1、第18章同步輔導與練習第18章第1 3節(一)能源利用與社會發展：1 .能遮一一凡是能提供能量的物質 資正，都可以叫做能源。比如：煤炭、石油、天然氣 在燃燒時可以釋放出能量，它們是能源；流動的水和風可以對其他物體做功，具有能量， 它們也是能源。2 .能源的種類：(1)根據能源是否是由自然界直接 提供可分為:一次能源可以直接從自然界獲取的能源，如：化石燃料(煤、石油、天然氣等)、太陽能、風能、水能、地熱能、核能、潮汐能等。二次能源不能從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能獲得的能源。如 電能、煤氣等。(2)根據能源是否可以 再生可分為:可再生能源可以從自然界源源不斷地得到的能源，如：太陽能、

2、風能、水能等。不可再生能源一旦消耗就很難再生的能源，如：煤、石油、天然氣、核燃料等。注意：這里的可再生能源和不可再生能源都是針對一次能源而言的。(3)根據人們利用能源的 時間長短 分為:常規能源(傳統能源)目前已大規模生產和廣泛利用的能源，如：水能、煤炭、石油、天然氣等。新能源由于技術、經濟等因素而迄今尚未大規模使用的能源，如：太陽能、核 能、潮汐能、地熱能等。(4)根據對環境 污染的程度 分為:清潔能源對環境無污染或污染很小的能源，如：太陽能、水能、風能等。非清潔能源對環境污染很大的能源，如：煤、石油、天然氣等。3 .人類開發、利用能源的 歷史過程 為:火的利用；化石能源的利用； 電能的利用

3、； 核能的發現。4 .解決能源問題的兩條 途徑:(1)開發新能源；(2)提高能源的利用率。(二)核能：1 .核能一一原子核由質子和中子組成，質子帶正電，中子不帶電。這些質子和中子我們將它們統稱為核子。核子間存在著巨大的核力使核子結合在一起，當原子核發生變化時就 會釋放出巨大的能量，這種由于 原子核的變化 而釋放出的巨大的能量叫做核能。2 .獲得核能的 途徑有兩種:核裂變和核聚變。（1）核裂變質量較大的原子核在中子的轟擊下，分裂成大小相差不太大的兩個或兩個以上的中等質量核的現象叫做核裂變。核裂變的產生條件是一一鏈式反應。（2）核聚變質量較小的原子核合成較重的核并釋放出大量能量的現象叫做核聚 變。

4、3 .核電站：（1）原理：核裂變的 鏈式反應。（2）核心：核反應堆，以鈾為燃料。（3）工作過程：將核裂變時釋放的核能轉化為第一回路中反應堆冷卻劑的內能，使 冷卻劑溫度升高，進入熱交換器后，把熱量傳給第二回路的水， 使水生成高溫高壓的蒸汽， 送入汽輪機驅動發電機發電。（三）太陽能：1 .太陽中蘊藏著無比巨大的能量。據估計，太陽每三天向地球輻射的能量, 就相當于地球上蘊藏的所有能量的總和；太陽一小時向地球輻射的能量，約是目前全世界全年消耗總 能量的1.5倍。2 .太陽能的優點有：（1）太陽能十分巨大；（2）太陽能供應時間長；（3）太陽能分布廣 闊，獲取方便；（4）太陽能安全、清潔。3 .直接利用太

5、陽能的 途徑L： （1）直接轉化為內能；（2）直接轉化為電能；（3）直接轉化 為化學能。重、難點解析：1 .怎樣從能量和能量轉化角度看能源利用？能源的利用其實就是能量的轉化過程。煤燃燒放熱使蒸汽溫度升高的過程就是化學能轉化為蒸汽內能的過程；高溫蒸汽推動發電機發電的過程是內能轉化為機械能再轉化為電能的過程；電能通過電動機可轉化為機械能；電能通過白熾燈或熒光燈可轉化為光能；電 能通過電解槽可轉化為化學能等。2 .為什么說，太陽能是人類未來的理想能源？由于石油等資源日益減少，利用這些資源又對環境造成污染，因此人們十分重視對太 陽能的利用，并積極探索各種利用太陽能的方式。地球所接受的太陽能，平均每平方

