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1、第二十章能源、材料与社会 第一节能量的转化与守恒 第二节能源的开发和利用 第三节材料的开发和利用,第二十章能源、材料与社会 第一节能量的转化与守恒 第二节能源的开发和利用 第三节材料的开发和利用,【新课导思】 这是著名画家达芬奇设计的“永动机”,这台机器真的能永远不停地转动下去吗?,【目标导学】 1.会解释一些常见的现象中的能量转化的过程。 2.理解能量守恒定律。 3.知道能量的转移和转化具有方向性。,4.了解什么是能源,会对常见的能源进行分类。 5.知道太阳能和核能是两种重要的能源。 6.知道导体和绝缘体的区别,了解新材料的特性。,【自主预习】 1.能量的转化与守恒: (1)化学能:由于_而
2、产生的能,如食物中具有的能量。 (2)核能:由于_,物质的原子核结构发生变化而释放的能量。如原子弹、氢弹爆炸时释放的能量。,化学反应,核反应,(3)能量的转移与转化:能量可以从一个物体_到其 他物体,也可以从一种形式_为其他形式。 (4)能量守恒定律:能量既不会_,也不会_,它 只会从一种形式_为其他形式,或者从一个物体 _到其他物体,而能的总量_。 (5)方向性:能量的转化和转移具有_。,转移,转化,消灭,创生,转化,转移,保持不变,方向性,2.能源与社会: (1)可再生能源:可以_提供或可以_的能源。 如:太阳能、风能、水能等。 (2)不可再生能源:一旦消耗很难_的能源。如煤、 石油、天然
3、气、铀矿。 (3)新能源:太阳能、_能、地热能、_能、风能。,长期,再生,再生,核,潮汐,3.太阳能: (1)优点:清洁、取之不尽。 (2)应用。 光转化电:太阳能电池。 光转化热:太阳能热水器。,4.核能: (1)开发和利用的两种方式。 核裂变:_的原子核裂变为_的原子核的一种 核反应。可制造_。 核聚变:_的原子核结合为_的原子核的一种 核反应。可制造_。 (2)核电站:利用_原理。,较重,较轻,原子弹,较轻,较重,氢弹,核裂变,5.材料的导电性: (1)根据材料的导电性能,材料可分为_、_、 _。 (2)决定因素:材料内部_的运动状况。 (3)半导体材料的导电性能:介于_与_之间。 (4
4、)半导体二极管:具有_特性。,导体,半导体,绝缘体,电子,导体,绝缘体,单向导电,6.开发新材料: (1)超导材料:发生_现象的材料,利用_特 性,可实现远距离大功率输电。 (2)纳米材料:合成材料的基本单元大小限制在_ _范围内的材料。,超导,零电阻,1,100 nm,知识点一 能量的转移和转化 1.把手放在热的暖水袋上,手的温度会升高,说明能量可以从一个物体_到另一个物体。用打气筒打气,打气筒外壁的温度会升高,说明能量可以从一种形式_为另一种形式。 参考答案:转移转化,2.如图,分析小球在摆动过程中能量的转化。,(1)小球上升时,_转化为_。 (2)小球下降时,_转化为_。 (3)小球为什
5、么最终会停下来? (4)小球在摆动过程中,总的能量变化吗?,(1)提示:小球摆动时,势能和动能不断地相互转化。小球上升时,高度越来越高,速度越来越小,到达最高点时势能最大,动能最小。 参考答案:动能重力势能 (2)提示:小球下降时,高度越来越小,速度越来越大,下降到最低点时,势能最小,动能最大。 参考答案:重力势能动能,(3)提示:小球在摆动的过程中,除了势能和动能不断地相互转化之外,在运动过程中还要产生热,所以造成机械能不断减小,因此小球最终会停下来。如果将内能一并算进去,总的能量还是守恒的。 参考答案:小球在摆动的过程中,还要产生热,造成机械能不断减小,因此小球最终会停下来。,(4)提示:
6、小球在摆动过程中一部分机械能转化为内能,消耗了多少机械能,就转化为多少内能,所以总的能量不变。 参考答案:不变,3.小球在摆动的过程中,由于摩擦力的存在,一部分机械能会转化为内能,这部分内能不可能再转化为机械能,这说明能量的转化与转移具有_。 参考答案:方向性,4.交流与讨论: 为什么永动机的设想不可能实现?,提示:因为能量是守恒的,不会创生,只能由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,如果想得到一种能量必须有另一种能量的损失。能量的转化是有方向性的,自然界中无论什么运动都会产生热,热量向四周扩散,损失掉了,不能再转化为其他的形式。故永动机的设想违背了能量守恒定律。 参考答案
7、:它违背了能量守恒定律。,【示范题1】(2016绥化中考)生活中能量转化的实例很多,下列描述中,错误的是() A.摩擦生热是把机械能转化为内能 B.摩擦起电是把电能转化为机械能 C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能 D.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能,【精讲精析】摩擦生热是克服摩擦做功,把机械能转化为内能,故A正确;摩擦起电是电子的转移,可以把机械能转化为电能,故B错误;电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,故C正确;燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能,故D正确。 答案:B,【微点拨】 (1)能量转化或转移的判断。,(2)能量在转化或转移过程中,总的能量不变。
8、,知识点二 能源与社会 1.太阳能的利用方式有_和_两种。 参考答案:光转化为电光转化为热,2.对比核能开发和利用采用的两种方式:,参考答案:重轻轻重原子弹氢弹,【示范题2】(2016河源中考)关于能源、能量,下列说法正确的是=() A.可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 B.核能的利用会造成放射性污染,所以应该关闭核电站,C.能量是守恒的,不会发生能源危机 D.化石能源、水能、核能,不能在短期内从自然界得到补充,这类能源称为不可再生能源,【精讲精析】可再生能源足够清洁、无污染,可以保证 不会严重影响环境,是未来理想能源的一个重要发展方 向,故A正确。核电站的建设与运行若有疏漏会造成环
9、 境污染,核废料具有放射性,但不应该关闭,应该合理地 利用,故B错误;由于能量的转化具有方向性,所以无节 制地消耗能源会造成能源危机,故C错误;化石能源、,核能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;而水能可以从自然界不断地得到,属于可再生能源,所以D错误。 答案:A,【微点拨】 判断可再生能源与不可再生能源的方法,知识点三 材料的导电性 1.导体和绝缘体: (1)导体的导电性能较_;绝缘体的_很大,电流几乎不能通过,你怎样辨别导体和绝缘体? (2)常见的材料中导体有_。其中_和_通常被用来制作传导电流的导线。绝缘体有_。半导体有_。,参考答案:(1)好电阻将不同物质分别接入
10、电路中,闭合开关后,小灯泡能发光,说明这种物质能导电,是导体;小灯泡不能发光,说明这种物质不能导电,是绝缘体。 (2)金、银、铜、铁铜铝玻璃、橡胶硅、锗、砷化镓,2.二极管的单向导电性: (1)如图,将二极管接入甲、乙电路,画出“探究二极管的单向导电性”的电路图。,(2)如图,二极管的C端接电源负极时,小灯泡发光,二极管相当于_,二极管的D端接电源负极时,小灯泡不发光,二极管相当于_。说明二极管具有_。,(1)提示:二极管与小灯泡串联,二极管用不同的方式接入电路,观察小灯泡的亮度,小灯泡的亮度表示电流的大小。 参考答案:,(2)提示:将二极管按不同的方式接入电路中,闭合开关后,小灯泡能发光,说
11、明这种连接方式是能导电的,二极管相当于导体;小灯泡不能发光,说明这种连接方式不能导电,二极管是绝缘体。同一个二极管连接方式不同,导电能力不同,由此可见二极管具有单向导电性。 参考答案:导体绝缘体单向导电性,【示范题3】(2016荆门中考)某些物质在温度很低的情况下,电阻就变成0,这种现象叫超导现象。如果把超导现象应用于实际,则 (),A.可用超导材料制作电炉丝 B.可用超导材料制作输电线 C.可用超导材料制作滑动变阻器的电阻丝 D.可用超导材料制作白炽灯泡的灯丝,【精讲精析】电炉丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,故A不符合题意;用超导材料制作输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率,故B符合题意;变阻器的电阻丝的电阻较大,通过滑片位置的改变调节连入电阻的大小,若电阻为零,它就不能改变阻值了,故C不符合题意;白炽灯利用的是电流的热效应,电阻为零无法将电能转化为内能,就不能发光,故D不符合题意。 答案:B,【微点拨】 各种材料的利用 (1)区分导体和绝缘体:根据物体是否容易导电。 (2)半导体制成的二极管具有单向导电性,三极管具有放大电信号的作用。 (3)超导体电阻为零。 (4)纳米材料具有尺度小,强度和硬度大等特点。,