第6章 能源与可持续发展
第1节 能量的多种形式 第2节 能量的转化与守恒
第3节 珍惜大自然
基础过关练
题组一 能源的分类与开发利用
1.作为新型燃料,从环保角度来看,氢气具有的突出特点是 ( )
A.在自然界里存在氢气
B.氢气轻,便于携带
C.氢气燃烧污染小
D.氢气燃烧发热量高
2.下列供热方式最有利于环境保护的是 ( )
A.用煤作燃料供热
B.用石油作燃料供热
C.用天然气或煤气作燃料供热
D.用太阳能灶供热
题组二 能量的转化与守恒
3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是 ( )
A.太阳能→电能→机械能
B.太阳能→机械能→电能
C.电能→太阳能→机械能
D.机械能→太阳能→电能
4.下列说法正确的是 ( )
A.随着科技的发展,永动机是可以制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化成其他能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
C.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
5.(多选)为了探究能量的转化与守恒,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上,如图所示。让该装置从不太陡的斜面上A处由静止滚下,到斜面上B处停下,发现橡皮筋被卷紧了,接着铁罐居然从B处自动滚了上去。下列关于该装置能量转化的判断正确的是 ( )
A.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为动能
B.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为弹性势能
C.从B处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能
D.从B处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能
6.(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象所包含的相同物理过程是 ( )
A.物体克服阻力做功
B.物体的动能转化为其他形式的能量
C.物体的势能转化为其他形式的能量
D.物体的机械能转化为其他形式的能量
题组三 自然过程的方向性
7.下列关于能量和能源说法正确的是 ( )
A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源
B.在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少
C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造
8.下列说法正确的是 ( )
A.汽车在平直公路上匀速行驶,能量守恒,不用耗油
B.内能不能转化为动能
C.电动机工作时把电能全部转化为机械能
D.自然界中能量的转化和转移是有方向性的
9.根据能量转化与转移的方向性,下列判断不正确的是 ( )
A.电流的电能可以全部转变为内能
B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部转变为电能
C.在热机中,燃气内能不可能全部转化为机械能
D.在热传导中,热量不可能自发地从高温物体传向低温物体
10.地球上有大量的海水,若使海水温度降低0.1 ℃就能释放出5.8×1023 J的热量。有人设想一热机将海水放出的热量完全转化为机械能,这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的,其原因是 ( )
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足能量守恒定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性
D.上述三种原因都不正确
题组四 能量转化的计算
11.下面是晓阳同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料:太阳能是人类最基本的能源,它无污染、无费用,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长,当太阳光照射地面时,在1 m2地面上1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,目前已经广泛地出现在我们的生活中。
晓阳同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告:
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间(1 kg的水,温度每升高1 ℃需要吸收的热量为4.2×103 J)
(2)与效率为80%的电热水器相比,用这种热水器每天节约多少电能
答案与分层梯度式解析
第6章 能源与可持续发展
第1节 能量的多种形式
第2节 能量的转化与守恒
第3节 珍惜大自然
基础过关练
1.C 2.D 3.A 4.C 5.BD
6.AD 7.B 8.D 9.D 10.C
1.C 从环保角度看,氢气燃烧生成水,对环境污染小,故C正确。
