第二十章 能源、材料与社会
基础主干落实
1.能量的转化与守恒:
(1)能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式 转化 为其他形式,或者从一个物体 转移 到其他物体,而能的总量保持 不变 。
(2)能量的转移与转化具有 方向性 。
2.能源的开发和利用:
(1)按照能源能否再生,把能源分为
①可再生能源:可以长期 提供 或可以 再生 的能源,例如 太阳能、风能、水能 等。
②不可再生能源:一旦消耗 很难再生 的能源,例如 煤、石油、天然气、铀矿 等。
(2)开发新能源。
①开发的新能源有 太阳能 、风能、核能、潮汐能。
②核能释放能量有两种形式: 核裂变 和 核聚变 ,其中核能发电站是利用 核裂变 原理建成的。
3.材料的开发和利用:
(1)根据材料的导电性能,可将材料分为 导体 、 半导体 、 绝缘体 ,半导体可制成 二极管 、 三极管 等半导体元件和集成电路,其中二极管具有 单向导电性 ,三极管可以 放大电信号 。
(2)开发新材料。
①超导材料的特性: 零电阻 和超导磁浮现象。
②纳米材料:合成材料的基本单元大小限制在 1~100 nm 范围内的材料。
重点案例探析
重点一 能量的转化与转移
【典题1】(2023·聊城中考)如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是 ()
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
重点二 能源、材料与社会
【典题2】(2022·铜仁中考)近年来,我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就,下列说法正确的是 ()
A.量子计算机中的电子器件都是由超导体制成
B.水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C.新能源汽车的动力部件是蓄电池,其工作原理与内燃机的工作原理相同
D.光纤通信,是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的
【点拨】(1)可再生能源:能够源源不断地从自然界得到的能源,像水能、风能、太阳能、生物质能等。
(2)不可再生能源:短期内不能从自然界得到补充的能源,像化石能源、核能等。
A层·基础必会
考点一 能量的转化与守恒
1.2023年12月21日21时35分,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了天和核心舱太阳翼修复试验等既定任务。由于在阳照区时,太阳翼在阳光照射下会产生电流,将影响航天员作业安全。因此,航天员需要在阴影区时对核心舱太阳翼进行维修作业,太阳翼在阳光照射下能产生电流是将 ()
A.光能转化成电能
B.电能转化成光能
C.机械能转化成电能
D.电能转化成机械能
2.有关能量的转化和守恒定律,下列说法正确的是 ()
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.根据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变
3.著名科学家达·芬奇曾设计过这样一种装置,如图所示,车轮里面安装一些倾斜的滑道,用来装十几个金属球,它们在运行过程中会保持滚动,并且总是朝着特定的方向倾斜轮子,这样就可以使装置不停地转动下去。这样的装置 ( 选填“可能”或“不可能”)实现,理由是 。
考点二 能源
4.(2023·贵州中考)我省蕴藏丰富的能源可用于发电,下列发电方式中利用不可再生能源的是 ()
5.(2024·贵州一模)中国空间站的太阳翼运用了当代光电转化效率最高的材料,太阳翼实现光电转化利用的能源是 能。
6.(2022·黔东南中考)2021年10月20日,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,创造了世界新纪录,在上亿摄氏度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束,“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生 (选填“裂变”或“聚变”)释放出巨大的核能。太阳能安全、清洁,它属于 (选填“可”或“不可”)再生能源。
7.能源的开发利用提倡节能环保,下列符合节能环保理念的是 (D)
A.废旧电池对环境没有污染
B.空矿泉水瓶随意丢弃
C.水资源丰富的地方可以不节约用水
D.购买商品时用布袋替代塑料袋
8.获取核能有两种途径——核裂变和核聚变。目前人类和平利用核能发电是如图 所示的途径,氢弹爆炸的原理跟图 是一样的。(均选填“甲”或“乙”)
考点三 材料的开发和利用
9.某公司生产了一种智能手机,据了解,使用该手机的用户,即使在没有地面网络信号的情况下,也可以拨打、接听卫星电话。芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是 ( )
A.导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
10.(2024·贵州一模)我国首次发现的镍氧化物超导体,可能会为电能无损耗输送带来新的突破,这主要是利用超导体的哪种特点 ( )
