1、第二十章能源、材料与社会思维导图单元总结知识要点要点点知识要点一、能量的转化和守恒1、能量的转移与转化：自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。不同的自然现象之间都有能量的转化：例如摩擦生热（搓手），摩擦是机械运动现象，生热是热现象，摩擦能够生热，说明机械运动现象和热现象有联系，依次类比可逐个分析出其他各种能量的转化，食物在人体内“燃烧”，转化为人的日常活动所需的机械能等，是化学能转化为机械能的例子。2、能量的守恒：能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这
2、就是能量守恒定律。3、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。【典例分析】例1、（2019衡水模拟）下列有关能量转化或转移的说法中正确的是（）A电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能B古人钻木取火是通过做功将机械能转化为内能C内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能D冷天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转移为内能【思路点拨】注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。【答案】B【解析】A、电动机工作时，消耗了电能，得到
3、了机械能，是通过做功将电能转化为机械能，故A说法错误；B、人钻木取火是消耗了机械能，得到了内能，是通过做功的方式将机械能转化为内能的，故B说法正确；C、内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功，转化成机械能，故C说法错误；D、冷天搓手感到手掌发热，是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能，故D说法错误。【技巧总结】在自然界中，能量转化的现象很多，并且能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能。在日常的学习中我们要注意总结归纳。知识要点二、能源的开发和利用1、不可再生能源：化石燃料、核燃料一旦开采，就难以在地球上迅速再生，所以我们把它们称为不可再生能源。2、
4、新能源与可再生能源：生物质能、风能、太阳能、核能、小水电、潮汐能、地热能等能源资源。3、人类利用能源的历程：（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置-反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。4、能源与环境：能源的大量开发和利用，会造成环境污染与生态破坏。如何在开发和利用能源的同时保护好我们赖以生存的地球，已经成为一个全球性重大课题
5、。燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，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，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。【典例分析】例2、（2019河北）“能源危机”是当今世界共同面临的问题，以下解决危机问题措施切实可行的是（）A人人都要节约用水、用电，不浪费能源和人为毁坏物品B关闭全部现有的火力发电站C停止使用石油、煤炭资源，而改用核能和太阳能D各地都要大力兴建水力和风力发电站【答案】A【解析】A、节约用水、用电，不浪费能源和人为毁坏物品是可行的，可以缓解能源危机，符合题意；B、关闭全部现有的火力发电站虽然可以节省能源，但会影响人们的正常生活不可行，不符合题意
6、；C、停止使用石油、煤炭资源，虽然可以节省能源，但很多地方没有条件改用核能和太阳能，不可行，不符合题意；D、很多地区没有条件大力兴建水力和风力发电站，不符合题意。【技巧总结】“能源危机”是当今世界共同面临的问题，我们要合理节约利用能源，这也是近几年中考的热点。知识要点三、开发新能源1、核能质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式：核裂变能和核聚变能。要点诠释：（1）核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹
7、就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。（2）核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。（3）核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在浙江和广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电站，
8、核电发电量接近全球发电量的1/5。2、太阳能太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。太阳能的利用（1）间接利用太阳能：化石能源（光能-化学能）生物质能（光能-化学能）（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能-内能）太阳能电池：（光能-电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。3、还有地热能、潮汐能、风能，等等。【典型分析】例3、（2019黄石）随
9、着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确的是（）A核能是可再生的清洁能源B太阳能是由氢原子裂变放出的能量C能源开发就是要利用核能D核能是原子核发生变化时放出的能量【答案】D【解析】A、核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于非可再生资源，所以它是不可再生能源，该选项错误；B、太阳能是在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出的巨大核能，该选项错误；C、能源的开发是开发利用新能源如风能、太阳能等无污染的清洁能源，该选项错误；D、核能是原子核聚变或裂变产生的能量，该选项正确。【技巧总结】能源危机是石油、电力或其他自然资源的短缺，是全球性
10、问题，开发利用新能源是解决问题的根本途径。例4、（2019青海）下列关于太阳能的说法中，错误的是（）A太阳能十分巨大，供应时间长久B太阳能安全、清洁，不会造成环境污染C太阳能分布广阔，处处可以利用D太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响【答案】D【解析】A、正确，太阳能十分巨大，供应时间长久，取之不尽用之不竭；B、正确，太阳能安全、清洁，不会造成环境污染；C、正确，太阳能分布广阔，获取方便；D、错误，太阳能到达地面的功率不稳定，它随气候和季节的变化而变化。【技巧总结】本题主要考查对太阳能优点的掌握和理解，太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来
11、越被广泛利用。它的优点很多，比如：太阳能分布广阔，获取方便；清洁不会造成环境污染。知识要点四、材料的开发和利用1、人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。2、材料的导电性：根据材料的导电性，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。3、开发新材料：人们正在不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。【典型分析】例5、（2019黄石）我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材，使中国跻身该技术领域国际先进行列。假如所有导体都成了常温下的超导体，那么当用电器通电时，下列说法正确的是（）A白炽灯仍然能发光B电动机仍能转动C电饭锅
12、仍然能煮饭D电熨斗仍然能熨烫衣服【答案】B【解析】白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流热效应工作的，根据焦耳定律Q=I2Rt知，没有电阻就不能产生电热，所以用超导体材料制成的电热器不能工作，故A、C、D不正确。电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，将电能转化为机械能，所以用超导体材料制成的电动机不但仍能工作，并且电能转化为机械能的效率更高。【技巧总结】本题主要考查学生对：超导材料的特点、电流热效应，以及应用的了解和掌握，是一道基础题。解答本题的关键是超导体是零电阻，所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。例6、（2019大连）科学家们研制出一种具有超塑延展性的铜，它在室温下可以被拉长50多倍而不出现裂纹，组成这种铜的主要材料是（）A磁性材料B纳米材料C半导体材料D超导材料【答案】B【解析】用纳米材料制成的纳米铜具有超塑延展性，在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，故B符合题意；用磁性材料制成的导体铜具有磁性，和延展性无关；用半导体材料、超导体材料制成的铜，和其导电性能有关，和延展性无关，故ACD不符合题意【技巧总结】用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如，纳米铜具有超塑延展性，在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹。