沪科版九年级物理第二十章能源材料与社会导学案.docx
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沪科版九年级物理第二十章能源材料与社会导学案
第二十章能源、材料与社会
20.1能源的开发和利用
一、学习目标
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式,能说出一些常见的能量名称,知道自然界有多种形式的能源。
通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化。
2.理解能量守恒定律,知道永动机不可能制成,并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题。
能解释一些常见现象中的能量转化过程。
二、预习题
1.我们前面学过的能有_______________________________________。
2.内燃机的做功冲程把_________能转化为________能;电动机把_________能转化为_________能,但是转化过程中的效率却不是100%。
思考:
能量会不会有一部分消失了?
三、导学题
(一)多种形式的能量
阅读课本193页-194页,完成下列问题,并在小组内交流。
1.化学能:
由于___________________________而产生的能量。
燃料燃烧的过程就是把能转化为能的过程。
2.核能:
由于核反应,物质的而产生的能量。
原子弹、氢弹爆炸时释放的能量来源于。
练习:
1.自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量类型分别是()
生物能;
核能;
电能;
太阳能;
化学能。
A.
B.
C.
D.
2.指出课本194页图20-4中各物体具有的能量名称:
(a);(b);(c);
(d);(e)。
(二)能量的转移与转化
阅读课本194页-195页,独立完成下列各题。
1.自然界中,能量不但可以从一个物体到其它物体,而且可以从一种形式 为其它形式。
2.物体碰撞时,从一个物体转移到另一个物体;电灯发光时电能转化为能和能。
练习:
3.关于太阳能的转化,下列说法不正确的是()
A.太阳能可转化为物体的内能B.太阳能可转化为风能和水能
C.太阳能可转化为动植物的化学能D.太阳能可转化为潮汐能和地热能
4.我国发射的“神州”载人飞船,飞船随火箭一起离开发射塔飞向太空的过程中,下列表述中错误的是()
A.飞船受到平衡力的作用B.火箭推力对飞机做了功
C.飞船的动能和势能不断增加D.燃料的化学能最终转化为火箭的机械能
(三)能量守恒定律
阅读课本196页,完成以下各题:
1.能量既不会,也不会,它只会从,或者从,而能的总量。
这就是能量守恒定律的内容。
2.单摆在摆动过程中,能的转化是,在最高点能最大,在最低点能最大。
小球在摆动过程中最终会停下来,是因为小球在运动过程中与空气摩擦,一部分能转化为 能,而总能量是守恒的。
练习:
5.能的转化与守恒定律是自然界的基本规律之一,下列过程中机械能转化为电能的是()
A.干电池放电B.给蓄电池充电C.风力发电D.电动机带动水泵抽水
6.下列各种现象中,只有能量的转移而不发生能量的转化的过程是()
A.电灯发光B.冬天用手摸户外的东西时感到冷
C.用打气筒给轮胎打气时,气筒壁发热D.烧开水时水蒸气把壶盖顶起来
(四)能量转移与转化的方向性
阅读课本197页,完成以下各题:
1.从能量守恒定律看,我们无法制造出即不消耗又能对外的装置。
2.物理学研究表明,能量的转化与转移具有。
小球在摆动过程中,由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为,这部分能量不可能自动再转化为机械能,小球最终会停止。
四、检测题
1.一辆汽车在关闭发动机后继续在水平路面滑行,从能量转化的角度看()
A.汽车动能保持不变B.汽车的机械能总量保持不变
C.汽车的机械能转化为内能D.汽车的动能转化为势能
2.指出下列现象中能量的转化或转移情况。
(1)植物的光合作用;__________________________________
(2)雨天时发生雷电;___________________________________
(3)人在跑步时发热出汗;____________________________________
(4)风吹动帆船前进;________________________________________
3.下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是()
A.高山上滚下的石块越来越快,说明重力势能转化为动能
B.酒精燃烧时,将化学能转化为内能
C.发电机发电时,将机械能转化为电能
D.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
4.学习了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,你认为其中不正确的是()
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.各种形式的能在相互转化时具有方向性
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
5.建筑工地上使用打桩机,打桩锤从空中自由下落时,锤与桩因冲击力作用表面温度升高,这表明()
A.动能守恒B.势能守恒C.机械能守恒D.能量守恒
6.某研究性学习小组对能量转化现象进行了研究,他们利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路,如图所示,A点为铁丝和镍铬丝绞合在一起组成的加热点.用打火机给A点加热时,观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转,这一实验现象说明了能可以转化成能.
