第二十章能源、材料与社会（单元复习课件）(共64张PPT) -九年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

(共64张PPT)
第二十章 能源、材料与社会
上海科学技术出版社
义务教育物理课程标准实验教科书编写组 编著
能量的转化与守恒
1
复习目录CONTENTS
能源的开发和利用
2
材料的开发和利用
3
第二十章 能源、材料与社会
提升练习
4
知识体系
第二十章 能源、材料与社会
第一节 能量的转化与守恒
第二十章 能源、材料与社会
知识一、多种形式的能量
能量种类 概述
机械能
机械能包括动能和势能（势能包括重力势能和弹性势能）
电能
发电机或电池等电源把其他形式的能转化为电能，电流通过用电器把电能转化为人们需要的能量形式
物体内所有分子无规则运动的动能以及分子势能的总和就是物体的内能。一切物体都有内能。
内能
知识一、多种形式的能量
能量种类 概述
化学能
由于化学反应而产生的能量
核能
由于核反应，物质的原子核结构发生变化而释放的能量。核电站工作、核弹爆炸的能量都来自核能
太阳辐射向地球传递的巨大的能量
太阳能
知识二、能量的转移与转化
1. 能量的转移
同种形式的能量在不同物体之间或同一物体的不同部分之间发生转移，称为能量的转移。
2. 能量的转化
（1）能量转化的过程是一种形式的能转化为其他形式的能的过程。
（2）不同形式的能量可以在一定条件下相互转化。
3. 地球上能量的来源
我们生产、生活中利用的能量大都来自太阳能。太阳辐射向地球传递了巨大的能量。
知识三、能量守恒定律
1. 能量守恒定律的内容
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变。
2. 对能量守恒定律的理解
（1）能量守恒定律的普遍性
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一 。 自然界中的一切变化过程，只要有能量转移或转化，都遵循能量守恒定律。
（2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
（3）能量守恒定律的成立是无条件的
能量从一种形式转化为其他形式，一种形式的能量减少多少，其他形式的能量就会増加多少；能量从一个物体转移到另一个物体上，一个物体的能量减少多少，另一个物体的能量就増加多少。能量的总量保持不変。
知识三、能量守恒定律
3. 能量转移和转化的方向性
（1）能量的转移和转化是有方向性的。
（2）永动机的失败是由于违反了能量守恒定律。
一种“永动机”的设想
刹车时，机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
【例题1】热机的特点是将燃料燃烧获得内能，然后通过做功驱动机器。它们都是利用了储存在燃料中的（　　）
A．势能 B．电能
C．化学能 D．机械能
C
所有的燃料都储存了化学能，而热机工作的过程是将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化成机械能的过程，故ABD不符合题意，C符合题意。
题型训练
故选C。
题型一、判断能量形式
【例题2】图中能量的转化相同的是（　 　）
A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．乙、丁
B
由甲图可知，是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能。
由乙图可知，塞子飞出，将水和水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
由丙图可知，小朋友滑滑梯，将机械能转化为内能。
由丁图可知，电热水壶烧水，需要消耗电能，是将电能转化为水的内能。
综上所述，甲丙两图中，能量转化相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
题型训练
题型二、能量转化或转移的判断
故选B。
【例题3】下列说法中错误的是（　　）
A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
B．永动机违背了能量守恒定律，所以不能制作出来
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．做功改变物体的内能是同一形式的能的转移
D
A．根据能星守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但所有能量的总量保持不变，故A正确，不符题意；
B．永动机工作过程中有能量的转化，永动机违背了能量守恒定律，所以不能制作出来，故B正确，不符合题意；
题型训练
题型三、能量守恒定律的理解
C．自然界中各种不同的能量可以相互转化，故C正确，不符合题意；
D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，如两只手掌相互摩擦生热就是机械能转化内能，，故D错误，符合题意。
故选D。
题型训练
题型四、对能量转移或转化方向性的理解
