2.3 跨学科实践：保护地球家园（举一反三·讲义）物理新教材教科版九年级上册

本初中物理讲义聚焦“热机使用对环境的污染及保护措施”核心知识点，从前述热机工作原理延伸，构建“问题-国家战略-个人行动”学习支架，涵盖大气、热、噪声污染类型，技术革新、能源转型等国家应对策略及日常环保行为。 该资料以跨学科实践为特色，情景导入通过图片提问激发科学探究兴趣，知识归纳结合“双碳”目标培养科学态度与责任，例题联系新能源汽车等案例提升科学思维。课中辅助教师建立物理与环保联系，课后作业通过选择、计算等题型帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

2.3 跨学科实践：保护地球家园模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 展示图片： 提问：“看到这两张图片，你有什么感受？”“这些污染与我们学过的物理知识有什么关系？” “汽车、火力发电厂等‘热机’在为我们提供便利的同时，给地球带来了什么？” 知识归纳 【知识点1 我们面临的困扰】 热机使用对环境造成的污染： （1）大气污染：燃料燃烧形成的氮氧化物、碳氧化物和铅等污染物污染大气； （2）热污染：热机使用过程中辐射的热量和废气、冷却水带走的热量形成了城市“热岛效应”； 热机排出的二氧化碳加剧了“温室效应”，影响地表的热平衡； （3）噪声污染：热机工作时会产生噪声，危害人们的身心健康。 【例1】热机，给人类带来了文明，也给生态环境造成了污染。在火力发电厂中，轮机将煤燃烧，形成的污染物给环境带来了压力；燃油汽车不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的　 　和冷却水还会带走大量热量，对环境产生较大的　 　 污染，成为城市　　 效应的元凶之一。热机排出的二氧化碳引起　 　效应。各种汽车发出的  也是危害人们身心健康的公害之一。　 【答案】废气 热 热岛 温室 【解析】内燃机在工作时，废气带走了大约三分之一的热量，使热机经过的地方温度变高，对周围环境造成了严重的热污染，称为城市热岛效应的元凶之一；另外，热机在工作过程中，排放的二氧化碳增大，会造成温室效应；最后热机工作中发出噪声，也危害人们身心健康。 【变式1-1】目前，市场上出现了很多新能源汽车，其中氢能源汽车具有很多优点，氢作为燃料时其______较高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车的发动机在工作过程中，通过______冲程不断排放尾气，产生了更多的二氧化碳，这加剧了地球的______效应。 【答案】 热值 排气 温室 【解析】[1]氢具有较高的热值，质量一定时，完全燃烧放出的热量更多。 [2][3]燃油汽车的发动机在工作过程中，通过排气冲程把废气排出汽缸，废气不仅带走了相当多的热量，还排出大量的有害、有毒物质。其中的二氧化碳加剧了全球的温室效应，使地球气温上升，冰层熔化。 【变式1-2】机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳，氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是（　　） A.加大燃油机动车的推广力度 B.鼓励使用热效率低的老旧汽车 C.选择步行、公共交通等绿色出行 D.不断改进和创新制造大功率热机 【答案】C 【解析】 A．加大新能源汽车的推广力度可有助于减少机动车尾气排放，故A错误； B．使用热效率低的老旧汽车，会增加污染物排放，浪费能源，故B错误； C．选择步行、公共交通等绿色出行，既环保又锻炼身体，一举两得，故C正确； D．不断改进和创新制造大功率的热机，会增大尾气排放，消耗更多能源，不利于保护环境，故D错误。 故选C。 【知识点2 国家发展战略】 1．技术革新——源头减排 提高燃料 燃烧效率 ：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，通过技术手段減少污染物排放； 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 绿色能源 ：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。 【例2】搭载神舟二十号载人飞船的长征运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为__________能，散失的能量越少，发动机的效率越__________（选填“高”或“低”）。与化石能源相比，“氢能源”的优势还有__________（写出一个即可）。 【答案】机械 高 清洁无污染 【解析】火箭升空时，燃料燃烧释放的内能，推动火箭运动，转化为机械能。发动机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，散失的能量越少，有用功占比越大，效率越高。氢能源燃烧产物是水，无污染，且氢气热值大，这都是其优势。 【变式2-1】为实现国家关于“碳达峰、碳中和”环保目标，国家大力提倡发展新能源汽车，下列关于汽油发动机汽车和纯电动汽车说法正确的是（　　） A.