3 跨学科实践：保护地球家园 （导学案）物理教科版2024九年级上册

3 跨学科实践：保护地球家园 （导学案） 【学习目标】 1. 知道火力发电与汽车运行中能量转换的基本过程，能说出内能转化为机械能、电能的基本原理，了解在此过程中会排放污染物并产生热污染。 2. 理解热机效率的概念及其对环境的影响，解释提高燃料利用率对减少排放、降低热污染的重要意义。 3. 树立保护地球家园的责任意识，能实践低碳生活方式，具备通过调查分析、方案设计等方式参与环境保护的初步能力。 【学习重点】 1. 热机工作中的能量转化、利用与效率分析；2. 技术革新在环境保护中的作用。 【学习难点】将物理概念与环境问题相关联；综合运用多学科知识提出可行的环保方案。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 地球地球环境与我们学过的 、 、 、 、 等物理学知识息息相关。 2. 火力发电场中，轮机将煤燃烧释放的 转化为 ，输送到各行各业和千家万户。在获得电能的同时，燃烧形成的 也给环境带来了压力。 3. 我们的主要交通工具——汽车，其 和 的燃烧，不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还会带走总热量的60％，对环境产生较大的 ，成为城市 的元凶之一。 4．热机排出的二氧化碳所引起的额外的 ，是全球性的环境挑战。通过技术革新，可以大大降低燃料使用过程中带来的负面影响。我国已建成全球最大的 供应体系。 5. “绿水青山就是金山银山”。我国已有能力利用 ，研究和开发 、 的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走 、 的高质量发展之路，积极稳妥地推动“ ”“ ”。 【课堂探究】 探究一、我们面临的困扰 【想一想】人类社会的发展离不开对内能的利用，任何事物都有两面性，在获得能源的同时，我们付出了哪些代价？ （1） 火力发电的两面性 【讲解说明】在火力发电过程中，煤燃烧在给我们提供电力的同时，也会对环境造成多种 。燃烧不充分时会产生黑烟和有害气体；煤中含有的硫燃烧后会产生刺鼻的二氧化硫，这是 的主要成因；高温燃烧还会使空气中的氮气变成氮氧化物，也会造成酸雨；燃烧产生的烟尘和粉尘会污染空气；大量的废热排放到河流中会使水温升高，影响水中生物生存；燃烧产生的二氧化碳还会加剧全球气候 。 （2） 汽车与城市环境 汽车在提供出行便利的同时，也对城市环境造成多重影响。汽油和柴油燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物等有害尾气；发动机工作时产生噪音污染；60%的热量通过废气和冷却水散失，加剧城市 ；同时消耗大量 资源。 （3）全球性挑战 全球面临的气候变化问题与人类活动密切相关。热机大量使用 燃料，排放的二氧化碳等温室气体加剧 ，导致全球变暖。这引发极地冰川融化、海平面上升、极端天气频发等系列问题，威胁生态系统和人类生存环境。 （4）综合应对措施 能源领域：采用低硫煤，加装除尘、脱硫、脱硝设备，严控污染物排放；利用余热供暖，提高能效；大力发展风电、太阳能等 。 交通领域：推广新能源汽车，改进发动机技术，提升燃油效率；安装尾气净化装置；完善公共交通，鼓励绿色出行。 全球协作：调整能源结构，发展可再生能源；加强国际合作，落实减排目标；保护森林湿地，增强碳汇能力。 个人行动：节约用电，选择公交骑行，购买节能产品，参与植树活动，减少塑料使用。 通过技术升级、政策引导和个人参与，我们能够在发展同时保护环境，实现 发展。 【例题1】阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的 的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水 （填物态变化名称）有 （选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是 冲程；实现内能转化为机械能的是 冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。 【例题2】阅读短文，回答问题。 2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约，减少二氧化碳排放约，可连续放电6小时，使用期长达40年。 (1)储能过程中，利用多余电能通过压缩机把空气压入储能室进行储能，该过程是通过 （选题“做功”或者“热传递”）方式将能量转化为气体的内能并储存； (2)释能过程中，使压缩空气膨胀推动机器转动，将内能转化成 能，这一过程类似于四冲程汽油机的 冲程； (3)该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 的能量。（标准煤热值为）； (4)该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）； (5)根据材料信息，说说空气储能的优点： 探究二、国家发展战略 【想一想】面对发展带来的环境问题，我们该如何应对？