中考物理 电磁波与能量守恒两单元知识点归纳总结及真题训练(含答案)
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电磁波与信息时代
【要点梳理】
要点一、电磁波
1.电磁波:当导体中的电流发生变化时,导体就会向四周发射一种波。
在物理学中,把这种“波”叫做电磁波。
2.电磁波的传播:
(1)波峰、波谷:在一列水波的传播中,凸起的最高处,叫做波峰;凹下的最低处,叫做波谷。
(2)波长(λ):两相邻的波峰或波谷的距离叫做波长。
单位m。
(3)波速:用来描述波传播速度的物理量。
(4)电磁波的传播速度:c=3.0×108m/s
(5)电磁波频率的单位:Hz(赫兹)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)。
3.电磁波的应用:
(1)电磁波谱——按照频率或波长划分:
(2)电磁波的应用:电磁波的波长和频率不同,各自的特性就不同,因此,电磁波的应用十分广泛。
要点诠释:
(1)电磁波可以在真空中传播。
(2)在真空中,电磁波的波速一定,电磁波的频率越高,波长越短。
(3)电磁波是一个大家族,光也属于电磁波。
通常用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分,叫做无线电波。
要点二、广播、电视与通信
1.无线电广播和电视:
(1)电磁波传递声音信号:在播音室里,通过话筒把声音信号转变成电信号,即音频信号;在控制室内,将音频信号加载到高频电流上,形成调制信号;放大后的调制信号通过天线发射,以电磁波的形式在空中传播;收音机接受到电磁波,通过调谐和检波把其中的音频信号取出来并加以放大,还原成声音。
(2)电磁波传递电视信号:用摄像机在演播室拍摄画面和录音;选取、切换不同角度、大小的画面来制作电视节目;电视塔发射经放大后的载有视频信号和音频信号的电磁波;电视机接收到电磁波,将视频信号和音频信号取出来,分别送到显示屏和扬声器,还原成图像和声音。
要点诠释:
1、收音机的中波(MW)波段的频率范围是100——1500KHz,相应的波长范围是3000~200m;短波(SW)波段的频率范围是6——30MHz,相应波长范围是50~10m。
2、电视频道划分:1~12频道,频率范围是52.5~219MHz,波长范围是5.71~1.37m;13~48频道,频率范围是474~794MHz,波长范围是0.633~0.378m。
2、卫星通信:
(1)若在地球赤道上方距地面某一高度的圆周上均匀放置三颗同步卫星,它们发送的微波信号几乎可覆盖全球。
(2)同步卫星能够将从某一个地面中续站接收到的微波信号经过处理后,再发送到其他的地面中续站。
中续站可将接收到的信号转送到通信控制中心,进而输送到通信终端,从而使用户实现信息互联。
(3)优点:卫星通信具有覆盖面大、通信距离长、不受环境限制等许多优点。
3、光纤通信:
(1)光纤通信是利用激光通过光纤传递信号的一种通信方式。
(2)光纤是一种比头发还细的玻璃纤维,它由线芯和包层组成。
当光信号从光纤的一端进入线芯后,在线芯与包层的交界面上反复发生全反射,于是光信号便在线芯中几乎无损失地向前迅速传播。
(3)优点:激光信号在光纤中传输损耗小,距离长。
光纤通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,而且保密性好。
要点三、走进互联网
1、互联网:利用电磁波和通信网络,将分布在世界各地的计算机连接起来的庞大网络。
2、浏览网页:互联网上有许多网站,从中可以获取很多信息。
3、电子邮件:简称E-mail,它是一种用电子手段提供信息交换的通信方式。
可以传送包含文字、数据、图像或集声音、画面为一体的多媒体信息,方便、快捷、信息内容丰富多样且节省开支等。
4、网上学校:
(1)互联网上可以建设“虚拟学校”。
在“虚拟学校”里,可以得到教师的点拨和指导。
(2)“虚拟学校”能让跟多的同学享受优质教育资源,而且能大大节省教育经费,是21世纪教育发展的新方向。
【典型例题】
类型一、基础知识
例1.(2015•南沙区一模)北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星导航系统,覆盖中国全境及周边国家地区,该系统在传递信息过程中可以接收频率为1626MHz、2010MHz、2483MHz的微波辐射。
下列说法正确的是()
A.微波不属于电磁波
B.微波是可见光
C.这三种微波在真空中传播速度相同
D.这三种微波在真空中波长一样
举一反三:
【变式】长波在真空中的传播速度是m/s,这个速度与在真空中传播的速度相同。
在空气中的传播速度近似等于千米/秒。
例2.(2015•钦州中考)现在家庭中使用的电器较多,例如:①吸尘器;②手机;③空调;④电视遥控器;
⑤洗衣机。
其中,应用电磁波工作的一组电器是()
A.①② B.③④ C.②④ D.②⑤