汽油在发动机汽缸中充分燃烧，排出的废气就不会污染环境 B.汽油发动机汽车行驶时，将汽油的化学能转化为机械能再转化为内能 C.纯电动汽车行驶时，汽车内的电瓶将化学能转化为电能再转化为机械能 D.纯电动汽车行驶时实现了“零排放”，电动机可将其效率提高到100% 【答案】C 【解析】 A．汽油在发动机汽缸中燃烧会产生二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等废气，这些废气都会对环境造成污染，即使充分燃烧也不能完全避免，故A错误； B．汽油发动机汽车行驶时，先将汽油的化学能转化为内能（通过燃烧），再将内能转化为机械能（通过做功冲程），故B错误； C．纯电动汽车行驶时，电瓶中的化学能首先转化为电能，然后电能通过电动机转化为机械能驱动汽车行驶，故C正确； D．纯电动汽车行驶时确实实现了“零排放”（指不排放尾气污染物），但电动机在工作时由于电阻、摩擦等因素仍然会消耗一部分能量并转化为热量，因此其效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 【变式2-2】热机的发明，大大推动了社会的发展。但是其产生的废气，对环境产生了极大的污染。目前，攀枝花市绝大部分公交车已经完成了热机到电机的转换，甚至公交64路使用了更为清洁的氢能源公交车（使用氢燃料电池）。减少了噪音和环境污染。下列说法正确的是（　　） A.热机工作时，是把电能转换为机械能 B.氢能源公交车排放的尾气没有污染 C.氢能源电池效率可达到100% D.提取氢能源不需要消耗其他形式的能量 【答案】B 【解析】 A．热机工作时，是把内能转换为机械能，故A错误； B．氢能源公交车排放的尾气中，是氢气燃烧的产物是水，无污染，不会对人体造成影响，故B正确； C．氢燃料电池的应用将极大改变现在能源缺乏的现状，但使用时总存在能量损耗，能源利用效率不会达到100%，故C错误； D．提取氢能源需要消耗其他形式的能量，故D错误。 故选B。 【知识点3 保护地球从我做起】 出行 短距离出行优先选择步行、共享单车或电动自行车 中距离出行优先选择公共交通如公交车、地铁，打车时优先选择拼车 长距离出行优先选择高铁 餐饮 按需点餐，积极落实光盘行动，不留剩饭或打包带走 自带水杯，减少饮料包装的使用 少点外卖或自备餐具，减少外卖包装消耗 衣物 适当减少购买衣物的次数，延长现有衣物的使用周期 不需要的衣物捐赠出去，帮助他人的同时节能减排 购物 自带环保购物袋，减少塑料袋的使用 优先选择环保材料制品，如竹制牙刷、可降低洗衣粉等 部分商品如书籍、家具等，优先选择二手市场购入 理性消费，购买切实需要的产品，减少冲动消费 用水 安装节水花洒，淋浴替代泡澡，减少洗澡时间 一水多用，淘米水浇花，洗菜水冲厕所等 刷牙洗脸时及时关闭水龙头，减少水资源浪费 用电 白天多使用自然光，晚上人走灯灭，减少电能浪费 夏季空调温度设定为并减少空调使用时间 长时间不使用的电器及时断电，减少待消耗 【例3】下列做法符合“绿色环保、节能减排”理念的是（　　） A.选择燃油汽车代替公共交通出行 B.用LED灯替换家里的日光灯 C.盛夏将空调制冷温度调至16 ℃ D.废电池与其他垃圾一起填埋 【答案】B 【解析】 A．燃油汽车会排放尾气，且单人驾驶燃油汽车的能耗和污染远高于公共交通，不符合“绿色环保、节能减排”理念，故A不符合题意； B．LED灯相比日光灯，电能转化为光能的效率更高、能耗更低，同时使用寿命更长，符合“绿色环保、节能减排”理念，故B符合题意； C．将空调制冷温度调至16℃会大幅增加空调的耗电量，不符合“节能减排”的要求，故C不符合题意； D．废电池中含有重金属等有害物质，和其他垃圾一起填埋会污染土壤和地下水，不符合“绿色环保”理念，故D不符合题意。 故选B。 【变式2-1】（多选）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲。下列有关说法正确的是（　　） A.尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B.若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C.该款新型汽车的使用仍然会造成大气污染 D.该新型汽车发动机的热机效率可达100% 【答案】AC 【解析】 A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧的比较完全，故A正确； B．给该发动机安装消音器，是控制噪声的产生，是从声源处减弱了噪声，故B错误； C．该发动机的尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，但仍会排放废气，造成大气污染，故C正确； D．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故D错误。 故选AC。 【变式2-2】（多选）两种汽车的能流图如图所示。与燃油汽车相比，电动汽车有许多优势，下列说法正确的是（　　） A.燃油汽车能量利用率高 B.电动汽车能量利用率高 C.燃油汽车对环境污染严重 D.