A.零电阻 B.弹性大
C.导热性强 D.比热容大
11.(2022·贵阳中考)数千年来,寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一。半导体材料的应用促进科技日新月异的发展,这意味着人类已经步入了 ( )
A.石器时代 B.青铜器时代
C.铁器时代 D.“硅器”时代
12.如图甲所示是一款发光杯,其结构及电路如图乙所示,a、b为两金属端。当杯中倒入的液体是 时,底部的电路接通,发光二极管发光。发光二极管是 ,(以上两个填空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)具有 (选填“单向”或“双向”)导电性。
13.磁浮列车通常采用 (选填“纳米”“超导体”或“半导体”)材料作线圈;由于线圈中的电阻为零,可通过强大的电流而获得极强的 ,实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
B层·能力提升
14.如图所示,为一款创意节能灯:将海水存放到中间的容器,然后利用太阳光照射升温,使海水的内能 ,海水蒸发后由侧壁回流到淡水收集装置中。蒸发后残留的盐水会与内置的铜、锌电极板发生化学反应,使LED灯发光,该装置发电过程将 能转化为 能,再由LED灯转化为光能。该装置能将海水变成淡水,并且不用电池就能照明。
15.如图所示,为了探究发光二极管的单向导电性,把两个极性相反的发光二极管并联起来接入电路,闭合开关,发现发光二极管A亮,B不亮。接下来的操作是 。如果出现 的结果,则初步说明发光二极管具有单向导电性。
16.(2024·六盘水期末)“地球一小时”是世界自然基金会应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动,提倡于每年三月最后一个星期六晚上,家庭及商界用户关上不必要的电灯一小时,以此来激发人们保护地球的责任感。熄灯只是一个起点,请你举两个例子,说说生活中我们还能怎样节约用电
2第二十章 能源、材料与社会
基础主干落实
1.能量的转化与守恒:
(1)能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式 转化 为其他形式,或者从一个物体 转移 到其他物体,而能的总量保持 不变 。
(2)能量的转移与转化具有 方向性 。
2.能源的开发和利用:
(1)按照能源能否再生,把能源分为
①可再生能源:可以长期 提供 或可以 再生 的能源,例如 太阳能、风能、水能 等。
②不可再生能源:一旦消耗 很难再生 的能源,例如 煤、石油、天然气、铀矿 等。
(2)开发新能源。
①开发的新能源有 太阳能 、风能、核能、潮汐能。
②核能释放能量有两种形式: 核裂变 和 核聚变 ,其中核能发电站是利用 核裂变 原理建成的。
3.材料的开发和利用:
(1)根据材料的导电性能,可将材料分为 导体 、 半导体 、 绝缘体 ,半导体可制成 二极管 、 三极管 等半导体元件和集成电路,其中二极管具有 单向导电性 ,三极管可以 放大电信号 。
(2)开发新材料。
①超导材料的特性: 零电阻 和超导磁浮现象。
②纳米材料:合成材料的基本单元大小限制在 1~100 nm 范围内的材料。
重点案例探析
重点一 能量的转化与转移
【典题1】(2023·聊城中考)如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是 (D)
A.太阳能电池板将太阳能转化为电能
B.给蓄电池充电将电能转化为化学能
C.蓄电池放电将化学能转化为电能
D.小风扇工作将化学能转化为机械能
重点二 能源、材料与社会
【典题2】(2022·铜仁中考)近年来,我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就,下列说法正确的是 (D)
A.量子计算机中的电子器件都是由超导体制成
B.水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C.新能源汽车的动力部件是蓄电池,其工作原理与内燃机的工作原理相同
D.光纤通信,是利用光在纤维材料中多次反射传输信息的
【点拨】(1)可再生能源:能够源源不断地从自然界得到的能源,像水能、风能、太阳能、生物质能等。
(2)不可再生能源:短期内不能从自然界得到补充的能源,像化石能源、核能等。
A层·基础必会
考点一 能量的转化与守恒
1.2023年12月21日21时35分,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了天和核心舱太阳翼修复试验等既定任务。由于在阳照区时,太阳翼在阳光照射下会产生电流,将影响航天员作业安全。因此,航天员需要在阴影区时对核心舱太阳翼进行维修作业,太阳翼在阳光照射下能产生电流是将 (A)
A.光能转化成电能
B.电能转化成光能
C.机械能转化成电能
D.电能转化成机械能
2.有关能量的转化和守恒定律,下列说法正确的是 (D)
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.根据能量守恒定律,宇宙中的能量总和不变
3.著名科学家达·芬奇曾设计过这样一种装置,如图所示,车轮里面安装一些倾斜的滑道,用来装十几个金属球,它们在运行过程中会保持滚动,并且总是朝着特定的方向倾斜轮子,这样就可以使装置不停地转动下去。这样的装置 不可能 ( 选填“可能”或“不可能”)实现,理由是 违背了能量守恒定律 。
