(共20张PPT)
实 践 制作太阳能烤箱
阅读材料,回答下列问题。
太阳能烤箱:阳光里的烹饪魔法
在科技与环保并行的当下,一种神奇的烹饪工具走进了我们的视野,那就是太阳能烤箱。它无需电力,仅依靠太阳的光芒,就能将食物慢慢烘熟,为我们带来独特的美食体验。
从古代人类利用阳光晾晒物品,到如今借助先进技术将太阳能转化为烹饪的能量,人类对太阳能的探索从未停止。太阳能烤箱正是这一探索的成果之一,它的工作原理并不复杂,主要涉及光的反射和能量的转化。
当阳光照射到太阳能烤箱的反光板上时,反光板会将光线集中反射到烤箱内部。这一步利用了光的反射原理,就像我们用镜子反射光线一样,让更多的太阳光汇聚到一个点上,从而提高烤箱内部的温度。而在能量转化方面,太阳能烤箱将太阳的光能转化为食物的内能。太阳光携带的能量被烤箱吸收后,通过热传递的方式传递给食物,使食物的温度升高,最终达到烹饪的目的。
在制作太阳能烤箱时,我们需要考虑多方面的因素。材料的选择至关重要,比如,反光板需要选择反光性能好的材料,如镜面不锈钢,这样才能更有效地反射太阳光。箱体则需要考虑导热性和保温性能,导热性好的材料能更快地将热量传递给食物,而保温性能好的材料能减少热量的散失,让烤箱内部的温度保持稳定。同时,烤箱的结构设计也不容忽视,合理的结构能让光线更集中地反射到食物上,提高加热效率,比如,反光板的角度和位置都需要经过精心调整,以确保最大程度地接收和反射太阳光。
使用太阳能烤箱烹饪食物,不仅环保节能,还能让我们在享受美食的同时,体验到科技与自然的完美结合。它让我们更加深刻地认识到太阳能作为一种清洁、可再生能源的巨大潜力。
1.太阳能烤箱工作时,能量转化是 ( B )
A.太阳能→机械能 B.太阳能→内能
C.内能→太阳能 D.机械能→太阳能
B
2.太阳能烤箱利用 原理来聚集能量 ( B )
A.光的折射 B.光的反射
C.光的直线传播 D.光的色散
B
3.以下哪种材料适合制作太阳能烤箱的反光部分 ( D )
A.透明玻璃 B.黑色塑料
C.白色纸板 D.镜面不锈钢
D
4.在相同条件下,太阳能烤箱的加热速度与 有关 ( D )
A.太阳光强度 B.烤箱的保温性能
C.反光材料的效率 D.以上都是
D
5.制作太阳能烤箱时,箱子的颜色选择 更有利于吸热 ( B )
A.白色 B.黑色
C.红色 D.蓝色
B
6.以下哪种情况会降低太阳能烤箱的效率 ( D )
A.阳光充足
B.反光材料干净
C.烤箱密封良好
D.反光材料角度不合适
D
回归教材(四) 教材素材与变式4
1.(沪科九物全P198能量守恒定律内容改编)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,而能量的总量 保持不变 。
消灭
创生
保持不变
2.(沪科九物全P199图21-5改编)如图所示,小球摆动时,势能与动能不断地相互转化。当小球到达最高处时, 势能 最大;随着小球的下降,势能逐渐减小,动能逐渐增大,势能转化为动能;当小球下降到最低点时,势能最小, 动能 最大。
第2题图
势能
动能
3.(人教九物全P189 图22.1-1改编)如图所示,蒸汽机工作的过程是将 内能 转化为 机械能 。
第3题图
内能
机械能
4.(人教九物全P193T2改编)今天我们使用的煤、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,称为化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源,我们称为 一次能源 ,风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。电能 不属于 一次能源,它通常是由其他形式的能转化而来的,最终还要转化为光能、内能、动能等。
一次能源
不属于
5.(人教九物全P194文字材料改编)质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或结合是极其困难的。但是,一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合,就有可能释放出惊人的能量,这就是 核能 。
核能
6.(沪科九物全P205图21-17改编)“烛龙一号”是我国研发的首款碳-14核电池,它利用如图所示的核反应来释放能量。下列说法中正确的是 ( C )
第6题图
A.该反应与氢弹爆炸的核反应类型相同
B.参与该核反应的中子带正电荷
C.释放的中子可以引发新的核反应
D.核反应释放出巨大的能量违背能量守恒定律
C
7.(北师九物全P230T2改编)核电站发电的过程中,能量的转化过程为 ( B )
A.核能→机械能→内能→电能
B.核能→内能→机械能→电能
C.核能→电能→机械能→内能
D.核能→电能→内能→机械能
B
8.(北师九物全P237T2改编)下列对能源的认识,正确的是 ( B )
A.自然界的能源是守恒的,永不枯竭
B.太阳的能量给地球带来了云、雨、风浪和滔滔江河
C.自然界可以长期为人类提供煤、石油、天然气等可再生能源
D.剧烈的核反应会发生强烈的爆炸,人类无法利用核能
B(共7张PPT)
第三节 跨学科:材料的利用与开发
人类早期对材料的利用
1.关于青铜,下列说法中正确的是 ( A )
A.它是锡和铜的合金
B.具有熔点低、硬度低、可塑性强等特点
C.青铜器时代,人们已经可以利用青铜建立高楼大厦
D.青铜是可再生资源
导电性材料的利用与开发
A
2.核心素养·物理观念关于半导体,下列说法中正确的是 ( C )
A.任何情况下半导体都是不导电的
B.半导体就是长度只有导体一半的导体
