内容正文:
学业内容(一) 技术、工程与社会
2025浙江省统考专题模块
Ⅻ技术、工程与社会、
XIII工程设计与物化
YF
内容要求
(1)认识现代技术与工程的系统性和复杂性。
(2)根据特定问题或需求,尝式分析并阐明发明方案。
(3)知道跨学科(科学、技术、工程、数学等)解决实际问题的方法,并尝试解决实际问题。
(4)举例说明重大的技术发明会给人类社会发展带来深远影响(如工业革命、信息技术革命);知道技术的开发和应用需要考虑伦理问题,关注并讨论一些有伦理争议的技术与工程问题。
内容要求
(5)列举科学原理转换为实用技术的案例,尝试制作把科学原理转化为技术的简单展示模型。
(6)知道科学对技术与工程具有指导意义;初步认识现代科学、技术与工程越来越密不可分,高度融合。
技术、工程与社会
YF
例1 如图是手机无线充电的原理简化图,当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用 现象;
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,
则图中B点的磁场方向是 (选填“向上”
或“向下”);
电磁感应
向上
技术、工程与社会
YF
(3)与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价:_______________
_______________________________________。
优点:使用方便,兼容性强,可以一对多充电,解决了接口不匹配问题等;缺点:充电效率较低,电磁辐射较大,价格高等
技术、工程与社会
YF
例2 1830年,法国科学家用白磷、硫磺(易燃物)、木条发明了“摩擦火柴”(如图甲),将火柴头在粗糙的界面上轻轻划动,便可引燃火柴杆,这种火柴会因为踩踏或老鼠啃食引发火灾。1855年,瑞典科学家发明了“安全火柴”(如图乙),只需将火柴头快速从火柴盒侧面划过,便可引燃火柴,且保存和使用比“摩擦火柴”更加方便和安全。
技术、工程与社会
YF
资料一:白磷和红磷的部分性质如表。
资料二:玻璃粉是一种颗粒粗糙、化学性质稳定的粉末,能增大接触面粗糙程度。
资料三:氯酸钾受热易分解。
白磷 红磷
着火点 40℃ 260℃
毒性 有剧毒 无毒
技术、工程与社会
YF
结合上述材料和所学知识解释:
(1)使用“安全火柴”时,氯酸钾受热分解产生氧气的化学方程式__________________________。
(2)“安全火柴”比“摩擦火柴”保存和使用更安全的科学原理___________________________________________________________________________________________。(写出一条)
2KClO3
由于红磷燃烧温度高于白磷,因此可防止误划造成危害,生成氧气使燃烧更充分。同时白磷有毒,而红磷无毒,可防止误食造成中毒
技术、工程与社会
YF
例3 如图示我国南方的一种新型的“桑—蚕—气—鱼”农业模式,该模式将蚕沙(蚕粪)、人畜粪便、枯枝败叶等投入沼气池发酵制成沼气,用沼渣喂鱼及为桑树施肥,获得了鱼、蚕、桑、气的全面丰收。请分析回答
技术、工程与社会
YF
(1)“桑—蚕—气—鱼 (填“是”或“不是”)一条食物链,理由 。
(2)沼气的主要成分是甲烷,可作燃料。沼气燃烧放出的能量,最初源自于 。
(3)该模式有利于农业的可持续发展。从生态学原理看,其原因是
。
不是
食物链是体现的是生产者和消费者的食物关系,不包括沼气
植物光合作用固定的太阳能/太阳能
物质可以循环,能量的利用率高
技术、工程与社会
YF
例4 中国首架无人机C919客机进入首飞准备阶段,预计2017年上半年首飞。
(1)用来制造无人机的碳纤维属于 (填“有机合成材料”或“复合材料”)。已知自然界中存在碳-12、碳-13、碳-14三种不同的原子,这三种碳原子都属于同种元素的原因是 。
复合材料
具有相同的质子数
技术、工程与社会
YF
(2)C919发动机上的压气机将高密度空气(高压压缩后的空气)压入燃烧室,能促进航空煤油的燃烧,使燃油消耗减少16%,请你从微观角度解释高密度空气能使航空煤油燃烧更充分的原因是 ,该技术的使用对环境保护的意义是 。
煤油分子与氧分子接触更充分
可以减弱温室效应
技术、工程与社会
YF
例5 2021年,马延和研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。绿色植物通过光合作用制造淀粉涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控;而马延和团队的人工合成淀粉技术只需11步,其技术路线如图所示;绿色植物(以玉米为例)光合作用和使用马延和团队的人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。回答问题:
技术、工程与社会
YF
玉米淀粉 人工合成淀粉
能量转化效率 2% 7%
生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产
生产周期 4-6个月 1-2天
占地面积 5亩地 1米3反应器
技术、工程与社会
YF
(1)马延和团队的人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段:
阶段1:从x能→电能→氢能→甲醇:
阶段2:以甲醇为原料通过“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。
据图分析,在阶段1中,x能为 能,利用氢能合成甲醇的反应物为 ;在阶段2中,Cy为甘油酮(C3H4O3),则y的值为 (填写数字)。
太阳
H2和CO2
3
技术、工程与社会
YF
(2)马延和团队的人工合成淀粉过程与绿色植物光合作用过程均需多种 作为催化剂。淀粉属于糖类物质,对人体的重要作用是 。
(3)马延和团队的人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段,但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。据表分析,该技术相较于传统农业,在解决粮食危机问题上的优势是 。(写出2点)
酶
为人体提供能量
占地面积少,生产周期短,不受气候等因素制约,节约水资源,
减少对环境污染,能量转化效率高
技术、工程与社会
YF
例6 阅读短文,回答问题。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施(如图甲所示),这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米,1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下,能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。
甲
技术、工程与社会
YF
在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积大大缩小了。在塔式太阳能热发电系统中,吸热器是最关键的核心部位,吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,将能量存储在液态熔盐中,为汽轮发电机组提供所需的热源。
技术、工程与社会
YF
(1)太阳能光热电站利用平面镜 太阳光,聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈,定日镜呈现明显的分布不对称,吸热塔南边的定日镜比北边少,原因是 。
(2)请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图 。
乙
反射
南面的定日镜,阳光的入射角大,有效反射面积小
太阳能
电能
―→
内能
―→
机械能
―→
技术、工程与社会
YF
(3)熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,当熔盐温度 时,便可把储存的内能释放出来,可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作,实现持续发电。
降低(或下降)
给您提供最优质的服务
谢
谢
观
赏
2KCl+3O2↑
$$