例3.中央电视台第四套节目的图象频率为77.25MHz,波长为λ1,伴音的频率为83.75MHz,波长为λ2,那么λ1(填“>”“<”或“=”)λ2。
举一反三:
【变式】无线电广播是通过传播信息的.收音机上标有中波和短波波段,中波与短波相比
的频率较高。
类型二、综合应用
例4.贾波特同学对如图所示的三水荷花世界电视录制和播放过程解释正确的是()
A.摄像机是把电信号转化为光信号
B.话筒是把电能转化为声能
C.扬声器是把声信号转化为电信号
D.发射机发射电磁波把信号传给接收机
举一反三:
【变式】电视的工作过程和广播相似,声音或图象信号首先通过话筒或摄像机转换成,再通过加载到高频电流上,通过发射天线发射到空中。
能源与能量守恒定律
【要点梳理】
要点一、能源和能源危机
1、人类利用能源的历程:
(1)人类从钻木取火中学会了利用薪柴为主要能源,直到19世纪中叶,薪柴在全世界能耗中仍然占75%,这是世界上能源的薪柴时代。
(2)蒸汽机的发明引起资本主义国家的工业革命,煤炭成为这场工业革命的动力基础,19世纪后半叶到1900年,世界进入“煤炭时代”。
(3)内燃机的出现,电力工业的迅速发展,使得煤炭在能源消耗结构中的比重逐渐下降。
1965年,石油在世界能耗中的比例已超过煤炭,世界进入了“石油时代”。
(3)目前,人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或多元化能源时期。
2、能源危机的挑战:
(1)不可再生能源:木柴、煤、石油、天然气等一旦被消耗,是不能再生的,这类能源属于不可再生能源。
(2)太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随着开发利用而日益减少的,这类能源可以在自然界里不断地得到,所以属于可再生能源。
(3)世界上消耗的能源中,90%以上是不可再生能源。
我国的能源消耗以煤炭为主,在能源消耗的结构上,仍存在不科学、不合理的现象。
随着国民经济的发展和人口的增长,我国能源的消耗量相应迅速增长,在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。
要点诠释:
1、凡是能够提供能量的物质资源,都可以叫做能源
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。
要点二、新能源的开发
1、太阳能的利用:
(1)通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来,再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。
(2)通过大气和水分的升腾循环,再通过风、流水、波浪、海流等释放出来
(3)被海水吸收成为海洋的内能;
(4)被人们直接利用,如太阳能热水器、太阳灶等。
2、核能:
(1)核能:原子核内部蕴藏的巨大能量,叫做原子核能,简称核能。
(2)核能的释放方式:一是核裂变;二是核聚变。
①核裂变:是较重的原子核变为较轻的原子核的一种核反应。
②核聚变:是在超高温度条件下,较轻原子核聚合成较重的原子核。
要点诠释:
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。
4、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。
5、核聚变的优势,比核裂变释放的能量更大;无高端核废料,可不对环境构成较大的污染;燃料供应充足。
核聚变的劣势,反应要求与技术要求极高,目前,核聚变的应用只限于核爆炸。
要点三、能量的转化与能量守恒
1、能量的转移与转化:
(1)能量是可以在两个物体之间转移的。
如:热水袋取暖、电能的输送等。
(2)各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
如:电池的充电过程和放电过程。
2、能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到其他物体,或者从一种形式转化为其他形式,能量在转移或转化过程中,能的总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
3、能在转移和转化中的方向性:
(1)能量的转化和转移是有方向性的,多数能源在消耗过程中,用一点就少一点,不能再生,
(2)尽管在转化过程中能量是守恒的,但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的,成为“无用的能量”。
因此,节约能源、提高能源的利用率是当务之急。
要点诠释:
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。
要点四、能源、环境与可持续发展
1、温室效应:过量的二氧化碳、氟氯烃(又称氟利昂)等气体排放到大气中后,会聚集成一个温室气体层,使地球表面的辐射热不易向空间散发出去,导致全球的平均温度升高,形成了温室效应。
