【优质文档】初三科学辅导讲义(能量综合三).pdf

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1、学习必备欢迎下载 初三科学辅导讲义 能量守恒定律 知识回顾： 一、学习内容与目的要求。 1.了解能量及其存在的不同形式，认识能量的转移和转化。 2.了解各种能源的特点和核能的优点及可能带来的问题。 3.知道能量守恒定律，认识效率，对能源的开发，利用有可持续发展的意识。 三、教材延伸与知识拓展 怎样区别能源的种类？ 辨别一次能源与二次能源的依据。 一次能源是从自然界中直接获得的天然能源。一次能源经过加工转换成人们需要的另 一种形式的能源，叫做二次能源，如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。区别一次能源和二次能 源的关键是看其是否经过加工转换。 常规能源和新能源的划分是相对的。 “常规”是通常使用的意思。

2、“新”的含义有两层：一是 20 世纪中叶以来被利用；二是以前 利用过，现在又有新的利用方式。它们本质的区别是利用时间有差异。当然，随着时间推 移和科技的进步，现在新能源会逐步在为常规能源。例如，石油在19 世纪下半叶，是一 种了不起的新能源。又如核能在发展中国家还算新能源，而在发达国家已看成是常规能源 了。 可再生能源和不可再生能源都有是对一次能源而言的。 我们所讲的“可再生能源”和“不可再生能源” ，都是对一次能源而言的，即只有对自然界 中现成存在，可直接取用的能源来讲，才能说其是属于“可再生能源”或“不可再生能源”。 注意“煤煤气” 、 “核能核电”、 “波浪能、 风能与潮汐能”的区别。

3、例如，煤是一次能源， 而煤气是经过加工的，是二次能源；又如，波浪能和风能来自于太阳，而潮汐能的形成却 与月球的引力有关。 我国的能源结构特点 我国能源资源的基本特点可概括为六个字：“富煤、贫油、少气” 。 从储量看，我国现已探明的能源储量，煤炭约9.5 1012t(其中经济可开采量约 1.2 109t） ，石油约7.0 1010t（其中可开采量约 1 4 ） ，天然气约 3 8.0 1012m。 从占世界总储量的比例看；我国煤炭储量占世界总储量的11，石油约占2.4，天 然气仅占1.2。 据报道，目前我国能源消耗总量已居世界第二位，约占世界能源消耗总量的11。 20XX年，我国能源消耗总量为1

4、6.8亿吨标准煤。其中煤炭占67.1，原油占22.7， 天然气 学习必备欢迎下载 2.8，可再生能源占7.3。由于我国人口众多，人均能源的占有量和消费量均处于较 低水平。我国能源消耗以煤为主 （我国煤炭消费量每年约占全世界煤炭消耗总量的 26.6， 可以称为全球煤炭消费的第一大户，约占我国消耗总量的67，世界平均水平是25） ， 且能源利用率低，专家预测，在本世纪前30 年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主 体地们，这种以煤炭为主的能源结构是环境污染的主要原因。 我国作为一个迅速崛起的发展中国家，面临着经济增长和环境保护的双重任务。为了 保护环境并实现经济的持续增长，改变能源的生产和消费方式

5、，开发和利用可再生、清洁 的能源是必然的选择。 典型例题： 例 1.西部地区蕴藏着大量的天然气，将其通过管道送到能源缺乏的东部，这个工程 叫“西气东输” ，此工程已经到达苏州，20XX 年 5 月杭州已开始实施天然气换煤气工程。 天然气和煤气相比，从环保角度和从能量角度分析天然气有什么优点？ 解析： 天然气与煤气相比，天然气燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而煤气燃烧后的 生成物不仅有二氧化碳和水，还有二氧化硫，有时还有一些一氧化碳。天然气的热值与煤 气相比， 天然气的热值大，并且天然气容易完全燃烧，热损失少。 所以天然气和煤气相比， 从环保角度来看，天然气的污染少。从能量的角度来说，天然气的热值