2.D 煤、石油、天然气等燃料的利用,使人类获得大量的内能。但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分,使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气。而太阳能是一种无污染的能源,有利于保护环境,故D正确。
3.A 太阳能电池板将太阳能转化为电能,小电动机将电能转化为机械能,故选A。
4.C 由能量守恒定律和能量的转移和转化具有方向性,可知永动机不可能制成,A错误;能量不可能凭空消失,B错误;能量也不可能凭空产生,C正确,D错误。
5.BD 在A处和B处时铁罐的速度为零,动能为零,所以从A处到B处是重力势能转化为弹性势能,故A项错误,B项正确。从B处又滚到最高处的过程是弹性势能转化为重力势能,故C项错误,D项正确。
6.AD 行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下来是由于受到摩擦力,即克服阻力做功,该过程中把机械能转化为内能;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰,即其与空气摩擦生热,把机械能转化为光能和内能,其过程也是克服阻力做功;降落伞在空中匀速下降,该过程中,其动能不变,重力势能减小,故机械能减小,即减小的机械能转化为内能,也是克服阻力做功;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流,该过程是电磁感应现象,即将机械能转化为电能,也是克服阻力做功的过程。据上面的分析不难看出,上述四个过程中均是克服阻力做功,均是消耗了机械能,或转化为内能,或转化为光能,或转化为电能,都是把机械能转化为其他形式能的过程。故选A、D。
7.B 自然界的能量守恒,但由于可用能源是有限的,故需要节约能源,A错误;根据能量守恒,在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,B正确;能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性,C错误;人类可以不断地开发和利用新能源,但是能量不可以被创造,D错误。
8.D 能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性,选项D正确。
9.D 根据热传导过程中能量转移的方向性,可知D项说法错误;根据内能与机械能之间转化的方向性,可知B、C项说法正确;电能可以全部转变为内能,A项说法正确。
10.C 内能可以转化为机械能,如热机,故A错。内能转化成机械能的过程满足能量守恒定律,故B错。热机不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功,而不引起其他变化,C对,D错。
11.答案 (1)3.9 h (2)2.9 kW·h
解析 (1)设光照时间为t,k=1.0×103 J/(s·m2),水吸收的热量Q吸=cm(T-T0)=4.2×103×100×(45-25) J=8.4×106 J
太阳能热水器传给水的热量Q放=kStη
因为Q吸=Q放
所以t== s=1.4×104 s≈3.9 h
(2)由Q吸=Wη1得
W== J=1.05×107 J≈2.9 kW·h。
7(共5张PPT)
1.多种形式的能量
(1)机械能包括动能、重力势能和弹性势能等。
(2)内能指分子无规则运动的动能和分子势能的总和。
(3)电能是指电以各种形式做功的能力。
(4)光能是光具有的能量。
(5)化学能是储存在食物或燃料等物质中的能量。
(6)核能是由于物质的原子核结构发生变化而释放的能量。
第1节 能量的多种形式 第2节 能量的转化与守恒 第3节 珍惜大自然
知识 清单破
知识点 1 能量的多种形式
2.可再生能源与不可再生能源
(1)分类:能源可分为一次能源和二次能源。
(2)一次能源:指直接取自自然界、未经加工转化的能源,可分为可再生能源和不可再生能源。
(3)二次能源:指由一次能源加工转化而成的能源产品。
(4)利用太阳能的方式:光电转换、光热转换和光化学转换。
(5)氢能源是目前最清洁的能源。
1.能量守恒定律:在一个孤立的系统里,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种
形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,在转化或转移的过程中,能量的总量
保持不变。
2.能量守恒定律否定了制造第一类永动机的可能性。
知识点 2 能量的转化与守恒
1.自然界的宏观过程具有方向性,是不可能自动地逆向进行的。
2.熵是用来描述分子运动的无序程度的物理量。熵越高,就意味着系统越无序;熵越低,就意
味着系统越有序。
3.熵就是某一系统中存在的一定单位的无效能量的总和。熵的增加就意味着无效能量的增
加,有效能量的减少。
知识点 3 珍惜大自然
1.太阳能、生物质能、海洋能属于可再生能源。 ( )
2.各种能量之间可以转移或转化,但总量保持不变。 ( )
3.机械能可以全部转化为内能,而内能不能自发地全部转化为机械能。 ( )
4.熵越大说明系统内分子运动的无序性越大。 ( )
5.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加。 ( )
不同形式的能量可以转化,转化过程中能量是守恒的,自然界中某种形式的能量减少,
必然对应另一种形式的能量增加。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
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