电动汽车没有任何污染 【答案】BC 【解析】AB。燃油汽车各种能量损耗的总和是，燃油车能量利用率，电动汽车能量利用率，则电动汽车能量利用率高，故A错误，B正确； C．燃油汽车产生的废气对环境污染严重，故C正确； D．电动汽车虽然在使用过程中没有尾气排放，但是它们的电力来源可能来自于燃煤、燃气、核能等，这些方式都会产生污染物，故D错误。 故选BC。 模块三 课后作业 一、单选题 1．2024年上半年，中国汽车出口量增长31%，有望连续两年位居全球出口量第一。其中某款电动智能汽车采用内燃机与电动机混合动力系统，该款汽车启动时，内燃机不工作，电池输出能量驱动汽车。下列对电动智能汽车的分析正确的是（　　） A.电动智能汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 B.人工智能系统所使用的芯片主要由超导体材料制成 C.电动智能汽车启动时，电池输出的电能属于二次能源 D.电动智能汽车启动时，电池的化学能直接转化为汽车的机械能 【答案】C 【解析】 A．电动智能汽车替代燃油汽车，会较少碳的排放，故A错误； B．人工智能系统所使用的芯片主要由半导体材料制成，故B错误； C．电能是消耗其它能源经过加工转换来的，属于二次能源，故C正确； D．电动智能汽车启动时，电池将化学能转化为电能，然后通过电动机将电能转化为机械能，从而驱动汽车运行，故D错误。 故选C。 2．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的使用缓解了城市的热岛效应 C.无论技术多么先进，也不可能使热机的效率达到100% D.热机的冷却液需要用热值较大的物质 【答案】C 【解析】 A．任何物体都有内能，热机排出的尾气也有内能，故A错误； B．热机会产生大量的废气，排放大量的热量，是加剧城市的热岛效应的原因之一，故B错误； C．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故C正确； D．内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质，一般用水，是因为水的比热容大，在同等情况可，可以吸收更多的热量，故D错误。 故选C。 3．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中不正确的是（　　） A.火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变 B.火箭加速上升过程中的机械能守恒 C.使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径 D.火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大且不会对环境造成污染 【答案】B 【解析】 A．热值是燃料的特性，其大小与质量无关，所以火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变，故A正确，不符合题意； B．火箭加速升空过程中，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大，机械能不守恒，故B错误，符合题意； C．火箭中的液氢燃料燃烧越充分，燃料利用率越高，火箭的热机效率越高，所以使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径，故C正确，不符合题意； D．火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多热量，且液氢燃烧的产物是水，不会对环境造成污染，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．（多选）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，下列正确的是（　　） A.燃料的热值越大，燃烧时释放出的热量越多 B.以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% C.在压缩冲程中，汽缸内混合气体的温度升高，内能增大 D.与天然气相比，汽油燃烧时对环境的污染更大 【答案】CD 【解析】 A．由Q放=mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，燃料的热值越大，质量未知，燃烧时释放出的热量不一定越多，故A错误； B．以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故B错误； C．在压縮冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，对燃料混合物做功，使其温度升高，内能增大，故C正确； D．使用天然气作燃料的目的是对环境污染少、成本低，汽油燃烧时对环境的污染更大，故D正确。 故选CD。 5．关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A.热机的大量使用不会造成环境污染 B.