C.半导体广泛应用于各种电子设备
D.常温下半导体的电阻为零
C
3.我国科学家发明了一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘。这种材料适合制造下列哪种物品 ( A )
A.消防服 B.晾衣架
C.自行车支架 D.输电导线
A
开发新材料
4.(2025·陕西一模)如图所示的是我国自主设计的登月服“望宇”,该登月服可以应对真空、-180 ℃至120 ℃的温差、高辐射、月尘侵蚀等挑战,并具有轻便的特点。关于制造“望宇”登月服的材料具备的物理属性,下列说法中正确的是 ( B )
第4题图
A.导热性好 B.强度高
C.密度大 D.弹性好
B
5.(2025·聊城一模)下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述,其中描述超导体的是 ( A )
A.在特定温度下电阻为零,可用于高效输电
B.电阻随温度升高而减小,常用于制造电子元件
C.具有极高的强度,广泛用于建筑材料
D.导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路
A
6.纳米材料所特有的性能及应用是 ( D )
①大大提高材料的强度和硬度
②降低烧结温度
③提高材料的磁性
④能制作高贮存密度的量子磁盘
⑤纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
A.只有①
B.只有①②
C.只有①②③⑤
D.①②③④⑤都是
D(共5张PPT)
章末复习
1.能源的分类
分类标准 类型 定义 实例
可否再生 可再生能源 可以再生的能源 风能、水能、太阳能等
不可再生能源 一旦消耗就很难再生的能源 化石能源、核能等
2.区分能量的转移与转化
能量转移 能量转化
概念 能量从一个物体转移到其他物体,或从物体的某一部分转移到另一部分的过程 能量由一种形式转化为其他形式的过程
特征 变化前后能量的形式相同 变化前后能量的形式不同
3.利用太阳能的两种方式
4.开发利用核能的两种方式
光转化为电 太阳能电池 太阳能→电能
光转化为热 太阳能热水器 太阳能→内能
核裂变 核聚变
较重的原子核裂变为较轻的原子核 较轻的原子核结合成为较重的原子核
核电站:可控核裂变——核反应堆 原子弹:不可控核裂变 可控核聚变:尚未实现
氢弹:不可控核聚变
能量的转移与转化：能量不但可以从一个物体转移到其他
物体，而且可以从一种形式转化为其他形式
能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从
能量的转化
种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物
体，而能量的总量保持不变
与守恒
能量转移和转化的方向：能量的转移和转化具有方向性
能量转移和转化的效率：在能量转移和转化的过程中，输
出的有用能量与输入的总能量之比称为能量转化效率，通
常用百分率表示
第二十一章
分类：可再生能源、不可再生能源
人类对能源的利用
种类：煤、石油、天然气、电能等
能源与环境
跨学科：能源的
分类：核裂变、核聚变
开发与利用
开发核能与重视核安全
能源
应用：原子弹、氢弹、核电站
核废料的处理
、材料与社会
太阳能：光电转换、光热转换
风能：风力发电
开发新能源
地热能：地热发电
潮汐能：潮汐发电
人类早期对
天然材料：木材、棉花、陶土等
材料的应用
人造材料：塑料、合金等
跨学科：材料的
导体
导电性材料的
开发与利用
利用和开发
半导体
绝缘体
超导材料：超导现象、超导磁浮
实践制作太阳能烤箱
开发新材料
纳米材料：合成材料的基本单元大
小限制在1~100nm范围内的材料(共11张PPT)
第一节 能量的转化与守恒
能量的转移与转化
1.关于能量转化,下列说法中错误的是 ( A )
A.干电池对外供电时,电能转化为化学能
B.发电机工作时,机械能转化为电能
C.电饭锅在煮饭时,电能转化为内能
D.电风扇工作时,电能主要转化为机械能
A
2.传统文化中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水,下球中装有乙醚(极易汽化),汽化后气压增大将乙醚压入上球,重心上移“低头喝水”(如图乙所示);上、下球通过管连通,乙醚流回下球,恢复图甲所示的状态,如此反复。“饮水鸟” 不是 (选填“是”或“不是”)永动机,其能量转化 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
第2题图
不是
遵循
能量守恒定律
能量转移与转化的方向
3.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。下列几幅图按能量转化的顺序排列正确的是 ( C )
甲 树木 乙 太阳
丙 燃煤电厂 丁 空调
第3题图
A.甲乙丙丁 B.乙丙丁甲
C.乙甲丙丁 D.甲丙丁乙
C
能量转移和转化的效率
4.(2025·泰州一模)将小球水平抛出,其部分运动轨迹如图甲所示,小球在运动过程中经过A、B两点,在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示。若A、B两点为图甲中①②③点中的某两点,则B点可能是其中的 ① (选填“①”“②”或“③”)点,整个能量转化的过程中,能的总量 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
①
守恒
第4题图
