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第20章 能源、材料与社会章末知识汇总
类型一 能量的转移和转化及能量守恒定律
例1 下列说法中正确的是( )
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能
B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能
D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
解析：电饭锅工作时，将电能转化为内能，故A选项错误；电风扇工作时，将电能转化为机械能，故B选项错误；干电池给灯泡供电时，内部发生化学变化，释放出电能，将化学能转化为电能，故C选项错误；太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，故D选项正确。
答案：D
类型二 能源的分类方法
命题点：能源可分为可再生能源和不可再生能源两大类。
例2 科技小组的同学们调查发现，北京地区存在几种不同类型的发电站，如图所示。下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电的是( )
解析：煤，石油、天然气等化石能源使用之后在短时间内不能再次产生，属于不可再生能源，所以燃气电站利用不可再生能源发电，故A选项符合题意；太阳能、水能、风能等使用之后可以在短时间内从自然界中再次产生，属于可再生能源，所以风电站、水电站、太阳能电站是利用可再生能源发电的。故B、C、D选项不符合题意。
答案：A
类型三 材料的选择及应用
命题点：1.力的作用效果；2.密度；3.新材料。
例3 “全碳气凝胶”是浙江大学的科学家发明的一种新型材料。它是将石墨烯和碳纳米管两种材料加入水中，在低温下冻干后再除去水分，保留“骨架”，研制出的一种超轻材料。该材料构造类似于海绵，具有良好的导电性，是世界上最轻的材料之一。一个杯子大小的气凝胶静止在叶尖上，叶尖只发生了微小弯曲，如图所示。它还可以吸收相当于自身质量900倍的油，有望在海上漏油、净水、净化空气等治污领域发挥重要作用。请参照示例写出这项技术所涉及的物理信息和对应的物理知识(不得与示例重复)。
示例：物理信息：全碳气凝胶材料是石墨碳；
物理知识：全碳气凝胶具有导电性。
作答：物理信息：______________________________________________；
物理知识：___________________________________________________。
解析：“全碳气凝胶”这种材料具有密度小，导电性能好，善于吸收液体，在清理海上漏油、净水等方面有重要应用。气凝胶由于密度很小，所以体积很大的气凝胶的质量很小，放到叶尖上时，叶子只发生了微小弯曲，叶子弯曲说明力可以改变物体的形状。
答案：物理信息：一个杯子大小的气凝胶静止在叶尖上，叶尖发生了微小弯曲
物理知识：力可以使物体发生形变
类型四 有关能源、太阳能的综合应用与计算
命题点：能源的分类、能量的转化、能源问题、环境污染问题等。以太阳能的利用为载体的综合题有两种：一是以太阳能热水器为载体的太阳能的转化、热量公式和电能的综合；二是以太阳能电池的应用为载体的光电转换、电学和力学的综合，主要运用热量公式Q＝cmΔt、电功和电功率的关系式W＝Pt、功的公式W＝Fs和效率公式η＝×100%或η＝×100%求解。
例4 太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小华家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。
太阳照射
时间/h
装水量
/kg
水升高的
温度/℃
水的比热容
/J·(kg－1·
℃－1)
太阳能吸热功率/J·h－1
10
100
50
4.2×103
3.0×106
求：(1)水在10h内吸收的热量；
(2)太阳能热水器的能量转化效率。
解：(1)水在10h内吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J；
(2)10h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总＝Pt＝3.0×106J/h×10h＝3×107J，η＝×100%＝×100%＝70%。
类型五 能源的利用与环境保护
命题点：社会发展对能源的需求越来越大，环境污染也日益成为困扰人类可持续发展的重要问题。
例5 下列做法中最有利于环境保护的是( )
A．多用天然气代替煤和石油
B．废电池与其他废品一块填埋
C．用核能代替水力发电
D．开发太阳能取代煤、天然气
解析：天然气在燃烧过程中很充分，但有少量废气产生；废电池难以分解，即使填埋也会对土壤造成污染；水力资源本身就是一种洁净的环保能源；太阳能取之不尽，对环境不会造成任何危害，虽然目前利用效率低，并受天气影响，但仍是最有利于环境保护的一种清洁能源。
答案：D
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