【例题4】汽车在刹车过程中，因摩擦将_____能转化为地面、轮胎和空气的 _______。转化后，这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有_______性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持________ 。
汽车刹车时，机械能在减小，故因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能；且能量的转化具有方向性，是不可逆的过程；但能的总量是保持不变的。
内能
不变
机械
方向
第二节 能源的开发和利用
第二十章 能源、材料与社会
知识一、能源与社会
能源种类 来源（形成）
1. 常见的能源
化石能源
煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的
生物质能
自然界中有生命的物质提供的能量。食物分解和柴薪燃烧等都能提供生物质能
由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线
太阳能
知识一、能源与社会
能源种类 来源（形成）
水能、风能
由自然界中的流水和流动的空气提供的能量
地热能
由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩
由其他形式的能转化而成
供各种用电器使用的能源
电能
知识一、能源与社会
分类 概念 实例
一次能源
可直接从自然
界获得的能源
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等
化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
煤、石油、柴薪等
二次能源
无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源
电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等
按照对环境的影响
清洁能源
污染能源
使用时对环境没有污
染或污染较轻的能源
使用时对环境污
染较重的能源
　2. 能源的分类
按照获
取方式
知识一、能源与社会
分类 概念 实例
常规能源
人类已经利用多年的能源
煤、石油、天然气等
化石能源，核能等
煤、石油、天然气及水能等
风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等
新能源
人类新近才开始利用的能源
核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等
按照是否可再生
不可再
生能源
可再
生能源
越用越少，不能在短期内
从自然界得到补充的能源
可以在自然界里源源
不断地得到的能源
按照人类开发早晚
知识一、能源与社会
3. 人类利用能源的历程
能源利 用历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源.
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，导致了第二次能源革命，使人类进入工业化社会。化石能源是当今世界的主要能源
第一次能源
革命的标志，
使人支配了一种自然力
第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命
化学能→内能
化学能→内能→机械能
蒸汽机的应用
钻木取火
化石能源的利用
知识一、能源与社会
能源利用 历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
电能的 利用
19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用.
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕.
电能的利用是人类进人现代文明社会的标志
第三次能源革命的标志，开始了开发利用核能的新纪元
机械能→电能
核能→电能
核能发电
电能支撑的城市
核能的
利用
知识二、能源与环境
能源的大量开发和使用对环境造成了一系列的影响
影响 解读
空气污染、 温室效应、酸雨、
地质影响
有害辐射
废物污染
热污染
燃烧煤、石油、天然气等燃料会产生大量的CO2、 SO2、氮氧化合物等物质，除造成空气污染和加剧温室效应外，还会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件等造成危害
过分依靠柴薪能源加剧了水土流失和沙漠化
核能的开发和利用，核废料处理不当或遇到特殊情况（如地震）时，也有造成有害辐射的可能
煤、柴薪等能源在使用后，会产生废物、废渣等，对环境也会造成一定的污染
化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，汽车尾气就是造成城市热岛效应的罪魁祸首之一
知识三、开发新能源
1. 太阳能
（1）太阳能的优点
① 太阳能的“储量”十分巨大，取之不尽，用之不竭；
② 太阳能分布广阔，不需要运输，投入小，收益太；
③ 太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来汚染；
④ 使用方便、安全.
