广东省中考物理 第22章 新材料、能源与可持续发展复习课件.ppt

新材料 能源与可持续发展 第二十二章新材料 能源与可持续发展 目录 contents 考点梳理 考点一考点二考点三考点四考点五 课前检测 考点突破 考点一考点二考点三考点四考点五 考点一考点二考点三考点四 五年广东中考 课后作业 考点一考点二考点三考点四 夯实基础能力提升 考点梳理 考点一新材料考点二能源家族考点三核能考点四太阳能考点五能源 环境与可持续 目录 contents 1 半导体半导体材料的导电性能介于和之间 常见的半导体材料有 等 半导体二极管具有性 电流只能从它的一端流向另一端 不能反向流动 2 超导体有些材料温度在降到足够低时 电阻会变为 人们利用它的零电阻特性实现远距离 大功率送电 超导磁悬浮现象被人们用来实现交通工具的无摩擦运行 导体 绝缘体 硅 锗 单向导电 零 3 纳米材料指制成的基本单元大小限制在1 100nm范围内的材料 这大约相当于10 100个分子紧密排列在一起的长度 可以提高材料的强度和硬度 降低烧结温度 提高材料的磁性等 可以应用在 电子制造等方面 医疗卫生 1 按能源产生的方式可分为一次能源和二次能源 1 一次能源 可以从自然界的能源 如化石能源 煤 石油 天然气 风能 太阳能 地热能以及核能等 其中化石能源是当今世界的主要能源 2 二次能源 无法从自然界直接获取 必须通过的消耗才能得到的能源 如酒精 汽油 柴油等 直接获取 一次能源 2 按人类开发早晚和使用情况可分为和新能源 1 常规能源 人类已经利用多年的能源 如煤 石油 天然气以及水能等 2 新能源 如核能 太阳能 潮汐能 地热能等人类近几年才开始利用的能源 常规能源 3 从能源是否可再利用可分为可再生能源和不可再生能源 1 可再生能源 指可以在自然界里源源不断地得到的能源 如 风能 生物质能等 2 不可再生能源 指越用越少 不可能在短期内从自然界得到补充的能源 如煤 天然气等 水能 太阳能 石油 1 原子 原子核原子由原子核 电子组成 原子核由质子和中子组成 带正电荷 带负电荷 中子不带电 2 核能 由于原子核 或 而释放的巨大能量 质子 电子 分裂 聚合 3 获得核能的途径 1 裂变 用中子轰击比较大的原子核时 原子核变成两个中等大小的原子核 同时释放出巨大的能量 原子核裂变时会发生链式反应 核电站利用核能发电 它的核心设备是 核反应堆中发生的 反应是可以控制的 2 聚变 质量很小的原子核在 下结合成新的原子核 同时释放出更大的核能 核反应堆 链式 超高温 1 太阳能 由于太阳内部的大量氢原子核发生 释放出巨大的核能 以光和热的形式向四周辐射开去 地球上大多数能量都来源于太阳能 太阳能不仅包括直接辐射到地球表面上的太阳能 还包括由它所引起的 等 聚变 水能 风能 2 太阳能的利用方式 我们开采化石燃料来获取能量 是间接利用存贮在化石燃料中的太阳能 目前直接利用太阳能有两种方式 一种是用 把水等物质加热 如太阳能热水器 太阳灶等 另一种是用 把太阳能转化为电能 集热器 太阳能电池 考点梳理5能源 环境与可持续 1 21世纪的能源趋势 能源消耗增长速度明显 出现能源危机 2 能源消耗对环境的影响 燃料燃烧过程中会产生 燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉末 这些都会污染环境 危害人体健康 影响植物正常生长 还会使水土流失 土地沙漠化 加快 有害气体 考点梳理5能源 环境与可持续 3 未来的理想能源应满足以下四个条件 第一 必须足够 可以保证长期使用 第二 必须足够 可以保证多数人用得起 第三 相关的技术必须 可以保证大规模使用 第四 必须足够 可以保证不会严重影响环境 丰富 便宜 成熟 安全 清洁 课前检测 目录 contents 考点一新材料考点二能源家族考点三核能考点四太阳能考点五能源 环境与可持续 1 2015 玉林 太阳能属于 次能源 选填 一 或 二 获得核能有两种途径 核裂变和核 2 2015 河北 2015年 世界环境日 中国主题为 践行绿色生活 下列做法符合这一主题的是 a 提倡使用私家车b 用一次性塑料袋购物c 用节能灯代替白炽灯d 夏季空调温度尽量调低 聚变 一 c 3 2015 铜仁市 下列能源属于不可再生能源的是 a 潮汐能b 太阳能c 石油d 风能4 2014 铁岭 下列说法正确的是 a 集成电路中的元件都是用超导材料制成的b 三极管是用半导体材料制成的c 现代建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的d 