国家层面又有哪些战略和措施？ 【分析与论证】 （1）技术革新——源头减排： 提高燃料 ：如我国科研工作者不断提高燃煤效率，降低单位发电量的煤耗和排放； 建设清洁体系：建成全球最大的清洁煤电供应体系，通过技术手段减少污染物排放； 严格排放标准：不断更新燃煤电厂、汽车等排放标准，倒逼技术升级。 （2）能源转型——根本出路： 开发利用 ：大力发展风能、太阳能等绿色可再生能源； 研发高性能动力机械：研究和开发低能耗、少污染的动力系统。 （3）国家承诺——全球责任： 积极推动“ ”和“ ”目标，彰显大国担当。 【结论】通过科技创新和能源转型，全力实现经济发展与环境保护的协调统一。 【例题3】下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 探究三、保护地球从我做起（实践活动） 【活动要求】请从以下课题中选择其一，通过实践活动形成成果，并与同学分享。 调查与论文：了解所在区域的空气质量状况，并调查热机的使用是否影响空气质量，撰写一篇小论文。 方案与指南：从出行、饮食、购物、用水用电等多方面考虑，拟订属于自己的《个人低碳生活行为指南》。 探究与报告：探究轮胎、外形、车辆自重、发动机工作模式等因素对汽车发动机效率的影响，查阅资料完成一篇报告。 实践活动评价： 我的活动涉及的学科 我的活动围绕的物理概念和规律 我的活动成果 我的观点 我的问题 【精讲点拨】 1. 能源利用具有双重性。人类通过燃烧化石燃料获得能源的同时，必然会产生环境污染和生态破坏问题，这是能量转化过程中的必然代价。我们需要辩证看待发展与环境的关系。 2. 环境保护需要多层级协同。从个人低碳生活，到企业技术升级，再到国家能源战略和国际合作，每个层面都需要共同努力，形成完整的环保体系。 3. 技术创新是关键突破口。通过提高燃料效率、开发清洁能源、完善污染治理技术等手段，可以在保障能源供应的同时大幅降低环境代价，实现发展与保护的双赢。 【归纳整理】 3跨学科实践： 保护地球家园 【课堂练习】 1．人类的生存和发展与能源有着密切的关系。关于能源和能量，下列说法正确的是（　　） A．核电站利用核聚变发电 B．化石能源是一种较为理想的清洁能源 C．能量的转化和转移是具有方向性的 D．太阳能是可以直接从自然界获得的不可再生能源 2．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　） A．人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来 B．核电站的能量转化是将核能直接转化为电能 C．核裂变发电能量转化效率不能达到100% D．太阳能、水能、风能都是可再生能源 3．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 4．随着生活水平的提高，人们越来越重视热机对环境的污染问题，热机对环境的污染主要有 污染和 污染两方面． 5．如图所示是某型号汽车发动机的能量流向图。 (1)水作为发动机冷却剂的主要成分，是因为水的比热容 ；汽油燃烧将化学能转化为 能。 (2)汽油是从化石能源中提炼出来的。从可持续发展的角度看，化石能源属于 能源。 (3)根据图中信息可知，在汽油机的能量损失中， 带走的能量最多。若该汽车输出有用功为，需完全燃烧汽油 kg。（） 6．4月25日20时59分发射神舟十八号载人飞船，任务主要目的是与神舟十七号乘组完成在轨轮换，在空间站驻留约6个月，将开展一系列科学实验，实施航天员出舱活动及其他任务。 (1)火箭用液态氢气作为燃料，氢能源是 （一次能源或二次能源）； (2)运载火箭加速升空过程中，其动能 （选填“变大”“变小”或“不变”），若以飞船为参照物，该火箭是 的，火箭在大气层上升过程中对空气向下的力 （选填“大于”“小于”或“等于”）空气对火箭向上的力； (3)如图所示，是火箭加速升空的情景，为防止火箭将喷出的高温燃气烧坏发射台，在发射台底部有两个加满了水的巨大水池。随着火箭升空，池中冒出一团“白气”。 问题 1：分析大水池对发射台起到保护作用的道理？ 问题 2：发射台底部两个互连通的加满水的巨大水池的“物理模型”是什么？ 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3 跨学科实践：保护地球家园 （导学案） 【学习目标】 1. 知道火力发电与汽车运行中能量转换的基本过程，能说出内能转化为机械能、电能的基本原理，了解在此过程中会排放污染物并产生热污染。 2. 理解热机效率的概念及其对环境的影响，解释提高燃料利用率对减少排放、降低热污染的重要意义。 3. 树立保护地球家园的责任意识，能实践低碳生活方式，具备通过调查分析、方案设计等方式参与环境保护的初步能力。 【学习重点】 1. 热机工作中的能量转化、利用与效率分析；2. 技术革新在环境保护中的作用。 【学习难点】将物理概念与环境问题相关联；综合运用多学科知识提出可行的环保方案。