6、米為 1.353kW,這說是說所謂的“太陽常量”。也就是說，太陽每秒照射到地球上的能量約為燃 燒5X 106t煤的能量。地球每年所接收的太陽能至少有6X 107kW h,相當于燃燒74萬億噸標準煤所釋放的能量。可見利用太陽能的潛力很大，而且太陽能不污染環境。太陽能將 成為未來能源的主流，這已為人們所共識。怎樣有效地利用太陽所賜予的能量，使其成為本世紀的一大可利用能源，是新能源開發中的一個重要課題。【典型例題】例1水電、石油、風能、煤炭四種能源中，屬于可再生能源的是。分析：對于此題，要注意“水電”不等同于“水能”，水電不屬于一次能源，所以不是可再生能源，而石油、風能、煤炭都是自然界中直接獲得的，

7、均屬于一次能源，但其中 石油、煤炭，一旦消耗就不能再生，所以只有風能是可再生能源。解答：風能。例2關于核能下列說法正確的是：()A.物質是由原子構成的，原子中有原子核，所以利用任何物質都能得到核能。B.到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變。C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的。D.自然界只有在人為的條件下才會發生裂變。分析：核能是人們在近幾十年里發現和利用的新能源。雖然各種物質的原子里都有原子核， 巨大的 制成的 恒星內保但在通常情況下并不能釋放能邕白號序子超發生改變一一裂變和聚變時才伴隨_ 保溫桶內徑(3 340mm)臺匕縣東由二"串日H【中支U

8、亦 M左左T后 4小臺匕YrKZ存氏4向心3鬲山 I*臺匕縣M 店工用口口MJ、JL |JJ| 口 Ud久/nALji一一 一潸"j至那人3利用煤!£,喘，。白爾公際八八M反應八，今陽和許夕百雄進1。入規模幽端他，沸y光和熱的形式將核幅:苗射出來。3 130!答：CK 溫(c)(出水溫度)夏天4590冬天4060可3根據下表保溫桶中期清能熱水器的一些數據計算220V 1100W(1)這臺熱水器裝滿水時，水的質量是多少千克？(2)夏天進入熱水器的水溫為20C,計算在夏天最好的光產條件下，理想情況下這臺熱水器裝滿水時，吸收的熱量是多少焦？(C* =4.2X 103 J/(kg

9、C)(3)若保溫桶距水龍頭處 3m高，將水從水龍頭處送到保溫桶，注滿水需做多少功？(g 取 10N/kg )(4)在冬天無陽光時可以采用電熱管加熱，若當時的供電電壓只有200V,電熱管的實際功率是多少瓦？(此問計算結果保留整數)解答：(1)保溫桶內最多可盛水的質量m=V=1 103kg/m3 130 10”m=130kg(2)。吸=CmN =4.2 父 103 J/(kg，C )父 130kgM (90 20) C =3822 x 107 J(3)注滿水需對水做功W =G h =mgh =130kg 10N/kg 3m=3900JUR 三(4)電熱管的電阻 122L 一 (220V)2%110

10、0W22U 實(200V)2P實=【模擬試題】(答題時間:1 .下列物質中是能源的是：25分鐘)A、花崗巖石。B、太陽能。)C、天上的云。D、沙漠中的沙。2 .下列能源中屬于新能源的是:A、電能。B、天然氣。( )C、潮汐能。D、石油。R 443 .下列能源中不是由太陽能轉化的是:A、沼氣。B、石油。C、風能。D、潮汐能。4.從核能到電能，在能量轉化過程中, A、核能一內能一電能。正確的是:B、核能一機械能一內能一電能。C、核能一內能一機械能一電能。D、核能一機械能一電能。5 .進行核裂變的條件是:A、溫度必須很高。B、必須用中子轟擊。D、自發進行。C、必須用質子轟擊。6 .下列太陽能的應用中

11、是直接把太陽能轉化為內能加以利用的是:A、太陽能熱電站。B、人造地球衛星的電源光電板。C、太陽能電池。D、光盤。7.水力發電是屬于利用太陽能的哪一個渠道?A、直接被人類利用。( )B、被海洋吸收。C、植物的光合作用。D、大氣、水分升騰循環。8 .原子核物理的知識可能應用到下面幾項工作中，下列不是放射性現象的是:A、檢查金屬板內部的砂眼。C、核能發電。B、處理種子，使農作物增產。D、檢查和治療惡性腫瘤。9 .能的轉化是非常普遍的，在一定條件下，各種形式的能都可以相互轉化：摩擦生熱,能轉化為收太陽光進行光合作用，將能；電燈照明，將能轉化為能轉化為;吃飯干活，將能轉化為能；燒煤做飯，將 能。能；植物

