第31讲 能与能源
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第31讲 能与能源
要点自主回扣
1．物体内部大量做无规则运动的粒子所具有的能叫做内能。改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，这两种方法改变物体的内能是等效的。
2．核能是原子核改变时释放的能，获得核能一般有两条途径：重核裂变和轻核聚变。目前已建成的核电站都是利用重核裂变将核能转化为电能。
3．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另～个物体，而在这一过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。
4．自然资源分为可再生资源和不可再生资源，必须合理开发和利用自然资源，实现资源的可持续发展。
典型例题精析
【例l】如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照
下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是
A．叶片将光能转化为化学能
B．电动机将机械能转化为电能
C．太阳能电板将太阳能转化为电能
D．小花将动能转化为化学
【精析】选C。本题考查能量的转化。“太阳能塑料小花”之所以能不断摇摆是因为电
流驱动电动机转动，在此过程中太阳能电板把太阳能转化为电能，电动机又把电能转化为机械(动)能。
【变式训练】利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化 ( )
A. 化学能一内能一电能 B．太阳能一内能一电能
C．核能一内能一电能 D．电能一太阳能一内能
【例2】2008·湖州中考)下列做法中，利用做功改变物体内能的是
A. 冬天晒太阳取暖
B．用酒精灯加热烧杯中的水
C. 将烧红的工件放入冷水中降温
D．古人钻木取火
【精析】选D。本题考查改变物体内能的方法。冬天晒太阳取暖、用酒精灯加热烧杯中
的水、将烧红的工件放入冷水中降温都是通过热传递的方式改变物体的内能，只有古人钻木取火是通过摩擦做功的方式改变物体的内能。
【变式训练】炎热的夏天中午，在太阳光的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、
内能增大，这是通过 方式改变内能的。而海水的温度明显低于沙滩的温度，其原因是 。
重点难点指引
1．内能
物体内部大量做无规则运动(热运动)的粒子所具有的能叫做内能，俗称“热能”。物体温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。对于内能的复习要明确以下几点：
(1)改变物体内能的方法有两种：做功和热传递。这两种方法改变物体的内能是等效的。
①对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，本身的内能会减少。通过做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
②物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质上是内能从高温物体传递到低温物体或者从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。
(2)热量的计算
①在热传递中，传递的能量多少叫热量，热量的单位是焦耳。
②单位质量的某种物质温度升高l℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称“比热”。比热的单位是焦耳／(千克·℃)。
③比热是物质的一种特性，不同的物质的比热一般是不同的。水的比热是4．2×103焦／(千克·℃)，表示质量是l千克的水，温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量是4．2×103焦。
④物质吸收或放出热量的多少等于物质的比热、质量和升高或降低的温度的乘积，即Q=cm△t，(k=cm(t—to)或Q放=cm（一f)。
(3)燃料的热值
①燃料燃烧释放热量的过程，实质是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。质量相同的不同燃料在完全燃烧时放出的热量也不相同；
②1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫这种燃料的热值。热值的单位是焦耳／千克。
2．核能的利用
核能是原子核改变时释放的能，也叫原子能。关于核能的利用，复习时要掌握下面两点。
(1)获得核能一般有两条途径：裂变和聚变。
①裂变是质量较大的原子核(重核)在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。如果产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应。原子弹就是根据核裂变的原理制造的。目前的核电站也是利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电的。
②聚变是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生，所以也叫热核反应。氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。
(2)原子核裂变和聚变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线。如α射线、β射线和γ射线。大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制则可以为人类做许多的事。如利用7射线治疗肿瘤疾病等。
3．能的转化和守恒
(1)能的转化和守恒定律
①能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在这一过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律，它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