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 地球地球环境与我们学过的温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化和利用等物理学知识息息相关。 2. 火力发电场中，轮机将煤燃烧释放的内能转化为电能，输送到各行各业和千家万户。在获得电能的同时，燃烧形成的污染物也给环境带来了压力。 3. 我们的主要交通工具——汽车，其汽油和柴油的燃烧，不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还会带走总热量的60％，对环境产生较大的热污染，成为城市热岛效应的元凶之一。 4．热机排出的二氧化碳所引起的额外的温室效应，是全球性的环境挑战。通过技术革新，可以大大降低燃料使用过程中带来的负面影响。我国已建成全球最大的清洁煤电供应体系。 5. “绿水青山就是金山银山”。我国已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路，积极稳妥地推动“碳达峰”“碳中和”。 【课堂探究】 探究一、我们面临的困扰 【想一想】人类社会的发展离不开对内能的利用，任何事物都有两面性，在获得能源的同时，我们付出了哪些代价？ （1） 火力发电的两面性 【讲解说明】在火力发电过程中，煤燃烧在给我们提供电力的同时，也会对环境造成多种污染。燃烧不充分时会产生黑烟和有害气体；煤中含有的硫燃烧后会产生刺鼻的二氧化硫，这是酸雨的主要成因；高温燃烧还会使空气中的氮气变成氮氧化物，也会造成酸雨；燃烧产生的烟尘和粉尘会污染空气；大量的废热排放到河流中会使水温升高，影响水中生物生存；燃烧产生的二氧化碳还会加剧全球气候变暖。 （2） 汽车与城市环境 汽车在提供出行便利的同时，也对城市环境造成多重影响。汽油和柴油燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物等有害尾气；发动机工作时产生噪音污染；60%的热量通过废气和冷却水散失，加剧城市热岛效应；同时消耗大量石油资源。 （3）全球性挑战 全球面临的气候变化问题与人类活动密切相关。热机大量使用化石燃料，排放的二氧化碳等温室气体加剧温室效应，导致全球变暖。这引发极地冰川融化、海平面上升、极端天气频发等系列问题，威胁生态系统和人类生存环境。 （4）综合应对措施 能源领域：采用低硫煤，加装除尘、脱硫、脱硝设备，严控污染物排放；利用余热供暖，提高能效；大力发展风电、太阳能等清洁能源。 交通领域：推广新能源汽车，改进发动机技术，提升燃油效率；安装尾气净化装置；完善公共交通，鼓励绿色出行。 全球协作：调整能源结构，发展可再生能源；加强国际合作，落实减排目标；保护森林湿地，增强碳汇能力。 个人行动：节约用电，选择公交骑行，购买节能产品，参与植树活动，减少塑料使用。 通过技术升级、政策引导和个人参与，我们能够在发展同时保护环境，实现可持续发展。 【例题1】阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)减弱热岛效应的措施之一：增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的 的特性。 (2)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水 （填物态变化名称）有 （选填“吸热”或“放热”）的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例，回答下列问题： 实现机械能转化为内能的是 冲程；实现内能转化为机械能的是 冲程。 在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。 【答案】(1)比热容大 (2) 汽化 吸热 (3) 压缩 做功 做功 【详解】（1）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收相同热量时温度变化较小，因此利用水的比热容大特性可有效调节城区温度。 （2）[1][2]喷雾系统中的水雾通过汽化（蒸发）过程吸收周围环境的热量，从而降低温度，汽化属于吸热过程。 （3）[1][2]压缩冲程中活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能。 [3]刹车片与车轮摩擦时，通过做功的方式将机械能转化为内能，使刹车片温度升高。 【例题2】阅读短文，回答问题。 2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图2所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，装机功率300兆瓦。每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约，减少二氧化碳排放约，可连续放电6小时，使用期长达40年。 (1)储能过程中，利用多余电能通过压缩机把空气压入储能室进行储能，该过程是通过 （选题“做功”或者“热传递”）方式将能量转化为气体的内能并储存； (2)释能过程中，使压缩空气膨胀推动机器转动，将内能转化成 能，这一过程类似于四冲程汽油机的 冲程； (3)该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放 的能量。（标准煤热值为）； (4)该项目每年发电6亿度，则消耗 亿度用电低谷时段电网的多余电能。（计算结果保留1位小数）； (5)根据材料信息，说说空气储能的优点： 【答案】(1)做功 (2) 机械 做功 (3) (4)8.3 (5)见解析 【详解】（1）储能过程中，利用多余电能通过压缩机对空气做功，把空气压入储能室，使空气的内能增加，该过程是通过做功方式将能量转化为气体的内能并储存。 （2）[1][2]汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化成机械能；空气储能释能过程中，压缩空气膨胀推动机器转动，将内能转化成机械能；这一过程类似于四冲程汽油机的做功冲程。 （3）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量 （4）储存1度电最终能放出0.72度电，即效率为72%，该项目每年发电6亿度，则消耗用电低谷时段电网的多余电能 （5）根据材料信息，空气储能的优点有：可以在用电低谷储存电能，在用电高峰释放电能，起到调节电能的作用；使用期长达40年，使用寿命长；每年可节约标准煤约 ，减少二氧化碳排放约，环保节能。 探究二、国家发展战略 【想一想】面对发展带来的环境问题，我们该如何应对？国家层面又有哪些战略和措施？ 【分析与论证】 （1）技术革新——源头减排： 提高燃料利用率：如我国科研工作者不断提高燃煤效率，降低单位发电量的煤耗和排放； 建设清洁体系：建成全球最大的清洁煤电供应体系，通过技术手段减少污染物排放； 严格排放标准：不断更新燃煤电厂、汽车等排放标准，倒逼技术升级。 （2）能源转型——根本出路： 开发利用新能源：大力发展风能、太阳能等绿色可再生能源； 研发高性能动力机械：研究和开发低能耗、少污染的动力系统。 （3）国家承诺——全球责任： 积极推动“碳达峰”和“碳中和”目标，彰显大国担当。 【结论】通过科技创新和能源转型，全力实现经济发展与环境保护的协调统一。 【例题3】下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 【答案】C 【详解】A．汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，还有其它种类的热机，需要的燃料不同，所以热机的燃料有许多种，故A错误； B．汽车排出的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等有毒气体，但主要成分是无毒的氮气、二氧化碳和水蒸气，故B错误； C．热机的大量使用会排出大量废气，废气中含有有毒气体，所以会造成环境污染，故C正确； D．热机所产生的噪声，不可能被热机上的消声器完全消除，只能减小噪声，故D错误。 故选C。 探究三、保护地球从我做起（实践活动） 【活动要求】请从以下课题中选择其一，通过实践活动形成成果，并与同学分享。 调查与论文：了解所在区域的空气质量状况，并调查热机的使用是否影响空气质量，撰写一篇小论文。 方案与指南：从出行、饮食、购物、用水用电等多方面考虑，拟订属于自己的《个人低碳生活行为指南》。 探究与报告：探究轮胎、外形、车辆自重、发动机工作模式等因素对汽车发动机效率的影响，查阅资料完成一篇报告。 实践活动评价： 我的活动涉及的学科 我的活动围绕的物理概念和规律 我的活动成果 我的观点 我的问题 【精讲点拨】 1. 能源利用具有双重性。人类通过燃烧化石燃料获得能源的同时，必然会产生环境污染和生态破坏问题，这是能量转化过程中的必然代价。我们需要辩证看待发展与环境的关系。 2. 环境保护需要多层级协同。从个人低碳生活，到企业技术升级，再到国家能源战略和国际合作，每个层面都需要共同努力，形成完整的环保体系。 3. 技术创新是关键突破口。通过提高燃料效率、开发清洁能源、完善污染治理技术等手段，可以在保障能源供应的同时大幅降低环境代价，实现发展与保护的双赢。 【归纳整理】 3跨学科实践： 保护地球家园 【课堂练习】 1．人类的生存和发展与能源有着密切的关系。关于能源和能量，下列说法正确的是（　　） A．核电站利用核聚变发电 B．化石能源是一种较为理想的清洁能源 C．能量的转化和转移是具有方向性的 D．太阳能是可以直接从自然界获得的不可再生能源 【答案】C 【详解】A．目前的科学技术水平，能和平利用的核能只有核裂变，故核电站是利用核裂变发电，故A错误； B．化石能源在燃烧的过程中会产生二氧化硫等有害气体，不是理想的清洁能源，故B错误； C．