12、吸能轉化10.原子核是由組成的，中子不帶電，而質子帶,我們知道，同種電荷會相互排斥，那么原子間會產生較大的,然而原子核內的質子和中子卻牢OO發電機的工作原理是：該系統中，采用高壓輸電的好處是:一日常生活中要注意用電安全。請寫出兩條安全用電的原則:固地結合在一起，這是由于核子間存在著更強的吸引力，即,正是由于這種吸引 力的存在，使得我們在將原子核分開時，要消耗大量的。11.如圖所示為遠距離輸電系統示意圖，請指出：(3)a.b.(4)假設該系統中的發電廠是核電站，請在下面方框內填寫電站發電過程中的能量 轉化情況。內能電能(5)核電站可能會帶來什么負面影響？為什么很多國家仍在大力發展核電站呢?【試題

13、答案】1. B 2. C 3. D 4. C 5. B 6. A 7. D 8. C9 .機械，內；電，光；太陽（光），化學；化學，內；化學，機械。10 .質子，中子，正電，斥力，核力，能量。11 .（1）電磁感應；（2）減小電能的輸送線路上的損失；（3） a遠離高壓帶電體；b不弄濕用電器；（4）核能，機械能；（5）運行不當可能帶來核污染、核廢料難以處理等。因為核 電高效節能，用料省，且核原料運輸方便，正常情況下對環境的污染比火力發電小得多。第18章歐姆定律第4、5節（一）能量轉化的基本規律：1 .自然界中的現象、 熱現象和電現象等物理方面不是孤立的，而是互相有聯系的。 聯系各類現象的一條最主

14、要的物理量是一一能量。自然界存在各種形式的能量，各種形式的能 量在一定條件下可以相互轉化。2 .能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為另 一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化或轉移的過程中，其總量保持不 變。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本規律之一。“轉化”是指能量的形式發生變化，如“鉆木取火”是機械能轉化為內能，而機械能和內能是兩種不同形式的能；“轉移”是指能量的形式不發生變化，如“熱傳遞”只是內能從高溫物體轉移到低溫物體。3 .能量轉移或轉化具有方向性。（二）能源與可持續發展：1 .能量轉化與效率：使用能量轉換裝置（或設備）時，輸出的

15、有用能量占輸入的總能量 比值為該裝置的效率。即:輸出的有用能量能量轉換裝置的效率=輸入的總能量 X100%。2 .熱機的效率：熱機轉變為有用功的能量與燃料完全燃燒后所釋放出的能量之比。提高熱機效率的途徑：使燃料盡可能地完全燃燒；盡量減少各種熱損失；改進熱機 的制造工藝，采用先進的技術等。3 .能源與可持續發展：開發利用新能源；節能降耗；保護環境。二.重、難點解析：1 .正確理解能量守恒定律我們知道自然界有許多 不同形式的能。如，機械能、內能、電能、光能、原子能、化 學能、太陽能等。各種形式的能可以相互轉化或轉移。在轉化或轉移的過程中，遵守能量守恒定律。在定律的內容中能的轉化，是指通過做功，能的

16、形式發生了改變，即一種形式 的能轉化為另一種形式的能。而能的轉移，是指同一種形式的能，從一個物體轉移到另一 個物體上，能的形式沒有改變，如熱傳遞。在能的轉化和轉移的過程中所遵循的規律是： 能量既不會消滅，也不會創造，且在能的轉化和轉移過程中能的總量保持不變。2 .辨偽永動機。永動機不可能實現，這句話說起來簡單，學過初等物理的人都知道，但為什么還是會 有很多人會上當受騙，有許多人甚至不惜浪費年華，空想著有一天能夠制造出一臺永動機， 夢想一夜成名，發家致富。怎樣才能擺脫幻想，避免上當呢？學會從物理學的角度分析問題。學會從能量守恒這一全世界公認的科學規律出發來思考問題。如果你什么都不懂，就請謊言的制

17、造者，拿出他所發明的機器設備，而不是圖紙和 設想，讓事實來說話。在科學發展的歷史上多次上演過永動機騙局，最近還有一個正在上演。近年來，有個 叫丹尼斯 李（Dennis Lee）的美國人在美國今日、新聞周刊等全國性報刊上刊登大 幅廣告，在全美各地表演，演示其號稱無需任何能源的發電機。他的目的是要騙取經銷費（每人需繳納2萬美元獲得經銷權）和預定費（每人5 20美元），而且顯然撈了不少錢。他聲稱要拉到一百多萬名預訂用戶后再開始寄出機器，也一再宣布過供貨日期，到后來全 都宣布推遲。美國科學界一直有人在揭露他。在答復科學界的批評時，他聲明：我們不去和世界科學家和科學刊物打交道。我們相信一個普通人根據常識

