初三物理免费教学视频【物理考试与能源】
时间：2019-02-02 03:27:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
能源，21世纪出现在媒体上频率最高的词汇.随着全球经济的发展，世界各国越来越关注能源问题.《能源与可持续发展》作为物理教材的压轴章节，其重要性不言而喻.特点表现为内容的综合性、问题的系统性、知识的发散性.在命题中对这些特点的体现也尤为突出.
一、 太阳能的利用
到目前为止，人类直接利用太阳能的途径有两种：一是通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能；二是把太阳能转化成内能，以供应用.近年太阳能的直接利用问题，成为一个重要的考点.
例1 随着生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走入人们的生活.如图1是一种太阳能路灯，你能从表1的相关说明中获得哪些信息（写出三条即可）？
① ______________________________________________________；
② ______________________________________________________；
③ ______________________________________________________；
④ 该灯工作的实质，是将太阳能最终转化为__________________.
解析 本题从新科技的应用入手，既有文字又有图画提供信息，解答时要求认真阅读说明，理解其中的功率、电压、温度的概念，以及要了解太阳能最终可以转化为光能、内能等知识.
答案：① 太阳能电池最大输出功率为40W；
② 使用灯泡为高效节能灯；
③ 电源电压是12V（连续阴雨时可工作3~5天；环境温度在-20℃~+70℃之间；连续照明时间为12h）（答出任意三条即可）
④ 光能（内能）.（答出光能、内能、光能和内能均正确）
例2 如图2是一种太阳能汽车.太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流.问：
（1） 在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
（2） 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3） 你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？
解析 本题是太阳能转化为电能的典型试题.电池板为电动机提供电能，而电动机消耗的功率只是吸收的太阳能功率的一部分.太阳能是绿色能源，环保、洁净；而汽车排放的尾气会对大气造成污染.
答案：（1） 电动机消耗的电功率P=UI=160V×10A=1600W；
（3） 环保、无尾气污染等.（其他答案合理即可）
例3 表2是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满.假设热水器接受到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
（1） 当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？
（2） 若晚间无太阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下，需要加热多长时间？
（3） 请简要说出一条太阳能热水器的优点.
解析 太阳能热水器是直接将太阳能转化为内能的装置.但太阳能并不是完全被转化为内能，而是部分被利用.水吸收的热量可以通过吸热公式求出.与电热水器相比，太阳能热水器具有节能、污染少等特点.
答案：（1） 保温桶充满水时，由ρ=m/V得
二、 核反应、核能的利用
核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源.当原子核发生改变――裂变和聚变时会伴随巨大的能量变化.自然界除了人为的聚变反应外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来.合理利用核能可以为人类造福.该部分内容也常出现在各类试题中.
例4 今年年初，中科院等离子体研究所建成了世界上第一个全超导核聚变实验装置，由于其模拟太阳产生能量的方式而被形容为“人造太阳”.科学家的研究表明，在超高压、超______的条件下，两个氢原子核结合成氦原子核，同时释放巨大的能量.受控核聚变的核能作为一种新的能源，具有显著的优点（请写出一点）____________________________________.
解析 本题考查了核反应中核聚变的知识，核聚变人工很难控制.本题让同学们拓宽了视野.要求了解核聚变的条件与优点.
答案：高温 释放能量巨大等合理即可
例5 阅读下列短文，回答问题.
太阳的一生
天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星，然后进入称为主序星的稳定期.太阳目前正处于主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量，这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒4.2×109kg向外抛出大量物质.最终塌陷为密度很大的白矮星.
（1） 地球只接受了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生长.地球接受的辐射来自太阳中的核_________反应.
（2） 太阳内部进行的核反应是__________________，并释放出能量.
（3） 请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整.
_________→主序星→_________.
（4） 太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是_________.
解析 本题是一道阅读题.通过收集题目中的信息了解太阳的演变过程和内部的聚变反应.
答案：（1） 聚变 （2） 四个质子聚变成一个氦原子核和两个电子 （3） 星际介质 白矮星 （4） 先变小后变大
三、 其他能源的利用及新能源的开发
能源中化石能源等是常规能源，现今随着不断开采，人类面临着化石能源有可能枯竭的严峻现实.人类在不断地寻找新能源.物理考试中有些试题就与这方面有关.
例6 潮汐是月球、太阳对地球的引力作用而产生的.每天的涨潮与落潮蕴含着巨大的能量，这种能量可以用来发电.如图3所示，在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为_________能；图3中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是___________；与火力发电相比，潮汐发电的优点是____________________________________.
解析 潮汐能作为新的能源，具有蕴藏能量大、无污染等优点.利用潮汐能发电是应用新能源的一个重要方面.在此过程中，伴随着能量的转化.同时，做该题时还应看清涨潮时的水流方向.
答案：电 乙 无污染
例7 人民网北京1月15日讯：国防科工委组织研究的50t级液氢液氧运载火箭发动机今天在京进行了200s热试车，试验取得圆满成功，这将为我国今后发展卫星技术、高空探测和载人航天发挥重大作用.该发动机的燃料之所以采用液氢，是因为液氢具有（ ）.
