第17章-能源与可持续发展qq

物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃思维感悟成体系┃思维感悟成体系┃物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识┃回眸教材析知识┃物理·新课标（RJ）1．能源的分类(1)一次能源和二次能源一次能源可以从自然界获得的能源煤炭、石油和天然气是当今世界中一次能源的三大支柱二次能源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的能源电力、煤气、汽油、煤油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等直接物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识(2)可再生能源和不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。水能、风能、太阳能、生物质能，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。(3)其他分类物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识化石能源煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期的地质变迁中形成的，所以称为化石能源化石能源是当今人类利用的主要能源，我国目前利用的能源中90%以上是煤和石油生物质能①由生命物质提供的能量称为生物质能②②生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，它直接或间接来源于植物的光合作用生物质能是一个巨大的能源，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识2.能源的利用(1)核能：核和核是获得核能的两种主要形式。(2)核裂变裂变聚变物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。实验表明，铀核裂变时，还同时放出2～3个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。这样，裂变将不断地自行继续下去，这种现象叫。(3)原子弹与核反应堆原子弹对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的核反应堆控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳释放出来，便于和平利用。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核，用于核能发电反应堆链式反应物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识(4)核聚变较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做核聚变。氢弹就是利用氢核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器。3．太阳能的利用(1)利用太阳能的四个渠道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。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识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被海洋吸收，成为海洋内能。④被人们直接利用，如太阳能热水器等。(2)直接利用太阳能的两种方式①将太阳能直接转化成内能，如：太阳能热水器等。②将太阳能直接转化成电能，如：太阳能电池等。4．开发新能源和能源利用中的主要污染物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃回眸教材析知识在开采和使用化石能源时，会排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及磷、氟、汞、砷、铅等有害物质和粉尘等，这些有害物质造成的危害主要有效应、酸雨和对人体的直接伤害等。温室典例1：能源的分类和利用第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向┃典例精析把方向┃物理·新课标（RJ）例1目前，核电站只能利用原子________变释放的核能来发电。现在世界都在关注节能减排问题，太阳能被人们列入使用的新能源。直接利用太阳能的方式：①太阳能转化成内能，②太阳能转化成化学能；③太阳能转化成________能。太阳能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。[答案]核裂电可再生物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向典例2：太阳能的利用及其效率例2有一种太阳能路灯(电路如图Z17－2)，光控开关S1，白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电。时控开关S2，晚上12点前与触点c接触，主灯发光，晚上12点后与触点d接触，副灯发光。主灯为“24V15W”的节能灯，副灯为“24V10W”的节能灯，平均每天各工作6小时。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向(1)路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时？(2)已知太阳能电池板的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为1.5kW，若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天，求太阳能电池板光电转化效率。(3)请举出这种太阳能路灯的两个优点。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向[答案](1)主灯一天消耗的电能：W1＝P1t＝15×10－3kW×6h＝0.09kW·h副灯一天消耗的电能：W2＝P2t＝10×10－3kW×6h＝0.06kW·h路灯正常工作一天消耗的电能：W＝W1＋W2＝0.09kW·h＋0.06kW·h＝0.15kW·h(2)一天收集的太阳能：W光＝Pt＝1.5kW·h×0.5m2×10h＝7.5kW·h路灯正常工作5天消耗的电能：物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向W电＝0.15kW·h/d×5d＝0.75kW·h电池板光电转化效率η＝W电W光＝0.75kW·h7.5kW·h＝10%(3)太阳能路灯的优点：①采用太阳能电池可以节约电能②主灯和副灯切换工作，也可节约电能③太阳能零排放、无污染、取之不尽等。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向[解析]此题是太阳能向电能转化，存在转化效率的问题，即转化过程中有能量的损失，转化成了其他形式的能量而不能被利用。