第二十章 能源、材料与社会
知识点1 能量的转化与守恒
1航空航天2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。10月26日17时46分,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。在飞船加速升空时,机械能 ,总的能量 。(均选填“守恒”或“不守恒”)
2 (多选)(2023·齐齐哈尔期末)如图所示是“风能太阳能互补”节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是 ( A、C )
A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
B.蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C.节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D.小风扇工作时将电能转化为机械能
3(2023·本溪期末)如图为我国古代的暖手炉,下面关于暖手炉暖手时的说法正确的是 ( )
A.暖手炉将温度传递给手,能量的传递具有方向性
B.手的温度升高内能增加
C.通过做功的方式使手的内能增加
D.有热量不断从散热孔散出,这一过程不遵守能量守恒定律
知识点2 能源的开发和利用
4(2023·怀化中考)下列属于可再生能源的是 ( )
A.煤 B.石油 C.太阳能 D.天然气
5(2023·赤峰中考)2023年4月12日,我国新一代人造太阳取得重大突破,它致力于太阳中能量产生方式—— (选填“核聚变”或“核裂变”)的研究,使其可以控制,追求无污染的人类能源自由。核能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
6(2023·武汉中考)太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是 ( )
A.能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B.太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C.太阳能是未来的理想能源之一,是不可再生能源
D.中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
知识点3 材料的开发与利用
7
(2023·长春期末)如图所示,高铁车顶上的受电弓与高压线合称“弓网系统”,用来为高铁动力提供电能。你认为受电弓与高压线接触面上的材料选用以下哪种材料较为合适 ( )
A.橡胶 B.石墨 C.玻璃 D.塑料
8(2023·苏州模考)物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,判断下面主要运用了哪一性质。寒冬,在露天自来水管外捆扎泡沫塑料,可以有效解决管内水结冰膨胀而破裂问题,这涉及泡沫塑料的 ;俗话说“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的 比瓷器强。
9
为实现碳中和,我国到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上。如图所示为一种新型的供暖方式——碳纤维电地暖。碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料,经两端加压导电,使电能迅速转化为内能,通过 (选填“红外线”或“紫外线”)辐射散发热量,达到取暖效果,碳纤维是 (选填“绝缘体”或“导体”)。为减少碳排放量,请从能源的开发和利用角度,提出一条合理的建议: 。
10(2023·无锡中考)太空中的温度能达到-270 ℃左右,我国科技人员研制了一种卫星保暖用的特殊材料,将这种材料制成我们可以穿着的衣服,与同款羽绒服相比,质量可以减轻40%,保暖性可以提高30%,且机洗后不易变形。关于该材料的特性,以下说法中错误的是 ( )
A.密度大 B.弹性好
C.耐低温 D.隔热性好
11(2023·陕西A中考)镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,其密度仅有钢铁的四分之一,还具有强度高、导电性好、耐腐蚀等特性。下列物体不适合用该材料制作的是 ( )
A.自行车的车架 B.平板电脑外壳
C.起重机配重 D.仪器中的电子元件
12(2023·成都中考)我们生活在能量的世界,社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识,下列说法正确的是 ( )
A.做功过程实质是能量的转化或转移过程
B.能量转化具有方向性,所以能量不守恒
C.核燃料能量转化效率可达100%,需大力发展
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
13(2023·福建中考)我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于 能源。
14(2023·扬州期中)我国自行研制的神舟系列飞船已圆满完成多次太空探索任务。火箭在推送飞船加速升空时,燃料燃烧后燃气的 能转化为火箭的 能;火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的 大。2024年,中国空间站将成为人类唯一的在轨运营空间站。
15(2023·泸州中考)我国在能源的合理开发与利用方面,取得了瞩目的成就。电动汽车越来越普及,许多电动汽车安装了能量回收装置,其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时,将 能转化为电能,再将电能转化为 能储存在蓄电池里。
16(2023·中山二模)阅读短文,回答问题。
首次实现常温超导
各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。在1911年,物理学家首次在低于-268.8 ℃的环境中发现汞的超导现象,即电流可以在超导材料中零电阻通过。这种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020年10月14日,罗切斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15 ℃的温度下,观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料,也存在严重的限制,他们观察到的超导现象,是在2 670亿帕的压强条件下实现的,这是和地心处压强相当的超高压条件。
如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到 Ω,此时,若在正常工作的电路中,超导体两端电压为 V。
(2)在低于-268.8 ℃的环境中的汞的内能 (选填“等于”或“大于”)零。
(3)罗切斯特大学创造的常温超导材料,存在的限制是所需 太高,无法在正常状态下实现。
(4)设想一下,如果“常温常压超导”进入工业化,为了节能,超导材料 (选填“可以”或“不可以”)用于制造电热水壶,原因是 。 第二十章 能源、材料与社会
知识点1 能量的转化与守恒