热机工作过程中将机械能转化为内能 C.热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D.改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】D 【解析】 A．热机的使用，使人类对化石能源的依赖增强，现在大气污染的主要来源就是化石燃料燃烧的排放，故A错误； B．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故B错误； C．热机工作时，废气带走了一大部分能量，还有一部分散失到周围空气中，所以燃料燃烧获得的内能不能全部转化成机械能，故C错误； D．改进热机性能，可以增大有效利用的能量，减少排放污染，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 6．在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（　　） A.燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B.氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C.继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D.提升排放标准助推了绿色能源利用 【答案】D 【解析】 A．燃煤电厂的工作原理是：燃烧煤将水的内能增加，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电，发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的装置，而电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理将电能转化为机械能的装置，故A错误； B．酸雨主要是由于燃烧煤、石油等燃料，向大气中排放大量的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体所造成的，因此，氮氧化物的排放会造成酸雨污染，故B错误； C．实现“双碳”目标主要是控制二氧化碳的排放，继续使用燃煤会排放大量二氧化碳，给实现双碳目标带来巨大挑战，但通过采用碳捕捉、碳封存等技术，可以减少二氧化碳的排放，并非绝对不能实现，故C错误； D．从图中可以看出，国家对燃煤电厂氮氧化物的排放标准越来越严格，这会增加燃煤发电的成本，从而在经济上促使能源企业更多地开发和利用太阳能、风能等污染小、碳排放少的绿色能源，助推了绿色能源的利用，故D正确。 故选D。 7．随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户，关于小汽车的知识说法正确的是（　　） A.汽油的热值比柴油大，大多数小汽车用汽油机做发动机 B.发动机做功冲程将内能转化为机械能 C.精心保养可使发动机的效率达到100% D.排出的尾气对环境没有任何污染 【答案】B 【解析】 A．虽然汽油的热值比柴油大，但是在做功冲程中，柴油机里燃气的压强比汽油机的大，柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，汽油和柴油应用领域不同不是由热值决定的，故A错误； B．发动机做功冲程，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B正确； C．任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，故C错误； D．排出的尾气对环境是有污染的，故D错误。 故选B。 二、填空题 8．人们使用煤、石油等化石燃料，对环境造成的污染：一是___________，二是___________。 【答案】大气污染 废渣污染 【解析】煤、石油等化石燃料在燃烧时会向空气中排放大量废气造成大气污染，同时产生的固体废渣也会污染环境。 9．煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生___________等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和___________。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的二氧化碳，还会导致___________加剧。 【答案】 二氧化硫 一氧化碳 温室效应 【解析】物理学中明确提到，煤、石油等化石燃料通常含有硫元素这类杂质，在燃烧过程中，硫元素会与空气中的氧气发生化学反应，生成二氧化硫。二氧化硫是一种常见的有害气体，排放到空气中会对大气环境造成污染，还可能引发酸雨等环境问题。燃料燃烧需要充足的氧气，当燃烧不充分时，燃料中的碳元素无法完全与氧气结合生成二氧化碳，而是会生成一氧化碳。一氧化碳是一种无色、无味且有毒的气体，会对人体健康造成危害，同时也是大气污染物之一。二氧化碳气体具有一个重要特性，它能够像温室的玻璃或塑料薄膜一样，使地球表面吸收的太阳光的热量不易散失，从而起到保温作用，这种现象被称为温室效应。