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向方法点拨此类问题的特点是阅读量大，步骤较多，解决此类问题的关键是理清题目的脉络，然后利用所学的知识逐步解决。利用率问题是常见的问题之一，解题时可以类比为机械效率的求解，先确定“有用功”和“总功”，然后利用公式η＝W有效W光计算即可。物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向典例3：能量的转化和转移例3学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是()A．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变[答案]B物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃典例精析把方向方法点拨区分能量转化和转移的关键是看能量的存在形式是否发生变化，若能量的形式没有变化，则是能量的转移，若能量的形式发生了变化，则是能量的转化，即一种形式的能量转化为其他形式的能量。第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手┃实战演习成高手┃物理·新课标（RJ）1．物理学是一门认识世界、改变世界的科学，它的发展对改变世界的贡献有下列说法，其中不正确的是()A．蒸汽机推动了第一次工业革命B．电磁感应现象使人类社会进入了电气化时代C．信息技术改变着我们的科技、经济和生活D．新能源是不可再生的能源，它促进了世界的可持续发展[答案]D第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手物理·新课标（RJ）2．如图Z17－3所示是一种利用新能源的路灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。这种设计最合理的应用是()A．小风扇是一个美化城市的时尚装饰B．小风扇是用来给太阳能电池散热的C．太阳能电池同时向小风扇和路灯供电D．小风扇是小型风力发电机，它和太阳能电池共同向路灯供电[答案]D第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手物理·新课标（RJ）3．图Z17－4为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，核能的获取途径及能量转化顺序正确的是()A．聚变：核能→内能→化学能→电能B．聚变：核能→内能→机械能→电能C．裂变：核能→内能→机械能→电能D．裂变：核能→内能→化学能→电能[答案]C第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手物理·新课标（RJ）[解析]C目前，可控的核聚变还没有实现。第11章能源与可持续发展┃实战演习成高手物理·新课标（RJ）4．开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，下列符合节约能源且安全的做法是()A．冰箱开门后不及时关门B．白天尽量采用自然光C．用燃气炉取暖D．用洗衣机每次洗一件衣服[答案]B第十六、十七章过关测试第4题针对训练第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练┃试卷讲评针对练┃物理·新课标（RJ）1．下列关于温度、内能、热量和做功的说法中，正确的是()A．物体温度降低，内能一定减少B．物体吸收热量，温度一定升高C．温度高的物体把温度传给温度低的物体D．一个物体温度升高，一定是物体对外做了功[答案]A第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）第十六、十七章过关测试第17题针对训练2．[2011·鞍山中考]某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，无烟煤的热值为3.4×107J/kg。求：(1)锅炉内水吸收的热量是多少？(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？(3)此锅炉的效率是多少？[答案](1)6.3×107J(2)2.04×108J(3)30.9%第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）第十六、十七章过关测试第22题针对训练3．同学们做“比较水和沙子的吸热能力”的实验的场景如图Z17－4所示，他们说该实验有两种探究方法。(1)实验方法一的设计如图所示：第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）①在实验中，加热相同时间的目的是__________________________________________。②请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足：__________________________________________。(2)请你设计出第二种实验方法：①写出该实验方法所需要的测量仪器__________________________________________。②请写出设计思路：__________________________________________。第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）[答案](1)①使水和沙子吸收相等的热量②错误：没有控制水和沙子质量相等、初温相同；不足：没有测量水和沙子温度的仪器(2)①天平、温度计(秒表)②在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热至相同的末温，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力(或在两个相同的金属盒内，加入初温和质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热，使其升高相同的温度，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力)第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）第十六、十七章过关测试第23题针对训练4．2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。如图Z17－5所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h。那么：(1)一箱水需要吸收的热量是多少？(2)热水器的集热器的面积至少要多大？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）[答案](1)2.52×107J(2)2.5m2第11章能源与可持续发展┃试卷讲评针对练物理·新课标（RJ）阶段综合测试五(期末一)第5题针对训练1．如图Z17－6所示，轻质杠杆