第二十章 能源、材料与社会 中考典例补充
1.（2013·新疆中考）自动照相机的感光元件由光敏电阻制成，它能够根据光的强弱自动调节曝光量，其主要材料是( )
A.磁性材料 B.纳米材料 C.半导体 D.超导体
答案：C 解析：制造光敏电阻的半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受光照影响较大。感光元件就是一个用半导体材料制成的光敏电阻。
2.（2013·武汉中考）下列实际应用中，主要从密度的角度考虑的是（ ）
A.用纳米薄层和纳米点制造存储器等纳米电子器件
B.用热值较高的燃料给火箭提供动力[]
C.用塑料泡沫做电影场景中倒塌的“墙壁”
D.用熔点较低的酒精制成能测量较低气温的寒暑表
答案：C 解析：用纳米薄层和纳米点制造存储器等纳米电子器件，主要是利用了纳米材料基本单元的尺度小的特点，使器件的尺寸更小，故A选项不符合题意；给火箭提供动力的燃料的热值高，相同质量的燃料中，该种燃料完全燃烧提供的能量多，是从燃料燃烧释放能量多少的角度考虑的，故B选项不符合题意；塑料泡沫的密度很小，用塑料泡沫做电影场景中倒塌的“墙壁”，由于质量很小而不会对演员造成伤害，故C选项符合题意；测量较低气温的寒暑表用酒精做测温液体，是利用了酒精的熔点（凝固点）较低，在较低温度下不易凝固的特点，故D选项不符合题意。
3.（2013·新疆中考）在倡导“低碳生活”的时代，以下能源在开发和利用中对环境污染和破坏作用最小的是（ ）
A.太阳能 B.煤炭 C.石油 D.天然气
答案：A 解析：太阳能取之不尽，用之不竭，无污染，对环境没有破坏作用；而煤炭、石油、天然气等的利用会造成环境的污染。
4.（2013·山东枣庄中考）核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（ ）
A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能的
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂或聚合时释放出核能
D.核能是一种不可再生的能源
答案：A 解析：目前核电站都是通过核裂变反应来利用核能的，故A选项说法错误，其他三个选项说法均正确。
5.（2013·山东东营中考）波浪蕴含着巨大的能量，如果将波浪具有的能量充分利用，将会节省大量的煤炭、石油等资源。波浪具有能量，它属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。波浪发电装置如图20-1所示，它将波浪具有的 能转化成电能。[]
答案：可再生 机械 解析：波浪能利用后，可以在短期内得到补充，所以它属于可再生能源；水运动形成波浪，波浪具有动能，波浪发电是将波浪具有的机械能转化成电能。
6.（2013·湖北黄冈中考）近年，我市部分居民用上了管道天然气，天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。点燃天然气，将食用油倒入锅中，通过 的方式使油的内能增加，温度升高；若油锅起火，可采取的措施是 （写一条）。
答案：不可再生 热传递 将菜倒入锅中（其他合理答案均可）[][]
解析：天然气属于化石能源，利用后短时间内不能再生，所以天然气属于不可再生能源；利用加热的方法使油的温度升高，这是利用热传递的方式使油的内能增加；若油锅起火，可以采取的措施有将菜倒入锅中、盖上锅盖等，但不能向锅内倒水。[]
图20-1第二十章 能源、材料与社会 检测题
本检测题满分:100分,时间:45分钟
一、选择题（每题3分，共36分）
1. 自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量类型分别是（ ）
①生物质能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A.①④⑤ B.①③⑤ C.①②③ D.①③④
2. 小宇将能量的转化及常见的事例连线如下，其中有一组出现了错误，请你帮他找出（ ）
A.机械能转化为内能——用磨刀石磨刀
B.内能转化为机械能——暖水瓶瓶盖蹦起
C.电能转化为内能——电炉工作
D.势能转化为动能——向上运动的乒乓球
3. 下列材料中，通常情况下属于绝缘体的是（ ）
A.钢管 B.玻璃 C.海水 D.人体
4. 铝合金因具有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点而成为多数现代家庭封闭阳台时的首选材料。这与铝合金的下列物理性质无关的是（ ）
A.较小的密度 B.较大的硬度 []
C.良好的导电性 D.较好的延展性
5. 下列材料不属于半导体材料的是（ ）
A.锗 B.石墨 C.砷化镓 D.硅
6. 下列对能量转化分析错误的是（ ）
A.水电站主要将机械能转化为电能
B.核电站主要将核能转化为电能
C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D.热机主要将机械能转化为电能
7. 自由摆动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小，下列说法正确的是（ ）
A.机械能守恒
B.能量在消失
C.只存在动能和重力势能的相互转化
D.减少的那部分机械能转化为内能，但总的能量守恒
8. 冲击钻是一种打孔的工具。工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔（如图20-1所示）。冲击钻在工作的过程中（ ）