②自然界中大量现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
(2)化学能与内能的转化
燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
(3)生物体能量的来源和转化
①生物质能来自生物体，源于太阳能，是一类可再生能源。绿色植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能贮存在生物体内非的有机物中，其表达式为：二氧化碳+水赢淀粉(贮存能量)+氧气。
②生物体通过呼吸作用释放能量，一部分供给生物体进行各种生理活动，另一部分则转化为热能而散失。呼吸作用是生物体将贮存在体内的有机物中的化学能释放、转化和利用的过程，其表达式为：有机物+氧气』驾二氧化碳+水+能量。
4．能源与能源的利用
(1)煤、石油、天然气是人类目前使用的主要能源，它们都是不可再生的矿物能源。
(2)太阳能是一种取之不尽，用之不竭的能源而且不会污染环境。氢能具有无污染、热值高、储量丰富等优点。
(3)自然资源分为可再生资源和不可再生资源，必须合理开发和利用自然资源，实现资源的可持续发展。
(4)解决能源问题的两条途径：①开发新能源；②提高能源的利用率。
专题综合检测，
一、选择题(本题有10小题，每小题4分，共40分)
1． 2008年3月24日下午北京奥运会圣火采集仪式在希腊的赫拉神庙前举行。圣火点燃
后，以“点燃激情、传递梦想”为口号的“祥云”火炬传递在全球进行。圣火的点燃利用了太阳能，下列属于能量单位的是 ( )
A. 牛顿 B. 帕斯卡 C. 瓦特 D．焦耳
2． 下列不属于矿物能源的是 ( )
A. 水能 B. 煤 C．石油 D．天然气
3． 在0℃的房间内，放在地面上的铅球 ( )
A. 具有动能 B. 没有机械能
C. 具有内能 D．没有内能
4． 甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是 ( )
A. 比热小的吸收热量多
B. 比热大的吸收热量多
C．甲、乙吸收的热量一样多
D．因初温不知道无法判定
5． 飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使
用压缩机把空气从舱外压进舱内，在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的 ( )
A. 温度升高，内能增加 B. 温度降低，内能减少
C. 温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
6． “神舟”七号飞船进入轨道后，太阳能电池帆板打开，并自动调整位置，使太阳光垂直
照射在帆板上，这样就能产生足够的电能，用于各种仪器设备正常工作。这种太阳能电池帆板的作用是 ( )
A. 将太阳能转化为化学能 B．将太阳能转化为电能
C．将电能转化为太阳能 D．将热能转化为太阳能
7． 以下四种情形，通过热传递方式改变物体内能的是 ( )
A. 钻木取火 B. 烧水水变热
C. 锯木头锯发热 D．两手摩擦发热
8． 下列关于核能的说法正确的是 ( )
A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
9． 氢气作为一种很有发展前途的绿色能源，得到了日益广泛的重视和应用，但氢能的使用
还存在一个亟待解决的难题，就是氢的储存。科学家经过研究发现：将氢气在超高压条件下转变为金属氢的方法，可以很好地解决氢的储存问题。你认为金属氢最不可能具有的性质是 ( )
A．具有导电性 B．密度小于一般的金属
C．在一定条件下可以燃烧 D．能和稀硫酸反应
10．为了实现可持续发展，利用可再生资源，我国正式开展实施 “玉米转化汽油醇”工程。
汽油醇主要是由汽油与乙醇按一定比例配制成的。下列反应与“玉米转化汽油醇”这项技术直接相关的是 ( )
A．水+二氧化碳 ( http: / / www.21cnjy.com )有机物+氧气
B．糖类+氧 ( http: / / www.21cnjy.com )二氧化碳+水+能量
C．葡萄糖 ( http: / / www.21cnjy.com )乳酸+能量
D．葡萄糖 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精(乙醇)+二氧化碳+能量
二、非选择题(本题有11小题，共60分)
11．(4分)根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量
。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却
无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有 。
12．(6分)把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这表明通过的方式可以改变物体的内能；将冰块
放在温水中也能熔化，这是通过 的方式改变物体的内能，实验表明这两种方式改变物体的内能是 。
13．(4分)如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压
活塞，压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气做了 ，空气 增加，温度升高，硝化棉燃烧起来。
14．(4分)某垃圾发电厂每天处理生活垃圾450吨，由表中数据可知，能发电——焦耳。目
前，实际生产中由于工艺水平和价格等因素，每处理1吨垃圾亏损几十元人民币。请你简述建造这样的垃圾处理厂是否值得
每千克生活垃圾可产生热量/焦耳 5 000
每千焦耳热量可产生蒸气质量/千克 0.28
每千克蒸气能发电/焦耳 7.2×105
15．(8分)开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。
(1)氢气是未来最理想的能源，理想的制氢方法是 。目前已经
开发利用的氢氧燃料电池是一种将能转化为电能的装置。
(2)目前，我省岱山衢山群岛等地的风力发电厂已经建成并投入使用；秦山三期核电站
也已经启动。这些新能源的利用和开发除了促进经济发展外，你认为还有哪些好处(写出两条)
；
.
