高中物理第1节 能量的多种形式精品教学设计

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课标要求


1.了解利用水能，风能，太阳和核能的方式。了解可再生能源和不可再生能源的分类。初步了解核裂变和核聚变。


2.知道不同形式的能量可相互转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的 。


3.认识能源的过度开发和利用对环境的影响。认识环境污染的危害，了解科学、技术、社会、环境协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为。


第1节 能量的多种形式








知识点一 多种形式的能量





[观图助学]





以上物体各具有哪种形式的能量？


1.能量以各种各样的形式存在，如机械能、内能、电能、光能、化学能和核能等。


2.机械能包括动能、重力势能和弹性势能等。电能是指电以各种形式做功的能力。光能是光具有的能量。化学能是储存在食物或燃料等物质中的能量。核能是由于物质的原子核结构发生变化而释放的能量。


[思考判断]


(1)冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得内能。(√)


(2)流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功。因此都具有能量。(√)


知识点二 可再生能源和不可再生能源


1.能源可分为一次能源和二次能源。


2.一次能源是指直接取自然界，未经加工转化的能源，如煤油、石油、天然气等。


3.二次能源是指由一次能源加工转化而成的能源产品，如电、煤气、蒸汽及各种石油制品。


4.一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、核能等)。


[思考判断]


(1)化石能源是一次能源。(√)


(2)运转的发电机产生电能，它是一次能源。(×)


(3)风能、水能都是可再生能源。(√)


(4)石油是不可再生能源，因此我们应该尽可能地提高它的使用率。(√)





,


水流同样具有能量











吊起的重物具有势能





水车——水能的早期利用方式





核心要点 多种形式的能量





[要点归纳]


能量是物质的一种存在形态；它的表现形式是多种多样的。能量是对物质运动的描述，也是对物质运动的一种量度。对应物质的各种运动形式，也有各种形式的能量，如机械能、电能、化学能、内能、原子能等等。它往往被视为某一物理系统对其他物理系统做功的能力。


[试题案例]


[例1] 印度洋海底发生强烈地震，引发的海啸破坏性极强，造成几十万人死亡和无数财产损失……海啸之所以有这样大的破坏性，是因为海啸时海水具有很大的( )


A.内能 B.重力势能


C.弹性势能 D.机械能


答案 D


[针对训练1] (多选)下列说法中正确的是( )


A.能量只是以势能和动能两种形式存在


B.能量只是存在于具有一定高度或运动状态的物体中


C.任何物质均具有能量


D.能量存在形式多种多样，且不同形式之间可以相互转化，并且转化过程中总能量是守恒的


答案 CD


核心要点 可再生能源和不可再生能源


[要点归纳]


能源亦称能量资源或能源资源。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等。


1.一次能源即天然能源，能源分类指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。


2.二次能源是指一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。


能源是能够提供能量的资源。其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心。除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。


[试题案例]


[例2] 下列物质是能源的是( )








解析 铁块不能直接给人类生活提供能量，所以A选项不符合题意；花岗石不能向自然界提供能量，所以B选项不符合题意；人类可以利用太阳能发电、取热，为人类提供生活能量，所以C选项符合题意；沙漠中的沙不能直接给人类生活提供能量，所以D选项不符合题意；故选C。


答案 C


[针对训练2] 下列能源中，属于二次能源的是( )


A.煤 B.汽油


C.太阳能 D.石油


解析 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水能、风能、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，例如：电能、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等，故A、C、D错误，B正确。


答案 B





1.(能源)下列燃料中不属于化石燃料的是( )





A.煤 B.木柴


C.石油 D.天然气


答案 B


2.(能的形式)关于能的概念，下列说法正确的是( )


A.用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能


B.在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能


C.甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大


D.甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大


解析 用线悬挂的物体，由于被举高而具有做功的本领，它具有重力势能；重力势能的大小是由物体的质量和高度共同决定的，被举得越高的物体具有的重力势能不一定大；物体动能的大小是由物体的质量和速度大小共同决定的，速度大的物体动能不一定大。


答案 B


3.(能源)利用下列能源，可以减少温室气体排放的是( )


A.太阳能 B.煤


C.石油 D.天然气


解析 A.使用太阳能不污染环境，是一种清洁能源；B.煤燃烧时能够产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等物质，污染环境；C.石油燃烧时能够产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等物质，污染环境；D.天然气燃烧时能生成大量的二氧化碳、一氧化碳，污染环境。


答案 A





基础过关


1.我们都具有能量，你能给我们分分类吗？





流水和风具有________能，高山上的大石块和举高的重锤具有________能，弯曲的杆和拉弯的弓具有________能。


答案 动 重力势 弹性势


2.李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的诗句描述庐山瀑布的壮观。从物理学的角度来看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的________。


答案 机械能


3.下列关于能量的说法，不正确的是( )


A.只有正在做功的物体，才具有能量


B.被压缩的弹簧具有能量


C.具有能量的物体，可以做功，也可以不做功


D.同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能量


答案 A


4.下列能源中，属于既是一次能源又是新能源的是( )


A.天然气 B.水能


C.核能 D.电能


解析 由能源的分类及应用可知核能既是一次能源又是新能源，故C正确，A、B、D错误。


答案 C


5.关于能源下列说法不正确的是( )


A.电能是二次能源


B.新能源是刚开采出来的能源


C.太阳能是清洁能源


D.石油是常规能源


解析 电能不能从自然界直接获取，所以电能属于二次能源，故A正确；新能源是指新近才开始使用的能源，故B错误；太阳能在能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的清洁能源，故C正确；石油是已经被人类利用多年且广泛使用的能源，故是常规能源，故D正确。本题选择不正确的，故选B。


答案 B


6.现代生活中，人们出行的代步工具多种多样，消耗的能量类型各不相同。自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量类型分别是( )


①生物质能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能


A.①④⑤ B.①③⑤


C.①②③ D.①③④


解析 ①生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，自行车通过消耗储存在人体内的储能物质实现运动，故自行车消耗的能量类型为生物质能；②核能(原子能)是通过核裂变，核聚变，核衰变三种形式释放原子核的能量；③电能指电以各种形式做功的能力，电动自行车消耗的能量类型为电能；④太阳能是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电；⑤化学能是物体发生化学反应时所释放的能量，包括煤和石油的燃烧等，普通汽车以汽油为原料，故消耗的能量类型为化学能。综上所述，本题正确答案为B。


答案 B


7.(多选)下面关于能源的说法正确的是( )


A.一切能源是取之不尽，用之不竭的


B.能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等


C.大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源


D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大


解析 尽管能量守恒，但耗散的内能无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，选项A错误，B正确；常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大，选项C正确，D错误。


答案 BC


8.下列能源中属于常规能源的是( )


A.太阳能 B.天然气


C.核能 D.地热能


解析 常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源，故天然气是常规能源；太阳能和地热能、核能还没有大规模使用，是新能源，故B正确，A、C、D错误。


答案 B


9.下列关于能源的说法正确的是( )


A.石油、天然气、核能都是新能源


B.新能源是指新开采出来的能源


C.一次能源是直接来源于自然界的能源


D.石油是可再生能源


解析 石油、天然气属于常规能源，不是新能源，故A错误；新能源是指新近才开始使用的能源，故B错误；一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，如石油，故C正确；石油属于化石能源，不可再生，故D错误。


答案 C


10.水力发电站的电能最终来自于( )


A.太阳能 B.水的动能


C.水的势能 D.水的内能


解析 水能、风能、生物质能均来源于太阳能，故选A。


答案 A


11.当今世界的主要能源是( )


A.太阳能 B.核能


C.化石能源 D.电能


解析 太阳能和核能是正在开发和利用的新能源，在人类当前利用的能源中，化石能源——煤、石油、天然气仍占绝对地位，而电能是二次能源，由化石能源或新能源转化而来。


答案 C


12.节约能源的主要措施是( )


A.大力开发新能源


B.大量利用太阳能、地热能


C.大量利用风能、水能


D.采用新技术、新设备，更新改造落后的技术设备


解析 在能源的利用中，虽然能量守恒，但可以有效利用的能量只占其中一部分，另外的一部分未被利用而散失了。因此，提高能源的利用率，节约能源是一个关系国民经济发展的重大问题，而提高能源利用率，节约能源，离不开科学技术的进步。采用新技术、新设备，更新落后的技术设备将是节能的主要措施。


答案 D


核心素养
物理观念
科学态度与责任
1.了解不同形式的能，水能、风能、核能、太阳能等。


2.了解可再生能源和不可再生能源、一次能源和二次能源的分类。
了解生活中的能量哪些来自可再生能源，哪些来自不可再生能源，从而增强节约能源的意识。