1航空航天2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。10月26日17时46分,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。在飞船加速升空时,机械能 不守恒 ,总的能量 守恒 。(均选填“守恒”或“不守恒”)
2 (多选)(2023·齐齐哈尔期末)如图所示是“风能太阳能互补”节能灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是 ( A、C )
A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
B.蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C.节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D.小风扇工作时将电能转化为机械能
3(2023·本溪期末)如图为我国古代的暖手炉,下面关于暖手炉暖手时的说法正确的是 (B)
A.暖手炉将温度传递给手,能量的传递具有方向性
B.手的温度升高内能增加
C.通过做功的方式使手的内能增加
D.有热量不断从散热孔散出,这一过程不遵守能量守恒定律
知识点2 能源的开发和利用
4(2023·怀化中考)下列属于可再生能源的是 (C)
A.煤 B.石油 C.太阳能 D.天然气
5(2023·赤峰中考)2023年4月12日,我国新一代人造太阳取得重大突破,它致力于太阳中能量产生方式—— 核聚变 (选填“核聚变”或“核裂变”)的研究,使其可以控制,追求无污染的人类能源自由。核能属于 一次 (选填“一次”或“二次”)能源。
6(2023·武汉中考)太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是 (A)
A.能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B.太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C.太阳能是未来的理想能源之一,是不可再生能源
D.中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
知识点3 材料的开发与利用
7
(2023·长春期末)如图所示,高铁车顶上的受电弓与高压线合称“弓网系统”,用来为高铁动力提供电能。你认为受电弓与高压线接触面上的材料选用以下哪种材料较为合适 (B)
A.橡胶 B.石墨 C.玻璃 D.塑料
8(2023·苏州模考)物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,判断下面主要运用了哪一性质。寒冬,在露天自来水管外捆扎泡沫塑料,可以有效解决管内水结冰膨胀而破裂问题,这涉及泡沫塑料的 导热性差 ;俗话说“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的 硬度 比瓷器强。
9
为实现碳中和,我国到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上。如图所示为一种新型的供暖方式——碳纤维电地暖。碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料,经两端加压导电,使电能迅速转化为内能,通过 红外线 (选填“红外线”或“紫外线”)辐射散发热量,达到取暖效果,碳纤维是 导体 (选填“绝缘体”或“导体”)。为减少碳排放量,请从能源的开发和利用角度,提出一条合理的建议: 发展太阳能发电,替代部分传统能源 。
10(2023·无锡中考)太空中的温度能达到-270 ℃左右,我国科技人员研制了一种卫星保暖用的特殊材料,将这种材料制成我们可以穿着的衣服,与同款羽绒服相比,质量可以减轻40%,保暖性可以提高30%,且机洗后不易变形。关于该材料的特性,以下说法中错误的是 (A)
A.密度大 B.弹性好
C.耐低温 D.隔热性好
11(2023·陕西A中考)镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,其密度仅有钢铁的四分之一,还具有强度高、导电性好、耐腐蚀等特性。下列物体不适合用该材料制作的是 (C)
A.自行车的车架 B.平板电脑外壳
C.起重机配重 D.仪器中的电子元件
12(2023·成都中考)我们生活在能量的世界,社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识,下列说法正确的是 (A)
A.做功过程实质是能量的转化或转移过程
B.能量转化具有方向性,所以能量不守恒
C.核燃料能量转化效率可达100%,需大力发展
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
13(2023·福建中考)我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于 可再生 能源。
14(2023·扬州期中)我国自行研制的神舟系列飞船已圆满完成多次太空探索任务。火箭在推送飞船加速升空时,燃料燃烧后燃气的 内 能转化为火箭的 机械 能;火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的 热值 大。2024年,中国空间站将成为人类唯一的在轨运营空间站。
15(2023·泸州中考)我国在能源的合理开发与利用方面,取得了瞩目的成就。电动汽车越来越普及,许多电动汽车安装了能量回收装置,其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时,将 机械 能转化为电能,再将电能转化为 化学 能储存在蓄电池里。
16(2023·中山二模)阅读短文,回答问题。
首次实现常温超导
各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。在1911年,物理学家首次在低于-268.8 ℃的环境中发现汞的超导现象,即电流可以在超导材料中零电阻通过。这种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020年10月14日,罗切斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15 ℃的温度下,观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料,也存在严重的限制,他们观察到的超导现象,是在2 670亿帕的压强条件下实现的,这是和地心处压强相当的超高压条件。
如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到 0 Ω,此时,若在正常工作的电路中,超导体两端电压为 0 V。
(2)在低于-268.8 ℃的环境中的汞的内能 大于 (选填“等于”或“大于”)零。
(3)罗切斯特大学创造的常温超导材料,存在的限制是所需 压强 太高,无法在正常状态下实现。
(4)设想一下,如果“常温常压超导”进入工业化,为了节能,超导材料 不可以 (选填“可以”或“不可以”)用于制造电热水壶,原因是 根据Q=I2Rt,超导材料电阻为零,电流通过超导材料无法产生电热 。
