能及其能量的转化讲义.doc

个性化辅导讲义学生： 科目： 科学 第 1 阶段第 6 次课 教师： 时间：20 14 年 4月 13 日 3:005:00 课 题 能的转化与守恒 教学目标1、 了解内能、机械能及其各种形式能的相互转化；2、 了解核能及其利用； 重点、难点能的相互转化考点及考试要求以选择题形式考查能的转化；教学内容务实基础：1、内能与机械能的区别 2、温度、热量、内能等概念之间的联系与区别3、核能及其利用 4、各种形式能之间的转化机械能（1）定义：动能和势能的统称。动能：物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大，运动速度越大，它的动能就越大。势能： 重力势能：举高的物体具有的能。质量越大，高度越高，它的重力势能就越大。弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。（2）机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，在转化的过程，如果没有摩擦阻力，机械能的总量保持不变。内能：（1）定义：物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。（2）影响内能大小的因素：温度、质量、物质本身、物质状态。（3）改变物体内能的方式：做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。做功的实质是内能的转化，对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能，反之亦然。热传递的实质是内能的转移，物体吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。（4）比热容：单位质量的某种物质温度升高或降低1吸收或放出的热量。单位：J（kg）。 公式：Q=cm（t2-t1）。（5）燃料的热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。单位：Jkg。 公式：Q=mq。能量的转化与守恒不同形式的能量可以相互转化，功是能量转化的量度。能量既不会消失，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。在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。能量的转化和转移有一定的方向性。基础例题精讲：1、关于机械能和内能，下列说法中正确的是（）A物体温度升高，内能增加时，其机械能一定增加 B物体机械能损失时，其内能却有可能增加C物体的内能损失时，必然导致其机械能减少 D物体动能增大时，其分子平均动能也随之增大2、关于温度、热量、内能，说法正确的是（）A相互接触的两个物体，热量总是从内能多的物体传向内能少的物体 B物体吸收了热量，它的温度一定升高 C质量相同时，温度升高较多的物体吸收的热量一定多D物体内能减小时，不一定是物体放出了热量3、北京时间2011年3月11日13时46分，日本发生9.0级大地震，福岛第一核电站的机组接连发生爆炸目前核电站利用的核反应是（）A聚变，核燃料为氘 B聚变，核燃料为铀 C裂变，核燃料为氚 D裂变，核燃料为铀4、2011年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸位于日本本州岛东部沿海的福岛第一核电站停堆，且若干机组发生失去冷却事故，3月12日下午，一号机组发生爆炸3月14日，三号机组发生两次爆炸请回答：（1）日本福岛核泄漏事故发生之后，中国全面安检核设施，暂停审批核电项目关于和平利用核能的意义在于：开发核能可节约化石能源；核能是可再生能源；核能是一种很危险的能源，应全面禁止使用；可减少二氧化硫排放，防止形成酸雨其中理解正确的是 （填序号）（2）堆芯熔毁是核燃料所在反应堆芯最终熔化是核电事故中最严重的事态福岛第一核电站机组反应堆芯发生放出氢气，当接触外界的氧气发生剧烈反应，导致连续爆炸请写出氢气爆炸时的化学方程式为 为防止氢气再次发生爆炸，东京电力公司向福岛第一核电站1号机组反应堆注入保护气氮气，这是利用氮气具有 的性质（3）为防止核泄漏给人们带来伤害，抢险人员正在通过灌注粘稠物水玻璃-硅酸钠（化学式：Na2SiO3），以封堵泄漏部位请写出SiO2和氢氧化钠反应产生硅酸钠和水的化学方程式为 （4）为了应对这次人类和平利用原子能的核危机，应当采取预防的科学措施为 （答出一点即可）5、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法正确的是（）A他受重力、支持力、下滑力的作用 B他受重力、支持力和摩擦力的共同作用C他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 D他的重力势能转化成了动能和内能6、（2010温州）温州市政府计划今年内建造40个电动汽车充电桩，为温州电动汽车的进一步发展做好配套设施建设下表为某品牌电动汽车的部分相关数据：空车质量续驶里程每千米消耗电能（40千米/时行驶）电池类型工作电压1600千克300千米0.12千瓦时铁电池310伏（1）空车时，若该电动汽车车轮与地面的总接触面积是400厘米2，则该车对地面的压强是多少帕？（g取10牛/千克）（2）若该车以40千米/时的速度匀速行驶2.5小时，则消耗电能多少千瓦时？（3）该电动汽车采用铁电池供电如图所示为铁电池与锌锰电池给相同用电器供电时的放电曲线与锌锰电池相比较，铁电池有何特点？