初中物理有关能源的知识总结，一次能源二次能源

风能、水能和火力发电原理基本一致，都是利用动能（风流动、水流动、蒸汽流动）推动发电机运转，把动能转换成电能的。太阳能发电分成两种，一种是热发电，基本和前面的一样，太阳能聚光产生热量，烧蒸汽，蒸汽机推动发电机运转发电。另一种是光伏发电，利用硅材料，把光粒子的动能直接转化成电能，不需要发电机。基本就是这样。我是可再生能源行业的人，如果了解更加复杂的原理，可以进一步沟通，也可以登录可再生能源网站等查阅有关知识，要找正规的网站啊。

高二变化的大背景，便是文理分科(或七选三)。在对各个学科都有了初步了解后，学生们需要对自己未来的发展科目有所选择、有所侧重。这可谓是学生们第一次完全自己把握、风险未知的主动选择。我高二频道为你整理了《 高二物理 选修三知识点 总结 》，助你金榜题名!

高二物理必修三第一章知识点

1.万有引力定律：引力常量g=6.67×n?m2/kg2

2.适用条件：可作质点的两个物体间的相互作用若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时，可以看成质点)

3.万有引力定律的应用：(中心天体质量m,天体半径r,天体表面重力加速度g)

(1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)

(2)重力=万有引力

地面物体的重力加速度：mg=gg=g≈9.8m/s2

高空物体的重力加速度：mg=gg=g<9.8m/s2

4.第一宇宙速度----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。

由mg=mv2/r或由==7.9km/s

5.开普勒三大定律

6.利用万有引力定律计算天体质量

7.通过万有引力定律和向心力公式计算环绕速度

8.大于环绕速度的两个特殊发射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度(含义)

高二物理必修三第一章知识点

第一节能源资源的开发——以我国山西省为例

一、能源的分类

(1)可再生能源(举例水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能)