（2）太阳能的直接利用
① 把太阳能转化为内能
实质上是光热转换。例如 ，生活中的太阳能热水器、太阳房 、太阳灶、太阳能温室 ，生产中的太阳能干燥系统、太阳能冶炼、太阳能土壤消毒杀菌技术，太阳能空调与太阳能建筑等。
② 把太阳能转化为电能
实质上是光电转换。如太阳能电池，太阳能电池可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能，它是用半导体硅、硒等材料制作成的将太阳的光能转化为电能的器件，可做人造卫星、航标灯、交通信号灯等的电源。现在不少城市开始使用太阳能路灯，有些家用灯具也使用太阳能电池。
知识三、开发新能源
（3）太阳能的间接利用
人类开发利用的地球上的煤、石油 、天然气和生物质能等，都是太阳能长期转化积累形成的；风能、水能实质上也是由太阳能转化而来的。
知识三、开发新能源
2. 核能
由于原子核的变化而释放出的巨大能量叫做核能。核能的开发和利用采用以下两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。
（1）核裂变
① 概念：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。研究发现，铀原子核在中子的轰击下将会产生裂变反应。每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2到3个以上的中子。
② 释放能量巨大：原子核在裂变时，能够释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过 2000t 煤完全燃烧时释放的能量。
知识三、开发新能源
③链式反应
用中子轰击铀 235原子核 ，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使其他铀核发生裂变……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。
④ 核电站
核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。 核反应堆中发生的链式反应是可控的，能缓慢地释放出核能。能量转化：核能→内能→机械能→电能。
⑤ 原子弹
链式反应不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出巨大的能量。
（2）核聚变
①概念：核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。它是产生核能的另一种方式。
②聚变的应用
氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器。太阳内部时刻进行着大规模的聚变，并以电磁波的形式向外释放核能，这就是太阳能的来源。
知识三、开发新能源
3. 地热能
地球内部热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”产生的能量称为地热能。 目前世界上巳有近二百座地热电站投入运行。 地热能蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
4. 潮汐能
潮汐是由于月球、太阳对地球的引力作用而产生的。 潮汐能可用于发电，且成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
5. 风能
风能是指空气高速流动的能量。风能可以用来发电。
知识三、开发新能源
题型训练
题型一、能源及其分类
【例题1】出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同．自行车、太阳能汽车和电力机车消耗的能量类型分别是（ ）
①生物能； ②核能； ③电能； ④太阳能； ⑤化学能
A．①③⑤ B．①④③
C．①②③ D．①③④
自行车使用时靠人力驱动，消耗人的生物能；太阳能汽车消耗太阳能；电力机车消耗的能源是电能。
故选B．
B
题型训练
题型一、能源及其分类
【例题2】北京冬奥会场馆使用“绿电”办奥。绿电的主要来源为太阳能、风力、生质能、地热等，下列发电方式中，利用不可再生能源发电的是（　　）
A．风力发电站 B．三峡水电站 C．敦煌光热电站 D．大亚湾核电站
ABC．能够源源不断的从自然界获得的能源是可再生能源，无法在短期内再生的能源是不可再生能源。风能、水能、太阳能都能源源不断从自然界获得，因此风力发电站、三峡水电站、敦煌光热电站都是利用可再生能源发电的，故ABC不符合题意；
D．核能不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，故大亚湾核电站是利用不可再生能源发电的，故D符合题意。
D
故选D．
A B C D
题型训练
【例题3】近几年我国新能源汽车的普及率越来越高。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　）
A．新能源汽车的能量转换效率可达到100%
B．面对能源危机，我们应合理开发新能源
C．能量的转化和转移是没有方向性的
D．新能源汽车对环境不会造成破坏
A．额外功无法避免，新能源汽车的能量转换效率不可能达到100%，故A错误；