煤炭、石油和天然气等化石燃料大量燃烧，会排放出巨大数量的二氧化碳，导致大气中二氧化碳浓度不断升高，进而使温室效应的强度加剧。 10．如图所示，氢燃料电池大巴行驶时可实现的零排放，而柴油动力大巴每燃烧1.25L柴油排放的约3kg。某柴油动力大巴行驶100km耗油25L，这25L柴油完全燃烧可释放热量_________J；如果改用氢燃料电池大巴行驶100km可减少约_________kg的排放。（柴油的热值为） 【答案】 60 【解析】这25L柴油完全燃烧可释放热量 改用氢燃料电池大巴行驶100km，排放可减少约 11．随着人们物质生活水平的逐步提高，农村的厨灶也发生了根本性的变化，液化气、蜂窝煤、沼气等燃料已走进家庭，有效的改善了能源条件。 （1）液化气与煤相比，热学方面突出的优点是____________；环保方面突出的优点是___________________。 （2）若将一壶质量为2.5kg、初温是20℃的水烧开（在一标准大气压下，壶的吸热与热量散失不计），至少需要燃烧______m³液化气？（水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）；液化气的热值是5.0×107J/m3） 【答案】（1） 热值高 污染少（或清洁） （2）0.0168 【解析】（1）液化气与煤相比，热学方面突出的优点是热值高，在完全燃烧相同质量的液化气和煤，液化气放出的热量较多；液化气燃烧主要生成二氧化碳，煤燃烧主要产生二氧化碳、氮氧化物及烟尘等，故与煤相比，在环保方面液化气的优点是污染少。 （2）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，由于不计热量散失，则水吸收的热量等于液化气燃烧放出的热量，即Q吸=Q放，由题意可知， 解得至少燃烧液化气的体积为。 12．在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的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，它突出的优点是_______________；从环保角度分析，它突出的优点是______________。（天然气、煤的热值分别为7.8×107J/kg和3×107J/kg） 【答案】 热值大 污染小 【解析】从热学角度分析，天然气的热值大于煤的热值，燃烧相同质量的天然气和煤，根据可知，天然气放热多。从环保角度来看，天然气主要成分是甲烷，燃烧时产生的有害物质少、污染小，煤燃烧还要放出别的废气，污染大。 三、计算题： 13．焦炭是一种常见的能源，生活中我们可以用它来进行烧烤、煮火锅，某工地使用焦炭来烧水。（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），焦炭的热值为3×107J/kg）求： （1）4kg的水从25℃加热到100℃，需要吸收多少热量； （2）若不计热量损失，需要完全燃烧多少kg的焦炭； （3）使用焦炭作为燃料会对环境产生什么影响。 【答案】（1）1.26×106J （2）0.042kg （3）见解析 【解析】（1）水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（100℃-25℃）=1.26×106J （2）若不计热量损失，焦炭完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=1.26×106J 需要完全燃烧煤炭的质量 （3）燃烧焦炭会产生一氧化碳等有害气体，污染空气，还会产生二氧化碳（温室气体），影响环境。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3 跨学科实践：保护地球家园模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 展示图片： 提问：“看到这两张图片，你有什么感受？”“这些污染与我们学过的物理知识有什么关系？” “汽车、火力发电厂等‘热机’在为我们提供便利的同时，给地球带来了什么？” 知识归纳 【知识点1 我们面临的困扰】 热机使用对环境造成的污染： （1）大气污染：燃料燃烧形成的 、 和 等污染物污染大气； （2）热污染：热机使用过程中辐射的热量和废气、冷却水带走的热量形成了城市“ ”； 热机排出的二氧化碳加剧了“ ”，影响地表的热平衡； （3）噪声污染：热机工作时会产生 ，危害人们的身心健康。 【例1】热机，给人类带来了文明，也给生态环境造成了污染。在火力发电厂中，轮机将煤燃烧，形成的污染物给环境带来了压力；燃油汽车不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的　 　和冷却水还会带走大量热量，对环境产生较大的　 　 污染，成为城市　　 效应的元凶之一。热机排出的二氧化碳引起　 　效应。各种汽车发出的  也是危害人们身心健康的公害之一。　 