16．(4分)能源问题是人类在新世纪能否快速发展的关键问题。
生物能在新世纪必将得到更多的开发利用。而获得生物能的反应——光合作用将成为科
学研究最耀眼的明星之一。请你运用所学的光合作用知识回答下列问题。
(1)如果把光合作用比喻成一个工厂，那么，它的“厂房”是 .
(2)光合作用的过程十分复杂，但概括起来只有两个方面的变化：一个是物质转化；另
一个是 转化。
17．(4分)如图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的预部装有一个太阳能电池板，帽沿装有—个
小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将 能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2 V，电流为50 mA，若电风扇正常工作了1小时，电流做功为 焦。
18．(6分)阅读图表，回答下面问题。
甲图是1995～2005年我国火力发电量占全国发电总量的比例变化图。乙图是我国煤炭产区和大型火力发电厂的分布图。
(1)2001年以后，我国火力发电量占发电总量的比例呈 的趋势。
(2)乙图反映出我国煤炭资源分布的特点是 。
(3)南方的火力发电不但消耗了大量非再生资源、污染了环境，而且煤炭的运输还受到气候等外界条件的影响。在“节能减排”的前提下，请提出一条缓解南方用电紧张状况的合理建议： 。
19．(8分)某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车(排量l．6
升)。第二组使用8型车(排量2．0升)。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。
(1)你认为下列哪些评价方式可以作为比赛评价标准 (填序号)
①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；
②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；
③行驶相同的路程，比谁用的时间短；
④用 ( http: / / www.21cnjy.com )的比值大小作比较。
(2)下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是 。
组别 选手 驾驶车型 消耗汽油 (升) 行驶时间 (分钟) 行驶路程 (千米)
第 — 组 马健 A型 1 23.2 20.23
董杰 A型 1 28.6 22.59
陈超 A型 1 27.5 22.80
第 二 组 马健 B型 1 15.3 17.68
董杰 B型 1 18.2 19.10
陈超 B型 1 17.3 18.25
(3)从本次比赛数据看， 型车比较节油。
(4)近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义
20．(6分)近几年，常规能源日益紧缺，温室效应日益加剧，节能减排迫在眉睫。
(1)节能减排从我做起，小明所在的学校有30个班级，每个教室里有4台“220 V 100 W”
的电风扇。小明发现在课间操时间(30分钟)，部分教室里的电风扇仍然在工作。小明想，如果在课间操时间内，每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较，一个月(按上课20天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时
(2)提高效率是节能减排的有效方法。在办公室里有时会看到这样一种现象：有人需要
喝开水的时候，就用电热水壶烧开半壶水供自己饮用。小明想：同一壶水，～次性烧开和分两次烧开，耗能一样吗 于是小明就用自己家里的电热水壶进行实验(水的初始温度相同)，获得数据如下表。通过比较可以发现，烧开一壶水，耗能较少的是
(选填“一次性烧开”或“分两次烧开”)。
水的体积 1升 0.5升
烧开所需时间 3分45秒 2分15秒
(3)探索开发新能源是节能减排的重要途径。传统的火力发电技术发电1千瓦时约需要
完全燃烧400克煤。我国国家体育场(“鸟巢”)是世界上最大的环保型体育场，它用太阳能发电系统替代了部分火力供电。该系统正常工作l小时，可发电130千瓦时，大约可以减少排放多少千克的二氧化碳 (设煤的含碳量为90％，煤燃烧的化学方程式可以表示为：C+02 ( http: / / www.21cnjy.com ))
21．(6分)当今世界各大汽车公司争相研制新型汽车。某公司设计了一种汽车，质量为6 000
千克，阻力是车重的0．05倍，其最大输出功率为60千瓦。其设想将太阳能聚集产生高温使水分解得到氢气，然后以氢气代替汽油作为汽车能源。已知114克汽油完全燃烧生成C02气体和液态水，放热890．3千焦(设汽油的成分全部为辛烷，辛烷燃烧的化学方程式为： ( http: / / www.21cnjy.com )，2克氢气完全燃烧生成水蒸气放热241．8千焦。试回答下列问题：
(1)通过计算说明氢气作为汽车能源的优点之一。
(2)汽车从静止启动做加速运动，其最大行驶速度可达多少 (g=10牛／千克)
答案
典型例题精析
【例l】【变式训练】A
【例2】【变式训练】热传递水的比热容大
专题综合检测
1． D
2． A
3． 【解析】选C。机械能和内能是两种不同形式的能。机械能与物体的机械运动的情况有
关。物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能，如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，又没有发生弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体，没有机械能。而内能是一切物体不论它的温度高低都具有的。
4．【解析】选B。物质吸收热量的多少等于物质的比热、质量和升高的温度的乘积。当甲、
乙两种物体质量相同，升高温度也相同时，吸收热量的多少由比热大小决定，比热大的吸收热量多，比热小的吸收热量少。
5． 【解析】选A。外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。
6． 【解析】选B。“神舟”七号飞船进入轨道后，要不断运动，各种仪器设备正常工作需
要能量。这些能量是太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，提供给“神舟”七号飞船的。
7． 【解析】选B。钻木取火、锯木头锯发热和两手摩擦发热都属于通过摩擦做功的方式改
变物体的内能，而烧水水变热是通过热传递的方式改变物体的内能。
8． 【解析】选B。核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里
都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量。只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。原子弹是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的。自然界除了人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。
9． 【解析】选D。氢是人们最熟悉的化学元素之一。它在常温下是一种气体，在低温下可
以成为液体，在温度降到零下259℃时即为固体。如果对固态氢施加几百万个大气压的高压，就可能成为金属氢，在此过程中仅发生物理变化，“金属氢”还是非金属，所以最不可能具有的性质就是能和稀硫酸反应。
10．【解析】选D。玉米转化汽油醇，实质是玉米转化酒精(乙醇)，而有机物(葡萄糖)在无
氧和酶的催化作用下可产生酒精。
11．保持不变一定的方向性
12．做功热传递等效的
13．功内能
14．4．536×l011值得，只从电厂的经济效益考虑是不合算的，从全市的经济发展考虑是有
价值的。因为它既保护了土地，又保护了环境，而且有利于利用资源、节约能源和可持续发展
15．(1)利用太阳能分解水制氢气化学(2)可以部分解决化石 能源面临耗尽的问题可以减少
对环境的污染等
16．(1)叶绿体(2)能量
17．太阳216
18．(1)上升(2)北多南少或分布不均等 (3)开发核电或开发太阳能、开发可再生的绿色能
源等
19．(1)①②④ (2)陈超(3)A
(4)节约能源，降低污染(合理均可)
20．【解析】(1)P=30×4×100瓦=l2 000瓦=l2千瓦
t=20×30分=600分=l0时
W=Pt=12千瓦×10时=l20千瓦时
一个月整个学校能节约电能l20千瓦时。
(3)若用火力供电，大约需完全燃烧煤的质量为：
130×400克=52 000克=52千克
52千克煤中含碳的质量为：52千克×90％=46．8千克 ‘
设生成二氧化碳的质量为χ
C + 02 ( http: / / www.21cnjy.com ) CO2
12 44
46．8千克 χ
( http: / / www.21cnjy.com )
大约可以减少排放l71．6千克的二氧化碳。
答案：(1)120(2)一次性烧开(3)171．6
21．【解析】(1)汽油：ql=890．3千焦／114克=7．81千焦／克=7.81×106J／kg
氢气：q2=241．8千焦／2克=120．9千焦／克=1.21×108J／kg
q1(2)因为P=Fu
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )
答案：(1)汽油的热值比氢气小，加装相同质量的燃料，使用氢气燃料能使汽车在相同路下行驶更长的路程。
(2)20 m／s
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第31讲 能与能源
要点自主回扣
1．物体内部大量做无规则运动的粒子所具有的能叫做内能。改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，这两种方法改变物体的内能是等效的。
2．核能是原子核改变时释放的能，获得核能一般有两条途径：重核裂变和轻核聚变。目前已建成的核电站都是利用重核裂变将核能转化为电能。
3．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另～个物体，而在这一过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。
4．自然资源分为可再生资源和不可再生资源，必须合理开发和利用自然资源，实现资源的可持续发展。
典型例题精析
【例l】如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照
下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是
A．叶片将光能转化为化学能
B．电动机将机械能转化为电能
C．太阳能电板将太阳能转化为电能
D．小花将动能转化为化学
【精析】选C。本题考查能量的转化。“太阳能塑料小花”之所以能不断摇摆是因为电