(2)非可再生能源(举例煤炭、石油、天然气等矿物能源和核能)。

二、资源开发条件

1、资源状况——煤炭资源丰富，开采条件好

(1)储量丰富

(2)分布范围广，40%的土地下都有煤田分布

(3)煤种齐全，十大煤种都有分布

(4)煤质优良，低灰、低硫、低磷、发热量高

(5)开采条件好，多为中厚煤层，埋藏浅

2、市场——广阔

(1)人口增加和社会经济发展使我国对能源的需求进一步增加

(2)我国以煤为主的能源结构在相当长的时期内不会改变。

3、交通条件——位置适中，交通比较便利

北中南三条运煤铁路分别是大秦线、神黄线、焦日线。

三、能源基地建设

1、扩大煤炭开采量

2、提高晋煤外运能力，以铁路为主，公路为辅

3、加强煤炭的加工转换：一是建设坑口电站，变输煤为输电二是发展炼焦业。

四、能源的综合利用

1、存在的问题——产业结构单一、经济效益低下、生态环境问题严重

2、采取的 措施 ——结合铁矿、铝土矿等资源优势，围绕能源建设，构建煤电铝、煤铁钢、煤焦化三条产业链

3、能源综合利用的结果：

(1)山西省产业结构由以煤炭开采业为主的单一结构转变为以能源、冶金、化工、建材为主的多元结构。

(2)原料工业逐步超过采掘工业而占到主体地位。

(3)实现了产业结构的升级。

五、环境的保护与治理

1、提高煤的利用技术：推动以洁净煤为代表的清洁能源产业的发展。

2、调整产业结构：以重化工业为主的产业结构是生态环境问题根源所在：

(1)对原有重化工业进行调整，使产品向深加工、高附加值方向发展

(2)大力发展农业、轻纺工业、高技术产业和旅游业。

3、“三废”的治理：

(1)废渣：回收再利用

(2)废气：消烟除尘，营造防风林带

(3)废水：沉淀净化

第二节河流的综合开发——以美国田纳西河流域为例

一、流域开发的自然背景——决定了河流的利用方式和流域的开发方向

1、河流概况：密西西比河的二级支流，发源阿巴拉契亚山西坡，在肯塔基市注入俄亥俄河。

2、开发注意：

(1)山地：河流的发源地，保护好植被生态

(2)河谷平原：人类活动比较集中的地区，是生态环境保护的重点

(3)河流：流域中开发利用的主要部分，注意水资源的合理分配和水质的保护

3、自然背景：

(1)地形：多山，起伏大，水力资源丰富，河流航运作用十分突出

(2)气候：温暖湿润，降水丰富，冬末春初降水多，夏秋降水相对较少

(3)水文：支流众多，水量丰富，河流落差大，水量不稳定

(4)矿产：煤铁铜等丰富。

二、流域的早期开发及其后果

1、18世纪下半叶：农业发达，人口较少，对自然环境影响不大。

2、19世纪后期：人口激增，对资源进行掠夺式开发，带来土地退化植被破坏环境污染等生态环境与社会问题。

3、20世纪30年代初：田纳西河流域成为美国最贫困的地区之一。

三、流域的综合开发

1、开发的核心：河流的梯级开发——修建水坝。

2、水坝的功能：防洪、灌溉、航运、发电、旅游、养殖等。

3、开发项目：防洪、航运、发电、提高水质、旅游、土地利用。

4、成效：根治了洪灾，农林牧渔业、工业、旅游业得到迅速发展，生态环境改善，实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。

5、田纳西河两岸形成“工业走廊”的原因：大规模的水电和核电使田纳西河流域成为全国的电力供应基地流域内炼铝、化学等高耗能工业的发展。

高二物理必修三第一章知识点

一、能量量子化

1、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子

ε=hν

h为普朗克常数(6.63×10-34J.S)

2、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

3、黑体辐射：黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)

二、科学的转折光的粒子性

1、光电效应(表明光子具有能量)

(1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。(实验图在课本)

(2)光电效应的研究结果：

新教材：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多②存在遏止电压：③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应④效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。

老教材：①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应低于这个频率的光不能产生光电效应②光电子的初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。

(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K(与电源负极相连)，是因为碱金属有较小的逸出功。

2、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。

3、光电效应方程：

EK=h-WO

(掌握Ek/Uc—ν图象的物理意义)同时，h截止=WO(Ek是光电子的初动能W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)

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1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol；分子直径数量级10-10米

2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3)，S:油膜表面积(m)2｝

3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的；大量分子做无规则的热运动；分子间存在相互作用力。

4.分子间的引力和斥力(1)r10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子势能≈0

5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕｝

6.热力学第二定律

克氏表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的方向性)；

开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕｝

7.热力学第三定律：热力学零度不可达到{宇宙温度下限：-273.15摄氏度(热力学零度)｝

注:

(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈；

(2)温度是分子平均动能的标志；

(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快；

(4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小；

(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0 u="">0；吸收热量，Q>0

(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零；

(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离；

(8)其它相关内容：能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。

知识点概述

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能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，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。

知识点总结

一、能量的转化与守恒

1.化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。

2.核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量。

3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。

●内容：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。

即

E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2

●能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。

二、能源与社会

1.可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。

2.不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。

3.能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约能源、开发新能源。

三、开发新能源

1.太阳能

2.核能

3.核能发电

4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。

能源的分类和能量的转化

能源品种繁多，按其来源可以分为三大类：一是来自地球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能；第二类来自地球本身，如地热能，原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界)；第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量，如潮汐能。

【一次能源】指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。

【常规能源】也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源，如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站，只要长江水不干涸，发电也就不会停止。煤和石油天然气则不然，它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率，石油可用几十年，煤炭可用几百年)，这些能源短期内不可能再生，因而人们对此有危机感是很自然的。