A.只有电能和内能的转化
B.只有电能和机械能的转化
C.有电能、机械能和内能的转化
D.没有机械能和内能的转化
9. 下列性质中，属于二极管的基本性质的是（ ）
A.单向导电性 B.容易导电
C.不容易导电 D.电流的热效应
10. “低能耗”、“低排放”是低碳理念的重要内涵。下列说法不符合低碳理念的是（ ）
A.推广利用太阳能
B.循环使用生活用水
C.家用电器长期处于待机状态
D.回收有机垃圾用于生产沼气
11. 丰富多彩的材料具有各种各样的性质，下列关于材料的性质及其应用的说法中正确的是（ ）
A.用钢铁做建筑材料，主要应用其导电性
B.用橡胶做汽车轮胎，主要应用其硬度大
C.机械表中的发条，主要应用其弹性
D.玻璃能按照需要分割成不同的大小和形状，主要应用其延展性
12. 太阳中蕴藏着无比巨大的能量，下列说法正确的是（ ）
A.太阳能是不可再生能源
B.太阳能的应用会严重污染环境
C.太阳能的应用具有广阔前景
D.太阳能不能转化成电能
二、填空题（每空1分，共25分）
13. 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在_____范围内的材料，1 ＝_____。
14. 能量的转化和转移是有方向性的。例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得 能，火炉把这些能量自动传给周围空气，这些能量 （选填“能”或“不能”）自动聚集起来再次利用。
15. 在摩擦生热的现象中， 能转化为 能；在气体膨胀做功的现象中， 能转化为 能；在热传递的过程中，高温物体的内能 ，低温物体的内能 ，内能从 转移到 ，而能的总量 。
16. 石墨炸弹是一种用来破坏敌方供电设施的武器，这种炸弹爆炸时不会造成人员伤亡，而是在空中散布大量极细的石墨丝，这些石墨丝是_____（选填“导体”或“绝缘体”），飘落到供电设备上会造成电路______（选填“开路”或“短路”），从而使供电系统瘫痪。
17. 家庭电路中常用铜材料做导电的元件，如导线的铜芯，灯头、灯座、插头、插座等接头处，这是因为铜是良好的______体。在油、玻璃、汞、空气中，容易导电的有____。常用的二极管、三极管中的主要材料都是____体。
18. 火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下突破地壳，喷涌而出。这说明流出的岩浆具有动能，它是由 能转化来的。岩浆冲上山坡，把动能转化为 能。
19. 钢筋水泥混凝土和沥青混凝土两类材料，考虑到桥墩的坚韧性，应选用_________，而考虑到桥梁桥面的抗疲劳性，应选用_____________。
20. 对于一个奔跑的人来说，速度越大， 能越大；奔跑时所需的能量来自于人体内蕴藏的 能。
21. 超导体的应用具有十分广阔的前景。假如有一天，科学家研制出室温下的超导材料，那么下列__________（填序号）用电器的效率可大大提高。
① 白炽灯 ②电风扇 ③电水壶 ④电饭锅
三、作图、简答题（每题6分，共12分）
22. 在从远古到现代的漫长时间里，能源的种类不断增多，利用能源的技术也在不断更新。请你去图书馆或上网查阅资料并对以下五个问题进行讨论。
（1）远古时期的人类主要使用哪些能源？
（2）农业社会的人类主要使用哪些能源？
（3）工业社会的人类主要使用哪些能源？
（4）现代社会里人类使用最多的能源有哪些？
（5）近几十年来，人类开发了哪些新的能源和相关的技术？
23. 前不久，美国科学家将普通的混凝土中掺入较多的高分子材料或玻璃纤维，发现混凝土的弹性比原来大了100倍，而且重量比原来轻，请你说一说用这样的材料建造房子有什么好处？
四、计算、探究题（24题11分，25题16分，共27分）
24. 有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻。图20-2是某热敏电阻的阻值随温度变化的图像，小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0～100 ℃的水温表，图20-3是这个水温表的原理图，图中的电压表量程为0～3 V；定值电阻的阻值为100Ω。当水温达到100 ℃时，要求电压表的示数达到最大值。
（1）根据图像回答该热敏电阻在100 ℃时的电阻值为多大？
（2）小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘，如果每10 ℃画一条刻度线，这个刻度盘的刻度是否均匀？
（3）通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0 ℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应？
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25. 新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，加以多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图20-4甲为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为_____℃。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165 ℃左右，若它的温度高于165 ℃，电阻 _____，功率 _____，使其温度______；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图乙所示的电路连接完整。
