20.1 能量的转化与守恒、20.2 能源的开发和利用、20.3 材料的开发和利用 学案 （含答案）2023-2024学年物理沪科版九年级全一册

第1节 能量的转化与守恒 第2节 能源的开发和利用 第3节 材料的开发和利用
素养目标
1.了解能量之间是可以相互转化和转移的;
2.了解材料的材料的性质及材料与社会的发展。
◎重点:知道能量在转化和转移过程中是守恒的,并形成节约能源的意识,能利用能量观解释生活中相关的能源问题。
【预习导学】
知识点1能量的转化与守恒
1.科学研究表明:自然界中大致可以分为 等几类。
2.能量守恒定律:能量既不会消灭、也不会创生,它只会从一种形式 为另一种形式,或者从一个物体 到另一个物体,而能的总量 。能量的转化是有 的,永动机不可能制成。
【答案】知识点一
1.机械能、电磁能、内能、化学能和核能
2.转化　转移　保持不变　方向
知识点2能源与社会
1.人类生活离不开能源,像太阳能、风能、水能等这类可以长期提供或可以再生的能源属于 ,而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源,一旦消耗很难再生的能源属于 。
2.目前,人们主要采用光转化为 、光转化为 的方式来开发、利用太阳能。核能的开发和利用:一种是利用 释放能量,另一种是利用 释放能量。
对点自测
1.低碳生活是指尽量减少生活作息时所消耗的能源,从而减少二氧化碳的排放量。至今,“低碳生活”已逐渐被人们接受并付诸行动,节能减排已成共识。下列说法不符合“低碳生活”标准的是 ( )
A.少乘电梯、多走楼梯
B.多用洗衣机洗衣服,少用手洗衣服
C.安装使用太阳能热水器
D.看完电视关掉电源,不让其处于待机状态
【答案】知识点二
1.可再生能源　不可再生能源
2.电　热　核裂变　核聚变
对点自测
1.B
知识点3材料与社会
【答案】知识点三
科学技术
材料的发展也为 的发展提供了物质基础。
知识点4材料的导电性
材料的导电性能是由 决定的。
(1)导电性能较好的良导体有 材料。制成传导电流的导线常用 。
(2)半导体材料的导电性能介于 与 之间,具有一些特殊的物理性质。常见的绝缘体有 等。半导体二极管具有 导电性,半导体三极管可以用来 电信号。
(3)常见的绝缘体有 等材料。
【答案】知识点四
材料内部电子的运动状态
(1)金、银、铜、铁等金属　铜、铝
(2)导体　绝缘体　硅、锗和砷化镓　单向　放大
(3)玻璃、橡胶
知识点5开发新材料
1.超导材料是一种电阻为 的材料。
利用超导体的零电阻特性可以无 地输送极大的电流,利用超导磁浮现象可以实现交通工具的无 运行。
2.(1)纳米材料统指合成材料的基本单位大小限制在 范围的材料,这大约相当于 个原子紧密排列在一起的尺度。
(2)纳米材料除了其基本单元的尺度小以外,在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。如它可以大大 、 、 等。
对点自测
2.关于纳米技术,下列说法错误的是 ( )
A.纳米是一个长度单位,符号nm
B.所有高科技产品都与纳米技术有关
C.纳米技术是现代科学技术的前沿,我国在这方面的研究具有世界先进水平
D.人们在纳米尺度内发现很多新的现象,给技术带来很多新进展
【答案】知识点五
1.零　损耗　摩擦
2.(1)1~100 nm　10~1000
(2)提高材料的强度和硬度　降低烧结温度　提高材料的磁性
对点自测
2.B
【合作探究】
任务驱动1太阳能的利用
使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。有一款太阳能汽车,太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103 W时,电池产生的电压是120 V,该电压对车上电动机提供的电流是10 A。
(1)此时电动机每分钟消耗的电能是多少
(2)使用太阳能有许多优点,但也有不足之处。请你写出使用太阳能的优点和不足之处各一点。
【答案】任务驱动一
解:(1)W=UIt=120 V×10 A×60 s=72000 J。
(2)优点:环保节能。
不足之处:受天气影响较大。
任务驱动2导体和绝缘体
如图甲、乙所示,把M、N分别跟废白炽灯泡中的钨丝和废灯泡灯芯连接,观察钨丝和灯泡灯芯加热前后电流表的示数变化情况,其中甲图中电流表的示数将 ,此现象表明 ;乙图中电流表的示数将 ,此现象表明 。
【答案】任务驱动二
变小　金属导体的电阻一般随着温度的升高而增大　变大　导体和绝缘体没有绝对的界限
任务驱动3纳米材料的应用
1.“纳米材料”的出现成了人们谈论的热门话题, 下列关于“纳米材料”的说法正确的是 ( )
A.人们找到了一种特殊的“纳米材料”制成了“纳米抗菌奶瓶”
B.“纳米防水布”是利用纳米能防水的特性制成的
C.某些物质的尺度加工到1~100 nm,它们的物理性质或化学性能发生了异常变化,这就是我们说的纳米材料
D.只要认真地去探究寻找,还可以找到许许多多的纳米材料
2.“神舟十号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时,飞船船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点。
3.纳米陶瓷刀 (选填“能”或“不能”)被磁化。它的耐磨性好,是因为它的 高。
4.图为纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线,其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 (填字母)。
5.新材料的开发和应用是多方面的,当前主要是从两个方面去开发新材料,一是寻找一些特殊的物质在特定条件下出现的特性来加以应用;二是利用科学技术的进步将物质加工到一定的程度出现的特性来加以应用。下列新材料属于第二种情况的是 ( )
A.铁块
B.纳米材料
C.半导体
D.超导体
【答案】任务驱动三
1.C
2.耐高温
3.不能　硬度
4.c
5.B