B．面对能源危机，我们应合理开发新能源，利用太阳能、风能等，故B正确；
C．能量的转化和转移是有方向性的，例如热量不能自发的从低温物体传递给高温物体，故C错误；
D．新能源汽车也会对环境造成破坏，例如新能源汽车在制造过程中，如电池的制造和回收，可能会产生一定的环境影响，故D错误。
B
题型二、能源的使用对环境的影响
故选B．
题型训练
【例题4】下列做法符合“绿色环保，节能减排”理念的是（　　）
A．随手关灯 B．电器长期处于待机状态
C．废旧电池随意丢弃 D．夏天，将空调温度调到18℃以下
A．随手关灯可节约能源，符合“绿色环保，节能减排”理念，故A符合题意；
B．电器长期处于待机状态，造成了电能的浪费，不符合“绿色环保，节能减排”理念，故B不符合题意；
C．废旧电池随意丢弃会造成土壤、水源等的污染，不符合“绿色环保，节能减排”理念，故C不符合题意；
D．夏天，将空调温度调到18℃以下，这样会造成空调长时间工作，造成电能的浪费，不符合“绿色环保，节能减排”理念，故D不符合题意。
A
题型二、能源的使用对环境的影响
故选A．
题型训练
【例题5】太阳能路灯已经成为许多城市一道靓丽的风景线，如图所示的太阳能路灯，灯杆顶部是太阳能电池板，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为LED照明路灯供电。LED是一种发光二极管，是由_______材料制成。白天，太阳能电池板把太阳能转化为_____能，给蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的_______（选填“电源”或“用电器”）。
LED灯泡是由多个发光二极管制成的，LED灯能发光主要使用的材料是半导体。
太阳能电池板消耗太阳能，并将其转化为化学能存储起来，故是将太阳能转化为化学能的装置。
当太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，相当于电路中的用电器。
用电器
题型三、太阳能的利用
半导体
化学
（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类。太阳能和风能都属于_______．
A．二次能源 B．可再生能源 C．不可再生能源
（2）风力发电机是根据_________原理发电的．
（3）请你从能源利用和环境保护两个方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义。
题型训练
【例题6】如图所示，风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用．
电磁感应
题型三、太阳能的利用
B
见解析
题型训练
（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B．
（2）风力发电机是根据电磁感应原理制成．
（3）从能源利用角度来看，太阳能是可再生能源，所以不用担心用完的问题，它的作用可以节约化石类燃料的使用，有利于能源的可持续供应；从环境保护的角度看，太阳能使用中无污染，所以有利于环境的改善．
题型三、太阳能的利用
题型训练
题型四、核能的利用
【例题7】2011年3月11日，日本由于地震引发核电站的核泄漏．因此，引起人们对核能利用的思考和讨论．下列对核能的说法中，不正确的是（ ）
A．利用核能发电比火力发电更清洁、安全、经济
B．能源分为可再生能源和不可再生能源，核能是可再生能源
C．核能发电的核心设备是核反应堆
D．在利用核能发电的过程中，能量的转化过程是：核能→内能→机械能→电能
B
A. 核能的优点是清洁、安全、经济，故A正确；
B. 核能是不可再生能源，故B错误；
C. 核电站的核心设备是核反应堆，故C正确；
D. 核电站能量转化过程是：核能、内能、机械能、电能，故D正确．
故选B。
第三节 材料的开发和利用
第二十章 能源、材料与社会
知识一、材料与社会
时代 标志 意义
旧石器时代和
新石器时代
把木料、石头、动物的皮、骨等制成工具或用作生活用品
青铜器时代
冶炼青铜
以铁为主发展出的高性能钢铁材料成为材料家族的主体
高性能钢铁时代
原始人智力发展中迈出的重要一步
青铜的利用提高了社会生产力，人类进入了青铜器时代
为人类大规模制造机器提供了材料基础， 开创了人类历史的又一个新纪元
1. 人类社会发展经历的材料时代
知识一、材料与社会
2. 材料与社会的关系
材料的发展促进了社会的发展，也为科学技术的发展提供了物质基础。同时，材料的发展及大量使用也带来了许多资源和环境问题。
知识二、材料的导电性
类别 定义 导电或 不导电原因 常见物体 应用
导体
绝缘体
半导体
1. 导体、半导体和绝缘体
容易导
电的物体
不容易导
电的物体
导电性能介于导体和绝缘体之间的物体
内部有大量可自由移动的电荷
内部几乎没有能自由移动的电荷
自由电荷数量受光、温度、压强等因素的影响
金属、酸碱盐溶液、石墨、大地
玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油、空气
制作传导电流的电线
隔离带电体
现代电子
科技产品中
硅、锗、砷化镓
知识二、材料的导电性
2. 半导体元件
半导体材料可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。
