课件35张PPT。课件26张PPT。第18课时 能量的转化与守恒
一、选择题
1．(成都中考)2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是( C )
A．目前核电站都是通过核聚变反应来释放核能
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素
2．(凉山中考)近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是( D )
A．太阳能转化为电能
B．电能转化为风能
C．水能转化为电能
D．风能转化为电能
3．(2017枣庄中考)2017年5月18日，我国首次在南海神狐海域试采“可燃冰”
(天然气水合物)成功，下列关于“可燃冰”的叙述正确的是( B )
A．“可燃冰”外形像冰，是天然气冷却后得到的固体
B．因为“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物，被科学家誉为“绿色能源”
C．在通常状况下，天然气和水可以结合成“可燃冰”
D．“可燃冰”的主要成分为乙烷
4．(2017武汉中考)如图所示是试验中的无人驾驶太阳能汽车，下列有关说法不正确的是( A )
A．太阳能是一种不可再生能源
B．太阳能电池将太阳能直接转化为电能
C．测试人员可以通过电磁波远程操控汽车
D．太阳能汽车在快速行驶时对地面的压力比静止时小
5．(2017无锡中考)可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，下列关于可燃冰说法错误的是( B )
A．可燃冰是不可再生能源
B．1 m3可燃冰比0.8 m3水的质量小
C．可燃冰形成在压强较大的环境中
D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多
6．下列关于热值的说法正确的是( D )
A．燃料燃烧越充分热值越大
B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
7．(2017泰兴三模)两支蜡烛用木棒相连接，设法在其木棒中间插入一枚缝衣针，把针的两端分别放在两个玻璃杯上，将两端同时点燃，发现蜡烛可以绕针轴上下来回摆动，如图所示。关于此装置，下列说法中正确的是( D )
A．蜡烛燃烧过程中，化学能只转化为光能
B．该装置的转动，已不能用杠杆平衡来解释
C．只将蜡烛的一端点燃，蜡烛也可以绕针轴上下来回摆动
D．蜡烛转动的动能来源于蜡烛自身的重力对自己做功
二、填空题
8．(泰州中考)汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和__不变__(选填“增大”“不变”或“缩小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有__方向__性。
9．(2017烟台中考)核能的释放有__核裂变__和__核聚变__两种方式，太阳能的产生是通过__核聚变__的方式。
10．(2017宜昌中考)2017年3月10日，我国在南海海底开采出天然气水合物，俗称“可燃冰”，它是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质，可燃冰能量密度大，1 m3的可燃冰释放出约0.8 m3的水和164 m3的天然气，可燃冰是__不可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源，它的“能量密度大”是指它的__热值__(选填“密度”“内能”“热量”或“热值”)大。
11．(2017郴州中考)质量为1.5 kg的水温度升高80 ℃，需吸收的热量是__5.04×105__J；若用功率为1 400 W的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为__360__s。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
12．(安徽中考)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出__1.05×107__J的热量；若这些热量完全被质量为100 kg，初温为20 ℃的水吸收，可使水温升高到__45__℃。[q秸秆煤＝2.1×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
13．(连云港中考)某家庭需要将50 kg、初温为10 ℃的水加热到50 ℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8 kg的煤气。这些水从10 ℃加热到50 ℃需要吸收的热量为__8.4×106__J，0.8 kg的煤气完全燃烧放出的热量为__3.36×107__J，煤气灶烧水的效率为__25%__。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]
三、实验探究题
14．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g ，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择__甲、乙__两图进行实验；比较不同液体的比热容，应选择__甲、丙__两图进行实验。
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，它的物理含义是：__1__kg的水温度升高(或降低)1__℃，吸收(或释放)的热量为4.2×103__J__。
四、解答题
15.
(2017扬州中考)今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现了安全可控开采。1 m3可燃冰分解后，可释放出约150 m3的天然气。[q天然气＝2.1×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)1 m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？
(2)若上述热量全部被水吸收，可将多少千克的水从20 ℃加热至95 ℃？
解：(1)1 m3可燃冰分解后，可释放出约150 m3天然气，天然气完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝2.1×107 J/m3×150 m3＝3.15×109 J；
(2)水的质量：
m＝＝＝104 kg。
答：(1)1 m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是3.15×109 J；(2)可将104 kg的水从20 ℃加热至95 ℃。
第18课时 能量的转化与守恒
,微课导图)
,核心知识)
核能(九上P119－121)
1．原子、原子核：原子由__原子核__和__电子__(带负电)组成，原子核由__中子__(不带电)和__质子__(带正电)组成。
2．核能：原子核分裂或聚合时释放出的能量。
3．核裂变：用中子轰击较重的__原子核__，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
4．核聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核从而释放巨大核能的一种核反应。
5．核能的优点和可能带来的问题。
(1)核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能源，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境有污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
(2)利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
热效率(九上P107－108)
1．燃料的热值
(1)燃料燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的__化学__能转化为周围物体的__内__能。
(2)燃料的热值
①定义：__燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比__，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
②热值的单位是__J/kg__，读作__焦耳每千克__。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。
2．热效率
(1)用来做__有用__功的那部分热量与燃料__完全__燃烧放出的热量__之比__。
(2)η＝。
能量的转化与守恒(九上P124－129)
1．自然界有多种形式的能量，在一定条件下，能量可以从一种形式__转化__为另一种形式，能量可以从一个物体__转移__到另一个物体。
