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单元复习ppt
物 理 九年级下册
复习内容导览
第十八章 能源与可持续发展
第1节
能源利用
与社会发展
第2节
核能
第3节
太阳能
第4节
能量转化的
基本规律
第5节
能源与可
持续发展
1. 能源及其分类、人类历史上的四次能源革命.
2. 核能及其获取途径、核能发电的流程及其优缺点.
3. 太阳能及其特点、转化和利用.
4. 能量转化的规律及其应用.
5. 能量转换装置的效率及其计算，能源与可持续发展.
重点知识
第十八章 能源与可持续发展
1. 科学探究
本章除了实验探究外（如活动18.3滴水实验)，主要是借助文献资料进行探究，同学们在学习时要通过网络和图书等途径广泛收集材料，积极参与交流和讨论；要注意理论联系实际，通过实例分析，深化对相关概念和规律的认识，强化用能量转化和守恒的观点分析问题的意识.
2. 辩证思维
一些能源的开发和利用，既有推动人类文明积极的一面，又有恶化生态环境消极的一面，对此同学们要运用辩证思维，逐步树立正确的科学观.
重要方法
第十八章 能源与可持续发展
能源利用
与社会发展
第1节
本节知识点
Knowledge points
①能源利用的历史
②能源的分类
能源的利用
①火的利用
②化石能源的利用
③电能的利用
④核能的发现
按能源的性质分
可再生能源
不可再生能源
常规能源
新能源
清洁能源
非清洁能源
能源的分类
按对环境污染情况分
能 源 利 用
与社会发展
按利用技术状况分
第一节 能源利用与社会发展
新能源
太阳能
地热—来自地球内部
风能
采用双重表解法归类
煤
石油
天然气
水能
生物质能
能源分类
不可再生：核能—与原子核有关的能源
汽油、焦炭、煤气、电能等
波浪能
潮汐能—来自月、日间的引力
海洋能
不可再生
可再生
可再生
一次
能源
二次能源
常规能源
来自太阳辐射
第一节 能源利用与社会发展
人类能源利用的简史
①
火
的利用
②
化石能源的利用
③
电能
的利用
④
核能
的发现
知识点一 能源利用的历史
便于输送和利用
原子核温藏的能量
煤炭、石油、
天然气等
钻木取火
第一节 能源利用与社会发展
1. 火的利用
钻木取火的能量转化：机械能转化为内能。
2. 化石能源的利用
（1）煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源，称为化石能源。是主体能源。
（2）蒸汽机工作时的能量转化：
把化石燃料的化学能转化为内能，
再转化为机械能的过程。
知识点一 能源利用的历史
18世纪末，意大利人伏打发明了电池，实现了化学能向电能的转化。接着，人们就利用伏打电池，进行水和硫酸铜溶液的电解，发现了电流的化学效应，实现了电能向化学能的转化。
19世纪20年代初，人们发现了温差电偶和电流通过导线发热的现象，实现了电能和内能的相互转化。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，实现了电能向机械能的转化。
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，随后人们发明了发电机，实现了机械能向电能的转化。各种用电器的发明，实现了电能向其他形式能的转化。
知识点一 能源利用的历史
3. 电能的利用
4. 核能的发现
20世纪初，科学家发现，某些原子核的结构发生变化时会释放出巨大的能量，这种能量叫作核能。
知识点一 能源利用的历史
①一次能源：可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。化石能源（煤、石油、天然气）、风能、水能、太阳能、地热能、核能等都是一次能源.
②二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。电能属于二次能源，因为电能是消耗一次能源得到的；汽油、柴油也是二次能源。
1. 一次能源和二次能源
知识点二 能源的分类
能源的种类繁多，为了便于认识和研究，人们从不同角度对能源进行了分类.
2. 可再生能源和不可再生能源
（1）可再生能源：太阳能、水能、风能等可以从自然界源源不断地得到，这类能源被称为可再生能源.
