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《能源与可持续发展》ppt课件

发布时间:2013-12-09 12:27:20  

物理·新课标(RJ)

第11章能源与可持续发展┃ 思维感悟成体系

┃思维感悟成体系┃

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识

┃回眸教材析知识┃
1.能源的分类 (1)一次能源和二次能源
可以 直接 从自然界获得的能 煤炭、石油和天然气是当今世 一次能源 源 界中一次能源的三大支柱 无法从自然界直接获取,必须 电力、煤气、汽油、煤油、焦 二次能源 通过一次能源的消耗才能得到 炭、洁净煤、激光和沼气等 的能源

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识

(2)可再生能源和不可再生能源

化石能源、核能会越用越少,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。
水能、风能、太阳能、生物质能,可以在自然界里源源不 断地得到,所以它们属于 可再生 能源。 (3)其他分类

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识

化石能源

煤、石油和天然气是由古代的 化石能源是当今人类利用的 动植物在长期的地质变迁中形 主要能源,我国目前利用的 成的,所以称为化石能源 能源中90%以上是煤和石油

生物质能

①由生命物质提供的能量称为 生物质能 生物质能是一个巨大的能源, ②②生物质能是太阳能以化学 人类和动物从植物或其他动 能形式贮存在生物中的一种能 物获取生物质能以维持生命 量形式,它直接或间接来源于 植物的光合作用

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识

2.能源的利用

(1)核能:核
(2)核裂变

裂变 和核 聚变 是获得核能的两种主要形式。

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识 用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。实验表

明,铀核裂变时,还同时放出2~3个中子,放出的中子又可以 轰击其他铀核,使它们也发生裂变。这样,裂变将不断地自行 继续下去,这种现象叫 链式反应 。 (3)原子弹与核反应堆
原子弹 对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会放出巨大的 核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的

控制链式反应的速度,使核能慢慢地平稳释放出来,便于和平 核反应 利用。能够缓慢、平稳地释放核能的装置,叫做核 , 堆 反应堆 用于核能发电

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识 (4)核聚变 较轻的核结合成较重的核,也能释放能量,这种现象叫做 核聚变。 氢弹就是利用氢核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹威力 更为巨大的核武器。 3.太阳能的利用

(1)利用太阳能的四个渠道
①通过植物的光合作用把太阳

能转化和储存起来,再以草 木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识 ②通过大气和水分的升腾循环,再通过风、流水、波浪、

海流等释放出来。
③被海洋吸收,成为海洋内能。 ④被人们直接利用,如太阳能热水器等。 (2)直接利用太阳能的两种方式 ①将太阳能直接转化成内能,如:太阳能热水器等。 ②将太阳能直接转化成电能,如:太阳能电池等。 4.开发新能源和能源利用中的主要污染

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第11章能源与可持续发展┃ 回眸教材析知识

在开采和使用化石能源时,会排放二氧化碳、二氧化硫、

氮氧化物以及磷、氟、汞、砷、铅等有害物质和粉尘等,这些 有害物质造成的危害主要有 温室 效应、酸雨和对人体的直 接伤害等。

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

┃典例精析把方向┃
典例1:能源的分类和利用 例1 目前,核电站只能利用原子________变释放的核能来 发电。现在世界都在关注节能减排问题,太阳能被人们列入使 用的新能源。直接利用太阳能的方式:①太阳能转化成内能, ②太阳能转化成化学能;③太阳能转化成________能。太阳能 是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
[答案] 核裂 电 可再生

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向 典例2:太阳能的利用及其效率 例2 有一种太阳能路灯(电路如图Z17-2),光控开关S1,

白天与触点a接触,太阳能电池板为蓄电池充电,晚上与触点b 接触,给路灯供电。时控开关S2,晚上12点前与触点c接触,主 灯发光,晚上12点后与触点d接触,副灯发光。主灯为“24 V 15 W”的节能灯,副灯为“24 V 10 W”的节能灯,平均每天 各工作6小时。

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向 (1)路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时? (2)已知太阳能电池板的面积为0.5 m2 ,每平方米平均收集

功率为1.5 kW,若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天,求 太阳能电池板光电转化效率。
(3)请举出这种太阳能路灯的两个优点。

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向
[答案] (1)主灯一天消耗的电能:W1=P1t=15×10-3 kW×6 h =0.09 kW· h 副灯一天消耗的电能: W2=P2t=10×10-3 kW×6 h=0.06 kW· h 路灯正常工作一天消耗的电能: W=W1+W2=0.09 kW· h+0.06 kW· h=0.15 kW· h (2)一天收集的太阳能: W 光=Pt=1.5 kW· h×0.5 m2×10 h=7.5 kW· h 路灯正常工作 5 天消耗