光盘是用磁性材料制成的 c b 5 2014 盐城 我市建有全国沿海最大的太阳能电站 太阳能电池将太阳能直接转化为 a 内能b 化学能c 电能d 机械能 c 考点突破 目录 contents 考点一新材料考点二能源的分类考点三新能源考点四能源与可持续发展 例1 2015 梅州 新材料 是相对于传统材料而言的 新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用 下列关于 新材料 描述不正确的是 a 超导材料 属于新材料b 超导材料 可以应用于电饭锅并使其效率提高c 半导体材料 的导电性会受温度 光照 杂质等外界因素的影响d 半导体材料 广泛应用于手机 电视机 电脑的元件及芯片 b 方法规律 本考点是广东中考的高频考点 考查的重点是半导体材料 超导现象 2016年备考时对纳米材料也应重视 近些年未考查 1 半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间 常见的半导体材料有硅 锗等 温度 光照 杂质 压力等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响 可用于电子器件如二极管 led灯等 2 超导体 当温度降到足够低时某些材料的电阻突然变为零的现象 可用于远距离输电 大功率输电 磁悬浮技术等 3 纳米材料 指制成的材料基本单元大小限制在100nm以内 相当于10到100个分子紧密排列在一起的长度 可以提高材料的强度和硬度 降低烧结温度 提高材料的磁性 纳米材料可以用在医疗器材 电子材料等方面 易错点 1 对外界因素特别敏感的材料通常是用半导体制成的2 适合用超导体的地方通常是希望电阻越小越好的地方 如 输电导线 变压器线圈 电动机和发电机线圈等等 3 纳米材料是指构成物质的单元在1nm以内时 就会出现奇异的性质 它的优点有许多 比如 除味 杀菌 韧性强 延长老化时间等 变式拓展 1 2015 西城区一模 阅读以下材料 回答相关问题 碳纳米管是一种具有特殊结构的材料 碳纳米管具有良好的力学性能 它的硬度与金刚石相当 却拥有良好的柔韧性 可以拉伸 碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍 质量却只有后者的 碳纳米管因而被称为 超级纤维 研究人员曾将碳纳米管置于巨大的水压下 相当于水下1 104m深处的压强 由于巨大的压力 碳纳米管被压扁 撤去压力后 碳纳米管像弹簧一样立即恢复了原状 表现出良好的韧性 这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧 用在汽车 火车上作为减震装置 能够大大减轻重量 由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同 所以具有很好的电学性能 碳纳米管表现出良好的导电性 导电能力通常可达铜的1万倍 碳纳米管具有良好的传热性能 由于具有非常大的长径比 因而其沿着长度方向的热交换性能很高 相对其垂直方向的热交换性能较低 通过合适的取向 碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料 1 碳纳米管的密度约为钢密度的 2 水下1 104m处的压强约为 pa 3 跟铜相比 碳纳米管的导电能力更 4 通过合适的取向 碳纳米管可以合成各向异性的 材料 1 6 108 强 热传导 例2 2016 怀化 下列属于一次能源又属于可再生能源的是 a 石油b 电能c 天然气d 水能 d 方法规律 本考点的考查重点是区分一次能源和二次能源 可再生能源和不可再生能源 常规能源和新能源 1 一次能源和二次能源 一次能源 可以从自然界直接获取的能源 如化石能源 煤 石油 天然气 风能 太阳能 地热能以及核能等 其中化石能源是当今世界的主要能源 二次能源 无法从自然界直接获取 必须通过一次能源的消耗才能得到的能源 如酒精 汽油 柴油 电能等 2 常规能源和新能源 常规能源 人类已经利用多年的能源 如煤 石油 天然气以及水能等 新能源 如核能 太阳能 潮汐能 地热能等人类近几年才开始利用的能源 3 可再生能源和不可再生能源 可再生能源 指可以在自然界里源源不断地得到的能源 如水能 风能 太阳能 生物质能等 不可再生能源 指越用越少 不可能在短期内从自然界得到补充的能源 如煤 石油 天然气等 易错点 1 汽油 柴油等能源由石油提炼而来 由于石油是一次能源 