（2）不可再生能源：而煤、石油、天然气以及核燃料等一旦消耗就很难再生，这类能源被称为不可再生能源。
3. 常规能源和新能源
（1）常规能源：也叫传统能源，是指目前已经大规模生产和广泛利用的能源，如可再生的水能和不可再生的煤炭、石油、天然气等化石能源；
（2）新能源：是指由于技术、经济等因素而迄今尚未大规模使用的能源，如太阳能、核能、地热能、氢能、风能等。
知识点二 能源的分类
4. 清洁能源与非清洁能源
（1）清洁能源：是指对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、风能等.
（2）非清洁能源：是指对环境污染较大的能源，如煤、石油、天然气等化石能源.
知识点二 能源的分类
【例题1】绿色办奥运是冬奥会的办赛理念之一、在电力方面，考虑使用清洁能源和可再生能源，实现绿电入网。据此，你推荐使用下列哪一组能源（　　）
A．水能、核能 B．风能、太阳能
C．地热能、天然气 D．煤、石油
B
根据可再生和不可再生能源的区别可以知道，风能、水能、太阳能、地热能可重复利用，在短时间内可以再次产生，是可再生能源、清洁无污染；核能和天然气、石油、煤炭等化石能源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源；所以推荐使用风能、太阳能。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
第一节 能源利用与社会发展
【例题2】现在很多城市公交车开始采用气、电混合动力，例如我市302路公交。这种车用天然气和电能作为能源，与用柴油作为能源的101路公交车相比，减少了尾气的排放，有利于对环境的保护。在分别使用这几种能源的公交车中，属于二次能源的是___________ ；天然气属于___________能源（选填“可再生”或“不可再生”）．
电能一般都是通过火力发电或水力发电等方式转化过来的，属于二次能源，柴油是从石油中提炼出来的，属于二次能源；天然气是动植物体经过亿万年的时间形成的，是不可再生能源.
电能和柴油
不可再生
第一节 能源利用与社会发展
【例题3】下列关于能源的说法正确的是（　　）
A．太阳能、天然气、核能属于可再生能源
B．煤、石油、天然气、核能属于一次能源
C．风能、水能、化石能源属于不可再生能源
D．太阳能、风能、水能、地热能属于二次能源
A．储量是有限的，不能在短时间内再次生产出来的能源为不可再生能源，煤、石油、天然气、核能属于不可再生能源，故A错误；
B．直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源是一次能源，煤、石油、天然气、核能属于一次能源，故B正确；
C．风能、水能属于可再生能源，化石能源属于不可再生能源，C错误；
D．太阳能、风能、水能、地热能属于一次能源，D错误。
B
故选B。
第一节 能源利用与社会发展
【例题4】如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风能是清洁的、______（可再生/不可再生）能源；
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度_____（大/小）的复合材料制成；若叶片位置和风向如图乙所示，当空气向左吹动静止的叶片时，
叶片相对于空气向_____（左/右）运动；
可再生
大
（1）风能可以从自然界源源不断地获得，所以
风能是可再生能源。
左
（2）风机叶片具有强度高的特点，故是用硬度大的材料制成。当空气向左吹动静止的叶片时，叶片受到向左的作用力，叶片相对于空气向左运动。
第一节 能源利用与社会发展
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，再利用_____________原理实现机械能转化为电能；
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是______
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．有风时，机组产生的电功率不变
电磁感应
B
（3）风叶产生的动力传递给发电机，发电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，利用电磁感应原理实现机械能转化为电能。
（4）由图知，当风速过小或者过大时，都不能产生电能；当风速在v1和v2之间变化时，机组产生的电功率是变化的，故ACD错误，B正确。 故选B。
第一节 能源利用与社会发展
①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是______（可用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率______。
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
风机获得的能量与风速的三次方成正比。
10%
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（ ×104J）
1
8
27
64
①分析表中数据发现，风速变为原来的几倍，风机获得的能量就变为几的三次方倍，所以可得出结论：风机获得的能量与风速的三次方成正比。
风机发电的效率
②电灯消耗的电能
第一节 能源利用与社会发展
核 能
第2节
本节知识点
Knowledge points
①核能
②核裂变和链式反应
③核电站
核裂变和
链式反应
对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
核电站
防止核泄漏；处理核废料.
