（小学中学试题）初三物理能量的转化和守恒 能源与可持续发展知识精讲 人教实验版.doc

初三物理能量的转化和守恒能源与可持续发展知识精讲
一.本周教学内容：
能量的转化和守恒能源与可持续发展

（一）能量的转化和守恒
常见的能量形式有：内能、机械能、电能、化学能和光能。
各种形式的能量在一定条件下，可以发生转化或转移。
所谓转化，是指通过做功，能的形式发生了改变，一种形式的能改变为另一种形式的能。如搓手取暖，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。而能的转移，是指能量从一个物体转移到另一个物体上，而能量的形式没有改变。如热传递，使内能从高温物体传递给低温物体；内能形式没变。
例一.指出下列情况中发生的是能量的转化还是转移，各是什么能的转化或转移：
（1）物体吸热升温_________________
（2）煤炭燃烧_________________
（3）植物进行光合作用_________________
（4）水力发电_________________
（5）电灯发光_________________
（6）火箭点火后腾空而起_________________
（7）摩擦起电_________________
（8）搓手取暖_________________
（9）水蒸气将壶盖顶起_________________
（10）电热毯发热_________________
各种形式的能量在转化和转移的过程中，遵循能量守恒定律。
能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，这就是能量守恒定律。
例二：荡秋千时，若不再推动，秋千高度会越来越低，这是为什么？
答：荡秋千时，秋千的链环间存在相互摩擦，因此要克服摩擦做功消耗秋千的机械能转化为内能，使秋千的机械能越来越少，因此摆动的高度越来越低。
练习：从能量转化和守恒的角度分析火力发电的工作过程。
答：首先燃料燃烧将化学能转化为内能，再通过热机工作将内能转化为机械能，带动发电机发电，将机械能转化为电能。

（二）能源与可持续发展
1.广泛被我们使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。由于它可以直接从自然界获取，所以又称为一次能源。所谓一次能源就是可以从自然界直接获取的能源，如风能、太阳能、地热能以及核能都可称为一次能源。
我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。
从另一角度，我们还可以把能源分为可再生能源和不可再生能源。
像化石能源、核能会越来越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。而水的动能、风能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断地得到，所以属于可再生能源。
需要说明的是：上面有关能源是从不同角度来定义的，可能存在着互补、相交或包涵的关系。
练习：煤是一种___________能源，同时它属于___________能源，又属于_________能源。
2.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，要使它们分裂或重新组合极其困难，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。
核能的利用可采取两种形式。
（1）裂变
用中子轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
而要使裂变不断继续下去，发生链式反应即可。
用火柴模拟链式反应如左图，链式反应示意图如右图

你能讲一讲其模拟和反应过程吗？
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就叫做链式反应。
将链式反应加以控制，使核能平稳释放，人们建立了核电站。链式反应如果不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。原子弹即为此。

（2）聚合：
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。由于要在超高温下进行，所以有时把聚变也称为热核反应。
聚变与裂变相比较有无放射性，放出能量更大的特点。

（三）太阳能
对我们来讲，太阳是一个取之不尽，用之不竭的能量宝库。我们利用的化石能源，如煤、石油、天然气等就是太阳几百万年，甚至上亿年的成果。我们今天开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。
人们除了间接利用存贮在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。直接利用太阳能的方式有两种：一是用集热器把水等物质加热，二是用太阳能电池将太阳能转化为电能。

（四）能源革命
人类至今经历了