流驱动电动机转动，在此过程中太阳能电板把太阳能转化为电能，电动机又把电能转化为机械(动)能。
【变式训练】利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化 ( )
A. 化学能一内能一电能 B．太阳能一内能一电能
C．核能一内能一电能 D．电能一太阳能一内能
【例2】2008·湖州中考)下列做法中，利用做功改变物体内能的是
A. 冬天晒太阳取暖
B．用酒精灯加热烧杯中的水
C. 将烧红的工件放入冷水中降温
D．古人钻木取火
【精析】选D。本题考查改变物体内能的方法。冬天晒太阳取暖、用酒精灯加热烧杯中
的水、将烧红的工件放入冷水中降温都是通过热传递的方式改变物体的内能，只有古人钻木取火是通过摩擦做功的方式改变物体的内能。
【变式训练】炎热的夏天中午，在太阳光的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、
内能增大，这是通过 方式改变内能的。而海水的温度明显低于沙滩的温度，其原因是 。
重点难点指引
1．内能
物体内部大量做无规则运动(热运动)的粒子所具有的能叫做内能，俗称“热能”。物体温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。对于内能的复习要明确以下几点：
(1)改变物体内能的方法有两种：做功和热传递。这两种方法改变物体的内能是等效的。
①对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，本身的内能会减少。通过做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
②物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质上是内能从高温物体传递到低温物体或者从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。
(2)热量的计算
①在热传递中，传递的能量多少叫热量，热量的单位是焦耳。
②单位质量的某种物质温度升高l℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称“比热”。比热的单位是焦耳／(千克·℃)。
③比热是物质的一种特性，不同的物质的比热一般是不同的。水的比热是4．2×103焦／(千克·℃)，表示质量是l千克的水，温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量是4．2×103焦。
④物质吸收或放出热量的多少等于物质的比热、质量和升高或降低的温度的乘积，即Q=cm△t，(k=cm(t—to)或Q放=cm（一f)。
(3)燃料的热值
①燃料燃烧释放热量的过程，实质是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。质量相同的不同燃料在完全燃烧时放出的热量也不相同；
②1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫这种燃料的热值。热值的单位是焦耳／千克。
2．核能的利用
核能是原子核改变时释放的能，也叫原子能。关于核能的利用，复习时要掌握下面两点。
(1)获得核能一般有两条途径：裂变和聚变。
①裂变是质量较大的原子核(重核)在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。如果产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应。原子弹就是根据核裂变的原理制造的。目前的核电站也是利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电的。
②聚变是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生，所以也叫热核反应。氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。
(2)原子核裂变和聚变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线。如α射线、β射线和γ射线。大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制则可以为人类做许多的事。如利用7射线治疗肿瘤疾病等。
3．能的转化和守恒
(1)能的转化和守恒定律
①能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在这一过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律，它是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
②自然界中大量现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
(2)化学能与内能的转化
燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
(3)生物体能量的来源和转化
①生物质能来自生物体，源于太阳能，是一类可再生能源。绿色植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能贮存在生物体内非的有机物中，其表达式为：二氧化碳+水赢淀粉(贮存能量)+氧气。