6、大，能量储存、输 送均较较煤气方便。 例 2.关于核能的获得，下列说法中正确的是（） A核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置 B当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的 两种方式 C核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置 D目前，在核电站反应堆中发生的是可控制的核裂变、聚变 点拨： 核反应堆是能够缓慢平稳地释放核在裂变时放出的核能的装置。可见在核电站 的反应堆中发生的是可控制的裂变。反应堆中获得热能推动汽轮发电机发电，从而得到电 能。目前，受控核聚变正在研究之中，尚未用于核电站发电。应选C。 例3.在能源的开发和利用中，太阳能

7、是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭 的能源。在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来。地球 每年所接受的太阳能有 17 6 10 kWh。 太阳发生聚变时释放的是哪种能量？答：。 物体 内能 改变 的方 式有 两种 ， “辐射”属 于其 中的， 另一种 是。 地球每年所接受的太阳能为J。 解析： 太阳发生聚变时释放的是核能。地球每年所接受的太阳能的焦耳数只需将单位 换算即可。 解答：核能；热传递，做功； 1717324 6 106 101036002.1610WkWhWsJ 例4.一个实验用的电动机与电流表串联后接在6V 直流稳压电源上， 闭合开关后电动 学习必备

8、欢迎下载 机机并未转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故 障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为1A，试计算该电动机此时的机械 功率及效率。 解析： 分析电动机工作情况，可知其能量转化情况是电能转化为机械能和内能，列出 能量转化的关系式为 2 UItmghI Rt。 电动机不转时0mgh， 2 UItI Rt，1.2R。 电动机正常工作时机械功率为 2 2 4.8 mghUItI Rt PUII RW tt ，电动机此时的 效率为 4.8 80% 6 p W pW 机械 总 。 模拟精练 ： （时间： 40 分钟） 一、单项选择题 1.关于能源及能源的

9、利用，下列说法中不正确的是（） A由于我国煤和石油的储量大，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要 B能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程 C现在人类使用的能源主要是煤、石油和天然气 D煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能 2.我国最近发射的“神州7 号”飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，它可以 在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁。烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外， 还由于 A它的硬度大，高温下不会损坏B它的表面非常光滑，能减少舱体与空气的摩擦 C它能把热辐射到宇宙空间D它在汽化时能吸收大量的热 3.关于潮汐发电，下列说法不正确的是（） A建造堤坝只是为了利用

10、海水的重力势能B潮汐发电说明潮汐具有巨大的能量 C退潮时靠近海岸的一侧水位低D涨潮时靠近大海的一侧水位高 4.氘核、氚核在超超高温下聚合成氦核，并释放出核能。组成氦原子核的粒子是（） A两个质子和两个中子B两个质子和两个电子 C两个电子和两个中子D两个质子、两个中子和两个电子 5.目前世界上已建成的核电站都是利用（） A原子核的聚变释放的能量来发电的B原子核的裂变释放的能量来发电的 C放射性物质衰变释放的能量来发电的D原子核聚变和裂变释放的能量来发电的 6.学习了“能源与可持发展”一章后，某班学生就利用和开发能源问题展开了热烈讨论， 提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是（） A目前利用

11、的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失的措施 B正在建设中的田湾核电站，将解决连云港市乃至华东地区的电力紧张问题，但在输 电过程中能量损失较大，若能用超导体送电，鼗大大提高输电效率 C连云港市位于黄海之滨，应尽研究开发海洋能 D随着能源的不断消耗，最终应致力于研究一种既可以不消耗能源，又能不断对外做 功的机器 7. 如图，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分 别固定在罐盖和罐底上。实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块 学习必备欢迎下载 卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断，正确的是 A铁罐在斜

12、面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能 B铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能 C铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能 D铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能 不同的物理现象往往遵循同一物理规律。例如：跳伞运动员从空中徐徐下 降；刹车后，水平路面上行驶的公交车逐渐减速停靠在车站。这些现象中 能量转化有共性的是 ( ) A物体的动能全部转化为重力势能 B物体的重力势能转化为其他形式的能量 C其他形式的能量转化为物体的机械能 D 物体的机械能转化为其他形式的能量 8.20 世纪以来，随着科学技术的迅速发展，人类创造了空前的物