能量的利用是有条件的，如汽车行驶过程中，机械摩擦过程中机械能会转化为内能，而这部分内能很难被再次转化为机械能来利用，也就是说能量的转化和转移是有方向的，故C正确； D．太阳能取之不绝，用之不尽，是可再生能源，故D错误。 故选C。 2．能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础，人类社会的发展伴随着对能源的开发和利用。下列说法不正确的是（　　） A．人类利用的能量大多由太阳能转移或转化而来 B．核电站的能量转化是将核能直接转化为电能 C．核裂变发电能量转化效率不能达到100% D．太阳能、水能、风能都是可再生能源 【答案】B 【详解】A．太阳能通过光合作用、水循环、大气运动等转化为其它形式的能量，人类利用的化石能源、水能、风能等大多来源于太阳能，故A正确，不符合题意； B．核电站中，核反应堆通过核裂变释放核能，将核能转化为水的内能，蒸汽推动汽轮机将内能转化为机械能，最后发电机将机械能转化为电能，并非直接转化，故B错误，符合题意； C．任何能量转化过程都存在能量损耗（如热散失），效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意； D．太阳能、水能、风能都可以从大自然中源源不断的获取，所以都属于可再生能源，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【答案】A 【详解】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误； D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。 故选Ａ。 4．随着生活水平的提高，人们越来越重视热机对环境的污染问题，热机对环境的污染主要有 污染和 污染两方面． 【答案】 大气 噪声 【详解】在生活中，热机主要是汽油机和柴油机，它们在给人们提供动力的同时也对环境造成污染，根据燃料燃烧的不充分性可以知道，会产生废气污染，同时，由于各部位的震动会产生噪声污染． 5．如图所示是某型号汽车发动机的能量流向图。 (1)水作为发动机冷却剂的主要成分，是因为水的比热容 ；汽油燃烧将化学能转化为 能。 (2)汽油是从化石能源中提炼出来的。从可持续发展的角度看，化石能源属于 能源。 (3)根据图中信息可知，在汽油机的能量损失中， 带走的能量最多。若该汽车输出有用功为，需完全燃烧汽油 kg。（） 【答案】(1) 较大 内 (2)不可再生 (3) 废气 50 【详解】（1）[1]水作为发动机冷却剂的主要成分，是因为水的比热容较大，与其它液体相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量更多，冷却效果更好。 [2]汽油燃烧过程中，发生化学变化，将汽油的化学能转化为内能。 （2）汽油是从化石能源中提炼出来的。化石能源是由古代生物的化石沉积而来，其形成过程非常漫长，相对于人类的发展来说，储量是有限的，用一点就少一点，不能在短期内从自然界得到补充。从可持续发展的角度看，化石能源属于不可再生能源。 （3）[1]根据图中信息可知，在汽油机的能量损失中，废气带走的能量最多。 由图可知该汽车发动机的效率η=1-33%-30%-7%=30% 燃烧汽油放出的热量 燃烧汽油的质量 6．4月25日20时59分发射神舟十八号载人飞船，任务主要目的是与神舟十七号乘组完成在轨轮换，在空间站驻留约6个月，将开展一系列科学实验，实施航天员出舱活动及其他任务。 (1)火箭用液态氢气作为燃料，氢能源是 （一次能源或二次能源）； (2)运载火箭加速升空过程中，其动能 （选填“变大”“变小”或“不变”），若以飞船为参照物，该火箭是 的，火箭在大气层上升过程中对空气向下的力 （选填“大于”“小于”或“等于”）空气对火箭向上的力； (3)如图所示，是火箭加速升空的情景，为防止火箭将喷出的高温燃气烧坏发射台，在发射台底部有两个加满了水的巨大水池。随着火箭升空，池中冒出一团“白气”。 问题 1：分析大水池对发射台起到保护作用的道理？ 问题 2：发射台底部两个互连通的加满水的巨大水池的“物理模型”是什么？ 【答案】(1)二次能源 (2) 变大 静止 等于 (3)见解析 【详解】（1）氢能源是由其它能源转化而来，属于二次能源。 （2）[1]火箭加速升空的过程中，质量不变，速度变大，动能变大。 [2]升空过程，以飞船为参照物，火箭没有位置变化，是静止的。 [3]火箭在大气层上升的过程中，对空气向下的力与空气对火箭向上的力是一对相互作用力，它们的大小相等。所以火箭对空气向下的力等于空气对火箭向上的力。 （3）大水池对发射台起到保护作用的道理是：当火箭升空后，喷出高温的气体时，水池中的水被加热沸腾，水汽化（沸腾）时，要吸收大量的热，从而使周围环境的温度不至于太高，防止发射台熔化。 发射台底部两个互连通的加满水的巨大水池，上端开口，下端连通，利用的物理模型是连通器。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $