和绕核高速运动的__核外电子__组成的。
其中，前者带__正__电，后者带__负__电。
3．分子动理论：(1)构成物质的一切分子都在永不停息地做__无规则运动__，温度越__高__，分子运动越剧烈。
(2)扩散现象。
(3)分子间存在__引__力和__斥__力。
(4)分子间存在间隙。
信息1．电话的工作原理。
2．电磁波：(1)电磁波谱：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。
(2)波速：指波的传播__速度__。
电磁波在真空中的传播速度是__3.0×108__m/s__。
(3)频率：电磁波周期性变化的次数与时间的比值。
单位是__Hz__。
(4)波长：相邻的两个波峰(或波谷)的距离。
(5)波速、波长与频率的关系：__c＝λf__。
3．微波通信。
4．卫星通信。
5．光纤通信。
材料1．材料的物理性质：导电性、导热性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度等。
2．根据导电性不同可以把材料分成__导体__、__绝缘体__和__半导体__。
(1)绝缘体：不容易导电的物体。
(2)导体：容易导电的物体。
(3)半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间。
(4)应用：①二极管：单向导电性。
②三极管：用来放大电信号。
3．新材料：(1)超导材料：具有__零电阻__特性。
利用此特性可以实现远距离、大功率输电。
(2)纳米材料：制成材料的基本单元在__1～100__nm范围内的材料。
纳米材料有优良的光、电、力、热等特性。
能源1．可再生能源：水能、风能、地热能、潮汐能、太阳能等。
2．不可再生能源：煤、石油、天然气等化石能源，核能。
能量1．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式__转化__为另一种形式，或者从一个物体__转移__到另一个物体上，而能量的总量__保持不变__。
2．能量的转化和转移都具有__方向__性。
,典例解析)【例1】(2017昆明中考)2017年5月18日，我国宣布可燃冰试采成功！中国成为世界上第一个掌握这项开采技术的国家，这个消息“不胫而走”，迅速传遍世界各地，是因为电磁波的传播速度与________的速度相同。
可燃冰是天然气和水分子在低温高压下结合的水合物，因形似冰块却能燃烧而得名，科学家估算，其资源量甚至能够满足人类使用1 000年。
可燃冰属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
0.1 m3可燃冰完全燃烧可释放4.2×106 J热量，若这些热量被水完全吸收，可使________kg 的水温度升高10 ℃。
[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]【解析】(1)光也是一种电磁波，光与电磁波的传播速度相同，都为3×108 m/s ；(2)可燃冰在短时间之内不可再生，所以属于不可再生能源；(3)0.1 m 3可燃冰完全燃烧可释放4.2×106 J 热量，若这些热量被水完全吸收：Q 吸＝Q 放＝4.2×106 J ，因为Q ＝cm Δt 所以水的质量：m ＝Q 吸c Δt ＝ 4.2×106 J 4.2×103 J/（kg·℃）×10 ℃＝100 kg 。
【答案】光；不可再生；100【例2】(2016昆明中考)“阳光动力2号”飞机是目前全球最大的太阳能飞机。
该飞机质量仅为2.3 t ，与一辆汽车的质量相当；机翼长72 m ，安装有高效的太阳能电池板，为飞机提供所需的全部能量；飞行员靠一套质量为5 kg 的低能耗通讯系统实时向地面指挥中心传递数据和照片。
下列关于该飞机的说法，错误的是( )A ．制造该飞机尽量选择密度较小的材料B ．该飞机所需的能量来源于可再生能源C ．使用该飞机可以减少对环境的污染D ．飞机向地面指挥中心传递信息的速度约为3.0×105 m/s【解析】本题考查速度、太阳能以及密度。
A 选项，该飞机质量小，体积大，由m ＝ρV 知所选材料密度小，该选项正确，故A 不符合题意；B 选项，飞机所需能源为太阳能，为可再生能源，该选项正确，故B 不符合题意；C 选项，该飞机利用太阳能工作没有污染排放，该选项正确，故C 不符合题意；D 选项，飞机向地面传递信息为电磁波，电磁波的传播速度约为光速，即3.0×108 m/s ，该选项错误，故D 符合题意。
【答案】D【例3】(2015昆明中考)关于电磁波的叙述，下列说法中不正确的是( )A ．电磁波可以传递信息B ．不同波长的电磁波在空气中传播的速度不同C ．电磁波传播不需要介质D ．当电磁辐射达到一定强度，也会造成电磁污染【解析】本题考查电磁波及其传播。