③核电站的防护措施
②核能发电的优点
当原子核发生变化时，就可能释放出
惊人的能量，这种能量被称为核能.
核 能
核 能
①核反应堆
质量较大的原子核分裂成两个或两个
以上中等质量原子核的过程叫裂变.
使千千万万个铀核在极短的时间内
相继裂变， 这种现象叫作链式反应.
对链式反应不加控制，就会在极短
的时间内释放出巨大的能量.
①裂变
③原子弹
第二节 核能
②链式反应
知识点一 核能与裂变
1. 核能
当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
2. 裂变
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫作裂变。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。
3. 聚变
第二节 核能
4. 链式反应
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
5. 原子弹
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹是根据这个原理制成的.
知识点一 核能与裂变
（1）利用核能发电的电站叫作核电站。目前已建成运转的核电站，都是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的。
1. 核电站
核电站的原理示意图.
（2）核反应堆
核电站的核心设备是核反应堆，它以铀为核燃料。
（3）核电站的能量转化情况
核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机和发电机转化为电能。
知识点二 核电站
2. 核电站的优点
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：
（1）消耗的核燃料少
只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。1kg铀-235的核全部裂变，释放出的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。
（2）对环境污染轻
核电站不排放烟尘和CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。
（3）发电成本低
从长远看，核能发电的成本低于火力发电.
知识点二 核电站
3. 核电站的防护措施
（1）防止核泄漏的常用方法
在核反应堆的外面修建了很厚的水泥防护层以屏蔽射线.此外，在核反应堆内设置了两个互不相通的水循环回路。这样，在第一回路中具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
（2）处理核废料的常用方法
目前，国际上处理核废料的方法通常是装有核废料的金属罐投入选定海域4000m以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
知识点二 核电站
【例题1】核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（　　）
A．原子核由质子和中子构成 B．原子核带负电
C．核电站是利用核聚变原理工作的
D．核能是可再生能源
A
A．原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子构成，A正确；
B．原子核内质子带正电，中子不带电，所以原子核是带正电的，B错误；
C．当前的核电站是利用可控的核裂变工作的，故C错误；
D．核燃料是用一点少一点，在短时间内无法得到补充，所以核能是不可再生能源，故D错误。故选A。
【例题2】2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．
（1）核电站是利用_____能来发电的，其能量是原子核发生了核 _________（选填“裂变”或“聚变”）；
（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染当中．图乙中是核辐射标志的是______ ；
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用________的方法来改变内能的；
核
裂变
C
热传递
解析见下页
（1）核电站是利用核能来发电的，把核能转化为电能；由于核裂变是可控的，核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的．
（2）图中表示核辐射标志的是C；
（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，故让冷水从反应堆上吸取热量，所以是通过热传递改变内能的．
【例题3】如图是中国自主设计、建造的全超导
托卡马克核聚变实验装置—东方超环的原理图，
它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1）该装置被称为“人造太阳”，其反应原理与太阳类似，通过核_______（选填“聚变”或“裂变”）释放巨大的核能；
（2）该装置中，用通电线圈产生的磁场将超高温等离子体约束在磁场中，这是利用了电流的_________；为了产生强磁场，线圈中需要很大的电流，若线圈有一定电阻，则线圈流过大电流后会产生大量热量，这是因为电流具有_______（以上两空均选填“热效应”或“磁效应”）。所以该装置的线圈使用超导材料绕制，工作在零下296℃的超低温中，从而实现超导，处于超导状态时的线圈的电阻为___.