A. 较高的燃点B. 较大的比热容
C. 较高的沸点D. 较大的热值
解析 液氢也是新的能源之一，它充分燃烧时放出的热量较大，具有较大的热值，经常作为航天火箭发动机的燃料.
答案：D
例8 目前，在国家正在推广乙醇汽油作为汽车的燃料，它是由粮食及各种植物纤维加工而成的燃料乙醇，与汽油按一定比例混配形成的.乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放，是目前世界上可再生能源的发展重点.
（1） 根据题目提供的信息，说明用乙醇汽油代替汽油的好处.（要求写出两条）
（2） 乙醇汽油与汽油相比，谁的热值高呢？请你设计一个实验来比较它们的热值，要求写出实验方法.（实验所需的器材，如安全燃烧汽油的装置，都可由实验室提供.）
解析 化石能源属于不可再生能源.在燃烧时会产生大量的废气，造成大气污染.从题中可以了解乙醇汽油作为清洁能源的好处.在研究比较热值时，要采用控制变量法进行研究.同时写清器材和步骤.
答案：（1） 它是可再生能源，可以节约不可再生能源；它是清洁能源，可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放.
（2） 实验方法：① 取等质量的乙醇汽油与普通汽油（适量），放在安全燃烧的装置里完全燃烧；② 取相同的烧杯装入等质量的水加热；③ 测量加热前、后水的温度变化；④ 通过比较水的温度上升的多少，来比较热值大小.
四、 能量的转化和守恒与能量转移
能量是新课标的一级主题，能量转化与能量守恒是二级主题.能量之间可以相互转化和转移，在转化的过程中尽管总量保持不变，但不可能达到理想状态，存在利用效率高低的问题.在能量的转化过程中有一定的方向性.
例9 各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表3中示例完成表格.
解析 能量之间可以相互转化.生产、生活中的许多现象都体现了这一内容.要有一定的生活经验，对生活中的事例要有了解.
答案：电能转化为内能 压缩气体做功
例10 电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能.汽车制动过程中，动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动地转化为机械能再用来开动汽车.这些现象均说明能量的转化具有_________.以上能量的转化过程中，能的总量_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）.
解析 本题通过事例说明能量的转化过程中，能量的总量是保持不变的.但有一定的方向性，有时具有不可逆性.
答案：方向性 不变
例11 科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”：如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状；那么当降到原来较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状.
现用它制成如图4装置：在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装了一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它们在温度低时收紧、在温度高时放松.实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来.
（1） 上述装置能否看作是一个“永动机”？为什么？
答：______________________________________________________.
（2） 发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想.（参照示例，另举1例）
示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热.
设想：（所提的设想应是制作“保险丝”以外的）
_______________________________________________________________
解析 制造永动机曾是科学家们的追求，经历了几十年的研究，最终没能成功.因为永动机在工作中会消耗能量，必须要有外界来提供能量.本题介绍了一种永动机模型，这就要求同学们能利用能量守恒定律来进行分析问题.
答案：（1） 不能 原因可从能量的转化和守恒出发来分析
（2） 可以制作成温度报警器.当温度升高时，恢复到原来的形状，报警.（所提设想应能反应记忆合金的特点，具有一定的优越性.）
五、 环境保护、节约能源
当代社会，环境污染已愈来愈严重，引起了人们的高度重视.治理环境污染已迫在眉睫.能源特别是一些常规能源，已不可再生，这就要求节约能源，提高使用的效率.物理考试中常结合这些热点进行命题.
例12 在“建设节约型社会”的今天，下列做法不符合这种精神的是（ ）.
A. 电视机只用遥控器关机而未断开电源
B. 洗手时水流开小一点
C. 教室中使用电灯做到人走灯灭
D. 推广使用沼气能源
解析 资源的浪费在社会中经常随处可见，节约能源要从小事做起.电视机未切断电源时依然在消耗电能.沼气热值高，污染小，应推广使用.
答案：A
例13 走在佛山的街头，只见各种机动车川流不息.据一项调查资料显示，佛山已成为全国摩托车人均拥有量最多的城市.热机为我们的经济建设做出了巨大的贡献，但对环境的污染也越来越严重.你认为热机使用会带来哪些污染？请你对佛山市合理使用机动车辆提2条建议.
解析 热机是将燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能的装置.热机的燃料在燃烧的过程中会排放出有害气体，造成大气污染.要采取多种措施减少环境污染.
答案：使用机动车辆对环境造成的影响主要有两个方面：一是机动车辆行驶时产生的噪声污染，二是机动车辆使用的燃料产生的废气和烟尘对大气的污染.
为了减少机动车辆对环境造成的污染，可以改进机动车辆的性能，尽量使用环保燃料，提高汽车排气质量、限制摩托车上路、人们外出时尽可能乘坐公共交通工具等等.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