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第二十章 能源、材料与社会 检测题参考答案
1. B 解析：这是一道要求我们认识各种形式能量的题，自行车消耗人体的能量，对人而言，能量来源于食物，把食物具有的生物质能通过新陈代谢转化为人体的生物质能，在骑车过程中，生物质能又转化为机械能，所以骑车消耗的是生物质能；电动自行车上有一个蓄电池，它在工作时，把化学能转化为电能，电能再转化为机械能；汽车需要燃料，一般是汽油或柴油，汽车发动后，汽油或柴油燃烧，把化学能转化为内能，内能再转化为机械能，通过分析比较四个选项，这里没有直接提到太阳能和核能，所以A、C、D选项错误。
2. D 解析：D选项应为“势能转化为动能——向下运动的乒乓球”或“动能转化为势能——向上运动的乒乓球”，故该选项错误。
3. B 解析：通常情况下玻璃是绝缘体，其他三种物质都是导体。
4. C 解析：由题目可知，坚固说明铝合金具有较大的硬度，轻巧说明具有较小的密度，易于加工说明延展性较好，其使用目的与导电性无关。
5. B 解析：常见的半导体材料有：硅、砷化镓、锗等，石墨是导体。
6. D 解析：热机是利用内能来做功的机器，它主要是将内能转化为机械能，故D选项错误，其他选项都正确。
7. D 解析：解此题关键要理解能量守恒中“守恒”的意义，它不是指某一种能量或几种能量守恒，而是所有参与转化和转移的能量总和守恒。“消失”的意义是无影无踪，但某种能量转化后会以新的“形式”呈现，而转移后会以原形式在另一物体上呈现，故D选项正确。
8. C 解析：该题考查了学生对能量转化的理解和对实际生活中物理知识的运用。冲击钻在打孔的过程中，钻头向前运动，克服摩擦力做功，内能增加，是电动机将电能转化为机械能和内能。故C选项正确。
9. A 解析：半导体元件有许多独特的性能，如二极管的单向导电性，故选A。
10. C 解析：根据题意可知，低碳理念倡导尽量减少生活中能量的消耗，而家用电器待机时仍然消耗电能，浪费了大量能源，因此不符合低碳理念。
11. C 解析：用钢铁做建筑材料，主要是因为钢铁的硬度大，承重能力强；用橡胶做汽车轮胎，主要是因为橡胶常温下有较高的弹性，减小汽车的震动，橡胶做的轮胎耐磨性优异、抗湿滑性好；机械表中的发条采用钢丝，主要是利用它的弹性好，把弹性势能转化为动能；玻璃能够分割成不同大小和形状，是因为玻璃有一定的塑性，故只有C选项正确。
12. C 解析：太阳能是一种无污染，取之不尽的能源，它直接或间接向人类提供能量。人类利用太阳能的主要途径有：太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器等；太阳能转化为电能，如太阳能电池；太阳能转化为化学能，如植物的光合作用。
13. 解析：从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在以下。因此，颗粒尺寸在的微粒称为纳米材料，。
14. 内 不能 解析：能量的转化和转移都是有方向性的，冬天烤火时产生的热会向四周扩散，成为“无用的能量”。
15. 机械 内 内 机械 减少 增加 高温物体 低温物体 保持不变
解析：发生热传递的条件是物体间存在温度差，内能从高温物体转移到低温物体，能的总量保持不变。[]
16. 导体 短路 解析：石墨丝中含有石墨，它是导体，飘落到供电设备上时，会造成短路，从而使电源损坏，供电系统瘫痪。
17. 导 汞 半导[]
18. 内 重力势 解析：岩浆喷涌流出具有动能，它是由内能转化而来的，岩浆在冲上山坡时，流速减小，高度升高，将动能转化为重力势能。
19. 钢筋水泥混凝土 沥青混凝土
20. 动 化学 解析：一切运动的物体都具有动能，在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。奔跑时，人体的化学能转化为动能（或机械能）。
21. ② 解析：超导体电阻为0，由可知，电流通过超导体产生的热量为0。电风扇采用超导体，不会产生电热，即电能可全部转化为机械能，效率大大提高。白炽灯、电水壶、电饭锅工作时利用的是电流的热效应，采用超导体显然无法工作。
22. （1）柴薪 （2）人力、畜力 （3）煤炭 （4）煤炭、石油、天然气等
（5）太阳能、风能、生物质能、核能等新能源及其相关技术
解析：每个阶段，人类利用的能源不同。
23. 解：因为这些高分子材料或玻璃纤维本身具有质量轻、弹性大的特性。所以建筑材料有了弹性，房屋抗地震袭击的能力增强了；建筑材料密度小了，运输和施工都比较方便。
24. 解：（1）由题图可知，当温度为100℃时，热敏电阻阻值为100 Ω。
（2）由于每10℃下降的电阻值不是定值，故改画的刻度盘的刻度不均匀。
(3)当温度＝100℃时，
＝100 Ω，＝3Ｖ，＝100 Ω，
因为与串联，所以 ＝ 。
电源两极间电压：
U＝（＋）＝（100 Ω＋100 Ω）× ＝6Ｖ
当温度＝0 ℃时，＝500 Ω。
同理与串联，所以＝
＝ ＝1 V
此时电压表示数为1Ｖ，即改画的水温表刻度盘上的0 ℃应与电压表刻度盘上的1 V对应。
25. 解：（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。根据图像可知居里点温度为 100 ℃。
（2）根据图像，温度高于165 ℃，电阻增大，功率减小，温度降低。
（3）如图20-5所示。
图20-5
图20-1
图20-2 图20-3
甲 乙
图20-4