18、能夠看到放在他們面前 的證據，自己做出決定。我們相信你不需要科學家來替你思考。”一一反科學人士想必很贊賞這樣的聲明。美國已有多個州采取行動禁止他推銷其產品。在遇到免費能源”的誘惑時，人們往往變得過于天真，容易受騙上當。在美國如此，在中國也如此。有一個并不比 永動機高明的 水變油”騙局就曾經在中國風行多年，造成了數億元的經濟損失。這不僅要 求政府部門對這類騙局要加倍地關注，也提醒人們要擦亮眼睛，尊重科學。【典型例題】例1.在某密閉隔熱的房間內有一電冰箱，現接通電源使電冰箱開始工作，并打開電冰箱的門，則過段時間后室內的溫度將：（）A、降低。B、不變。C、升高。D、無法判斷。分析：電冰箱制冷過程中，

19、使冰箱內的溫度降低的同時，又使其外間溫度升高（使冰 箱內部的內能轉移到外部），此過程不可能自發發生，必又消耗電能，此部分電能最終也 轉變為內能，因此從總能量的角度看，室內的內能不但不會減小，反而會增加。解答：應選Co例2.水塘中的水不再冷卻并凝固成冰時，能否把內能轉化為勢能，從而使自己升到高空中去？解析：水在冷卻并凝固成冰時釋放出內能，水升到高空時重力勢能增加，從能的轉化 來看，它并不違背能量守恒定律，但能量的轉化、轉移，都是有方向性的一一內能不可能 自發地全部轉化為機械能。因此，上述現象是不可能發生的。例3. “某汽油機比柴油機的效率低”這句話的意思是：（）A、汽油機的功率比柴油機的功率小。

20、B、汽油機用來做有用功的能量比柴油機小。C、汽油機比柴油機所消耗的燃料小。D、汽油機用來做有用功的能量跟燃料完全燃燒所放出的能量的比值較小。分析：本題是考察對熱機效率概念的理解，A選項把功率與熱機的效率混為一談，功率反映物體做功的快慢，而效率是指利用的百分比；B和C選項沒有理解熱機的效率是兩個能量的比值，只是考慮了兩個能量中的一個，是不完全的； 只有D選項才符合熱機效率 的定義。解答：應選D。例4. 一個實驗用的電動機與電流表串聯后接在6V直流穩壓電源上。閉合開關后電動機并未轉動，這時電流表的讀數為5A。檢查發現電動機軸上的齒輪被卡住了。排除故障后，讓電動機帶動輕負載轉動，這時電流表的讀數為1

21、A。試計算該電動機此時的功率及效率。解析：分析電動機工作情況，可知其能量轉化情況是電能轉化為機械能和內能，列出能量轉化的關系式為：UIt = mgh+ I2Rt,當電動機不轉時， mgh=0, UIt = I2Rt,得到R= 1.2 Q o電動mgh常工UW-機樽功率為：P= t = t=UI I2R=4.8W。電動標峋赦率為:r = P 總 x 100% = 80%。【模擬試題】（答題時間：45分鐘）一、填空：1 .能量既不會 ,也不會,它只會從一種形式 為其他形式，或者從一 個物體 到另一個物體，而在轉化和轉移過程中， 的總量保持不變。這就是能量守恒定律。2 .克服摩擦或壓縮氣體做功時，消

22、耗 能，使 能轉化為 能，而且消耗多少 能，就得到多少 能，在這個過程中，能量的總量 。3 . “和平”號空間站完成使命后，安全墜入南太平洋海域，當“和平”號進入稠密大氣 層時，燃起了熊熊大火，這是將 能轉化為 能，在“和平”號墜入南太平洋的 過程中，它的 能增加，能減少，而能的總量。4 .自然界中各種不同形式的能量都可以相互轉化，電動機可以把 能轉化為 能；太陽能電池把 能轉化為 能；植物的光合作用可以把 能轉化為能，燃料燃燒時發熱，將 能轉化為 能。5 .秋千蕩起來，如果不繼續用力會越蕩越低，甚至停止；皮球落地后，每次彈起的高度 都會比原來低.在這兩個過程中，機械能 了，轉化成了 能。機械

