内容正文:
第二十章 能源、材料与社会
【课标要求】
知道能量守恒定律,从能量转化和转移的角度认识效率,列举能量转化和转移具有方向性的常见事例,列举常见的不可再生能源和可再生能源,知道核能的特点和核能利用可能带来的问题,能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
【考向分析】
6年5考,考查能源的分类、核能、太阳能与能源的可持续发展等相关知识点,多以填空题形式考查。
【学习目标】
1.通过自主学习,了解能源及材料相关知识点;
2.通过教师精评,结合具体实例了解核聚变核裂变在生产生活中的应用。
【基础感知】
1.能源分类
一次能源:可以 从自然界获得的能源,如:风能、太阳能、地热能以及核能等。
二次能源:必须通过消耗 才能得到的能源,如电能等
可再生能源: 在自然界里 地得到的能源,如水能、潮汐能、地热能等
不可再生能源: 在短期内从自然界得到补充的能源,如化石能源、核能等
化石能源:像煤、石油、天然气等,是千百万年前埋在地下的动、植物经过 形成的,称为化石能源
2.能源发展趋势——大力发展 能源,改善能源结构
3.裂变
(1)定义:用 轰击质量较 的原子核,使其变成两个质量中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。
(2)应用:①核电站利用 产生的核能发电,它的核心设备是 。核反应堆发生的链式反应是 的。②原子弹爆炸时发生的链式反应是 的。
4.聚变
(1)定义:将某些质量很小的原子核,在 下结合成新的原子核,会释放出巨大的核能,这就是聚变,有时把聚变也称为 。
(2)应用: 利用的就是聚变在瞬间释放的能量。
项目
裂变
聚变
定义
重原子核 为较轻原子核的过程
较轻原子核 成较重原子核的过程
条件
用 轰击较大原子核
释放核能大小
巨大
更加巨大
是否可控制
可利用 控制链式反应
目前核聚变还不能加以控制
应用
原子弹、核电站等
氢弹、太阳内部
5.太阳能
(1)太阳核心每时每刻都在发生核 变,比原子弹爆炸的威力更大。
(2) 能是我们今天所用大部分能量的源泉;
(3)太阳能的利用:一种是用 把水等物质加热;另一种是用太阳能电池把太阳能转化为 能。我国部分太阳能发电站已并入电网,成为电力供应的来源之一。
6.能量转移和守恒
(1)能量的转化:各种形式的能都可以在一定条件下相互 。
(2)能量守恒定律:能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只会从 转化为 ,或者从 转移到 ,而在转化和转移的过程中,能量的总量 。
(3) 能量转移、转化的特点:具有 性,所以需要节约能源。
7. 半导体
根据材料的导电性能,材料可分为 、 及 三大类。
材料的导电性能是由 决定的
、 是最常用的电的良导体;半导体材料有 、 、及
等。
半导体材料可以制成 、 和 。半导体二极管具有 ,常用的用电器有 、 、 、 、都有半导体材料。
【当堂检测】每空1分。
1.核能作为一种清洁、高效的能源越来越受到全球的关注。核电站利用原子核 (填“聚变”或“裂变”)释放的核能发电。核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖,提高了能量的利用率。供暖时,用水做输运能量的介质,是因为水的 大。
2.在我国实施的“西气东输”工程中,西部的优质天然气被输送到缺乏能源的东部地区,天然气与煤相比,从热学角度分析它的突出优点是 ;从环保角度分析它突出的优点是 。
3.在煤、石油、电能三种能源中属于清洁能源的是 ,它是 (选填“一次能源”或“二次能源”)。为核潜艇提供能量的装置是核反应堆,在核反应堆中发生的是 (选填“核裂变”或“核聚变”)
4.嫦娥五号利用 (选填“电磁波”“超声波”或“次声波”)将信息传回地面控制中心。电磁波在真空中的传播速度为 ,太阳能电池将太阳能转化为 。
5.如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环,它在1亿度超高温度下运行近10秒。
(1)其反应原理与太阳类似,通过核 ,释放巨大的核能,从而获得高温。
(2) “人造太阳”加热功率超过1×1012瓦,若利用“人造太阳”发电,发电效率为60%,则每小时发电量达 。
6.更迅速便捷地传递信息、寻找绿色可再生能源、研制具有各种特殊性能的新材料是当前科技界的三大研究方向。以下说法错误的是( )
A.5G手机是利用电磁波传递信息的
B.太阳能、风能、核能是人类大力开发的新能源,它们都是可再生能源
C.输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗
D.电脑中的集成芯片是由半导体材料制成的
7.下列能源属于不可再生能源的是( )
A.风能 B.水能
C.太阳能 D.化石能源
8.太阳能是人类能源的宝库,下列有关太阳能的说法错误的是( )
A.太阳能是氢聚变释放的核能
B.我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能
C.目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D.太阳能电池是将太阳能转化为电能
9.下列关于材料、技术及能源的说法中正确的是( )
A.LED由半导体材料制成的
B.超导体可应用于电饭锅和电动机
C.我国海域深处蕴藏大量的“石油”属于可再生能源
D.核电站是利用核聚变释放出的能量来发电的
10.我国提出“力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”,碳达峰、碳中和成为社会各界关注的热点话题。关于能量和能源,下列说法中正确的是( )
A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
B.能量的转移是有方向性的,而能量的转化没有方向性
C.水能、太阳能是不可再生能源,核能是可再生能源
D.为了保护环境,控制和消除大气污染,应禁止使用化石能源
11.如图,下列能归入图中阴影部分的能源的是( )
A.煤炭、沼气 B太阳能、风能
C水能、天然 D.石油、核能
12.关于核动力航空母舰和直升机,四位同学各提出了一条与物理知识有关的说法,其中错误的是( )
A.小明:直升机悬停在空中时,不需要消耗能量
B.小丽:航空母舰利用的核能是核裂变释放的能量
C.小强:甲板上的飞机都升空执行任务后,航空母舰在大海中的吃水深度将减小
D.小亮:航空母舰上的雷达是利用了电磁波来发现敌方军事目标的
13.如图是一款太阳能座椅,椅子顶部安装硅光电池板,可储备能量供晚间使用。下列说法正确的是( )
A.硅光电池板是由超导材料制成的
B.硅光电池板可以将太阳能转化为电能
C.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变
D.太阳能属于不可再生能源
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