②生物体通过呼吸作用释放能量，一部分供给生物体进行各种生理活动，另一部分则转化为热能而散失。呼吸作用是生物体将贮存在体内的有机物中的化学能释放、转化和利用的过程，其表达式为：有机物+氧气』驾二氧化碳+水+能量。
4．能源与能源的利用
(1)煤、石油、天然气是人类目前使用的主要能源，它们都是不可再生的矿物能源。
(2)太阳能是一种取之不尽，用之不竭的能源而且不会污染环境。氢能具有无污染、热值高、储量丰富等优点。
(3)自然资源分为可再生资源和不可再生资源，必须合理开发和利用自然资源，实现资源的可持续发展。
(4)解决能源问题的两条途径：①开发新能源；②提高能源的利用率。
专题综合检测，
一、选择题(本题有10小题，每小题4分，共40分)
1． 2008年3月24日下午北京奥运会圣火采集仪式在希腊的赫拉神庙前举行。圣火点燃
后，以“点燃激情、传递梦想”为口号的“祥云”火炬传递在全球进行。圣火的点燃利用了太阳能，下列属于能量单位的是 ( )
A. 牛顿 B. 帕斯卡 C. 瓦特 D．焦耳
2． 下列不属于矿物能源的是 ( )
A. 水能 B. 煤 C．石油 D．天然气
3． 在0℃的房间内，放在地面上的铅球 ( )
A. 具有动能 B. 没有机械能
C. 具有内能 D．没有内能
4． 甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是 ( )
A. 比热小的吸收热量多
B. 比热大的吸收热量多
C．甲、乙吸收的热量一样多
D．因初温不知道无法判定
5． 飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使
用压缩机把空气从舱外压进舱内，在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的 ( )
A. 温度升高，内能增加 B. 温度降低，内能减少
C. 温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
6． “神舟”七号飞船进入轨道后，太阳能电池帆板打开，并自动调整位置，使太阳光垂直
照射在帆板上，这样就能产生足够的电能，用于各种仪器设备正常工作。这种太阳能电池帆板的作用是 ( )
A. 将太阳能转化为化学能 B．将太阳能转化为电能
C．将电能转化为太阳能 D．将热能转化为太阳能
7． 以下四种情形，通过热传递方式改变物体内能的是 ( )
A. 钻木取火 B. 烧水水变热
C. 锯木头锯发热 D．两手摩擦发热
8． 下列关于核能的说法正确的是 ( )
A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
9． 氢气作为一种很有发展前途的绿色能源，得到了日益广泛的重视和应用，但氢能的使用
还存在一个亟待解决的难题，就是氢的储存。科学家经过研究发现：将氢气在超高压条件下转变为金属氢的方法，可以很好地解决氢的储存问题。你认为金属氢最不可能具有的性质是 ( )
A．具有导电性 B．密度小于一般的金属
C．在一定条件下可以燃烧 D．能和稀硫酸反应
10．为了实现可持续发展，利用可再生资源，我国正式开展实施 “玉米转化汽油醇”工程。
汽油醇主要是由汽油与乙醇按一定比例配制成的。下列反应与“玉米转化汽油醇”这项技术直接相关的是 ( )
A．水+二氧化碳 ( http: / / www.21cnjy.com )有机物+氧气
B．糖类+氧 ( http: / / www.21cnjy.com )二氧化碳+水+能量
C．葡萄糖 ( http: / / www.21cnjy.com )乳酸+能量
D．葡萄糖 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精(乙醇)+二氧化碳+能量
二、非选择题(本题有11小题，共60分)
11．(4分)根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量
。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却
无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有 。
12．(6分)把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这表明通过的方式可以改变物体的内能；将冰块
放在温水中也能熔化，这是通过 的方式改变物体的内能，实验表明这两种方式改变物体的内能是 。
13．(4分)如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压
活塞，压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气做了 ，空气 增加，温度升高，硝化棉燃烧起来。
14．(4分)某垃圾发电厂每天处理生活垃圾450吨，由表中数据可知，能发电——焦耳。目
前，实际生产中由于工艺水平和价格等因素，每处理1吨垃圾亏损几十元人民币。请你简述建造这样的垃圾处理厂是否值得
每千克生活垃圾可产生热量/焦耳 5 000
每千焦耳热量可产生蒸气质量/千克 0.28
每千克蒸气能发电/焦耳 7.2×105
15．(8分)开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。
(1)氢气是未来最理想的能源，理想的制氢方法是 。目前已经
开发利用的氢氧燃料电池是一种将能转化为电能的装置。
(2)目前，我省岱山衢山群岛等地的风力发电厂已经建成并投入使用；秦山三期核电站
也已经启动。这些新能源的利用和开发除了促进经济发展外，你认为还有哪些好处(写出两条)
；
.
