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实践：制作太阳能烤箱
问题缘起
人们常利用太阳光晾晒物品，甚至烤制食物。下面我们来制作一个太阳能烤箱。
活动方案
任务一：了解人类将太阳能转化为其他形式能量的实例以及太阳能烤箱的原理。
1．下列装置中不是直接利用太阳能的是( )
A．电冰箱 B．太阳灶
C．光电池 D．太阳能热水器
A
2．太阳能的利用有两种方式：①将光能转化为内能加以利用，如________________；②将光能转化为电能，如___________、太阳能电池板。
3．太阳能烤箱是一种利用太阳能进行烹饪的设备，其核心原理是通过聚集和转化_________________来实现食物加热。
太阳能热水器
太阳能路灯
太阳光的热能
任务二：制作太阳能烤箱。
4．如图是根据设计、制作的简易太阳能烤箱。
器材：如纸箱、铝箔纸、透明塑料膜或玻璃板、黑色纸张或油漆、胶水、小木棍等。
制作步骤：
(1)箱体处理：将纸箱内壁(包括底部和四侧)贴满铝箔，光面朝外，用胶带固定。确保平整以_____光散射。在箱底铺黑色纸张或涂黑，______吸热。(均选填“减少”或“增强”)
(2)制作斜角反射板：将箱盖从中间切开，保留一边不切断，形成可开合的两片。在两片箱盖内侧贴铝箔，作为_______阳光的“镜子”。
减少
增强
反射
(3)密封与透光：在箱子顶部开一个略小于箱口的矩形窗口(四周留边)，用塑料膜或玻璃密封窗口，胶带固定边缘确保密闭，目的是防止__________。
(4)角度调节：用木棍撑起箱盖，调整角度使反射的阳光______
(选填“直射”或“斜射”)箱内(根据太阳高度调整，保持反光板与地面之间的夹角大约45°)。
热量流失
直射
(5)测试与使用：将食物放在黑色容器(如涂黑的烤盘)中放入箱内，将烤箱置于阳光直射处，定期调整角度跟踪太阳，晴天条件下，内部温度可达90～120 ℃，需1～2 h即可加热食物(如烤面包、蔬菜等)。
交流评价
5．把太阳能烤箱放在阳光下，尝试加热食物，测试烤箱的加热速度、保温能力等。如果要使太阳能烤箱效率提升，说出你的改进方法：_______________________________________________
___________。
6．在制作或使用过程中应注意的事项：
(1)烤箱温度可能较高，________________。
(2)户外使用时用石头压住箱体，防止倾倒。
在箱内四壁加保温层(如泡沫板)可减少热量流失(合理即可)
避免烫伤
拓展研究
7．太阳通过核_______释放能量，已稳定燃烧约46亿年，预计还能持续约50亿年。当氢燃料耗尽后，太阳将膨胀为红巨星，最终坍缩成白矮星。太阳寿命远超人类文明存在的时间，其能量可视为“近乎无限”的资源。太阳能的开发利用不仅能缓解能源危机，还能减少______________，是可持续发展的关键路径。
聚变
环境污染(共10张PPT)
第二节 跨学科：能源的开发与利用
像太阳能、_______能、_______能以及生物质能等，这类可长期提供或_______的能源属于可再生能源；像煤、石油、天然气和铀矿，这类一旦消耗就__________的能源属于不可再生能源。
核能的开发和利用一般有两种方式：一种是利用_______释放能量；另一种是利用_______释放能量。
风
水
可再生
很难再生
核裂变
核聚变
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。
除太阳能和核能外，清洁的能源还有风能、______能、______能等。
电
热
地热
潮汐
人类对能源的利用
1．(2024·江苏南京)下列能源中，属于可再生能源的是 ( )
A．天然气
B．太阳能
C．煤
D．核燃料
B
2．关于人类利用能源的历史，下列说法中不正确的是( )
A．人类最先使用木材、水力等自然能源
B．蒸汽机是用石油作燃料
C．电和磁的利用，将人类推进电气时代
D．当前核能的开发和利用，成为人类获取能量一个新途径
B
开发核能与重视核安全
3．获取核能有两条途径——重核的裂变和轻核的聚变。如图所示，甲图属于核____变；乙图属于核____变。
裂
聚
4．原子弹都是利用核________产生的能量，而氢弹爆炸利用的是核______产生的能量。(均选填“裂变”或“聚变”)
5．2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”工程全面建成。关于核能的利用，下列说法正确的是 ( )
A．核能是可再生能源
B．“华龙一号”是利用核聚变产生能量
C．核反应堆中的链式反应是不可控制的
D．核废料一般深埋在人烟稀少的地方
裂变
聚变
D
开发新能源
6．下列不属于新能源的是 ( )
A．液化石油气 B．潮汐能
C．风能 D．地热能
7．(2024·广东)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生______(选填“聚变”或“裂变”)，释放出巨大的核能。太阳能属于_____
(选填“可再生”或“不可再生”)能源。请写出太阳能的一个优点：____________________。
A
聚变
可再生
清洁无污染
8． (2023·贵州)我省蕴藏丰富的能源可用于发电，下列发电方式中利用不可再生能源的是( )
D
9．近年来，山川田野间一座座风力发电机组拔地而起。风力发电机是利用风力带动风轮旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，风能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。某型号风力发电机转一圈发电量为2 kW·h，相当于______kg的煤完全燃烧释放的能量。(q煤＝3×107 J/kg)
可再生
0.24(共18张PPT)
第二十一章 能源、材料与社会
第一节 能量的转化与守恒
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______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体，而能量的总量____________。
能量的转移与转化具有__________。因此，任何永动机都是不可能被制造出来的。
在能量转移和转化的过程中，输出的有用能量与输入总能量之比称为________________，通常用百分率表示。
转化
转移
保持不变
方向性
能量转化效率
能量的转移与转化
1． 为了践行绿色低碳发展，中国推行纯电动汽车(如图)。汽车蓄电池充电过程中将( )
A．机械能转化为电能
B．电能转化为机械能
C．电能转化为化学能
D．化学能转化为电能
C
2．下列情境中属于能量转移的是 ( )
A．燃料燃烧时发热
B．用热水袋取暖
C．钻木取火
D．吹电风扇感觉凉快
B
3． 中华艺术“烙画”相传源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为烙铁)在物体上熨出烙痕作画(如图)。电烙铁通电升温的过程是电能_______为内能的过程，“画布”升温的过程是能的_______过程。(均选填“转化”或“转移”)
转化
转移
4．如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是 ( )
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．给蓄电池充电将电能转化为化学能
C．蓄电池放电将化学能转化为电能
D．小风扇工作将化学能转化为机械能
D
能量守恒定律
5．关于能量守恒定律，下列说法正确的是 ( )
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转移和转化的过程中，总量保持不变
D．热机在工作的过程中，不遵循能量守恒定律
C
6．如图所示，荡秋千是小时候都玩过的游戏。小红荡秋千从最高点向最低点摆动的过程中，将重力势能转化为_____能。秋千荡起的高度越来越低，最后会停下来，该过程中小红的机械能______，总的能量________(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
动
减小
不变
7． 如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，分析图片后可知，小球在上升时，它的动能_______。小球在弹跳的整个过程机械能________(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是____________________________。
减小
减小
有一部分机械能转化为内能
能量转移和转化的方向
8．汽车在刹车过程中，因摩擦将_______能转化为地面、轮胎和空气的____能。转化后，这些能将无法再自动地转化为使汽车行驶所需的能量，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，能量的总量保持________。
机械
内
方向
不变
能量转移和转化的效率
9．下列器具中，加热食物时，能量转化效率最高的是 ( )
D
10．某热水器燃烧消耗10 cm3天然气给水加热，水吸收的热量为120 J，消耗的天然气(天然气的热值为36 J/cm3) ( )
A．燃烧过程中将内能转化为化学能
B．完全燃烧放出的热量都被水吸收
C．燃烧放出的全部能量不会自动聚集起来
D．热水器的能量转化效率为25%
C
11．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 ( )
A．(1)(2)(3)(4) B．(2)(3)(4)(1)
C．(2)(1)(3)(4) D．(1)(3)(4)(2)
C
12． 即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的( )
A．重力势能
B．内能
C．动能
D．化学能
A
13．(多选)如图反映了一台机器正常工作时能量流向情况，下列说法正确的是 ( )
A．该图说明了能量可以发生转化
B．该图说明了能量可以发生转移
C．该机器遵循能量守恒定律
D．该机器的效率为75%
ABC
14．火箭发射升空时，燃料的化学能转化为____能，再转化为火箭的机械能。这个过程中火箭的机械能_________(选填“守恒”或“不守恒”)。
内
不守恒
15． 我国的电动车特别多，不过续航里程依旧是电动车让人头疼的地方，有位网友想了一个办法：在电动车的前轮上装一个发电机，一边行驶一边发电，然后给蓄电池充电，蓄电池再带动后轮的电动机转动，这样就可以无限里程行驶了。你认为这位网友的想法正确吗？__________，理由是___________________________。
不正确
违背了能量守恒定律
16．用绳子把一个铁锁悬挂起来，把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动(如图所示)，铁锁由位置a沿弧线abc向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动。从能量的转化和守恒的角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
答：不能；铁锁摆动时要克服空气阻力做功，有一部分能量转化为了内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会到达位置a，即不会碰到鼻子。(共10张PPT)
第三节 跨学科：材料的利用与开发
根据材料的导电性能，材料可分为______、_______及_______三大类。铜、铝是最常用的电的良导体。
半导体材料的导电性能介于_______与_______之间。超导材料是一种电阻值可降为零的材料。
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。
导体
半导体
绝缘体
导体
绝缘体
1～100 nm
人类早期对材料的利用
1．人类早期对材料的利用依次为石器时代、_______器时代和_______器时代。
青铜
铁
导电性材料的利用与开发
2．下列物体通常情况下属于导体的是 ( )
A．橡胶轮胎 B．塑料直尺
C．陶瓷茶杯 D．铁钉
3．(2024·毕节期末)某品牌手机的折叠屏由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管核心的材料是( )
A．导体 B．半导体
C．绝缘体 D．超导体
D
B
开发新材料
4．近来，“室温超导”迅速走红，超导材料是指一种低温下电阻为零的材料，在人们的生产和生活中将得到越来越广泛的应用。假如科学家能研制出室温下的超导材料，那么它最适合做 ( )
A．白炽灯的灯丝
B．电吹风的电热丝
C．输电导线
D．滑动变阻器的电阻线
C
5． 中科院纳米所的科研人员研制出一种“超级保温材料”，实验测试显示，在－60 ℃环境中，其保温能力是棉纤维的2.8倍，这体现了该材料的( )
A．导电性好
B．导热性差
C．硬度大
D．密度大
B
信息、能源和材料的综合易错
6．下列关于信息、能源、材料的说法，正确的是 ( )
A．太阳能属于不可再生能源
B．半导体二极管具有单向导电性
C．电磁波不能在真空中传播
D．电话的听筒主要利用了电流的热效应
B
7．(贵州贵阳)数千年来，寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一。半导体材料的应用促进科技日新月异的发展，这意味着人类已经步入了 ( )
A．石器时代 B．青铜器时代
C．铁器时代 D．“硅器”时代
D
8．嫦娥六号探测器使用的纳米气凝胶材料能在“极热”和“极寒”的严酷环境下，保证探测器正常工作。这种材料还具有超轻特性，它的质量是同体积水的0.015倍。下列说法不正确的是(ρ水＝1.0×103 kg/m3) ( )
A．纳米气凝胶具有耐高温的性能
B．纳米气凝胶的质量小，所以具有超轻特性
C．纳米气凝胶具有极差的导热性
D．纳米气凝胶密度约为0.015 g/cm3
B
9．国内AI大模型DeepSeek火爆全球，其后台高算力芯片是由碳化硅、氮化镓等____________(选填“半导体材料”“超导体材料”或“纳米材料”)制成的。
半导体材料