第二十章能源、材料与社会
20.2能源的开发和利用
一、学习目标
1.通过学习了解什么是能源。
知道哪些属于可再生能源,哪些属于不可再生能源。
2.知道能源与人类生存和社会发展密切相关。
了解太阳能、核能的开发和利用。
了解其它新能源及开发前景。
二、预习题
1.你家里做饭时使用的是_____________,说说其能量的转化或转移过程。
2.你了解哪些新能源。
三、导学题
(一)能源与社会
阅读课本198页-199页,完成下列各题:
1.自然界中,像太阳能、风能、水能以及动植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于,煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源,一旦消耗就很难再生的能源是 。
2.用煤作燃料的蒸汽机的发明,带来了人类历史上的。
通过对的研究,人类找到了开发和利用能源的新途径。
但人类对能源的需求和依赖也越来越大。
开发和利用成为大类获取能量的一个新途径。
练习:
1.绿色植物通过光合作用将太阳能转化成________能。
为开发新能源,人类已能够把油菜籽、蓖麻、大豆等农作物加工转化成“生物燃料”,“生物燃料”属于________能源。
(填“可再生”或“不可再生”)
(二)能源与环境
阅读课本199页-200页,完成下列各题:
1.煤的燃烧会产生大量的和;造成空气污染。
2.大气中的二氧化碳的浓度增大,导致增强,全球变暖,危害生态平衡。
练习:
2.近年来,我省一直推广使用乙醇汽油(乙醇俗称酒精)。
乙醇汽油是由10%的乙醇与90%的汽油混合而成。
(1)乙醇汽油燃烧过程是__________能转化为内能的过程;
(2)按照能源分类,由于乙醇是由植物酿而成,所以乙醇属于__________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
(二)开发新能源
1.太阳能:
(1)太阳能是一种即相对__________,又_______________的能源。
(2)人们利用太阳能的方式主要是光转化为_______,光转化为_______。
太阳能电池是_______转化为_______;太阳能热水器是_______转化为_______。
(3)太阳能到达地面后,通过被植物微生物吸收,通过光合作用转化为__________在植物中贮存起来。
总结:
直接利用太阳能有三条途径:
①把太阳能转化为内能;②把太阳能转化为电能;③把太阳能转化为化学能。
2.核能
(1)核能的开发和利用采用两种方式:
一种是利用____________释放能量;另一种是利用____________释放能量。
(2)核裂变是____________________________________________一种核反应。
剧烈的核反应会不断地自行持续下去,这种现象叫做_________反应。
_________就是根据这个原理制成的。
3.核聚变是____________________________________________一种核反应。
练习:
3.利用太阳能的说法中错误的是()
A.把太阳能转化成内能B.把太阳能转化成电能
C.把太阳能转化成核能D.把太阳能转化成种子的化学能
4.下列关于核能的说法正确的是()
A.物质是有原子组成的,原子有原子核,所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止,人类获得核能有两种途径,即原子核的裂变和聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核聚变原理制成
D.自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
3.地热能4.潮汐能
潮汐发电____________,____________,是一种很有发展潜力的新能源。
5.风能:
阅读课本203页了解人们对风能的利用,小组交流自己所知道的知识。
练习:
5.解决人类对能源需求的根本出路是()
A.加速开采地球上的化石燃料资源B.积极寻找含能源丰富的星球供人居
C.依靠科学技术,不断开发新能源D.尽可能的节约或不用能源
四、检测题
1.在煤、石油、天然气、木柴、流水、核能、太阳能、潮汐能中属于可再生能源的有,属于不可再生能源的有。
2.太阳能在现代社会中被广泛应用,各种直接利用太阳能的装置也应运而生,太阳能热水器把太阳能转化为__________能,太阳能电池把太阳能转化为__________能。
3.核能的开发和利用可以采用的方法是:
利用释放能量;利用释放能量。
原子弹爆炸主要是利用__________释放出惊人的能量。
4.下列那组物质都属于新能源()
A.电能、水能、风能B.太阳能、地热能、核能
C.液化气、沼气、酒精D.石油、天然气、煤
5.古人在钻木取火过程中,是将机械能转化为能;水利发电站是将水的机械能转化为能;自然界中能量在转化和转移的过程中,能的总量。
6.下列各组能源中,均为不可再生能源的是()
A.煤、石油、天然气B.太阳能、地热能、风能
C.电能、汽油、风能D.核能、水能、生物能
7.节约能源保护环境,下列做法或现象中需要改进的是()
A.及时关掉未关的水龙头
B.将废纸、矿泉水瓶等送到废品收购站
C.养成人走灯灭的习惯,利用垃圾焚烧发电
D.汽车排出黑色的尾气
8.如图所示的是利用太阳能的三种方式.请你在空白方框内填上相关的科学术语。
第二十章能源、材料与社会
20.3材料的开发和利用
一、学习目标
1.知道身边形形色色的材料中按导电性不同可分为导体、半导体、绝缘体三大类。
初步了解半导体的一些特点。
2.知道“电阻为零”是超导材料的特性;初步了解纳米材料的有关知识;
二、预习题
1.自然界中组成物体的物质不同,性质一般也不同.在弹簧测力计、平面镜、白炽灯丝和指南针等物体中,利用磁性工作的是,利用弹性工作的是.
2.现有六种物质:
铁、水银、水晶、白酒、牛奶、巧克力。
请把它们分成两类。
(至少用两种不同的分类方法)
(1);
(2).
三、导学题
(一)材料与社会
阅读课本205页的内容,完成下面的题目:
1.我们周围大大小小的物品都是由组成的。
2.100万年前,原始人就会利用不同性能的天然材料了,如把__________、__________、_________、等制成工具或用作生活用品,这是原始人智力发展的重要一步;大约在5000年前,人类学会了冶炼________并用其来制造工具;_______的利用为人类大规模制造机器提供了材料基础。
所以材料的发展为_________的发展提供了物质基础。
(二)材料的导电性
阅读课本205页-206页的内容,完成下面的题目:
1.根据导电性能的不同,材料还可以分为____________、____________、____________三大类。
2.材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的。
金、银、铜、铁等金属材料的____________较小,是导电性能较好的良导体。
绝缘体的____________较大,电流几乎不能通过,因此绝缘体常常被用来_________带电物体,半导体材料的___________介于导体和绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质。
3.常见的导体有______________________;绝缘体有__________________________;
半导体有___________________________。
完成课本206页探究,知道如何判断导体和绝缘体。
4.用半导体材料可以制造、和等多种半导体元件。
5.半导体二极管具有,即。
半导体三极管可以用来。
探究:
半导体二极管单向导电性
实验材料:
电源、灯泡、导线、接线板、开关、半导体二极管。
实验设计:
(参考实验电路如右图)
练习:
1.在通常情况下,以下物质全部属于绝缘体的一组是()
A.陶瓷,油B.自来水,玻璃C.塑胶鞋,大地D.人体空气
2.有一种二极管在通电时发光,叫发光二极管,在电路图中的符号为“
”。
如图所示电路中,开关闭合后,发光二极管能发光的是图_________(填"甲"或"乙")。
(三)开发新材料
1.超导材料
一些材料在温度降低到时,电阻突然降低到,这种现象叫_______现象,发生这种现象的材料叫超导材料。
超导材料不仅电阻为零,而且还存在着其他引人注目的特性,如现象。
利用超导体的零电阻特性实现。
2.纳米材料
纳米材料统指合成材料的基本单元大小的材料。
纳米材料在______________________________等方面还表现出许多特殊的性能,如是可以大提高材料的___________和___________,降低绕结温度,提高材料的磁性等。
练习:
3.超导材料适合制作以下器材中的()
A.家用保险丝B.白炽灯的灯丝
C.电炉的电阻丝D.远距离输电中的输电线。
4.下列关于纳米的叙述错误的是()
A.纳米是一个长度单位,符号是nm
B.人们在纳米尺度内发现很多新的现象,给技术上带来很多新的进展
C.纳米技术是现代科学技术的前沿,我国在这方面的研究具有世界先进水平
D.所有的高科技产品都与纳米技术有关
四、检测题
1.在塑料、铜丝和空气这组物质中,通常情况下,________________是绝缘体。
2.半导体元件具有许多独特的功能,如半导体二极管有____________________,半导体三极管可以用来放大_________。
3.材料的导电性是由材料内部_________的运动状况决定的。
金属材料电阻________,是导电性能较好的导体;半导体的导电性能介于_______和_______之间,是重要的电子元件材料.