部分同学会认为汽油和柴油也是一次能源 这种认知是错误的 汽油和柴油是消耗石油进行加工而得到的 不是从自然界直接获得的 所以属于二次能源 2 可再生能源和不可再生能源区分的关键是在短期内能否从自然界得到补充 变式拓展2 2016 百色 下列四种能源中属于二次能源的是 a 电能b 风能c 水能d 太阳能3 2016 盐城 我市地处沿海 能源丰富 下列能源中属于不可再生能源的是 a 太阳能b 潮汐能c 风能d 石油 a d 例3 2016 陕西 图示为一种新型薄膜太阳能电池 厚度只有几微米 可弯曲 1g薄膜太阳能电池1h可提供6 10 3kw h的电能 它可以贴在玻璃上 制成太阳能发电窗户 下列说法正确的是 a 太阳能不是清洁能源b 太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失c 薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能d 1g薄膜太阳能电池1h可提供2 16 104j的电能 d 方法规律 本考点是广东中考的高频考点 考查的重点是核能和太阳能等新能源 需掌握的知识点 1 核能 1 核裂变 用中子轰击比较大的原子核时 原子核分裂成两个中等大小的原子核 同时释放出巨大的能量 此时会发生链式反应 即原子核不断发生裂变 释放出大量能量 核电站利用核裂变发电 它的核心设备是核反应堆 反应堆中发生的链式反应可以控制 2 核聚变 质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核 同时释放出巨大的能量 太阳产生的光和热就是太阳内部氢核发生聚变产生的能量 所以太阳能的实质也来源于核能 2 太阳能 1 地球上的大部分能量都直接或间接来源于太阳能 太阳能不仅包括直接辐射到地球表面的光和热 还包括由它引起的水能和风能等 2 利用太阳能的方式 间接利用太阳能 开采化石能源获取能量 就是间接利用贮藏在化石能源中的太阳能 目前直接利用太阳能有两种方法 其一是利用太阳的热把水等物质加热 如太阳灶 太阳能热水器等 其二是用太阳能电池把太阳能转化成电能 易错点 属于核聚变释放的核能有 太阳内部核聚变和氢弹 和平利用核聚变仍处于实验阶段 因此人类目前利用核能基本上是核裂变释放的能 变式拓展4 2016 成都 关于核电站 能量和能源 下列说法正确的是 a 目前人类己建成的核电站 都是利用核聚变发电b 核电站的核废枓可以直接堆放在露天垃圾场c 所有能量转化和转移过程 都遵循能量守恒定律d 水能 风能和太阳能都属于不可再生能源 c 5 2015 茂名 如图所示是高速公路使用的 风光互补 照明灯 它 头顶 小风扇 肩扛 光电池板 腰胯 照明灯 脚踩 蓄电池 下列解释合理的 多选 a 小风扇利用风力发电 将机械能转化为电能b 光电池板将电能转化为光能c 太阳能 风能都是清洁的 可再生能源d 照明灯消耗的电能是一次能源 c 例4 2016 厦门 与世界能源结构相比 我国目前的能源结构存在不足 如图所示 以下措施有利于优化我国能源结构的是 a 继续发挥产煤大国的优势b 减小石油和天然气的比重c 严控核能 水电能的开发d 加大可再生资源的开发利用 d 方法规律 本考点考查的重点是保护环境 节约能源 考查难度较小 复习时要积累正确的保护环境和节约能源做法 能量的转化和转移有方向性 易错点 部分同学会将 能量 和 能源 的概念混淆 能量在转化和转移过程中总量是不变的 即能量是守恒的 但能源是能向人类提供能量的物质 变式拓展6 2016 西宁 能源科技的发展促进了人类文明的进步 关于能源和材料 下列说法中错误的是 a 化石能源的大量使用带来了酸雨 雾霾 温室效应等环境问题b 提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心c 超导体材料不能应用在电饭锅等电器上d 铜是磁性材料 可以被磁化 d 7 2015 连云港 图示为某市空气中pm2 5的来源分布图 pm2 5是指直径小于等于2 5 m的颗粒物 其在空气中的浓度越高 就代表空气污染越严重 为减少pm2 5排放量 改善空气质量 下列措施不可取的是 a 植树造林 增大城市绿地面积b 开发使用太阳能 核能等新能源c 加大火力发电投入 扩大火力发电规模d 推行城市公共自行车系统 打造绿色交通 c 五年广东中考 目录 contents 考点一新材料考点二能源的分类考点三新能源考点四能源与可持续发展 1 2013 广东 在水银 硅 铁 玻璃中 属于半导体材料的是 在输电导线 发电机线圈 电炉丝中 