（写出两点）7、（2009赤峰）如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是（）ABCD8、蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的（）A动能增加，势能减少 B动能增加，势能增加 C动能减少，势能减少 D动能减少，势能增加9、（2006太原）飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内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10、一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（）A化学能转化为电能 B内能转化为电能 C光能转化为电能 D机械能转化为电能11、如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生轨迹的一部分，该图表明（）多选A在图中乒乓球的弹跳方向为自左向右 B乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能 C乒乓球弹跳时因遵循能量守恒定律，所以机械能总量不变 D乒乓球运动过程中重力势能一直减小12、（2010黔南州）如图，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠（）A通过d时的速度比通过c时大 B在c点比在b点的重力势能小 C从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能 D从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能13、氢燃料电池是当前为保护环境各国积极发展的一种新型的能源装置，它的基本原理是：以氢气和氧气为原料，通过化学反应直接产生电能，运行时产生的温度一般不超过80，反应后的产物只有水以下对氢燃料电池的叙述，符合事实的是（）A其能量转换过程是：化学能热能电能 B氢气和氧气的化学能全部转化为电能C氢气在能量转化过程中被还原 D氢燃料电池使用的能源是可再生能源14、如图所示，虚线区域内的“”为垂直纸面的磁感线，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端，由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时，具有的动能为E2则（）AE1E2 BE1E2 CE1=E2 D条件不足，无法确定15、（2011绍兴）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路压力传感器不受力时电流表示数是I0t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图象如图乙所示，则（）At1时刻，小球动能最小 Bt2时刻，弹簧的弹性势能最小Ct2t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能易错题集锦：1、（2011绍兴）小型风力发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电如图是某小型风力发电机的输出功率与风速的关系图（1）在风速为 米/秒时达到最大输出功率；（2）该风力发电机的输出功率与风速之间的关系是 ；（3）该风力发电机固定在水平地面上时，整个装置与地面接触的面积是1米2，总质量为60千克计算该装置对水平地面的压强多大？（取g=10N/kg）（4）若该风力发电机按输出功率为500瓦发电，平均每天工作8小时，计算一年（365天）发电量是多少？2、（2012铜仁市）我国改革开放大大推进了社会经济的发展，使百姓生活逐步奔向小康近几年最明显的标志之一就是轿车逐步进入百姓家庭下列有关轿车的说法正确的是（）A司机及乘员系上安全带可以减小惯性 B汽车发动机工作时，将机械能转化为内能 C汽车刹车需要利用摩擦，起步和行驶都不需要利用摩擦 D汽车轮胎刻有花纹是为了增大摩擦，轮胎做得宽大是为了减小对路面的压强3、LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保，是新一代固体冷光源电子制作兴趣小组的同学用“3V10mA”的高亮发光二极管制作手电筒，电路如图所示（1）闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有 （填“单向”或“双向”） 导电性；（2）若电源电压为4.5V，为使发光二极管正常发光，R应取何值？（3）此时发光二极管消耗的电功率是多少？4、LED灯是是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图15所示的装置进行了实验（其中R0为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）。实验步骤如下：先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S1，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表：接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。根据小梦的探究，请回答：（1）电能转化为内能最多的灯是 ，这是通过观察 来比较的。（2）电能转化为光能最多的灯是 ，这是通过观察 来比较的。（3）LED灯发光效率较 (填“高”或“低”)（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与 的白炽灯发光亮度相当。5、核电站只需要消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能，某核电站每年需要20t的核燃料，而同等规模火力发电站每年则需要2.4106 t的煤炭，这些煤炭完全燃烧放出的热量是 J。核反应堆中的核燃料是 (选填“可”或“不可”) 再生能源（煤炭的热值为3107Jkg）6、2011年3月14日，日本福岛第一核电站因冷却系统的故障，导致严重的核泄漏事故，引起全世界的关注。（1）核电站是利用原子核发生 （选填“裂变”或 “聚变”）释放能量来发电的。核电站在海啸中，冷却系统失灵，导致反应堆温度急剧升高，用大量的水给反应堆降温，这利用了水_大的性质。（2）下面是核能发电中能量转化的过程，请将其补充完整。(3)“福岛核泄漏”事件引发了广泛的争议。请你对发展核电简述自己的观点。 。（4）目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核。1938年，科学家首次用（选填“电子”、“中子”或“质子”）轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1Kg铀核全部裂变释放的能量超过2000t煤完全燃烧释放的能量.如果煤的热值为3107J/kg，那么1kg铀全部裂变释放的能量至少为J。 7、各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。 