（1）二极管
外形及电路图中的符号如图所示。有两根引线，一根是正极，一根是负极。
（2）二极管具有单向导电性
（3）发光二极管（LED）
发光二极管在导电时发光，不同的发光二极管可以发出不同颜色的光。
知识二、材料的导电性
1. 超导材料
（1）超导现象
1911年，昂内斯（H. K. Onnes）在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在温度降低到 4.2K（-268.8℃）时汞的电阻值突然降低到几乎为零，从而发现超导现象。
汞电阻随温度变化的图线
（2）超导体
发生超导现象的材料叫超导材料。物质的电阻变为零时的温度叫做这种物质的超导转变温度或超导临界温度。
不同物质的超导临界温度不同。
知识二、材料的导电性
（3）超导材料的特性和应用前景
① 超导输电：超导材料处于超导状态时电阻为零，能够无损耗地传输电能，这意味着用细电线就可以输送极大的电流。
② 超导磁浮：用超导磁浮特性可以实现交通工具的无摩擦运行，可以大大提高交通工具的运行速度。
③ 超导发电机、电动机：用超导材料做导线制作发电机 、电动机的线圈，线圈不会发热，可以大大提高发电机和电动机的效率。
④超导计算机：将超导体应用于电子工业，在低温环境中大大减小这些电子元件的体积和能耗（因不必考虑散热问题，超导电子元件可以做得很小）。
知识二、材料的导电性
2. 纳米材料
（1）概念：纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1～100nm范围内的材料，这大约相当于10～1000个原子紧密排列在一起的尺度。
（2） 特性：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， 如它可以大大提高材料的强度和硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等。
（3）应用
①研制纳米尺度的微小机器；
②用纳米材料制作的导线能大大提高计算机的性能，缩小计算机芯片的体积；
③用纳米技术做成的所谓量子磁盘能増大存储容量。
【例题1】我国首个火星探测器“天问一号”在火星着陆时，其表面温度超过1200℃。为应对这种“极热”考验，我国科学家在探测器的表面涂有自主研发的气凝胶材料。说明这种气凝胶材料的（　　）
A．隔热性好 B．导热性好
C．导电性强 D．延展性强
A
题型训练
题型一、材料的应用
由题意可知，气凝胶材料使用在火星探测器“天问一号”的表面，用来保护内部元件的，防止内部元件因高温损坏，说明这种气凝胶材料的隔热性好。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
题型训练
【例题2】废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再加工后，最适合做电工钳柄外套的是（ ）
A．废铜 B．废铁
C．废橡胶 D．废纸壳
ABC．适合作为电工螺丝刀手柄材料的是绝缘体，废铁、废铜是导体，橡胶是绝缘体，故AB不符合题意，C符合题意；
D．废纸壳在受力的情况下容易变形而遭到破坏，不耐用，而且遇到明火容易被引燃，所以不适合用来做电工钳柄外套，故D不符合题意。
故选C．
C
题型一、材料的应用
题型训练
题型二、认识材料的导电性
【例题3】如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中，通常情况下，属于绝缘体的是（　　）
A．金属杆 B．瓷筒
C．电阻丝 D．金属滑片
ACD．金属杆、电阻丝和金属滑片的材料是金属，容易导电，属于导体，故ACD不符合题意；
B．瓷筒的材料是陶瓷，不容易导电，属于绝缘体，故B符合题意。
故选B。
B
题型训练
题型二、认识材料的导电性
【例题4】小明按导电性能的强弱将材料分为四类，关于这四类材料的相互关系及性能下列论述正确的是（　　）
A．由于超导体没有电阻，所以没有任何实际应用的价值
B．在一定的条件下，导体和绝缘体之间可以相互转化
C．硅、锗、铜等是重要的半导体材料有着广泛的应用
D．金属长导线的电阻一定比金属短导线的电阻大
B
题型训练
题型二、认识材料的导电性
A．若用超导体材料制作输电导线，因导线没有电阻，输电过程中的电能没有损失，故A错误；
B．导体之所以容易导电，是因为导体内存在大量的自由电荷，常温下，玻璃不容易导电，属于绝缘体，但烧红的玻璃能导电，这说明导体和绝缘体之间在一定的条件下可以相互转化，故B正确；
C．铜具有良好的导电性，可制成导线，它不是半导体材料，故C错误；
D．导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，只比较长短无法确定电阻的大小，故D错误。
故选B。
题型训练
题型三、半导体材料的应用
【例题5】如图为北京冬奥会开幕式上的大雪花。它由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面镂空设计，嵌有55万余颗LED灯珠。制作LED灯的核心材料是（　　）
A．超导体 B．半导体
C．导体 D．绝缘体
B