不可能应用超导材料的是 硅 电炉丝 2 2014 广东 阅读下面的短文 回答问题半导体制冷半导体材料有p型半导体和n型半导体两种 除了可以用于各种电子元器件外 还可以用作制冷材料 如图是一个半导体制冷单元的原理图 p型半导体和n型半导体的上端和铜片a连接 下端分别与铜片b连接后接到直流电源的两端 此时电路的电路流方向是从n型半导体铜片a流向p型半导体 铜片a会从空气吸收热量 铜片b会向空气放出热量 反之 改变直流电源的正负极方向 使电流方向从p型半导体铜片a流向n型半导体 这时铜片a会向空气释放热量 铜片b会从空气吸收热量 由于半个制冷单元制冷量小 为了满足实际需要 需要多个制冷单元同时工作 请回答下列问题 1 如图 若要使一个电冰箱箱内的温度下降 铜片a置于电冰箱的 铜片b置于电冰箱 前两空选填 箱内 箱外 这就是半导体冰箱的工作原理 若将图中的电源换成交流电源 此时电冰箱能否正常制冷 答 箱内 箱外 不能 2 若将图中p型半导体与n型半导体位置互换 其它条件不变 则铜片a上表面空气的温度将 若将图中电源正负极互换 其他条件不变 则铜片b表面空气的温度将 上升 下降 3 2015 广东 下列能源属于不可再生能源的是 a 风能b 化石能源c 水能d 太阳能4 2016 广东 下列能源属于可再生能源的是 a 风能b 天然气c 核能d 石油 b a 课后作业 目录 contents 夯实基础能力提升 1 2016 揭阳 自动照相机所用的感光元件是一种光敏电阻 它是由下列哪种材料制造的 a 导体b 半导体c 绝缘体d 超导体 b 2 2016 广元 集成电路是二十世纪最重要的发明之一 现代的收音机 电视机 手机 计算机等设备中都有集成电路 如图所示 是某数码相机的图象传感器 关于集成电路主要是由下列哪一种材料制成 a 超导体b 金属导体c 半导体d 绝缘体 c 3 2014春 徐州期中 请仔细阅读下文 并回答文后问题 纳米陶瓷纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛 贴于 神舟七号 飞船外表面的 太空 纳米陶瓷 具有永久 稳定的防静电性能 且有耐磨 耐腐蚀 耐高温 防渗透等特点 采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀 具有金属刀无法比拟的优点 刀刃锋利 能切割钢铁等物质 能削出如纸一样薄的肉片 硬度仅次于金刚石 其耐磨性是金属刀的60倍 完全无磁性 不生锈变色 健康环保 可耐各种酸碱有机物的腐蚀 为全致密材料 无孔隙 不沾污 易清洁 纳米陶瓷充分体现新世纪 新材料的绿色环保概念 是高新技术为现代人奉献的又一杰作 1 神舟七号 飞船与空气摩擦呈炽热状态时 飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点 2 用摩擦的方法 选填 能 或 不能 使纳米陶瓷带电 它的耐磨性好 是因为它的 耐高温 不能 硬度 3 如图是纳米陶瓷刀 合金钢刀 普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线 其中能反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 填字母 c 4 阅读短文并回答下列问题 电阻式触摸屏电阻式触摸屏是一种传感器 在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用 这种屏幕可以产生屏幕偏置电压 同时读回触摸点的电压 触摸屏基本上是薄膜加上玻璃的结构 薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有ito 纳米铟锡金属氧化物 涂层 当手指在触摸屏表面施以一定的压力时 薄膜下层的ito会接触到玻璃上层的ito 经由感应器传出相应的电信号 经过转换电路送到处理器 从而确定触摸的位置并呈现在屏幕上 1 ito 纳米铟锡金属氧化物 涂层应该具有很好的 性 2 其工作原理是利用了在材料 横截面积一定时 导体的长度越长 导体的电阻就越 的规律 透明性和导电 大 3 以竖直方向为例 触摸屏相当于一根电阻丝 触摸时 触摸点p将电阻丝分为上下两部分 设上部分电阻为r1 下部分电阻为r2 结构可等效为如图所示电路 电源电压不变 当触摸点在竖直方向移动时 若测得r2两端电压增大 则可知r2阻值 触摸点p到屏下端的距离 以上两空选填 增大 减小 或 不变 增大 增大 5 2015秋 普宁市校级期中 阅读短文 