第二节 电磁波及其传播
聚变
磁效应
解析见下页
热效应
0
（1）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能。“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）根据奥斯特实验可知通电导线周围存在磁场，由此可知该装置中，用通电线圈产生的磁场将超高温等离子体约束在磁场中，这是利用了电流的磁效应。
根据焦耳定律可知电流具有热效应，因此线圈流过大电流后会产生大量热量，这说明电流具有热效应。
当在超低温下导体电阻为0Ω的现象称为超导现象，该导体材料为超导材料。
第二节 电磁波及其传播
太阳能
第3节
本节知识点
Knowledge points
①太阳能
②太阳能的转化
地球上的
能源分类
①与太阳有关的能源：狭义的太阳能、广义的太阳能.
②与地热有关的能源：地热能.
③与核反应有关的能源：核能. 包括核裂变、核聚变.
④与地-月-日间相互作用有关的能源：潮汐能.
①“光热”转换.
②“光电”转换.
③“光化”转换.
直接利用
太阳能的
三种方式
优点：①太阳能的能量巨大； ②太阳能供应时间长久；
③太阳能分布广阔； ④太阳能获取方便；
⑤太阳能安全、清洁； ⑥对于地球不增加热载荷.
缺点：太阳能强度弱、不稳定、不连续.
太阳能的
优、缺点
太阳能
第三节 太阳能
知识点一 太阳能及其特点
1. 太阳能
太阳中心的超高温、超高压使得太阳内部的氢原子核发生了聚变，释放出了巨大的核能；太阳的表面以光和热的形式向四周辐射的能叫作太阳能。
第三节 太阳能
2. 太阳能的特点
（1）优点：①太阳能的能量巨大；② 太阳能供应时间长久；③ 太阳能分布广阔；④ 太阳能获取方便；⑤ 太阳能安全、清洁； ⑥ 太阳能对于地球不增加热载荷。
（2）缺点：太阳能强度弱、不稳定、不连续.
虽然地球上的能源有很多种，但根据他们的初始来源，可概括为以下四大类。
1. 与太阳有关的能源
太阳能除了可直接利用它的光和热（即狭义的太阳能）外，它还是地球上多种能源的主要源泉。化学能、化石能源、水能、风能波浪能、海流能等都是由太阳能转换来的.
2. 与地热有关的能源——地热能.
3. 与核反应有关的能源——核裂变、核聚变.
4. 与地球—月球—太阳引力有关的能源——潮汐能.
知识点二 太阳能及其转化
知识点三 太阳能的利用
（1）“光热”转换：“光热”转换的原理是使太阳能聚集，用它来加热物体，获得内能。太阳能热水器就是这种方式的应用。
（2）“光电”转换：“光电”转换是将太阳能转换成电能。目前太阳能用于发电的途径有两种：一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成内能，再通过汽轮发电机将内能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转化为电能.
（3）“光化”转换：“光化”转换是将太阳能转换成化学能，再转换为电能或其他形式的能。绿色植物的光合作用就是“光化”转换过程，植物依靠叶绿素把光能转化为化学能，实现自身的生长和繁衍.