LED的核心材料是用硅等半导体材料做的，工作时发热量很小，发光效率很高，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【例题6】2023年3月8日，某科学团队宣称研制出室温超导。如果这项技术成功，它将可以用于下列哪个用电器（　　）
A．电热毯 B．电熨斗
C．电动机 D．电热水器
C
题型训练
题型四、超导材料的性质及应用
超导体的电阻接近于0，所以只能运用于电动机，减小能量损耗，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【例题7】纳米陶瓷作为高科技材料应用广泛，它具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点，但它不可用于下列哪项技术中（　　）
A．纳米陶瓷刀 B．银行卡芯片
C．“嫦娥二号”外表涂层 D．装浓硫酸的容器
B
题型训练
故选B。
题型五、纳米材料的性质及应用
A．纳米陶瓷耐磨，可用于纳米陶瓷刀，故A不符合题意；
B．银行卡芯片是电子线路，纳米陶瓷不是导体，所以不能用纳米陶瓷来做，故B符合题意；
C．纳米陶瓷耐高温，可用作“嫦娥二号”外表涂层；故C不符合意题；
D．纳米陶瓷耐腐蚀，可用作装浓硫酸的容器，故D不符合题意。
提升练习
第二十章 能源、材料与社会
1. 研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同分类。下列四组能源中，能归入图示阴影部分的一组是（ ）
A．煤炭、地热能、沼气
B．太阳能、风能、海洋能
C．水能、木柴、天然气
D．石油、海洋能、核能
B
提升练习
故选B。
A．地热能是来自于来自地球内部的熔岩的能量，不是来自太阳辐射的能量；
B．太阳能、风能、海洋能都是来自于太阳辐射的能量，都属于可再生可直接获取的一次能源；
C．木柴不属于新能源；D．石油不是新能源，核能属于二次能源．
2. 近年来，全球都在密切关注能源、信息和材料的研究。下列相关说法正确的是（　　）
A．太阳能、风能、可燃冰都是可再生能源
B．光纤通信是利用激光在光导纤维中不断折射传递信息的
C．手机芯片的核心部分主要是由绝缘体材料制成的
D．核电站是利用核裂变释放的核能发电的
D
故选D。
A．太阳能、风能可从自然界不断获取，是可再生能源，可燃冰不是，故A错误；
B．光纤通信是利用激光在光导纤维中不断反射传递信息的，故B错误；
C．手机芯片的核心部分主要是由半导体材料制成的，故C错误；
D．利用核能的方式有核裂变和核聚变，核电站是利用核裂变释放的核能发电的，故D正确。
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3. 下列有关能源的说法，正确的是（　 　）
A．太阳能、风能、石油都属于可再生能源
B．核电站发电利用的是核聚变，将核能转化为电能
C．中科院利用太阳释放能量的原理研发出了“小太阳”，利用的是核聚变
D．光电池将光能直接转化为化学能
C
故选C。
A．煤、石油、天然气是化石能源，化石能源短期内不能从自然界得到补充，不属于可再生能源，故A错误；
B．目前世界上的核电站发电利用的都是可控核裂变技术，故B错误；
C．太阳内部发生的是核聚变，“小太阳”利用核聚变释放能源，故C正确；
D．光电池将光能转化为电能后，又转化为化学能存储在电池中，故D错误。
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（1）若闭合开关LED发光，能判断出蓄电池有电，且a端为蓄电池的 ____ 极；
（2）若闭合开关LED不发光，还应该进行怎样的实验来进行判断？
4. 发光二极管是一种电子元件，简称为LED。图甲是一种LED，它的两根引脚中较长的为正极，较短的为负极。当电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不会发光。现有一旧的蓄电池，它的正、负极标示不清楚了，且不知是否“有电（能给用电器提供电压）”。某同学连接了如图乙所示的电路，用来判断蓄电池是否“有电”，若蓄电池“有电”还能判断出其正负极。
负
见解析
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（1）发光二极管有单向导电性，长脚为正极，短脚为负极，乙所示的电路，闭合开关，LED发光，说明电流是由靠近LED正极的电源的b端流出，依次经过电阻、LED、开关，最后回到电源的a端，则a端是蓄电池的负极。
（2）若闭合开关LED不发光，有可能是LED的正极接了电源的负极，此时电流不能从负极流向正极，LED不会发光，要准确判断电源是否“有电”，要将LED的正负极接线柱的位置对调，重新连接，看LED是否能发光。
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5. 我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度，标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的______能转化为电能，水能是_______ （选填“可再生”或“不可再生”）能源，水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，煤的热值为3.0×107J/kg ，则需要用煤________ 。