2、酸雨:二氧化硫和氮氧化物排放到大气中,会生成酸性物质,溶在雨水中便成了酸雨。
3、铅尘增加:空气中铅的含量增加,将导致儿童智力下降,也易使成年人患高血压、心脏病,中风等疾病。
4、能源与可持续发展
(1)为了减少能源利用对环境的污染和破坏,做到可持续发展,我们不仅要改进利用传统能源的技术,同时还要着力开发无污染的“绿色能源”。
(2)世界各国都十分重视能源利用过程中的环境保护。
大自然既不是我们随意盘剥的对象,也不是我们无止境地汲取财富的源泉,而是与我们的生存和发展息息相关的生命共同体。
【典型例题】
类型一、能源
例5、中国目前使用的能源中所占比重最大的是()
A.水能和地热能B.煤和石油C.核能和潮汐能D.太阳能
类型二、核能
例6、随着人们对原子核结构认识的不断深入,核能的开发和利用备受关注,有关核能的理解,正确的是()
A.核能是可再生的清洁能源
B.太阳能是由氢原子裂变放出的能量
C.能源开发就是要利用核能
D.核能是原子核发生变化时放出的能量
举一反三:
【变式】原子弹与核电站的根本区别是()
A、原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变
B、原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变
C、原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速率
D、原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速率
类型三、太阳能
例7、下列关于太阳能的说法中,错误的是()
A.太阳能十分巨大,供应时间长久
B.太阳能安全、清洁,不会造成环境污染
C.太阳能分布广阔,处处可以利用
D.太阳能到达地面的功率稳定,不会受气候和季节的影响
举一反三:
【变式】太阳之所以被人们称为核能火炉,是由于太阳内部的_____元素在_________条件下发生___________从而释放出巨大的能量。
类型四、能源与可持续发展
例8、(2014•阜新中考)自然界中有些能源一旦被消耗就很难再生,因此我们要节约能源。
在下列能源中,属于不可再生能源的是()
A.风能B.水能C.太阳能D.石油
举一反三:
【变式】能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一,能源家族中有:
1、柴薪
2、煤炭
3、石油
4、水能
5、风能
6、太阳能
7、地热能等,在大量耗用各种能源时,会造成空气污染的有___________;会造成水土流失和沙漠化的有___________(填序号)
例9、下列有关能量转化或转移的说法中正确的是()
A.电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能
B.古人钻木取火是通过做功将机械能转化为内能
C.内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能
D.冷天搓手感到手掌发热,这是通过热传递的方式将机械能转化为内能
例10、“能源危机”是当今世界共同面临的问题,以下解决危机问题措施切实可行的是()
A.人人都要节约用水、用电,不浪费能源和人为毁坏物品
B.关闭全部现有的火力发电站
C.停止使用石油、煤炭资源,而改用核能和太阳能
D.各地都要大力兴建水力和风力发电站
举一反三:
【变式】(2015•广东模拟)第41届世博会已于2010年10月31日在上海闭幕。
为了延续“城市,让生活更美好”的世博会主题精神。
某校同学提出下列环保建议,其中你认为可行的是()
①开发新能源,减少化石燃料的燃烧
②提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑科袋
③开发生产无汞电池
④提倡使用手帕,减少餐巾纸的使用
⑤分类回收垃圾
A.①③⑤B.①③④⑤C.①②③⑤D.①②③④⑤
课后练习
基础篇
电磁波部分
一、选择题
1.激光作为通信的载体主要是因为()
A.它的频率大加载的信息量多 B.它的传播速度大,通信快
C.它的频率不止一种加载的信息量多 D.它的方向性差传播的范围广
2.利用“小灵通”发射和接收的信号是()
A.超声波 B.光波 C.微波 D.次声波
3.微波炉门的玻璃内嵌有金属网,这样做的目的为:( )
A.为了美观
B.为了使玻璃门的强度更高,不易破碎
C.为了防止微波泄漏
D.通电加热,使微波炉内温度更高,食物熟的更快
4.(2015•益阳中考)如图所示是某学校为学生配备的智能学生证。
智能学生证除了记录学生个人信息资料外,还具有定位(判断学生“在校”或“离校”)及紧急呼救等功能。
智能学生证实现定位或呼救功能时,主要是利用()
A.超声波 B.次声波 C.无线电波 D.红外线
5. 下列关于信息传递的说法,正确的是()
A.声、光和电磁波都能传递信息