13、质财富。与此同时，能源 的过度开发和消耗导致全球性的能源短缺和环境污染。从原料来源和对环境的影响考虑， 下列能源中，最具开发前景的能源是( )。 A煤 B石油 C太阳能 D天然气 二、填空、解答题 9.为了缓解高峰用电难的问题，部分地区为居民更换分时电表，实行“分时电价”。老式电 表“ 220V， 10A，2500R/Kw . h” ，每消耗一度电，表内转盘2500 转；新式电表“220V， 10A，1600imp/Kw . h” ，每消耗一度电，表内的灯闪1600 次。如果每天高峰时段8：00 21：00 电价为 0.55 元；其余时间（低峰时段）电价为0.30 元，按此计费方法，则： 电压

14、功率容积 220V 2000W 50L （1）在耗电量相同的情况下，老式电表内转盘转500R，新式电表内的灯闪次； （2）小刚家新买了一台家用电热淋浴器，部分规格如下表所示。更换分时电表后，若该 电热淋浴器每天在低峰时段正常工作1 小时， 则小刚家每月 （按 30 天计算） 至少可节省 电费元； 10.如图所示为远距离输电系统示意图，请指出： 发电机的工作原理是：。 假设该系统中的发电厂是核电站，请在下面方框内填写核电站发电过程中的能量转化 情况。 核电站可能会带来什么负面影响？为什么很多国家仍在大力发展核电站呢？ 。 11.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率

15、的技术。 它是利用热机排出的废气带动蜗轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这 样做的好处是（填“增大”或“减小”）排出 废气所带走的能量，（填“提高”或“降低” ） 内燃机的效率。 12.小张学习了有关电功率的知识后，很想知道自己家里用 单相电能表 0 3 2 6 2 （KWh ） 220V 5A 3000 转/KWh 1994.11.NO.157 学习必备欢迎下载 电器的有关情况。他利用一个星期天的上午，做了以下实验： 首先他观察了家里的电能表， 当时的表面如图所示；接着他让家中的用电器全部工作，发现电能表上的表盘在1 分钟内 刚好转了45 转。由此他估算出他们家所有用电器的总功

16、率为_瓦；而且他还知道， 在他们家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流的情况下，他们还可以再增 加_瓦以下的用电器。请你把小张的估算结果填入空格内。 13. 从 20XX 年 12 月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油 按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90% ，乙醇（即酒精）体积占10% 。 乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还能减少有害气体的 排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油 作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 （1）请写出使用乙醇汽油的两点好处？

17、 ； （2）根据下表给出的一些液体的密度，则乙醇汽油的密度。 物质名称密度 (kg/ m 3) 物质名称密度 (kg/ m 3) 纯水1.0 10 3 酒精0.8 10 3 煤油0.8 10 3 普通汽油0.7 10 3 （3）某型号汽车使用上述乙醇汽油，在水平路面上匀速行驶，受到的阻力是920N,每行 驶 100 km耗油 10L, 则该车此时的效率。 （乙醇汽油的热值为4.6 10 7J/kg ，计算结 果保留百分数的整数位） 14. 随着现代科学技术的突飞猛进，现代家用产品也在不断更新。小明同学家想购买新一 代灶具电磁灶(妒 ) ，以取代目前较普遍的燃气灶，为此他通过调查和实验, 得到如

18、下 数据： 实验水量1kg 灶具类别电磁灶 ( 妒) 燃气灶 耗电功率、输入气 量 2 kW O.8m 3/h 水沸腾所用时间3min 6min 耗电量、耗气量( )kW?h( )m3 费用开支( )元( )元 注释 (1) 燃气费按 1.2 元/m 3计算； (2) 电费按 O.5元/ kW?h 计算。 (1) 请将表格中的数据填写完整。 (2) 根据表格中的数据，说出电磁灶( 炉) 与燃气灶相比有哪些特 点 ? 。 15.目前，一种可移动的太阳能红绿灯开始在不少城市的十字路口“站岗”。这种红绿灯具 有节能和灵活的特点，可大大减轻交警的工作压力。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见 下表。白天太