2．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会__产生__，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从__一个物体转移到另一物体__，而在转化和转移的过程中，能的__总量保持不变__。
3．能量转化具有方向性。
4．“永动机”永远不可能实现，因为它违背了__能量守恒定律__。
,考点突破)
核能及其应用
【例1】(2017绵阳中考)目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是( )
A．核能是可再生能源
B．核能发电是利用原子核裂变释放的核能
C．核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D．核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同
【解析】核能一旦利用，短时间不能再生，故核能是不可再生能源；目前人类利用的核能发电是利用原子的核裂变释放的核能；核能发电释放的核能是在可控的条件下缓慢进行的核裂变过程，而原子弹爆炸释放核能的过程是不可控的核裂变过程，故答案选B。
【答案】B
1．(2017成都中考)关于原子核、核能，下列说法正确的是( C )
A．原子核由质子和电子组成
B．原子核由中子和电子组成
C．核电站利用核裂变获得核能
D．核能是可再生能源
2．为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是( D )
A．核电站产生的核废料对环境无污染，可以随意处置
B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C．核电站使用的核燃料是石油或天然气
D．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
3．核电站是利用铀核在__裂变__(选填“裂变”或“聚变”)时释放的能量来发电，在核反应堆中，发生的链式反应是__可控__(选填“可控”或“不可控”)的。
热效率
【例2】(2017枣庄中考)新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶中装入10 kg液化气，液化气的热值取4.2×107 J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是____J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把____kg的水从20 kg加热至沸腾。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【解析】(1)整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q放＝mq＝10 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×108 J；(2)由题可知，水吸收的热量：Q吸＝Q放×40%＝4.2×108 J×40%＝1.68×108 J，由Q吸＝c水m水(t－t0)，得水的质量：m水＝＝＝500 kg。
【答案】4.2×108；500
4．(2017枣庄中考)如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是( B )
A．25% B．35% C．40% D．75%
5．(2017绵阳中考)菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了__6×103__J热量，燃烧了__2.5×10－4__m3的天然气。[取c菜油＝2.0×103 J·(kg·℃)－1，天然气的热值为4×107 J/m3]
6．(2017连云港中考)2017年5月18日，中国宣布对南海可燃冰试采实现稳定产气，引发世界各国高度关注，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的近20倍，若1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以使__4__000__kg水的温度升高50 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q可燃冰 ＝8.4×108 J/kg。
能量的转化与守恒
【例3】(2017菏泽中考)核电站发电流程如图所示，其能量转化过程为：核能→内能→____能→电能。
【解析】根据核电站发电流程图，核反应堆工作时释放能量使水汽化，从而推动蒸汽轮机带动发电机发电，其能量转化过程为核能→内能→机械能→电能。
【答案】机械
7．(2017连云港中考)发电机的工作原理是__电磁感应现象__，它能将__机械__能转化为__电__能，田湾核电站是利用核__裂变__(选填“裂变”或“聚变”)产生的能量发电的。
8．(2017常熟二模)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。如图按能量转化的顺序，排列正确的是( C )
,①树林) ,②太阳) ,③燃煤电厂),④空调)
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②
9．(长沙中考)2016年5月6日，长沙磁悬浮列车试运行，让中国成为世界上少数几个掌握中低速磁悬浮列车技术的国家之一。磁悬浮列车有很多优点，爬坡能力也比传统轨道交通工具强，所以在设计轨道时可以做大“节能坡”，充分利用列车在上下坡时的机械能转化以达到__节约能源__的目的。当磁悬浮列车从“节能坡”上向下运动时，__重力势__能转化为动能。
,备考攻略)
1.(2017岳阳中考)随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是( B )
A．用甘油做发动机的冷却剂
B．发动机做功冲程将内能转化为机械能
C．精心保养可使发动机的效率达到100%
D．排出的尾气对环境没有任何污染
2．(常熟中考)世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮 LED 灯。该过程中的能量转化形式是( A )
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
3．和平与发展是当今世界的主流，但是也存在某些不安定因素，加强国防建设很有必要，下列有关说法正确的是( B )
A．第二次世界大战末的1945年8月6日美国在日本广岛投掷原子弹，原子弹是利用核聚变的原理制成的
B．1976年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，氢弹的威力比原子弹更大，氢弹是利用核聚变的原理制成的
C．我国的第一座核电站是浙江嘉兴的秦山核电站，核电站是利用核聚变获得的能量来发电的
D．核电非常清洁，没有污染
4.
(2017东营中考)2017年5月18日，我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功，实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算，1 m3可燃冰可以分解释放出160 m3以上的天然气。完全燃烧5 m3可燃冰产生的热量至少为__2.56×1010__J__(天然气的热值为3.2×107 J/m3)。试写出可燃冰具备的两条优点__热值大__、__污染小__。
5.
(2017盐城中考)如图所示，小明在燃烧皿中放入10 g酒精，点燃后对质量为200 g的水加热，充分燃烧后，水温升高30 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，此过程中水吸收的热量为__2.52×104__J，水的内能__增大__(选填“增大”或“减小”)。该实验计算得到的酒精热值明显偏小，其原因是__酒精没有完全燃烧或酒精燃烧放出的热量没有完全被水吸收__。
6．(2017黄石中考)某品牌太阳能热水器内装有50 kg的水，阳光照射一段时间后，热水器中的水从15 ℃升高到55 ℃，热水器中的水吸收的太阳能为__8.4×106__J；同样的水改用电加热，则消耗的电能为__2.33__kW·h。[已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，热水器热散失忽略不计]
7．(2017黔西南中考)某学校锅炉用天然气作燃料给水加热。已知天然气的热值为4.0×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)(不计热量损失)。
(1)完全燃烧4.2 m3的天然气可以获得多少热量？
(2)这些热量可以使1 000 kg的水从30 ℃升高到多少摄氏度？
解：(1)Q＝Vq＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J；
(2)t＝＋t0＝＋30 ℃＝70 ℃。
答：(1)完全燃烧4.2 m3的天然气可以获得1.68×108 J热量；(2)这些热量可以使1 000 kg的水从30 ℃升高到70 ℃。