【新能源】指以新技术为基础，系统开发利用的能源。其中最引人注目的是太阳能的利用。据估计太阳辐射到地球表面的能量是目前全世界能量消费的1.3万倍。如何把这些能量收集起来为我们所用，是科学家们十分关心的`问题。植物的光合作用是自然界“利用”太阳能极为成功的范例。它不仅为大地带来了郁郁葱葱的森林和养育万物的粮菜瓜果，地球蕴藏的煤、石油、天然气的起源也与此有关。寻找有效的光合作用的模拟体系、利用太阳能使水分解为氢气和氧气及直接将太阳能转变为电能等都是当今科学技术的重要课题，一直受到各国政府和工业界的支持与鼓励。

以上是从能源的使用进行分类的方法，若从物质运动的形式看，不同的运动形式，各有对应的能量，如机械能(包括动能和势能)、热能、电能、光能等等。各种形式的能量可以互相转化，如动能可与势能互相转化(建筑工地打夯的落锤的上、下运动所包括的能量转化过程)；化学能可与电能互相转化(化学电池和电解就是实现这种转化的两种过程)。在能量相互转化过程中，尽管做功的效率因所用工具或技术不同而有差别，但是折算成同种能量时，其总值却是不变的，这就是能量转化和能量守恒定律，这是自然界中一条极为基本的定律(另一条为质量守恒定律)，也是识破各式各样永动机的有力判据。在能量转化过程过中，未能做有用功的部分称为“无用功”，通常以热的形式表现。

物质体系中，分子的动能、势能、电子能量和核能等的总和称为内能。内能的绝对值至今尚无法直接测定，但体系状态发生变化时，内能的变化以功或热的形式表现，它们是可以被精确测量的。体系的内能、热效应和功之间的关系式为：

△E=Q+W

其中△E是体系内能的变化，Q是体系从外界吸收的热量，W是外界对体系所做的功。这就是著名的热力学第一定律的数学表达式，也就是能量守恒定律的数学表达式。应用上述公式时，要注意各种物理量的正、负号，即：

△E──(+)体系内能增加， (-)体系内能体系减少；

Q──(+)体系吸收热量， (-)体系放出能量；

W──(+)外界对体系做功， (-)体系对外界做功。

例如1.00 g乙醇在78.3℃时气化，需吸收 854 J的热，这些乙醇由液态变成气态，在101 kPa压力下所做的体积膨胀功为63.2J，这是体系对外界所做的功，应为负值，所以该体系内能的变化△E=[854+(- 63.2)]J=+791J，△E为正值，即体系内能增加了791J。

能源的利用，其实就是能量的转化过程。如煤燃烧放热使蒸汽温度升高的过程就是化学能转化为蒸汽内能的过程；高温蒸汽推动发电机发电的过程是内能转化为电能的过程；电能通过电动机可转化为机械能；电能通过白炽灯泡或荧光灯管可转化为光能；电能通过电解槽可转化为化学能等等。柴草、煤炭、石油和天然气等常用能源所提供的能量都是随化学变化而产生的，多种新能源的利用也与化学变化有关。化学变化的实质是化学键的改组，所以了解化学键及键能等基本概念，将有助于加深对能源问题的认识。

知识点1：飞轮储能原理

飞轮储能的工作原理即在电力富裕条件下，由电能驱动飞轮到高速旋转，电能转变为机械能储存当系统需要时，飞轮减速，电动机作发电机运行，将飞轮动能转换成电能，供用户使用。飞轮储能通过转子的加速和减速，实现电能的存入和释放。

知识点2：飞轮储能结构

飞轮储能系统基本的结构包括以下五个组成部分：

飞轮轮子：

一般为高强度复合纤维材料组成，通过一定的绕线方式缠绕在与电机转子一体的金属轮毅上。

轴承：

利用永磁轴承、电磁轴承、超导悬浮轴承或其他低摩擦功耗轴承支承飞轮，并采用机械保护轴承。

电动发电机：

一般为直流永磁无刷同步电动发电互逆式双向电机。

电力转换器：

它是输入电能转化为直流电供给电机，输出电能进行调频、整流后供给负载的关键部件。

真空室：

为减少风损、防止高速旋转的飞轮发生安全事故，飞轮系统放置与高真空密封保护套筒内。

知识点3：飞轮储能优点

作为一种新型的物理储能方式，飞轮储能与传统化学电池相比，具备有以下优点：

1)充放电迅速。

从收到电网侧的调节信号到飞轮储能系统做出反应，时间极短，并且在之后数分钟时间内能够完成整个系统的充/放电过程，符合电网的短时响应与调节需求，相比于蓄电池、抽水蓄能、压缩空气等，具有较快的充/放电时间。