B.无论何种信息的传递都需要介质
C.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电波传递信息
二、填空
6.数字通信是一种即现代又古老的通信方式,现代电话已经全部采用数字信号进行处理,若用“0”和“1”
代表“开”和“关”这两个动作,组成一个数字信号,可以表达一句话。
例如:“我相信你能行”的数字信号为“0.01、1、10.00”。
开关动作开关开.关开.开关.开
表示数字0 1 0、1 0、0 1、0
中文意义我你相信行能
请参照此代码和上述例子,用另一组信号表达你想说的一句话:。
其数字信号为。
7. 电磁波在真空中的传播速度为 m/s。
现代通信方式有微波通信、通信、网络通信和光纤通信四种方式。
8.无线电广播和电视的通信中,发射器是,接收器分别是机和机。
9.无线电波的接收是由接收天线将模拟信号通过挑选出来的,再通过把模拟信号分离出来,信号经放大后,由和还原成声信号和图像信号。
10.光导纤维简称光纤,如图所示。
从图中可看出,光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内不断而实现的,利用光纤来传递电磁波信号,使人类迈上信息高速公路,是华裔科学家高锟的重大贡献。
人们能将光和电磁波联系起来,是因为光也是。
11.(2015•安阳二模)Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术。
常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现,无线路由器是通过波向四周发送信息的,其传播速度(选填“大于”“等于”或“小于”)光速。
12.举世瞩目的上海世博会开模式在2010年4月30日20点在世博文化中心举行,作为全世界人民的世博会,灿烂的烟花与绚丽的水景在黄浦江上交相辉映,盛况空前。
这壮观的场面由同步通讯卫星通过传递到全国各地(选填“超声波”、“次声波”、“无线电波”)。
13.要实现全球通信,只要颗卫星就可以实现。
三、解答
14.下雨天在家收看电视节目时,我们发现在打雷闪电时,电视面画面往往会闪烁跳动,然后才听到雷声,请问:
(1)打雷闪电时电视面画为什么会闪烁跳动?
(2)为什么我们会先看到电视面画面闪烁跳动,然后才听到雷声?
15.从地面向月球发射了无线电波,电波到达月球并返回地面共需 2.56s,则月球与地球之间的距离是多少?
能量守恒部分
一、选择题
1、关于能源及其利用的下列说法正确的是()
A.所有能源都是一次能源
B.太阳能是可再生能源
C.能量转化装置的效率可以达到100%
D.目前核能发电主要是利用核聚变方式
2、解决人类对能源需求的根本出路是()
A. 加速开采地球上的化石能源
B. 积极寻找含能源丰富的星球供人类定居
C. 依靠科学技术,不断开发新能源
D. 尽可能地节约能源
3、我们在节约能源的同时,还应开发和利用新的能源。
作为未来的理想能源应满足一定的条件,下列不符合理想能源必要条件的是()
A.必须足够丰富,可以保证长期使用
B.必须足够便宜,可以保证多数人用得起
C.必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境
D.必须足够昂贵,可以保证节约使用
4、核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。
下列说法错误的是()
A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂或聚合时释放出核能
D.核能是一种不可再生的能源
5、(2015•东台市模拟)关于能源利用,下列说法正确的是()
A.和平利用核能应注意防止核泄漏
B.煤燃烧会造成大气污染,应停止开采
C.修筑拦河坝建造水电站有百利而无一害
D.石油是可再生资源,可以无穷尽地开发
6、能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会由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。
能源危机产生的根本原因是()
A.能量的转移和转化遵循守恒定律
B.人们在能量的转化或转移中利用能量
C.经转移或转化过程可利用能量增加
D.能量的转移和转化有方向性
7、据悉,到2020年我国将建立自己的空间站“天宫一号”。
关于空间站所使用的供电装置,你认为最可
行的是()
A.太阳能电池B.化学蓄电池
C.柴油发电机D.风力发电机
8、下列交通工具中不是直接使用化石能源的是()
A.飞机
B.轮船
C.汽车
D.无轨电车
9、自然界中各种形式的能都可以方便地转化为电能,关于转化目的的叙述,错误的是()
A.为了便于输送B.为了提高利用率
C.为了使用方便D.为了增加能量
二、填空题
10、一个多世纪以来,能源的消耗急剧增长,在太阳能、电能、石油中属于不可再生能源的是__。