1. 直接利用太阳能的三种方式
影响太阳能大面积推广应用的因素主要有以下几个:
（1）能量太分散：垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能功率只有数百瓦。要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广。
（2）天气影响：太阳能发电会受天气的影响，给人们稳定地利用太阳能带来困难，而且储能问题尚未得到很好的解决。
（3）转换效率低：目前太阳能的转换效率还很低。如光电转换(太阳能电池)的效率还只有10%左右。因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作。
2. 太阳能利用的难度
知识点三 太阳能的利用
在上述能源中，煤炭、核能、石油、天然气属于不可再生能源，而水能、风能、地热能是可再生能源；同时煤炭、石油、天然气、水能、风能等是直接或间接的来自太阳，而对于核能和地热能不是来自太阳．
【例题1】能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一．能源家族中：①煤炭、②核能、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦地热能等，属于不可再生的是____________ ；不是直接或间接来自太阳的是_________ ．(填序号)
第三节 太阳能
①②③④
②⑦
【例题2】如图所示是太阳能 LED 照明路灯，LED 是一种发光二极管，它是由半导体材料制成的， 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、清洁无污染，它是在太阳内部氢原子核发生_______（选填“裂变”或“聚变”）释放出巨大的能量。
光能
可再生
聚变
第三节 太阳能
解析见下页
太阳能电池板是把太阳能转化成电能。LED是一种半导体发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能。
太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染。
在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
第三节 太阳能
【例题3】利用太阳能的方式之一是用太阳电池把 ______能转化成______能；另一种方式是用集热器加热，从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过 _______来增加水的内能，一台太阳能热水器储有300kg的水，若水温从20℃升到70℃，这些水吸收了_______J热量。（水的比热容4.2×103J/(kg·℃)）
太阳
热传递
6.3×107
第三节 太阳能
电
用太阳电池把太阳能转化成电能。另一种方式是用集热器加热，这是利用热传递的方式增加水的内能。
一台太阳能热水器储有300kg的水，若水温从20℃升到70℃，这些水吸收得热量为
【例题4】如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．
解析见下页
小艇上太阳能光伏板面积约为500m2，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的电能．
（1）太阳能光伏板工作时，是 能转化为 能．
（2）如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h，获得的电能约为 kW·h．这些电能相当于完全燃烧 kg的焦炭释放的能量．（焦炭的热值取3.0×107J/kg）
太阳（或光）
电
1000
120
第三节 太阳能
（1）太阳能电池在工作时，消耗光能产生电能，故是将光能转化为电能的装置。
（2）太阳光照射一天（日照时间为10h）可获得电能是
W=Pt=100kW×10h=1000kW?h=3.6×109J
据公式Q=mq可得 ：
第三节 太阳能
能量转化的
基本规律
第4节
本节知识点
Knowledge points
①能量守恒定律
②能量转移和转化的方向性
能量守恒
定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
不同形式的能量可以发生转化；同种形式的能量可以发生转移.
能量的转
移和转化
能量转化的
基本规律
能量的转移和转化是有方向性的。经转化或转移后，可利用的能量只会减少，因此节约能源和更有效地利用能源是人类需要解决的重要问题.
能量转移和转化的方向性
第四节 能量转化的基本规律
知识点一 能量守恒定律
我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。已经学过的能量主要有：机械能、内能、化学能、电能、核能及太阳能等。
1. 能量的转化：不同种形式的能量可以发生转化。
2. 能量的转移
同一种能量从一个物体转移到另一个物体，或者是从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式并没有发生变化。
3. 能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。
知识点二 能量转移和转化的方向性
1. 能量转移的方向性
若把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？
若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。空气的内能传递给水，水会变热。
若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。
在热传递的过程中，内能总是自发地从
高温物体转移到低温物体，不能相反。
所以能量的转移是有方向性的.
2. 能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油，汽车内燃机工作时，把汽油中的化学能转化为汽车的机械能、内能等。但是这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
钟表上紧发条工作，但终会停下，机械能完全转化为内能，没有任何外界的影响或帮助，是一个“自发过程”。
但是若要钟表自动从周围环境吸热，使这部分内能转化为发条的弹性势能是不可能做到的。
所以能量的转化是有方向性的.