4.绝缘体不容易导电是由于绝缘体内()
A.几乎没有自由移动的电子B.几乎没有质子
C.存在大量的自由电子D.存在许多中子
5.如果以下电器选用超导材料制作,不能正常工作的是()
A.微波炉B.电饭锅C.电动机D.发电机
6.下列物品中,通常情况下属于导体的是()
A.陶瓷碗B.橡胶手套C.钢尺D.塑料笔杆
7.人类的生活和生产都离不开各种材料.下列制品中,主要利用金属导热性的是()
A.石膏雕塑B.塑料车模C.金属导线D.铁制炒锅
8.石墨烯又称单层墨,它仅由一层碳原子组成,具有许多奇特的属性,包括极强的拉力,优良的导电性和导热性,硬度最大,熔点超过3000℃等,这种高新材料有可能代替硅成为新的半导体材料.根据石墨烯的特性,你认为石墨烯不能用来制成()
A.高压输电线B.坚韧的防弹衣C.电路导线D.保温隔热材料
9.如图所示,在常温下闭合开关,发现灯泡不亮,如图(甲),这说明常温下玻璃是________体;当闭合电路,将玻璃珠加热到红炽状态时,发现灯泡发光,如图(乙),这说明红炽状态下的玻璃是________体。
分析比较(甲)、(乙)两图现象可得出的初步结论是:
________________________________。
第二十章能源材料与社会复习
一、知识梳理
(一)能量的转化与守恒
1.能源的分类
(1)自然界的能源形式多种多样,如________、_________、________、________、太阳能、核能、地热能、海洋能、潮汐能等。
(2)按性质分
可再生能源:
能重复产生的天然能源。
如______能、________能、______能、海洋能、潮汐能等。
不可再生能源:
短期内不可重复产生的天然能源。
如________、_________、________。
2.能量的转化与守恒
能量既不会,也不会,它只会从,或者从,而能的总量。
这就是能量守恒定律的内容。
3.能源的开发和利用
(1)核能:
原子核在发生改变时会释放出巨大的能量——核能,又称原子能。
获得核能有两种途径:
一种是由原子核的释放出能量;另一种是原子核的释放出能量。
(2)太阳能:
直接利用太阳能有两种途径:
把太阳能转化为______以供应用。
如太阳炉、太阳能热水器、太阳能发电站;通过光电转换装置把太阳能直接转化为______。
如太阳能电池。
(二)材料的开发和利用
(1)根据导电性能的不同,可以分为__________、__________、_________三大类。
常见的导体有_____________________;绝缘体有______________________;半导体有____________________________。
(2)二极管的单向导电性:
半导体二极管具有单向导电性。
(3)发生的材料叫超导材料;纳米材料是指大小限制在范围内的材料。
二、达标检测
1.小明将能量转化的常见事例连线如下,其中有一组出现了错误,请你帮他找出来()
A.机械能转化为内能——用磨刀石磨刀B.内能转化为机械能——暖水瓶瓶盖蹦起
C.电能转化为内能——电炉工作D.势能转化为动能——
向上运动的乒乓球
2.下列材料中,通常情况下属于绝缘体的是()
A.钢管B.玻璃C.海水D.人体
3.铝合金因具有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点而成为多数现代家庭封闭阳台时的首选材料。
这与铝合金的下列物理性质无关的是()
A.较小的密度B.较大的硬度C.良好的导电性D.较好的延展性
4.下列材料不属于半导体材料的是()
A.锗B.石墨C.砷化镓D.硅
5.下列对能量转化分析错误的是()
A.水电站主要将机械能转化为电能B.核电站主要将核能转化为电能
C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能D.热机主要将机械能转化为电能
6.下列性质中,属于二极管的基本性质的是()
A.单向导电性B.容易导电C.不容易导电D.电流的热效应
7.下列各种能源中,属于不可再生能源的是()
A.太阳能B.潮汐能C.地热能D.天然气
8.下列说法正确的是()
A.既然能量是守恒的,那么任何能量我们都可以利用
B.能量是守恒的,所以我们有用不尽的能量
C.虽然能量的总量保持不变,但有些能量却是无法利用的
D.以上说法都不对
9.“低能耗”、“低排放”是低碳理念的重要内涵。
下列说法不符合低碳理念的是()
A.推广利用太阳能B.循环使用生活用水
C.家用电器长期处于待机状态D.回收有机垃圾用于生产沼气
10.太阳中蕴藏着无比巨大的能量,下列说法正确的是()
A.太阳能是不可再生能源B.太阳能的应用会严重污染环境
C.太阳能的应用具有广阔前景D.太阳能不能转化成电能
11.能量的转化和转移是有方向性的。
例如
,冬天烤火的时候,人们燃烧煤等燃料获得_______能,火炉把这些能量自动传给周围空气,这些能量_______(选填“能”或“不能”)自动聚集起来再次利用。
12.在摩擦生热的现象中,_______能转化为_______能;在气体膨胀做功的现象中,_______能转化为_______能;在热传递的过程中,高温物体的内能_______,低温物体的内能_______,内能从_______转移到_______,而能的总量_______。
13.石墨炸弹是一种用来破坏敌方供电设施的武器,这种炸弹爆炸时不会造成人员伤亡,而是在空中散布大量极细的石墨丝,这些石墨丝是_____(选填“导体”或“绝缘体”),飘落到供电设备上会造成电路______(选填“开路
”或“短路”),从而使供电系统瘫痪。
14.超导体的应用具有十分广阔的前景。
假如有一天,科学家研制出室温下的超导材料,那么下列__________(填序号)用电器的效率可大大提高。
①白炽灯②电风扇③电水壶④电饭锅
15.PTC是一种新型的半导体陶瓷材料。
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻值随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛。
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,如图甲为其电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料的居里点温度为_____℃。
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻_____,功率_____,使其温度______;反之,也能自动调节。
因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
(3)某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”:
将PTC电阻安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,指示灯亮;当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时,由于电阻变化,导致电磁铁磁性减弱,使警铃响。
请帮他将如图乙所示的电路连接完整。
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