【变式1-1】目前，市场上出现了很多新能源汽车，其中氢能源汽车具有很多优点，氢作为燃料时其______较高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车的发动机在工作过程中，通过______冲程不断排放尾气，产生了更多的二氧化碳，这加剧了地球的______效应。 【变式1-2】机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳，氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是（　　） A.加大燃油机动车的推广力度 B.鼓励使用热效率低的老旧汽车 C.选择步行、公共交通等绿色出行 D.不断改进和创新制造大功率热机 【知识点2 国家发展战略】 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 供应体系，通过技术手段減少污染物排放； 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。 【例2】搭载神舟二十号载人飞船的长征运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为__________能，散失的能量越少，发动机的效率越__________（选填“高”或“低”）。与化石能源相比，“氢能源”的优势还有__________（写出一个即可）。 【变式2-1】为实现国家关于“碳达峰、碳中和”环保目标，国家大力提倡发展新能源汽车，下列关于汽油发动机汽车和纯电动汽车说法正确的是（　　） A.汽油在发动机汽缸中充分燃烧，排出的废气就不会污染环境 B.汽油发动机汽车行驶时，将汽油的化学能转化为机械能再转化为内能 C.纯电动汽车行驶时，汽车内的电瓶将化学能转化为电能再转化为机械能 D.纯电动汽车行驶时实现了“零排放”，电动机可将其效率提高到100% 【变式2-2】热机的发明，大大推动了社会的发展。但是其产生的废气，对环境产生了极大的污染。目前，攀枝花市绝大部分公交车已经完成了热机到电机的转换，甚至公交64路使用了更为清洁的氢能源公交车（使用氢燃料电池）。减少了噪音和环境污染。下列说法正确的是（　　） A.热机工作时，是把电能转换为机械能 B.氢能源公交车排放的尾气没有污染 C.氢能源电池效率可达到100% D.提取氢能源不需要消耗其他形式的能量 【知识点3 保护地球从我做起】 出行 短距离出行优先选择步行、共享单车或电动自行车 中距离出行优先选择公共交通如公交车、地铁，打车时优先选择拼车 长距离出行优先选择高铁 餐饮 按需点餐，积极落实光盘行动，不留剩饭或打包带走 自带水杯，减少饮料包装的使用 少点外卖或自备餐具，减少外卖包装消耗 衣物 适当减少购买衣物的次数，延长现有衣物的使用周期 不需要的衣物捐赠出去，帮助他人的同时节能减排 购物 自带环保购物袋，减少塑料袋的使用 优先选择环保材料制品，如竹制牙刷、可降低洗衣粉等 部分商品如书籍、家具等，优先选择二手市场购入 理性消费，购买切实需要的产品，减少冲动消费 用水 安装节水花洒，淋浴替代泡澡，减少洗澡时间 一水多用，淘米水浇花，洗菜水冲厕所等 刷牙洗脸时及时关闭水龙头，减少水资源浪费 用电 白天多使用自然光，晚上人走灯灭，减少电能浪费 夏季空调温度设定为并减少空调使用时间 长时间不使用的电器及时断电，减少待消耗 【例3】下列做法符合“绿色环保、节能减排”理念的是（　　） A.选择燃油汽车代替公共交通出行 B.用LED灯替换家里的日光灯 C.盛夏将空调制冷温度调至16 ℃ D.废电池与其他垃圾一起填埋 【变式2-1】（多选）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲。下列有关说法正确的是（　　） A.尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B.若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C.该款新型汽车的使用仍然会造成大气污染 D.该新型汽车发动机的热机效率可达100% 【变式2-2】（多选）两种汽车的能流图如图所示。与燃油汽车相比，电动汽车有许多优势，下列说法正确的是（　　） A.燃油汽车能量利用率高 B.电动汽车能量利用率高 C.燃油汽车对环境污染严重 D.电动汽车没有任何污染 模块三 课后作业 一、单选题 1．2024年上半年，中国汽车出口量增长31%，有望连续两年位居全球出口量第一。其中某款电动智能汽车采用内燃机与电动机混合动力系统，该款汽车启动时，内燃机不工作，电池输出能量驱动汽车。下列对电动智能汽车的分析正确的是（　　） A.电动智能汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 B.人工智能系统所使用的芯片主要由超导体材料制成 C.电动智能汽车启动时，电池输出的电能属于二次能源 D.电动智能汽车启动时，电池的化学能直接转化为汽车的机械能 2．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的使用缓解了城市的热岛效应 C.无论技术多么先进，也不可能使热机的效率达到100% D.热机的冷却液需要用热值较大的物质 3．