的电能:

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

W 电=0.15 kW· h/d×5 d=0.75 kW· h 电池板光电转化效率 W电 0.75 kW· h η= = =10% h W光 7.5 kW· (3)太阳能路灯的优点:①采用太阳能电池可以节约电能 主灯和副灯切换工作,也可节约电能 取之不尽等。 ②

③太阳能零排放、无污染、

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

[解析] 此题是太阳能向电能转化,存在转化效率的问题, 即转化过程中有能量的损失,转化成了其他形式的能量而不能 被利用。

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

方法点拨 此类问题的特点是阅读量大,步骤较多,解决此类问题的关 键是理清题目的脉络,然后利用所学的知识逐步解决。利用率问 题是常见的问题之一,解题时可以类比为机械效率的求解,先确 W有效 定“有用功”和“总功”,然后利用公式 η= 计算即可。 W光

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向 典例3:能量的转化和转移 例3 学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳

理知识时交流了以下想法,你认为其中错误的是(

)

A.做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 B.热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化 C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化 D.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量 保持不变 [答案] B

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第11章能源与可持续发展┃ 典例精析把方向

方法点拨 区分能量转化和转移的关键是看能量的存在形式是否发生变 化,若能量的形式没有变化,则是能量的转移,若能量的形式发 生了变化,则是能量的转化,即一种形式的能量转化为其他形式 的能量。

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手

┃实战演习成高手┃
1.物理学是一门认识世界、改变世界的科学,它的发展对 改变世界的贡献有下列说法,其中不正确的是( )
A.蒸汽机推动了第一次工业革命 B.电磁感应现象使人类社会进入了电气化时代 C.信息技术改变着我们的科技、经济和生活 D.新能源是不可再生的能源,它促进了世界的可持续发展 [答案] D

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手 2.如图Z17-3所示是一种利用新能源的路灯,它“头顶” 小风扇,“肩扛”太阳能电池板。这种设计最合理的应用是 ( ) A.小风扇是一个美化城市的时尚装饰 B.小风扇是用来给太阳能电池散热的 C.太阳能电池同时向小风扇和路灯供电 D.小风扇是小型风力发电机,它和太阳能电

池共同向路灯 供电 [答案] D

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手 3.图Z17-4为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过 程中,核能的获取途径及能量转化顺序正确的是( ) A.聚变:核能→内能→化学能→电能 B.聚变:核能→内能→机械能→电能 C.裂变:核能→内能→机械能→电能 D.裂变:核能→内能→化学能→电能 [答案] C

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手

[解析] C

目前,可控的核聚变还没有实现。

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第11章能源与可持续发展┃ 实战演习成高手 4.开发新能源是本世纪人类关注的热点之一,除了开发新 能源,我们还应该从节约身边的能源做起,下列符合节约能源 且安全的做法是( )

A.冰箱开门后不及时关门 B.白天尽量采用自然光 C.用燃气炉取暖 D.用洗衣机每次洗一件衣服 [答案] B

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

┃试卷讲评针对练┃
第十六、十七章过关测试第4题针对训练
1.下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正确的是( )

A.物体温度降低,内能一定减少
B.物体吸收热量,温度一定升高 C.温度高的物体把温度传给温度低的物体 D.一个物体温度升高,一定是物体对外做了功

[答案] A

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 第十六、十七章过关测试第17题针对训练 2.[2011·鞍山中考] 某中学为学生供应开水,用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6 kg的无烟煤。已知水的比

热容为4.2×103 J/(kg·℃),无烟煤的热值为3.4×107 J/kg。求:
(1)锅炉内水吸收的热量是多少? (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)此锅炉的效率是多少? [答案] (1)6.3×107 J (2)2.04×108 J (3)30.9%

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 第十六、十七章过关测试第22题针对训练 3.同学们做“比较水和沙子的吸热能力”的实验的场景如 图Z17-4所示,他们说该实验有两种探究方法。

(1)实验方法一的设计如图所示:

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 ① 在 实 验 中 , 加 热 相 同 时 间 的 目 的 是

__________________________________________。
②请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足: __________________________________________。

(2)请你设计出第二种实验方法:
① 写 出 该 实 验 方 法 所 需 要 的 测 量 仪 器

______________________

____________________。
② 请 写 出 设 计 思 __________________________________________。 路 :

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 [答案] (1)①使水和沙子吸收相等的热量

②错误:没有控制水和沙子质量相等、初温相同;不足: 没有测量水和沙子温度的仪器
(2)①天平、温度计(秒表) ②在两个相同的金属盒内,加

入初温与质量均相同的水和沙子,用酒精灯加热至相同的末温, 比较加热时间,就能比较它们的吸热能力(或在两个相同的金属 盒内,加入初温和质量均相同的水和沙子,用酒精灯加热,使 其升高相同的温度,比较加热时间,就能比较它们的吸热能力)

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 第十六、十七章过关测试第23题针对训练
4.2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、 低污染、低排放为特点的绿色环保技术,来体现“城市,让生活更美 好”的主题。如图Z17-5所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120 L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的 地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400 W。如果将整 箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5 h。那么: (1)一箱水需要吸收的热量是多少? (2)热水器的集热器的面积至少要多大?

[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

[答案] (1)2.52×107 J

(2)2.5 m2

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 阶段综合测试五(期末一)第5题针对训练
1.如图Z17-6所示,轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不 同的金属球时,杠杆平衡。把它们同时浸没在水中,杠杆仍然平衡, 则可能( )

A.两球都是实心的 B.大球实心,小球空心

C.大球空心,小球实心
D.两球都空心,且空心部分体积相同

[答案] A

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 阶段综合测试五(期末一)第15题针对训练 2.在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),水深为10 cm, 水的质量为5 kg,再放入一块重3 N的木块,溢出的水全部用小

烧杯接住(如图Z17-7所示)。则水溢出后溢水杯底受到水的压强 是 ________Pa, 小 烧 杯中水 的 重力等 于 ________N。 (g取10 N/kg)

[答案] 1000

3

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 阶段综合测试五(期末一)第25题针对训练 3.已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶

10.08 km,所用时间为8 min,消耗燃油3 L(假设燃油完全燃烧), 汽车发动机在这段时间内的功率为63 kW。若燃油的密度

是 0.8×103 kg/m3,热值为3.15×107 J/kg,求: (1)汽车行驶速度是多少?
(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?

(3)汽车发动机的效率是多少?
[答案] (1)21 m/s (2)3×103 N (3)40%

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 阶段综合测试五(期末一)第22题针对训练 1.同学们在实验室里测某种小石块的密度。 (1)小星利用天平、大烧杯、小塑料杯和水测一石块密度:

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 ①用调好的天平测石块的质量。天平平衡时砝码示数和游

码位置如图Z17-8所示,石块的质量m=______g。
②小星测量石块体积的操作步骤如下: a.测出空小塑料杯的质量m1; b.把装了水的大烧杯和空的小塑料杯如图Z17-9放置; c.把石块缓缓放入大烧杯中,大烧杯中部分水溢进小杯; d.测出承接了溢出水的小塑料杯总质量m2。 请你指出步骤b的错误之处:______________________。

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练
③用本题中出现过的物理量符号表示石块密度为 ___________________________(设步骤b中的错误已改正)。 (2)小宇同学用量筒、小塑料杯(能放入量筒中)和水测一石块密度, 实验步骤如下:

①量筒中装适量的水,将小塑料杯杯口朝上放入量筒中,使其漂
浮,读出其液面对应的刻度为V1; ②将小石块__________________,读出其液面对应的刻度为V2; ③将小石块__________________,读出其液面对应的刻度为V3。 石块密度的表达式:________________。

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

[答案] (1)52.4 mρ水 m2-m1

大烧杯中的水没有到溢水口处进 ρ=

(2)放入小塑料杯中,使小塑料杯漂浮 V2-V1 放入量筒中,使其沉底 ρ= ρ水 V3-V1

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练 阶段综合测试五(期末一)第26题针对训练 2.某小汽车的“经济耗油量(90 km/h)8 L/100 km”是指这 辆汽车以90 km/h的速度行驶100 km,消耗汽油8 L。

(1)如图Z17-10所示,这辆流线型汽车高速行驶时对水平 地面的压力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。在 图中O点画出汽车所受重力的示意图。

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

(2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶25 km,汽车的效 率为31.25%。求:汽车消耗多少升汽油及汽车的功率。(汽油热 值3.2×107 J/L)

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第11章能源与可持续发展┃ 试卷讲评针对练

[答案] (1)减小

如图Z17-11所示

[答案] (2)2 L

2×104 W

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