考点二 能源
4.(2023·贵州中考)我省蕴藏丰富的能源可用于发电,下列发电方式中利用不可再生能源的是 (D)
5.(2024·贵州一模)中国空间站的太阳翼运用了当代光电转化效率最高的材料,太阳翼实现光电转化利用的能源是 太阳 能。
6.(2022·黔东南中考)2021年10月20日,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,创造了世界新纪录,在上亿摄氏度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束,“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生 聚变 (选填“裂变”或“聚变”)释放出巨大的核能。太阳能安全、清洁,它属于 可 (选填“可”或“不可”)再生能源。
7.能源的开发利用提倡节能环保,下列符合节能环保理念的是 (D)
A.废旧电池对环境没有污染
B.空矿泉水瓶随意丢弃
C.水资源丰富的地方可以不节约用水
D.购买商品时用布袋替代塑料袋
8.获取核能有两种途径——核裂变和核聚变。目前人类和平利用核能发电是如图 甲 所示的途径,氢弹爆炸的原理跟图 乙 是一样的。(均选填“甲”或“乙”)
考点三 材料的开发和利用
9.某公司生产了一种智能手机,据了解,使用该手机的用户,即使在没有地面网络信号的情况下,也可以拨打、接听卫星电话。芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是 (C)
A.导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
10.(2024·贵州一模)我国首次发现的镍氧化物超导体,可能会为电能无损耗输送带来新的突破,这主要是利用超导体的哪种特点 (A)
A.零电阻 B.弹性大
C.导热性强 D.比热容大
11.(2022·贵阳中考)数千年来,寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一。半导体材料的应用促进科技日新月异的发展,这意味着人类已经步入了 (D)
A.石器时代 B.青铜器时代
C.铁器时代 D.“硅器”时代
12.如图甲所示是一款发光杯,其结构及电路如图乙所示,a、b为两金属端。当杯中倒入的液体是 导体 时,底部的电路接通,发光二极管发光。发光二极管是 半导体 ,(以上两个填空均选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)具有 单向 (选填“单向”或“双向”)导电性。
13.磁浮列车通常采用 超导体 (选填“纳米”“超导体”或“半导体”)材料作线圈;由于线圈中的电阻为零,可通过强大的电流而获得极强的 磁场 ,实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
B层·能力提升
14.如图所示,为一款创意节能灯:将海水存放到中间的容器,然后利用太阳光照射升温,使海水的内能 增大 ,海水蒸发后由侧壁回流到淡水收集装置中。蒸发后残留的盐水会与内置的铜、锌电极板发生化学反应,使LED灯发光,该装置发电过程将 化学 能转化为 电 能,再由LED灯转化为光能。该装置能将海水变成淡水,并且不用电池就能照明。
15.如图所示,为了探究发光二极管的单向导电性,把两个极性相反的发光二极管并联起来接入电路,闭合开关,发现发光二极管A亮,B不亮。接下来的操作是 断开开关,将电源的正负极对调,再闭合开关 。如果出现 发光二极管B亮,A不亮 的结果,则初步说明发光二极管具有单向导电性。
16.(2024·六盘水期末)“地球一小时”是世界自然基金会应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动,提倡于每年三月最后一个星期六晚上,家庭及商界用户关上不必要的电灯一小时,以此来激发人们保护地球的责任感。熄灯只是一个起点,请你举两个例子,说说生活中我们还能怎样节约用电
答:人走灯灭;看完电视后及时关闭电源;夏天,将空调的设定温度调高;将家中的白炽灯换为LED灯等。(任选两条,其他合理也可)
教学总结与教学反思
第二十章 能源、材料与社会
1.本章教学内容有三大专题:能量的转化与守恒、能源的开发与利用、材料的开发和利用。由于在之前的学习中已经接触过许多种类的能量能源和材料,所以学生会感觉比较容易理解。
2.教学中,学生比较容易被调动积极性,课堂上也会通过各种例子而主动参与。教师鼓励学生发表自己的见解,同时与其他同学开展合作、交流,培养学生主动与他人合作的精神,有意识提高学生的表达能力,帮助学生体会任何科学的知识都来源于科学实践。
3.教学过程中,授课教师应针对延伸中新出现的能源,最好是用视频展示它们的形成原因和过程,使学生有一个明确的认识,比如一次能源中的核能,二次能源中的汽油、酒精。材料如何开发和利用等也比较难以理解,教师可以通过一些视频和一些课外资料,突破学生不易理解的地方。
4.学生通过教学活动中的视频资料,获得了一些直观认识和体会,再通过各种例子反复巩固,最后通过习题和练习进行加强,从学生的练习反馈学生对本章节重点难点是否做到基本掌握和突破。
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