A 选项，电磁波能够传播信息，如雷达、卫星通信都是利用电磁波传播信息，故A 正确；B 选项，不同波长的电磁波在同种介质中传播速度相同，电磁波的传播速度仅与传播介质有关，故B 错误；C 选项，电磁波可在真空中传播，其传播不需要介质，故C 正确；D 选项，当电磁辐射达到一定程度时会造成电磁污染，故D 正确。
【答案】B【例4】(2017云南中考)可以直接从自然界获得的能源叫一次能源，必须通过消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，石油、风能、天然气、煤、电能等能源中，属于可再生能源的是__________，属于二次能源的是__________。
【答案】风能、电能；电能【例5】(2015昆明中考)核能是一种新能源，核裂变是产生核能的一种方式，另一种核反应方式是 ________；半导体二极管具有________导电性；若用超导体输电，优点是可以实现输电过程中________电能损失。
【答案】核聚变；单向；减少【例6】(2015曲靖中考)闻到花园传来淡淡的花香，这是________现象，热天在教室地面上洒上清水会感到凉爽，这是利用了水________吸热来实现降温的目的。
【解析】本题考查分子动理论和汽化与液化。
我们能闻到花的香味是由于花香分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象；洒到地面的水会蒸发，从周围吸收热量，使温度降低，所以会感到凉爽。
【答案】扩散；蒸发,随堂检测)1. (2017陕西中考)关于粒子和宇宙的相关知识，下列说法正确的是( A )A．电子的发现证明了原子可以再分B．气体中的分子是运动的，固体中的分子是不运动的C．分子间只存在引力不存在斥力D．银河系、地球、质子、原子核、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的2. (2017衢州中考)1897年，英国科学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子，而原子是显中性的，由此推测，原子内还有带正电的物质。
在此基础上，经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正，建立了现代原子结构模型。
如图是小柯整理的物质微观构成网络图，则汤姆生当年推测的“带正电的物质”相当于图中的( B )A．甲B．乙C．丙 D．丁3. (2017宿迁中考)关于电磁波，下列说法中正确的是 ( B )A．光波不是电磁波B．电磁波能传递信息C．电磁波不能在真空中传播D．电磁波看不见、摸不着，但能听得见4. (2017怀化中考)2017年5月10日，我国在南海成功试采“可燃冰”，“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然水合物，是一种储量丰富、高热值、环保的新能源。
它属于( B )A．可再生能源B．不可再生能源C．生物质能源 D．二次能源5. (2017武汉中考)如图所示是试验中的无人驾驶太阳能汽车，下列有关说法不正确的是( A )A．太阳能是一种不可再生能源B．太阳能电池将太阳能直接转化为电能C．测试人员可以通过电磁波远程操控汽车D．太阳能汽车在快速行驶时对地面的压力比静止时小6．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是( A )A．手机通话是利用电磁波来传递信息的B．随着科技的发展永动机不久将会实现C．煤、太阳能、天然气都是可再生能源D．LED灯中的发光二极管由超导材料制成7．人类社会的进步与能源的利用息息相关，下列能源中，属于可再生能源的是( B ) A．天然气 B．太阳能C．核能 D．石油8．人类向物质世界两极进军的脚步一刻也没有停止。
1897年，汤姆生首先发现了电子，电子的发现说明原子是可分的，原子是由__原子核__和__电子__组成的；进一步的研究表明：原子核是由__质子__和__中子__组成。
9．“粘”字常用来表述一些物理现象。
例如：表面平滑的两铅块紧压后会“粘”在一起，这是因为分子间有__引力__；吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上是由于吸盘受到__大气压__的作用。
10．能量既不会凭空__消失__，也不会凭空产生，它只会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，在转化和转移过程中能量的总量__不变__。
11．(2017南京中考)“端午浓情，粽叶飘香”。
“粽叶飘香”说明分子在__做无规则运动__；将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在__引力__；若把分子看成一个小球，则一般分子直径的数量级为10－10 m，合__0.1__nm。