2018-2019学年物理选修3-3：3.1 3.2+能量的转化与守恒定律+能源的开发和利用+Word版含答案

3.1　能量的转化与守恒定律
3.2　能源的开发和利用
学习目标
核心提炼
1.会解释一些常见的现象中的能量转化。
一个定律——能量守恒定律
2.理解能量守恒定律。
3.知道能量的转移和转化具有方向性。
4.了解什么是能源，会对常见的能源进行分类。
5.知道太阳能和核能是两种重要的能源。
1.能量的转化与守恒
(1)化学能：由于化学反应而产生的能，如食物中具有的能量。
(2)核能：由于核反应，物质的原子核结构发生变化而释放的能量。如原子弹、氢弹爆炸时释放的能量。
(3)能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式。
(4)能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变。
(5)方向性：能量的转化和转移具有方向性。
2.能源与社会
(1)可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。如：太阳能、风能、水能等。
(2)不可再生能源：一旦消耗很难再生的能源。如煤、石油、天然气、铀矿。
(3)新能源：太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能。
3.太阳能
(1)优点：清洁、取之不尽。
(2)应用
①光转化电：太阳能电池。
②光转化热：太阳能热水器。
4.核能
(1)开发和利用的两种方式。
①核裂变：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。可制造原子弹。
②核聚变：较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。可制造氢弹。
(2)核电站：利用核裂变原理。
思维拓展
这是著名画家达·芬奇设计的“永动机”，这台机器真的能永远不停地转动下去吗？
答案　不能。因为违背了能量守恒定律
　能量转移和转化
[要点归纳]　
1.能量转化或转移的判断
2.能量在转化或转移过程中，总能量不变。
[精典示例]
[例1] 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(　　)
图1
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
答案　A
[针对训练1] 生活中能量转化的实例很多，下列描述错误的是(　　)
A.摩擦生热是把机械能转化为内能
B.摩擦起电是把电能转化为机械能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
解析　摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故选项A正确；摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故选项B错误；电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故选项C正确；燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故选项D正确。
答案　B
　能源的开发和利用
[要点归纳]　
判断可再生能源与不可再生能源的方法
[精典示例]
[例2] 关于能源、能量，下列说法正确的是(　　)
A.可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向
B.核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站
C.能量是守恒的，不会发生能源危机
D.化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
解析　可再生能源足够清洁、无污染，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故选项A正确；核电站的建设与运行若有疏漏会造成环境污染，核废料具有放射性，但不应该关闭，应该合理地利用，故选项B错误；由于能量的转化具有方向性，所以无节制地消耗能源会造成能源危机，故选项C错误；化石能源、核能不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而水能可以从自然界不断地得到，属于可再生能源，所以选项D错误。
答案　A
[针对训练2] 太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是(　　)
图2
A.图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
答案　A
1.(能量转化与守恒定律)汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的________能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有________。
答案　内　方向性
2.(能量转化与守恒定律)在寒冷冬天人们经常使用暖手鼠标垫如图3，其工作过程中将________转化为内能。
图3
答案　电能
3.(能量转化与守恒定律)有关能量守恒定律，下列说法正确的是(　　)
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D.按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
答案　D
4.(能源的开发和利用)下列说法正确的是(　　)
A.原子核在常温下就能发生轻核的聚变
B.太阳的能量来自大量的氘核的裂变
C.核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变
D.煤、石油、天然气都属于可再生资源
答案　C
5.(能源的开发和利用)和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是(　　)
A.核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B.核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C.核能是可再生能源
D.核能是二次能源
答案　B
6.(能源的开发和应用)各种能源的利用，极大促进了人类文明的发展。以下能源属于二次能源的是(　　)
A.天然气 .太阳能
C.风能 .电能
答案　D
7.(能源的开发和应用)如图4所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，可以把电能直接转化成________能，太阳能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，它是太阳内部氢原子核发生________(选填“裂变”或“聚变”)时释放出的核能。
图4
答案　光　可再生　聚变
8.(能源的开发和应用)波浪蕴含着巨大的能量，如果将波浪具有的能量充分利用，将会节省大量的煤炭、石油等资源。波浪具有能量，它属于____________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。波浪发电将波浪具有的________能转化成电能。
答案　可再生　机械