知识点二 能量转移和转化的方向性
由于我们是在能量转化或转移过程中利用能量的。而在这个过程中，总会有一部分能量转化成内能散失到周围的环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。
也就是说，经转化后，可利用的能量
只会减少，因此节约能源和更有效地利用
能源是人类需要解决的重要问题。
3. 节约能源和更有效利用能源的原因
知识点二 能量转移和转化的方向性
A．灯泡发光时也会发热，消耗的电能转化为光能和内能，A错误；
BC．因为流过灯泡的电流做功，所以消耗电能，流过的电流大小不变，电流做了多少功，便消耗了多少电能，故B错误，C正确；
D．据能量守恒定律，光能不会消失，只是转化为其他形式的能量，故D错误。所以选C。
【例题1】灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
C
第四节 能量转化的基本规律
【例题2】下列关于能量的说法中正确的是（　　）
A．核能是可再生能源，核电站是利用核聚变释放的能量工作的
B．自然界中几乎所有的能源都是来自太阳能
C．只有能的转移具有方向性，而能的转化不具有方向性
D．能的转化，一定遵从能量守恒定律，而能的转移，不一定遵从能量守恒定行
B
第四节 能量转化的基本规律
解析见下页
A．核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以核能是不可再生能源；目前的核电站均采用核裂变，聚变的应用尚在试验阶段，故A错误；
B．太阳孕育了地球的生命，煤、石油等都是化石能源，是植物在地壳运动中被埋所形成的，风能、水能等能源都是间接来自太阳能，所以太阳是人类的“能源之母”，故B正确；
C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，但是能量的转化具有方向性，故C错误；
D．只要有能的转化和转移，能量在转化或转移的过程中就一定遵从能量守恒定律，故D错误。 所以选B。
第四节 能量转化的基本规律
【例题3】小汽车的发动机是一种内燃机，图甲中的能量转化与图乙中的能量转化________（相同不同），若飞轮转速为2400r/min，则1s内活塞对外做功_____次。轿车刹车时，轿车的机械能转化为地面和空气的内能，这些能量不能自动地收集起来再次开动轿车，这说明能量的转化和转移具有_______ ，某型号汽车发动机的能量流向图如图丁所示，该发动机完全燃烧0.2kg的汽油能够获得________的能量，这些能量能产生________ J的有用功。
（汽油的热值为4.6×107J/kg）
相同
第四节 能量转化的基本规律
2.76×106
20
方向性
9.2×106
解析见下页
图甲点燃后高温高压的燃气对外做功，把内能转化为机械能；图乙两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程，能量转化是气体的内能转化为机械能，故图甲中的能量转化与图乙中的能量转化相同。
热机的飞轮每转两圈，对外做功1次，若飞轮转速为2400r/min，则1s飞轮转40圈，活塞对外做功20次。
因为轿车刹车时，轿车的机械能转化为地面和空气的内能，而这些能量不能自动地收集起来再次开动轿车，说明能量的转化和转移具有方向性。
0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
输出的有用功
W有用=ηQ放=(100%-33%-30%-7%)×9.2×106J=2.76×106J
第四节 能量转化的基本规律
【例题4】如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）太阳能属于____（选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是______ 。
可
第四节 能量转化的基本规律
15%
太阳能能够循环再生，属于可再生能源。
太阳能电池1s输出的电能W=UIt=120V ×10A×1s=1200J
太阳能电池板1s接受的能量为
E=1000J/(m2s)×8m2×1s=8000J
则太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是
能源与
可持续发展
第5节
本节知识点
Knowledge points
①能量转化的效率
②能源与可持续发展
能源的利用
推动了人类社会发展，为人类文明发展作出了重大贡献。
能源与可
持续发展
能量转化
的效率
能源与可
持续发展
改变能源结构、开发新能源、提高能源的利用率、减少环境污染.
效率
=
×
输出的有用能量
输入的总能量
100%
问题：不可再生能源会被消耗殆尽；破坏环境和生态平衡。
第五节 能源与可持续发展
知识点一 能量转化的效率
1. 能流图
表示能量转化情况的图叫作能流图。
燃气的
内能
内燃机的能流图
光能
内能
电能
白炽灯的能流图
3. 热机的效率
对于热机来说，转化为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量之比叫作热机的效率。
2. 能量转化的效率
效率????=输出的有用能量输入的总能量×100％
?
η =???????有???????????放?×100%?
?