5.(2025·济南二模)现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电,将机械能转化为电能储存起来,但轮胎与地面摩擦会产生大量内能,这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的,这是因为能量的转移和转化具有 方向性 。此种“能量回收装置”工作时 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
方向性
遵循
6.常用的打火机从打火方式上可分为两种:一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火,另一种是用能产生高压电的装置打火。从能量转化的角度看,前者是将 机械 能转化为 内 能,后者是将 电 能转化为 内 能。
机械
内
电
内
7.核心素养·科学态度与责任文艺复兴时期,意大利的达·芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为,在轮子转动过程中,右边的小球总比左边的小球离轮心更远些,在两边不平衡的力的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息,而且可以不断地向外输出能量。下列说法中正确的是 ( C )
第7题图
A.装置所具有的机械能始终不变
B.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
C.如果没有能量补充,装置最终会停下来
C
D.根据能量守恒定律,装置可以一直转动下去
8.我国某企业生产的油电混动汽车,可以以纯电模式行驶,也可以以燃油模式行驶。充电桩每次给该车充电50 min,汽车获得电能25 kW·h,这些电能在纯电模式下可以供汽车以100 km/h的速度匀速行驶1.35 h。已知汽车受到的阻力恒为600 N。
(1)充电桩的输电线很短很粗,目的是 减小输电线的电阻 ,从而减少充电过程中输电线产生的热量。
(2)上述充电过程中充电桩对汽车的平均充电功率是多少
(3)汽车在纯电模式下行驶过程中的能量转化效率是多少
减小输电线的电阻
(4)若在燃油模式下也以100 km/h的速度匀速行驶,发动机的效率为36%,则匀速行驶1.35 h需要耗汽油多少千克 (q汽油=4.6×107 J/kg,结果保留两位小数)
解:(2)充电过程中充电桩对汽车的平均充电功率P===30 kW。
(3)由v=可得,行驶路程s=vt=100 km/h×1.35 h=135 km=1.35×105 m,
因为匀速行驶,F=f=600 N,行驶过程中克服阻力做功W有=Fs=600 N×1.35×105 m=8.1×107 J,
(2)上述充电过程中充电桩对汽车的平均充电功率是多少
W总=25 kW·h=25×3.6×106 J=9×107 J,能量转化效率η=×100%=×100%=90%。
(3)汽车在纯电模式下行驶过程中的能量转化效率是多少
(4)由η=×100%可得,在燃油模式下汽车行驶过程中的总能量E总===2.25×108 J,
由E总=mq可得需要耗汽油的质量m==≈4.89 kg。
答:(2)充电过程中充电桩对汽车的平均充电功率是30 kW。(3)汽车在纯电模式下行驶过程中的能量转化效率是90%。(4)需要耗汽油约4.89 kg。
(4)若在燃油模式下也以100 km/h的速度匀速行驶,发动机的效率为36%,则匀速行驶1.35 h需要耗汽油多少千克 (q汽油=4.6×107 J/kg,结果保留两位小数)(共6张PPT)
第二节 跨学科:能源的开发与利用
人类对能源的利用
1.(2025·山西一模)人类的生存和发展与能源有着密切的关系。关于能源和能量,下列说法中正确的是 ( C )
A.核电站利用核聚变发电
B.化石能源是一种较为理想的清洁能源
C.能量的转化和转移是具有方向性的
D.太阳能是可以直接从自然界获得的不可再生能源
开发核能与重视核安全
C
2.(2025·江苏)如图所示的是某核电站的发电流程图,关于核电站发电的过程,下列说法中正确的是 ( A )
第2题图
A.核反应堆中发生的是核裂变
B.核反应堆将核能转化为电能
C.汽轮机工作时,将内能转化为电能
D.发电机工作时,将内能转化为电能
A
开发新能源
3.核心素养·科学态度与责任关于能源与环境,下列说法中正确的是 ( D )
A.光的应用不会造成环境污染,城市建筑可以随意使用玻璃幕墙
B.彩电、空调等家用电器在使用时不会对人和环境产生任何不利的影响
C.石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏
D.太阳能是一种无污染、可再生的新能源
D
4.科技强国2025年5月14日,我国自主研发的三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电站5号机组实现连续安全稳定运行1 000天,持续向社会稳定输送清洁电能超370亿千瓦时。核电站的能源来源于一座功率很大的核反应堆,核反应堆主要利用图 甲 (选填“甲”或“乙”)所示的过程获得能量,该反应过程在核反应堆里是 可控 (选填“可控”或“不可控”)的,核能是一种
不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
第4题图
甲
可控
不可再生
5.我国用1.2万块镜子和熔盐建成首批国家光热示范项目——甘肃敦煌100 MW熔盐塔式太阳能光热电站,如图所示的是其工作原理图。请在空白方框内填写合适的内容,完成光热电站发电的主要能量转化流程图。
第5题图