能量转化实 例化学能转化为电能干电池对外供电用电熨斗熨衣服机械能转化为内能8、据JEA（国际能源机构）的国际能源消费报告：就是街上的大多数人（大约43%的世界人口）主要使用的能源是石油，天然气紧随其后，其占有率为15%；可燃的可再生能源以及垃圾占到了13%，煤炭和替代性能源（地热、水电和太阳能）分别占到了8%和3.5%（1）能源消费报告说明A目前人类获得的能源主要是来自化石燃料B全球气候变暖和严重的环境问题反映了人类的能源消费结构的不合理C地热、水电和太阳能是清洁的能源D低碳经济首先要减少对化石燃料的使用，多开发新能源（2）继汽车使用乙醇汽油之后，人们又在开发以植物油、动物脂肪为原料而制得的生物柴油在普通柴油中添加20%的生物柴油，能减少约70%的二氧化硫排放，可减少 的形成，但不能解决 （3）我国燃料电池电动汽车的研发，已经步入世界先进行列，以氢燃料电池为动力的汽车已在北京市试运行，如图是氢氧燃料电池的示意图它的基本原理是：以氢气和氧气为原料，通过电化学反应直接产生电能，运行时产生的温度一般不超过80，反应后的产物只有水电池工作时，H2和O2反应生成水，同时提供电能，溶液的PH （填“变大”“变小”“不变”）在燃料电池里需要加入30%的KOH溶液，现有10Kg10%的KOH溶液14KgKOH固体和适量蒸馏水，可以配制出30%的KOH溶液 千克若燃烧1Kg氢气，需氧气多少千克？（写出完整的解题过程）中考题型讲解： 选择题1（2011年安徽）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）A太阳能、风能和核能都是可再生能源 B光纤通讯是依靠超声波来传递信息的C在通常情况下，铜、碳棒和陶瓷都属于导体D秦山核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的2（2011山东滨州）现代社会，人们越来越关注能源问题，下列能源属于可再生能源的是A.风能 B.石油 C.煤 D.天然气3（2011山东滨州）建设节约型社会，节约能源、保护环境是当代公民的责任。下列做法正确的是A.将生活污水直接排入江河 B.将旧电池丢弃到池塘C.生活中尽量使用节能灯具 D.放学后教室内日光灯彻夜通明4（2011山东聊城）在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用（ ）A煤炭 B.石油 C.天然气 D.太阳能5（2011年山东省潍坊市）下列说法，正确的是（ ）A.核能是一种可再生能源 B.日本福岛核电站将永久废弃，用混凝土封存时反应堆是一种防止核泄漏的有效方法C.光纤通讯是利用超声波传递信息的 D.电磁波不可以在真空中传播 6（2011江苏扬州）下列关于能量转化的说法错误的是（ ）A.核电站发电核能转化为电能 B.电饭锅烧饭电能转化为内能C.热机工作机械能转化为内能 D.太阳能电池太阳能转化为电能7（2011年福建省福州 ）福州江滨大道缤纷园入口处，安装了两盏“风光互补”景观节能灯，如图2所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（）A太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B小风扇是用来给太阳能电池板散热的C小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能8(2011四川绵阳)在作为人类主要能源的化石能源发生危机时，核能由于其能量密度远高于化石能源，给人类解决能源危机带来希望。但1986年切尔诺贝利核电站的核泄漏和2011年日本福岛核电站的核泄漏等，使各国对核电站的安全性不得不高度重视。造成核电站的安全性得不到保障的最主要的原因是（ ）A核废料不好处理 B核能发电技术还不成熟C只有核裂变可控，核聚变不可控 D意外发生核泄漏时，会产生放射性污染9（2011四川成都）下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是（ ）A通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成B放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害C目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的D核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限10（2011江苏无锡）关于能源的利用，下列说法正确的是（ ） A大量使用石油产品会造成大气污染，所以应该停止开采石油B. 和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染C修筑拦河坝建造水电站利用水能发电，有百利而无一害D天燃气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发11（2011湖北黄石）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（ ）A.液化石油气（LPG）是一种清洁能源，使用这种燃料的汽车，排出尾气污染较小B.如果大量使用太阳能，可能使太阳能在短时间内消耗殆尽C.必须用六颗同步卫星才能实现全球通信 D.塑料和银都是很好的绝缘材料12（2011山东德州）下列有关能量转化的说法中正确的（ ）A跳伞运动员在空中匀速下落过程是将重力势能转化为动能B拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能C太阳能热水器将太阳能转化为内能 D电风扇工作时将机械能转化为电能13(2011年河北省)环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法不正确的是（ ）A煤、石油、天然气是重要的化石燃料 B大多数铁矿石中的铁元素以单质的形式存在C大气中二氧化碳含量升高会增强温室效应 D太阳能、风能是人类正在利用和开发的新能源14（2011湖南株洲）普通白炽灯正常工作时消耗的电能有90因发热而损失，而新型的LED灯（发光二极管）发光时几乎不发热，从而减小了电能的损失，成为科技创新的重要领域之一。下面有关普通白炽灯和LED灯工作过程的比较说法不正确的是（ ）A.普通白炽灯正常工作时消耗的电能转化为光能和热能B.LED灯的发光原理是由电能直接转化为光能C.普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为光能D.LED灯提高了电能转化