知识点一 能量转化的效率
1. 能源的开发和利用对人类社会的影响
①能源危机；②大气污染；③“温室效应”.
2. 我国面临的能源问题
①我国人口众多，能源短缺.
②能源结构问题：
我国目前的能源结构以化石燃料为主，这必然使我们面临着两个严峻的问题：一是化石燃料的蕴藏量有限，会导致能源枯竭；二是化石燃料会导致严重的环境污染和生态破坏.
③能源资源分布不均.
④能源利用效率低.
知识点二 能源与可持续发展
3. 能源与可持续发展
①可持续的能源生产和消费已成为社会、经济可持续发展的重要前提之一。
②可持续发展的当务之急.
依靠科技进步改变能源结构、开发和推广清洁的可再生能源，提高能源利用效率、减少环境污染已成为我国实现可持续发展的当务之急.
③未来的理想能源应该是来源丰富、可再生、洁净、安全，获取方便且经济的。
太阳能、风能、地热能、水能和氢能这五种能源今后将会优先获得开发和利用。
知识点二 能源与可持续发展
A．风能、水能、太阳能等清洁的一次能源可以转化为电能，供生活直接利用，故A正确；
B．石油、天然气、煤炭等都属于不可再生能源，故B错误；
C．核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的，核废料有放射性，处理不当，会污染环境，故C错误；
D．核能和地热能来自于地球内部，潮汐能是月球与地球共同作用形成的，不是来自太阳，故D错误。 所以选A。
【例题1】关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　）
A．风能、水能、太阳能等清洁能源可以转化为电能
B．石油、天然气、煤炭等都属于可再生能源
C．核电站使用过的核废料无放射性，不会污染环境
D．地热能、风能、潮汐能都是来自于太阳的能量
A
第五节 能源与可持续发展
A．小风扇利用风力发电，获得电能，机械能转化为电能，故A错误；
B．光电池板工作时，获得了电能，是光能转化为电能，故B错误；
C．照明灯工作时，获得了光能，是电能转化为光能，故C错误；
D．蓄电池在放电，是将存储在蓄电池里的化学能转化为电能，D正确。
【例题2】如图是景观照明灯，其“头顶”小风扇、“肩扛”光电池板、“腰挎”照明灯、“脚踏”蓄电池很是威武！下列关于它的说法正确的是（　　）
A．风吹小风扇发电时，将电能转化为机械能
B．光照光电池板发电时，将电能转化为光能
C．照明灯工作时，将光能转化为电能
D．蓄电池放电时，将化学能转化为电能
D
第五节 能源与可持续发展
所以选D。
【例题3】LED灯具有节能、环保等特点。为践行“低碳理念”，LED节能灯在生活中使用越来越广泛，它可以把电能绝大部分转化为光能。现有一盏标有“12V 5W”LED灯，其亮度与“220V 40W”的普通白炽灯相当。
（1）上述LED灯和白炽灯都正常工作的电流之比是_________；
（2）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是_______；
（3）“220V 40W”白炽灯工作时的能量转化情况如图，则可推测5W LED灯与40W白炽灯照明效果相同时LED节能灯的发光效率是_______。
55：24
第五节 能源与可持续发展
1∶8
80%
解析见下页
（1）因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，由P=UI知道，正常工作的电流之比
（2）因为两灯正常工作，所以PLED=5W，P白炽灯=40W，因为时间t相同，由W=Pt知道，所以两灯消耗的电能之比
WLED:W白炽灯= PLED:P白炽灯=5W:40W=1:8
（3）由于 η=W电/W白炽灯=10J/100J=10%
白炽灯消耗100J电能的工作时间 t=W电/P白炽灯=100J/40W=2.5s
因额定功率为5W的LED灯的亮度与额定功率为40W的普通白炽灯相当，所以，相同时间内产生的光能相等，则LED灯消耗的电能
W电′=PLEDt=5W×2.5s=12.5J
则5W LED灯的发光效率
第五节 能源与可持续发展

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