机械
可再生
9×1010
水力发电是通过水冲击涡轮机，带动发电机发电，所以是将水的机械能转化为电能。水能能够从大自然源源不断的获取，所以水能是可再生能源。
水电站年均发电量可达1.08×1018J，若这些电量改用煤进行火力发电，效率为40%，则需要用煤
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6. 如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于_____（选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是_______；
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为______能，若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是______ m/s。
6.4
可
15%
机械
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（1）太阳能可以源源不断的获得，属于可再生能源。
（2）转化为的电能为W=UIt=120V×10A×1s=1200J
接收的太阳能总量为Q=8000J，所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为机械能，若转化效率是80%，则每秒钟转化为的机械能为1200J×80%=960J
也就是电动机的功率为960W，根据公式P=Fv，可得该车匀速行驶的速度是
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7. 如图是一种太阳能LED路灯的电路图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上与触点b接触，给电路供电，平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格是“24V 30W”的路灯正常工作3个晚上。求：
（1）路灯正常工作时的电阻；
（2）路灯正常工作时每晚消耗的电能；
（3）若太阳能电池的光电转换效率为18%，
求电池板吸收太阳能的功率。
19.2Ω
1kW
0.3kW h
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（1）由路灯的规格是“24V 30W”可知其正常工作时的电阻为
（2）灯正常工作时每晚消耗的电能为
W=Pt=0.03kW×10h=0.3kW h
（3）路灯正常工作3晚需消耗电能为
W'=3W=3×0.3kW h=0.9kW h
若设太阳能电池吸收太阳能的功率为 ，则有W'=18%×P't‘ 即
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8. 如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到1.8×104kW。该电站在某次涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，潮差为10m，整个过程持续2小时。海水密度为1.03×103kg/m3。试求：
与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保
（1）潮汐发电是将海水的_______ 能转化为电能．
（2）一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？（g＝10N/kg）
（3）一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
（4）请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势．
机械
3.6×104kW h
3.09×1011 J
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（1）因海水具有很大的机械能，故潮汐发电是将海水的机械能转化为电能；
（2）根据题意知，发电机组平均功率约是：P=1.8×104 kw，某次涨潮整个过程持续2小时，所以，这次涨潮过程中发电机组发出的电能约是：
W=Pt=1.8×104 kw×2h=3.6×104 kw h
（3）由于涨潮前水库的水量为106 m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，所以，增加的海水的重力是：
G=mg=ρVg=1.03×103kg/m3×(7×106 m3-106 m3)×10N/kg=6.18×1010 N
又因为潮差为10m，所以上涨的海水重心上升的高度约是5m，即一次涨潮经过电机组的海水的重力做功约是：W=Gh=6.18×1010 N×5m=3.09×1011J
（4）与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保。
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