16．(4分)能源问题是人类在新世纪能否快速发展的关键问题。
生物能在新世纪必将得到更多的开发利用。而获得生物能的反应——光合作用将成为科
学研究最耀眼的明星之一。请你运用所学的光合作用知识回答下列问题。
(1)如果把光合作用比喻成一个工厂，那么，它的“厂房”是 .
(2)光合作用的过程十分复杂，但概括起来只有两个方面的变化：一个是物质转化；另
一个是 转化。
17．(4分)如图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的预部装有一个太阳能电池板，帽沿装有—个
小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将 能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2 V，电流为50 mA，若电风扇正常工作了1小时，电流做功为 焦。
18．(6分)阅读图表，回答下面问题。
甲图是1995～2005年我国火力发电量占全国发电总量的比例变化图。乙图是我国煤炭产区和大型火力发电厂的分布图。
(1)2001年以后，我国火力发电量占发电总量的比例呈 的趋势。
(2)乙图反映出我国煤炭资源分布的特点是 。
(3)南方的火力发电不但消耗了大量非再生资源、污染了环境，而且煤炭的运输还受到气候等外界条件的影响。在“节能减排”的前提下，请提出一条缓解南方用电紧张状况的合理建议： 。
19．(8分)某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车(排量l．6
升)。第二组使用8型车(排量2．0升)。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。
(1)你认为下列哪些评价方式可以作为比赛评价标准 (填序号)
①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；
②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；
③行驶相同的路程，比谁用的时间短；
④用 ( http: / / www.21cnjy.com )的比值大小作比较。
(2)下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是 。
组别 选手 驾驶车型 消耗汽油 (升) 行驶时间 (分钟) 行驶路程 (千米)
第 — 组 马健 A型 1 23.2 20.23
董杰 A型 1 28.6 22.59
陈超 A型 1 27.5 22.80
第 二 组 马健 B型 1 15.3 17.68
董杰 B型 1 18.2 19.10
陈超 B型 1 17.3 18.25
(3)从本次比赛数据看， 型车比较节油。
(4)近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义
20．(6分)近几年，常规能源日益紧缺，温室效应日益加剧，节能减排迫在眉睫。
(1)节能减排从我做起，小明所在的学校有30个班级，每个教室里有4台“220 V 100 W”
的电风扇。小明发现在课间操时间(30分钟)，部分教室里的电风扇仍然在工作。小明想，如果在课间操时间内，每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较，一个月(按上课20天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时
(2)提高效率是节能减排的有效方法。在办公室里有时会看到这样一种现象：有人需要
喝开水的时候，就用电热水壶烧开半壶水供自己饮用。小明想：同一壶水，～次性烧开和分两次烧开，耗能一样吗 于是小明就用自己家里的电热水壶进行实验(水的初始温度相同)，获得数据如下表。通过比较可以发现，烧开一壶水，耗能较少的是
(选填“一次性烧开”或“分两次烧开”)。
水的体积 1升 0.5升
烧开所需时间 3分45秒 2分15秒
(3)探索开发新能源是节能减排的重要途径。传统的火力发电技术发电1千瓦时约需要
完全燃烧400克煤。我国国家体育场(“鸟巢”)是世界上最大的环保型体育场，它用太阳能发电系统替代了部分火力供电。该系统正常工作l小时，可发电130千瓦时，大约可以减少排放多少千克的二氧化碳 (设煤的含碳量为90％，煤燃烧的化学方程式可以表示为：C+02 ( http: / / www.21cnjy.com ))
21．(6分)当今世界各大汽车公司争相研制新型汽车。某公司设计了一种汽车，质量为6 000
千克，阻力是车重的0．05倍，其最大输出功率为60千瓦。其设想将太阳能聚集产生高温使水分解得到氢气，然后以氢气代替汽油作为汽车能源。已知114克汽油完全燃烧生成C02气体和液态水，放热890．3千焦(设汽油的成分全部为辛烷，辛烷燃烧的化学方程式为： ( http: / / www.21cnjy.com )，2克氢气完全燃烧生成水蒸气放热241．8千焦。试回答下列问题：
(1)通过计算说明氢气作为汽车能源的优点之一。
(2)汽车从静止启动做加速运动，其最大行驶速度可达多少 (g=10牛／千克)
答案
典型例题精析
【例l】【变式训练】A
【例2】【变式训练】热传递水的比热容大
专题综合检测
1． D
2． A
3． 【解析】选C。机械能和内能是两种不同形式的能。机械能与物体的机械运动的情况有
关。物体由于机械运动，被举高或发生弹性形变，它就具有机械能，如果物体没有运动，物体就没有动能，如果物体在地面上，又没有发生弹性形变，物体就没有势能，没有动能和势能的物体，没有机械能。而内能是一切物体不论它的温度高低都具有的。
4．【解析】选B。物质吸收热量的多少等于物质的比热、质量和升高的温度的乘积。当甲、
乙两种物体质量相同，升高温度也相同时，吸收热量的多少由比热大小决定，比热大的吸收热量多，比热小的吸收热量少。
5． 【解析】选A。外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。
6． 【解析】选B。“神舟”七号飞船进入轨道后，要不断运动，各种仪器设备正常工作需
要能量。这些能量是太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，提供给“神舟”七号飞船的。
7． 【解析】选B。钻木取火、锯木头锯发热和两手摩擦发热都属于通过摩擦做功的方式改
变物体的内能，而烧水水变热是通过热传递的方式改变物体的内能。
8． 【解析】选B。核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里
都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量。只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。原子弹是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的。自然界除了人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。
9． 【解析】选D。氢是人们最熟悉的化学元素之一。它在常温下是一种气体，在低温下可
以成为液体，在温度降到零下259℃时即为固体。如果对固态氢施加几百万个大气压的高压，就可能成为金属氢，在此过程中仅发生物理变化，“金属氢”还是非金属，所以最不可能具有的性质就是能和稀硫酸反应。
10．【解析】选D。玉米转化汽油醇，实质是玉米转化酒精(乙醇)，而有机物(葡萄糖)在无
氧和酶的催化作用下可产生酒精。
11．保持不变一定的方向性
12．做功热传递等效的
13．功内能
14．4．536×l011值得，只从电厂的经济效益考虑是不合算的，从全市的经济发展考虑是有
价值的。因为它既保护了土地，又保护了环境，而且有利于利用资源、节约能源和可持续发展
15．(1)利用太阳能分解水制氢气化学(2)可以部分解决化石 能源面临耗尽的问题可以减少
对环境的污染等
16．(1)叶绿体(2)能量
17．太阳216
18．(1)上升(2)北多南少或分布不均等 (3)开发核电或开发太阳能、开发可再生的绿色能
源等
19．(1)①②④ (2)陈超(3)A
(4)节约能源，降低污染(合理均可)
20．【解析】(1)P=30×4×100瓦=l2 000瓦=l2千瓦
t=20×30分=600分=l0时
W=Pt=12千瓦×10时=l20千瓦时
一个月整个学校能节约电能l20千瓦时。
(3)若用火力供电，大约需完全燃烧煤的质量为：
130×400克=52 000克=52千克
52千克煤中含碳的质量为：52千克×90％=46．8千克 ‘
设生成二氧化碳的质量为χ
C + 02 ( http: / / www.21cnjy.com ) CO2
12 44
46．8千克 χ
( http: / / www.21cnjy.com )
大约可以减少排放l71．6千克的二氧化碳。
答案：(1)120(2)一次性烧开(3)171．6
21．【解析】(1)汽油：ql=890．3千焦／114克=7．81千焦／克=7.81×106J／kg
氢气：q2=241．8千焦／2克=120．9千焦／克=1.21×108J／kg
q1
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )
答案：(1)汽油的热值比氢气小，加装相同质量的燃料，使用氢气燃料能使汽车在相同路下行驶更长的路程。
(2)20 m／s
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