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中不正确的是（　　） A.火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变 B.火箭加速上升过程中的机械能守恒 C.使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径 D.火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大且不会对环境造成污染 4．（多选）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，下列正确的是（　　） A.燃料的热值越大，燃烧时释放出的热量越多 B.以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% C.在压缩冲程中，汽缸内混合气体的温度升高，内能增大 D.与天然气相比，汽油燃烧时对环境的污染更大 5．关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A.热机的大量使用不会造成环境污染 B.热机工作过程中将机械能转化为内能 C.热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D.改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 6．在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（　　） A.燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B.氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C.继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D.提升排放标准助推了绿色能源利用 7．随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户，关于小汽车的知识说法正确的是（　　） A.汽油的热值比柴油大，大多数小汽车用汽油机做发动机 B.发动机做功冲程将内能转化为机械能 C.精心保养可使发动机的效率达到100% D.排出的尾气对环境没有任何污染 二、填空题 8．人们使用煤、石油等化石燃料，对环境造成的污染：一是___________，二是___________。 9．煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生___________等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和___________。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的二氧化碳，还会导致___________加剧。 10．如图所示，氢燃料电池大巴行驶时可实现的零排放，而柴油动力大巴每燃烧1.25L柴油排放的约3kg。某柴油动力大巴行驶100km耗油25L，这25L柴油完全燃烧可释放热量_________J；如果改用氢燃料电池大巴行驶100km可减少约_________kg的排放。（柴油的热值为） 11．随着人们物质生活水平的逐步提高，农村的厨灶也发生了根本性的变化，液化气、蜂窝煤、沼气等燃料已走进家庭，有效的改善了能源条件。 （1）液化气与煤相比，热学方面突出的优点是____________；环保方面突出的优点是___________________。 （2）若将一壶质量为2.5kg、初温是20℃的水烧开（在一标准大气压下，壶的吸热与热量散失不计），至少需要燃烧______m³液化气？（水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）；液化气的热值是5.0×107J/m3） 12．在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的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，它突出的优点是_______________；从环保角度分析，它突出的优点是______________。（天然气、煤的热值分别为7.8×107J/kg和3×107J/kg） 三、计算题： 13．焦炭是一种常见的能源，生活中我们可以用它来进行烧烤、煮火锅，某工地使用焦炭来烧水。（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），焦炭的热值为3×107J/kg）求： （1）4kg的水从25℃加热到100℃，需要吸收多少热量； （2）若不计热量损失，需要完全燃烧多少kg的焦炭； （3）使用焦炭作为燃料会对环境产生什么影响。 第 2 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $