【新教材】教科版11.1 跨学科实践：能量从哪里来 学案 及 答案

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【学习目标】
1.了解能量的多样性及其转化形式，建立“能量转化链”的系统认知；
2.通过对案例的分析，构建能量转化的逻辑链条，培养逻辑推理的能力；
3.通过流程图、数据表可视化能量追踪过程，提升信息整合与表达能力。
重点：能量转化的应用。
难点：对复杂系统中能量流动的追踪与分析。
【自主学习】
1.物理学告诉我们，世界在不停地______。运动与______密切相关，运动在不断变化，能量也在不断______。
2.多种多样的运动形式，对应着不同的能量（请将下列能量填写完整）：
(1)在空中运动的球具有________________；
(2)太阳由于内部原子核的剧烈变化而具有____________；
(3)暖气片由于内部水分子的热运动而具有________；
(4)弹簧由于被拉伸或压缩而具有________；
(5)电流由于具有________而能做功。
3.能量的转化和转移，随时随地都在发生。如球从高处下落，速度加快，忽略空气阻力，是____________转化为________的过程；暖气散热，室内如春，是因为________从暖气转移到空气中。
4.我们生产、生活中利用的能量，大都来自________。
【归纳整理】
【课堂练习】
1.关于日常生活中常见的能量及其应用场景的对应不正确的是（ ）
A.电能：用于照明、驱动电器设备 B.内能：用于加热食物、供暖
C.机械能：汽车行驶、燃料燃烧 D.化学能：电池供电、食物消化
2.关于能量转化过程，下列说法正确的是（）
A.太阳能热水器是将内能转化为太阳能 B.风力发电是将机械能转化为内能
C.煤燃烧是将化学能转化为内能 D.电冰箱是将电能转化为内能
3.列举两种除太阳能热水器之外，人类间接利用太阳能的实例，并说明其工作时的能量转化情况。
实例1：____________________________________。
实例2：____________________________________。
4.一粒水稻种子从土壤到餐桌，经历了哪些能量转移和转化的过程？
能量转化：____________________________________。
能量转移：____________________________________。
【课后巩固】
知识点1：形形色色的能量
1.你们知道生活中有哪些常见的能量形式？请举出两例：_________、_________。
2.各种运动形态所对应的能量形式。
（1）阳光普照大地使万物复苏具有的能量____________
（2）被拉弯的弓具有的能量____________
（3）狂风摇撼大树具有的能量____________
（4）正在发光的电灯具有的能量____________
（5）原子核内具有的能量____________
（6）煤、汽油存储的能量____________
（7）物体内部的分子运动具有的能量____________
3.“绿水青山就是金山银山。”随着人们环保意识的增强，太阳能越来越多地被应用于生产、生活实践当中。
（1）请举例说明目前人们直接利用太阳能的两种方式。
（2）该太阳能游船工作的实质是将太阳能最终转化成什么能？
知识点2：追踪能量的流动
4.皮球由静止开始下落至地面，经多次反弹后静止在地面上。从皮球开始下落到最终静止的过程中，下列说法正确的是（　　）
A.机械能不守恒 B.重力一直做正功 C.重力势能一直在减少 D.重力一直做负功
5.把一个皮球从高处由静止开始下落，落到地面后又被弹起，这样反复几次，最后会停了下来，请你分析动能和势能转化情况。另外，想想看，皮球停下时，它的能量到哪里去了？
6.设计一个实验证明皮球落地时发生了形变，并回答下列问题：
①谈谈一只皮球从高处由静止落下又弹起时，整个过程中皮球机械能的转化过程。
②指出皮球在哪几个位置动能为零。
③即使不计空气阻力，皮球落地弹起后也不能再回到原来高度，这是为什么？
④怎样抛出皮球，才能使它弹跳到高于抛出时的位置，说明理由。
1.三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。下列说法正确的是（　　）
A.水力发电是将电能转化为机械能
B.水能是一次能源，电能是二次能源
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能，用来发电
D.机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
2.近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（　　）
A.风能和太阳能都属于不可再生能源B.用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C.用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能D.重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
3.近年来，我国科技创新突飞猛进，各种新技术、新能源、新材料等科技成果不断涌现。有关说法中正确的是（）
A.固态可燃冰属于二次能源 B.水能、风能、太阳能属于可再生能源
C.核聚变获得核能的方式与普通核电站一致 D.LED屏幕主要是由超导材料制成的
4.下列关于能源和信息说法正确的是（）
A.现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
B.煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于可再生能源
C.手机是利用电磁波来传递信息的
D.我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
5.为落实双碳战略，实现2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，国家大力发展清洁能源，下列属于清洁能源的是（）
A.煤　　　　　　　　　　B.石油　　　　　　　　　　C.焦炭　　　　　　　　　D.太阳能
6.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
7.发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　）
A.煤、石油属于可再生能源B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C.能量是守恒的，我们不需要节约能源D.核电站是利用核聚变释放的能量进行发电
8.我国在能源、材料和通信等领域都取得了巨大成就。下列说法中正确的是（　　）
A.可燃冰、石油都属于可再生能源
B.“超导材料”可以用于制作输电导线
C.地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信
D.核聚变装置“中国环流器二号M”获得核能的方式与核电站相同
9.“C919”是我国独立研发的第一款大飞机，它的试飞成功标志着我国航空技术又一重大突破，下列关于“C919”的说法正确的是（　　）
A.所用的航空煤油是可再生能源
B.飞行时飞行员通过电磁波与地面塔台联系
C.飞行时利用流体流速越大压强越大的原理获得向上的升力
D.加速升空时机械能不变
10.南京石臼湖特大桥以“天空之镜”的美景成为网红打卡地。
（1）桥在水中的倒影看上去比桥暗，是因为一部分光发生了________进入水中；
（2）桥上设置有太阳能雷达测速仪，它是通过________波将信息传递到云平台的。太阳能是__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（3）泛舟湖上，戴着冰袖可以减少阳光中________外线的照射，避免伤害皮肤。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
1.运动；能量；转化和转移
2.(1) 机械能（动能和重力势能）
(2) 太阳能（核能）
(3) 内能
(4) 弹性势能
(5) 电能
3.重力势能；动能；内能
4.太阳
【课堂练习】
1.C
2.C
3.实例1：太阳能电池板，太阳能转化为电能
实例2：绿色植物的光合作用，太阳能转化为化学能（或煤炭发电，化学能→内能→机械能→电能，合理即可）
4.能量转化：太阳能转化为水稻的化学能；化学能通过燃烧/消化转化为内能（或水稻加工过程中电能转化为机械能等）
能量转移：水稻生长过程中，土壤的内能、水分的能量转移到水稻中；烹饪时，火焰的内能转移到水稻制品中（合理即可）
【课后巩固】
知识点1：形形色色的能量
1.电能；内能（或机械能、化学能等，任意两例即可）
2.(1) 太阳能
(2) 弹性势能
(3) 机械能（动能）
(4) 电能和光能（内能）
(5) 核能
(6) 化学能
(7) 内能
3.(1) ①太阳能热水器，直接将太阳能转化为内能；②太阳能电池板，直接将太阳能转化为电能
(2) 最终转化为机械能（使游船运动）
知识点2：追踪能量的流动
4.A
5.动能和势能转化：下落时，重力势能转化为动能；触地反弹时，动能转化为弹性势能，弹性势能再转化为动能和重力势能；上升时，动能转化为重力势能。多次反弹过程中，机械能不断损失，最终静止。
能量去向：皮球的机械能通过与地面碰撞、克服空气阻力做功，转化为内能和声能。
6.实验设计：将皮球蘸上墨水，从高处落下砸在白纸上，白纸上会留下皮球的凹陷痕迹，证明皮球落地时发生形变。
① 下落：重力势能→动能；触地：动能→弹性势能；反弹：弹性势能→动能+重力势能；上升：动能→重力势能。
② 皮球在最高点、触地形变最大时、反弹到最高点时，动能为零。
③ 皮球落地时发生形变，有一部分机械能转化为内能，机械能损失，因此无法回到原高度。
④ 用力向下抛出皮球；理由：用力抛出时，会给皮球一个初动能，使皮球的初始机械能更大，弹起后能转化的重力势能更多，从而跳到高于抛出时的位置。
【能力提升】
1.B
2.D
3.B
4.C
5.D
6.A
7.B
8.B
9.B
10.(1) 折射
(2) 电磁；可再生
(3) 紫
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