回答问题 石墨烯 改变世界的神奇新材料石墨烯是目前世上最薄 最坚硬的纳米材料 作为电导体 它有着和铜一样出色的导电性 作为热导体 它比目前任何其他材料的导热效果都好 而且它几乎是完全透明的 利用石墨烯 科学能够研发一系列具有特殊性质的新材料 比如 石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管 因此有希望应用于全新超级计算机的研发 石墨烯还可以用于制造触摸屏 发光板 甚至太阳能电池 如果和其他材料混合 石墨烯还可用于制造更耐热 更结实的电导体 从而使新材料更薄 更轻 更富有弹性 从柔性电子产品到智能服装 从超轻型飞机材料到防弹衣 甚至未来的太空电梯都以以石墨烯为原料 因此 其应用前景十分广阔 1 这种新材料属于 填 导体 或 绝缘体 导体 2 最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道 解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半体材料散热的难题 这是利用石墨烯的 填选项前的字母 a 透光性好b 硬度大c 导热性好d 导电性强 3 石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发 是因为 c 石墨烯晶体管的传输速度快 或传输速度远远超过目前的硅晶体管 6 2016 扬州 下列能源中属于可再生能源的是 a 煤炭b 太阳能c 石油d 核能7 2016 郴州 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b 太阳能c 风能d 电能 b d 8 2015 北京 科技小组的同学们调查发现 北京地区存在几种不同类型的发电站 如图所示 下列发电站发电过程中 利用不可再生能源发电的是 a 燃气电站b 风电站c 水电站d 太阳能电站 a 9 2016 东营 天然气是一种清洁燃料 我市部分出租车使用天然气代替柴油或汽油 天然气属于 选填 可再生 或 不可再生 能源 它燃烧时产生的 能转化为车的机械能 10 2016 齐齐哈尔 新能源的开发来源于科学技术的进步 太阳能作为新能源广泛应用于实际生活中 该能源属于 选填 可再生 或 不可再生 能源 其优点是 说出一点即可 不可再生 内 可再生 清洁无污染 11 2016 枣庄 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 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 a 12 2014 资阳 下列有关能量的说法中错误的是 a 核能转化为电能的正确途径是 核能 机械能 内能 电能b 太阳能利用可以光热转换 光化转换或光电转换 能量转化过程中总量保持不变c 天然气是化石能源 属于不可再生能源 风能 水能等是可再生能源d 拦河坝可以提高上游水位 利用水的势能和动能是通过水轮发电机转化为电能 a 13 2016 内江 低碳环保 是当今世界的主题 太阳能已被人们广泛利用 太阳能来自于太阳内部的 选填 核裂变 或 核聚变 太阳发出的光以 km s的速度向周围空间传播 不计空气的影响 核聚变 3 10 14 2016 葫芦岛 今年 我国在 人造太阳 的项目中取得重大突破 如图是实验室内的场景 人造太阳 是利用氢核 选填 裂 或 聚 变来获得巨大能量的 利用 人造太阳 发电可缓解电力紧张 电能是 选填 一次 或 二次 能源 聚 二次 15 2015 莱芜 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 b 16 2015 绵阳 关于核反应 下列说法正确的是 a 只有裂变才能释放出核能b 氢弹爆炸是利用裂变释放出核能c 核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的d 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的 d 17 2015 河池 如图是核电站工作的流程图 关于流程图中各装置的能量转化 下列说法错误的是 a 核反应堆将核能转化为内能b 蒸汽轮机将机械能转化为内能c 发电机将机械能转化为电能d 各种用电器将电能转化为其它形式的能 b 18 2016 湘西州 pm2 5 是指大气中直径小于或等于2 5微米的颗粒物 吸入人体后会对人造成危害 我们国家现在已经开始对pm2 5进行检