11、自1985年以来,我国陆续建成了秦山、大亚湾、田湾、岭澳等核电站,这些核电站的“燃料”是________,其中心部分叫核反应堆,它里面发生的反应是核________变。
12、以下能源:①风能、②农村自制沼气、③核能、④秸秆煤气、⑤水能、⑥水煤气、⑦潮汐能、⑧电能。
属于二次能源的有________;属于一次能源的有________;能源的来源与月球有关的是________。
(均填序号)
13、人类能自主补充食物转化成能量来维持生命活动,目前的机器人主要是靠事先储存的电能来进行活动的。
但科学家已制造出了一种能捕食苍蝇的生态机器人,它能将捕到的苍蝇体内的糖类物质通过微生物燃料电池直接转化为电能,供自身活动需要。
请回答下列问题。
(1)糖类物质属于________(填“有”或“无”)机物,生态机器人的能量转化形式是从________能转化为电能。
(2)在实验中,质量为20 kg的生态机器人吃了8只苍蝇,用了5天时间匀速移动了10 m。
若机器人受到的阻力是该机器人体重的0.1倍,该机器人克服阻力做的功是________(g取10 N/kg)。
(3)除这种能捕食生物为食的机器人外,如果让你设计一种可从自然界中较方便地自主补充能量再转化为电能的机器人,你设计的机器人直接从自然界补充的能量形式是________,获得这种能量的方法(途径)是在机器人上安装________。
三、简答与计算题
14、(2015•广东模拟)阅读下面的短文,回答问题。
太阳能电池
太阳能电池的工作原理:太阳能电池是由一块很薄的半导体片构成的,每平方厘米能产生30-35mA的电流,在实际应用中一般是将很多小的太阳能电池串联或并联起来,以获得较高电压或较大电流。
太阳能电池的特点:太阳能电池把光能转化为电能,有以下几方面的优势:
(1)安全,不产生废气和废物。
(2)简单易行,只要有日照的地方就可以安设装置。
(3)易于实现无人化和自动化,因为不含热能转化装置,不需要旋转机械和高温高压等条件。
(4)发电时不产生噪声。
请回答以下问题:
(1)太阳能电池的能量转化情况是,易于实现无人化和自动化的原因是。
(2)太阳能发电系统如图所示,为最大限度让太阳能电池板接受阳光,根据我国的地理位置(地处北半球),应将它的正面朝(选填“东”“南”“西”或“北”)。
太阳能属于(选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
(3)某太阳能发电系统一天内共发电5100kW•h,则可供多少盏额定功率为100W的“低碳灯”正常工作一小时?
15、核电站一旦工作,就不能随意停下来,而电网白天用电量多,深夜用电量少,为了使核电站稳定工作,建设了抽水蓄能电站,深夜,电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库,白天用电高峰时,再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电,请分析深夜和白天抽水蓄能电站工作过程中包含哪些能的转化过程。
提高篇
电磁波和能量守恒综合测试
一、选择题(共36分)
1.下列设备与电磁波的应用有关的是()
A 磁悬浮列车
B 电磁继电器
C 移动通讯网
D 电磁起重机
2.所有的电磁波在真空或空气中具有相同的()
A频率B波长C波速D能量
3.电磁波向外传递能量,形成电磁辐射。
电磁辐射对人体健康的影响已引起了人们的广泛关注。
以下活动中,几乎不会对人产生电磁辐射的是()
A使用手电筒B玩电脑游戏C接听手机D紧靠工作着的微波炉
4.图1是收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,接收的电磁波()
A频率变大,波长变大B频率变大,波长变小
C频率变大,波长不变D频率变小,波长变大
图1
5.下列说法正确的是()
A固定电话的听筒把声音变成变化的电流
B电磁波不能在真空中传播
C移动电话是靠电磁波传递信息的
D用电子邮件可以传输文字、声音文件,但不能传输图像文件
6.2008年北京奥运会,光纤网覆盖所有奥运场馆。
光纤的主要用途是()
A通信B输电C导热D照明
7.下列各类方法传递信息,在相同的时间内,能传递的信息量最多的是()
A电话B电报
C书信D可视电话
8.下列关于信息传递的说法中,正确的是()
A声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息.
B固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息
C摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息
D微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
9.课外活动时间,小明等几位同学聚在一起玩耍,他们谈起现代的信息之路,有以下几种说法,你认为错.。