第 17 章 回顾与复习

 

基本概念和基本规律

 

能源:能够提供能量的物质资源。

核能:通过核反应使原子核发生变化时所释放的能量,通常指重核裂变或轻核聚变所释放的巨大能量。

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,或者从物体的一部分转移到其他部分;在转化或转移的过程中,能量的总和保持不变。

能量的转化和转移具有方向性:能量的转化和转移具有方向性,并不是符合能量守恒定律的过程就一定能发生。

知识结构图

 

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1.物理知识在生产和生活中的广泛应用,促进了社会的发展和进步。判断下列说法是否正确。

(1)钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能。

(2)汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。

(3)电热器工作时将内能转化为电能。

(4)太阳能是可再生能源。

2.分析图 1 中过山车在运动过程中的能量转化情况。

图 1
图 2

3.“绿色环保,低碳出行”。目前,我国大力推广新能源汽车的使用。如图 2 所示,新能源汽车充电过程是将电能转化为_______能。行驶一段时间后轮胎会发热,这是通过________方式把________能转化为________能。

4.研究能源利用,实现可持续发展已成为 21 世纪世界各国共同的任务。下列四组能源中,来自太阳辐射且属于可再生能源的是(     )。

A.煤炭、地热能、沼气

B.太阳能、风能

C.水能、木柴、天然气

D.石油、海洋能、核能

 

5.太阳能作为一种新能源,具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。图 3 是试验中的无人驾驶太阳能汽车,利用太阳能电池提供能量。太阳能电池工作时,将太阳能转化为_______。汽车下坡时关闭动力,汽车仍然加速下滑,此过程中汽车机械能___________。

图 3
图 4

6.2017 年 5 月,中国首次海域可燃冰试采成功。可燃冰又名天然气水合物,其中甲烷含量占 80% ~ 99.9%,其外观像冰但遇火即可燃烧(图 4)。

(1)可燃冰燃烧过程中将什么能转化为内能和光能?

(2)可燃冰是可再生能源吗?

7.2022 年 12 月,中国海军辽宁舰航母编队在西太平洋海域进行远海训练(图 5)。航空母舰上配备大量先进装备,舰载机可以在航空母舰上起飞、降落,执行各种军事任务。

图 5

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(1)航空母舰的动力主要分为常规动力和核动力。“辽宁号”采用的是常规动力,通过蒸汽轮机将内能转化为_______能。若航空母舰采用核动力,利用的是________释放的核能。

(2)“辽宁号”航空母舰上的舰载机采用的是滑跃式起飞。为了增加舰载机的挂弹量,可以借助电磁弹射或蒸汽弹射。电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车中的导体有强电流通过时,就可以受到强大的推力,试从能量转换的角度分析弹射车工作原理。

(3)若“辽宁号”匀速直线航行时,蒸汽轮机的功率为 2.1×104 kW,蒸汽轮机的效率为 35%,则“辽宁号”航行 30 min,需要消耗燃油多少千克?(q燃油 = 5.4×107 J/kg)

主题学习:太阳能及其应用 3

图 6

如图 6 所示,某校园的路灯使用了风光互补路灯系统,它可以利用太阳能电池和风力发电机独立或同时发电,将电能储存在蓄电池内供 LED 路灯晚上照明时使用。该型号风光互补路灯系统的技术参数见表 1。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率;蓄电池的容量指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积;最大输出功率指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。

表 1
风力发电机 太阳能电池板 蓄电池 LED 灯
最大限制 风速 12 m/s 电池板 面积 0.5 m2 蓄电池 容量 90 Ah 额定电压 12 V
最大输出 功率 400 W 光电转换 效率 20% 额定电压 12 V 额定功率 60 W

 
图 7

(1)风光互补路灯系统中风力发电机的输出功率与风速关系如图 7 所示。下列说法正确的是(     )。

A.只要有风,机组就能产生电能

B.风速越大,机组产生的电功率一定越大

C.当夜晚气温为 0 ℃ 时,风力发电机和太阳能电池板均没有内能

D.风力发电机启动后,将风的动能转化为电能,再转化为化学能存储在蓄电池里

(2)该 LED 路灯正常发光时的电流为______A。为使蓄电池的使用寿命更长,应使其电能尽可能保持在 20% 以上,因此蓄电池释放的电能最多为_______J,可以使 LED 路灯持续工作_________h。

(3)某校园装有 20 套该类型的风光互补路灯系统。若每天正常工作 10 h,一年需开灯 300 天。如果用烧煤发出的电对这些路灯供电[已知煤电转换关系为 β = 0.4 kg/(kW·h)],则相当于每年能节约多少千克煤?


发布时间:2026/7/12 11:05:00  阅读次数:26