2)工作效率高。

一般的飞轮储能系统工作效率可以达到90%左右，相比于抽水蓄能的60%以及蓄电池储能的70%，具有明显的优势，而且采用磁悬浮轴承的飞轮储能系统，其工作效率更高，接近95%。

3)使用寿命长。

飞轮储能系统虽价格昂贵，但是设计良好，其年平均维护费用极低，充放电次数明显优于蓄电池储能等，其达到了百万数量级，且一般免维护的时间是在10a以上。

4)环保无污染。

由于机械储能的缘故，飞轮储能不会排放出污染环境的物质，其是一种环境友好型的绿色储能技术。此外，飞轮储能系统还具有模块性、建设时间短、事故后果影响低等优点。

知识点4：飞轮储能应 ​ 用

飞轮储能技术的应用主要集中在储能和峰值动力使用2大类，具体应用体现在以下几方面：

1)UPS不间断电源。

不间断电源(UPS)是一种利用储能装置向负载提供高质量电能的设备，在医疗设备、通信、计算机系统领域有着广泛的应用。目前UPS逐渐倾向于使用飞轮储能装置等新型储能设备，既减少了环境污染，延长了使用寿命，同时也提高了工作效率。

2)节能。

能源利用率一直是我们比较关注的话题，节能已经得到广泛的共识。传统的机械装置，进行机械制动后能量被转化为热能而流失，造成了一定程度上的浪费，降低了能源的使用效率。因此，通过飞轮储能装置把这部分能量转化为动能存储起来，在需要的时候，输出到系统中，可以减少能量损失，提高能量的利用率，目前主要的应用领域集中在新能源汽车和城市轨道交通等方面。

3)传统电力系统。

飞轮储能技术应用于传统电力系统，其能够较好地调节有功功率，削峰填谷，增大功率因数，稳定电压和频率，并对改善电能质量和稳定负荷具有良好的作用。暂态稳定性问题一直是电力系统稳定运行和分析的重点，依靠飞轮储能的瞬时功率大、响应迅速、充放电完成时间短等特点，投入到电力系统中，能够快速主动地参与电力系统动态过程，消除扰动并缩短暂态过程，尽量避免了电压崩溃、低频振荡等危险状况的出现，为电力系统恢复到稳定运行起到了积极作用。

4)微网。

目前，微网(Microgrid)作为一个小型发配电系统，能够实现自我监控、自我调节，既可以并网运行，也能独立运行。因此，相对于传统大电网而言，微网由于分布式电源多、位置灵活、分散等特点，需要有储能系统的支撑做保障。在微网能量充足时，飞轮储能系统将多余的能量存储起来，稳定端电压当微网发生故障，或出现功率性缺额现象时，将存储的能量释放出去，增强了局部供电可靠性，维持了微网的频率稳定。

5)可再生能源的并网。

飞轮储能技术的一个关键应用领域是可再生能源的并网。当前，风力发电、光伏发电等新能源因为清洁、巨量、可再生等优点，受到越来越多的关注。但是由于风光等可再生能源自身的间歇性和波动性，并网后增大了电网的冲击，对电力系统的安全稳定运行造成了一定的影响。而飞轮储能系统作为一个可灵活调控的有功源，能稳定并网频率和电压，减小可再生能源的波动性，削峰填谷，降低对电网的冲击，有效地改善可再生能源并网过程中产生的电能质量问题，确保安全性和可靠性。

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