19、阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚 上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作，如图所示。 光电转换效率有效受光面积S 工作电压U 每个信号灯规格U、 P 使用条件T 308 24V 24V、 30W -30 70 学习必备欢迎下载 这种太阳能红绿灯底部装有4 个轮子，可轻易移动到需要临时交通疏导或停电的地段。 这 4 个轮子的作用是用_的方法来减小摩擦。 在晴朗的白天，红绿灯不工作而给蓄电池充电时，太阳能红绿灯能量的 转化过程是 _能转化为 _能再转化为 _能。 设一天有效受光时间为6h，每平方米的面积上太阳辐射的功率P0=10 3W ， 则这种太阳能红绿灯

20、电池板一天获得的电能是 kwh? 这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组， 每组又由红、 黄、绿三灯组成， 共有 12 个信号灯。太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常 工作天；它正常工作时，干路电流是。 三、分析计算题（请写出完整的计算过程） 16. 近年，湖北省已斥资 35 亿元在某地建一座抽水蓄能电站。抽水蓄能电站的工作原理是： 用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水库中，到用电高峰时，再利用蓄水 库中的水发电。 (1) 右图是该项工程所在地的等高线地形图。专家 们经过研究， 决定将蓄水库建在图中左边的高地上， 原因是左边高地地势相对较高，蓄水库注水后，水 储存的更多，

21、从而转化出来的电能就更多。 (2) 经过实地勘察，工程师们选择了两条线路AB 和 CD ，其中作为输水管道的线路是， 作为输送建筑材料的线路是。 (3 ) 蓄水库的总库容约2. 5 10 7m3, 试求将山脚湖 水中的水注满蓄水库最少对水做多少功？ 17.据有关资料显示，美国、 欧洲及日本等发达国家都使用了高速电气化列车，其特点是速 度快（时速达150 公里） ，效率高，无污染。右图表示的是电气化列车和公路交叉时，输 电线常用的悬挂方式，钢缆的A 端固定在电线杆上，B 端通过滑轮组联结在电线杆C 上。 电车通过拾电器向上托起输电线，从而获得驱动电车的能量。请仔细观察， 回答下列问题： 1.配重

22、 D 是 n 个混凝土圆盘，每个圆盘的质量是m 千克，按图示的配置，钢缆AB 所受 的拉力 F 为多大？ 2如果只考虑B 端的牢固性， 本来可以把它直接固定在电线杆C 上，而实际却用滑轮组 来联结。试解释这样做的原因及这样做的优点是什么？ 18. 如图所示， 某航天器， 它的一部分光电池板面积为S=8 米 2， 正对太阳能产生U=120伏的电压，为工作舱提供I=10 安的电流。 若太阳光照射处每平方米面积上获得太阳辐射功率P0=1 千瓦， 试估算该光电池的光电转换效率。 为了减少太空污染，一般航天器完成预定任务后，应使它坠落销毁。坠落过程可简化 学习必备欢迎下载 为从一个圆轨道开始，经过与大气摩擦，航天器的绝大部分经升温、熔化、最后汽化而销 毁，剩下的残片坠入大海。航天器原来的机械能中，除一部分用于销毁或被残片带走外， 还有一部分能量E通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）。已知： 从圆 轨道坠落开始时航天器的机械能E=4.0 10 12 焦，质量 M=1.1710 5 千克；入海时残片的质 量 m=1.210 4 千克、温度升高t=3000 、动能EK=0.7 10 9 焦；航天器材料每1 千克升 温 1平均所需能量c=1.0 10 3 焦； 航天器材料每销毁1千克平均所需能量K=1.010 7 焦。 试导出用以上所列各物理量的符号表示E的表达式并估算出E的数值。