23、能 ,能 的總量。6 .人類歷史上不斷進行著能源革命， 是人類在能量轉化方面最早的一次能源革 命；的發明，直接導致了第二次能源革命；物理學家發明的 是以核 能為代表的第三次能源革命。7 .當今世界的主要能源是 ,人們最方便的能是 。8 .自然界中能量的轉移和轉化是有 的，人們是在能量的轉化或轉移過程中利用 能量的。9 .人類在能源革命的進程中給自己帶來了便利，也給自己造成了麻煩， 大量燃燒化石能源會造成 和;過分依靠柴薪能源， 會加劇 和，所以,人類不能無限制的向大自然索取。10 .在過去的二十世紀中，人類所使用的能源主要有三種，就是、和。這些能源短期內不能再生，因此必須開發新能源。二、選擇題

24、11 .下列說法中正確的是（）A.冬天對著手哈氣，手變暖是機械能轉化為內能B.用酒精燈給水加熱，是機械能轉化為內能C.洗澡時，用毛巾擦背，感覺后背發熱，是機械能轉化為內能D.滑冰時，冰刀與冰之間相互摩擦，出現一道痕跡，是內能轉化為機械能12 .在各種形式的能量相互轉化過程中，下列說法正確的是（）A.機械能一定守恒B.各種形式的能量都守恒C.各種形式能的總量一定守恒D.內能一定守恒13 .給電動機通電后電動機帶動其他機器運轉起來，同時電動機的外殼也變得燙手，則下列說法中正確的是（）A.電能全部轉化為機械能B.電能的一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內能C.電能全部轉化為內能D.電能的一部分轉化為

25、內能是通過克服摩擦力做功來完成的14 .初溫、質量都相同的水和鐵球，從相同的高度自由落下，落地時，假若它們的勢能全部轉化為內能，使各自的溫度升高，則（）A.水的溫度高B.鐵球的溫度高C.水、鐵球的溫度一樣高D.無法確定15 .學習了 “能量的轉化和守恒”的知識后，同學們提出了下面的一些關于利用和開發能源的建議，其中不可行的是（）A.我國煤炭資源豐富，應研究并采用如何讓燃料充分燃燒，以減少熱量損失的措施B.電力部門應加快進行將內能直接轉化為電能的研究，以減少內能在多次轉化過程中的損失（）C.我國應進一步開發利用江河水利資源D.隨著資源的不斷消耗，應研究出一種既可以不消耗或少消耗能量，又能不斷對外

26、多做功的機器16 .同學們家中使用的煤氣（或液化石油氣），在使用過程中能量的轉化情況是（）A.將化學能轉化為內能B.將內能轉化為化學能C.將機械能轉化為化學能D.將化學能轉化為機械能17 .熱電廠中，能量的轉化情況是（）A.煤的化學能T蒸汽的化學能T機器的機械能T電能B.煤的化學能T蒸汽的內能T機器的機械能T電能C.煤的化學能T蒸汽的機械能 T機器的機械能 T電能D.煤的化學能T蒸汽的內能T機器的內能T電能三、問答題18 .分析熱機中燃料燃燒釋放能量的去向，說明提高熱機效率的方法。19 .有人說：“利用水庫的水發電， 再利用這些電又把水抽回水庫，那么發電機和抽水機就會永遠不停的運轉下去。”你認

27、為這可能嗎？為什么？20 .閱讀下列材料：材料一：美國科學美國人雜志在 1971年7月刊登“地球的能量資源” 一文提供 了如下數據：到達地球表面太陽輻射能的幾條主要去路直接反射以熱能的方式離 開地球水循環大氣流動光合作用52000 父 109kJ/s81000 M 109kJ/s40000 M 109kJ/s370 M 109 kJ/s40 M 109 kJ/s地球獲得太陽能包括水循環和光合作用兩個方面。開發太陽能具有廣闊的前景。材料二：經常洗澡保持良好的衛生習慣是一種文明行為。目前，家用電熱淋浴器分為 儲水式和無水箱式兩種。儲水式淋浴器要用較長的時間將水箱中的水加熱，待水箱中的水 達到要求后用水箱中的熱水淋浴，無水箱式淋浴器則使冷水流過電熱器就達到要求的溫度從而立即從噴頭流出供淋浴，已知冷水的溫度為16C,淋浴時所需熱水的溫度為38 C,淋浴時所需熱水的流量為 4義10"m3 / min ,水的比熱容為42義103J/ （kg C）,某家庭 照明電路允許通過的最大電流為8A。材料三：測定患者的血沉有助于醫生對病情作出正確判斷。設血液是由紅血球和血漿 組成的懸浮液，將此懸浮液放在豎直放置的血沉管內，紅血球就會在血漿中勻速下沉，其下沉的速度v稱為血沉。紅血球可近似看彳一個半徑為 R的小球，其體積可用4nR3/3來 計算。紅血球在下沉過程中，除重力、浮力之外，血漿對