第十三章 能源与可持续发展

第26讲 能源与可持续发展
中考物理总复习
考点一 能源
1.凡是能提供_____的物质资源，都可称为能源.
2.可以从_______直接获取的能源，统称为一次能源，
如化石能源、风能、太阳能、核能、地热能等；无法
从自然界中直接获取，必须通过消耗_________才能得
到的能源叫二次能源，如电能.
能量
自然界
一次能源
考点二 核能太阳能
1.原子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，
一旦使质量较大的原子核发生_____或者质量较小的
原子核_________，就能释放出惊人的能量，这就是
核能.
2.获得核能的两种方式：核_____和核_____.核反应堆
是利用___________工作的，原子弹是利用_________
_____制造的，氢弹是利用_______制造的.裂变的核燃
料是______，聚变的核燃料是氘和氚.
分裂
相互结合
裂变
聚变
可控核裂变
不可控核
裂变
核聚变
铀235
3.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生_____，释放
出巨大的核能.大部分太阳能以___和___的形式向四周
辐射开去.
4.目前直接利用太阳能的方式：一是用_______把水
等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化
成_____.
聚变
热
光
集热器
电能
考点三 能源与可持续发展
1.无论是能量的转化还是能量的转移，都是有_____
的；并非所有的能量都可以利用，能源的利用是有
_____的，也是_____的.
2.越用越少，不可能在_____内从自然界得到补充的
能源，叫不可再生能源，如化石能源、核能；可以
在_______里源源不断地得到的能源，叫可再生能源，
如水能、风能、太阳能、生物质能.
方向
条件
有限
短期
自然界
3.未来的理想能源应满足的条件：必须足够_____，
可以保证多数人用得起；相关的_____必须成熟，可以
保证大规模使用；必须足够_____、_____，可以保证
不会严重影响环境.
便宜
技术
安全
清洁
考点一 能源
命题点：(1)能源的概念；(2)能源的分类.
例1（2013·烟台)下列一次能源中，属于可再生能源的
是（ ）
A.风能 B.核能 C.石油 D.天然气
解析：本题考查能源的分类.石油、天然气是化石能源，
化石能源和核能会越用越少，不可能在短时间内从自然界
得到补充，属于不可再生能源.空气流动形成风，风能在自然界中源源不断，属于可再生能源.故选A.
答案：A
考点二 核能太阳能
命题点：(1)核能的概念；(2)太阳能的概念和利用.
例2（2013·泸州)下列关于核能的说法中，正确的是
（ ）
A.核能和煤、石油一样都是常规能源，而不是新能源
B.核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源
C.原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能
D.氢弹的爆炸就是核裂变发生链式反应的结果
解析：本题考查核能和能源的分类.煤、石油、天然气属于常规能源；核能是20世纪中叶以后才开始被人类利用的能源，属于新能源,A选项错误；核能会越用越少，不可能在短时间内从自然界得到补充，属于不可再生能源,B选项错误；原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能，C选项正确；原子弹的爆炸是核裂变发生链式反应的结果，而氢弹的爆炸是核聚变发生的结果,D选项错误.故选C.
答案：C
考点三 能源与可持续发展
命题点：(1)能源的利用与环境污染；(2)未来的理想能源.
例3（2013·福州)“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会进入血液对人体造成危害.福州市为了保护宜居环境，今年已开始PM2.5监测.以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（ ）
A.不控制汽车尾气的排放
B.提倡使用太阳能设备
C.发展核电代替部分煤发电
D.禁止在户外焚烧垃圾
解析：本题考查能源的利用与环境污染.汽车排放的尾气、煤燃烧后的废气和户外焚烧垃圾的废气中都含有导致PM2.5污染增大的微小颗粒物；太阳能清洁、无污染.故选A.
答案：A
例4（2013·武汉)同学们都是未来理想能源的探索者和使用者.关于未来理想能源，下列说法不合理的是（ ）
A.必须全部转化为电能，可以保证大规模使用
B.必须足够丰富，可以保证长期使用
C.必须足够便宜，可以保证多数人用得起
D.必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境
解析：本题考查未来的理想能源.人类利用能源，是多种形式的，不一定必须转化为电能.其他形式的可以被人类使用的能源也可以是未来的理想能源.A选项错误；为了保护人类的生活环境、大多数人的使用等，未来理想能源要具有丰富、便宜、安全、清洁等特点.故选A.
答案：A
1.有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源.下列属于二次能源的是（ ）
A.煤 B.石油 C.天然气 D.电能
答案：D
2.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆.下列说法错误的是（ ）
A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂或聚合时释放出核能
D.核能是一种不可再生的能源
答案：A
3.人类社会发展与能源的利用息息相关，能源可分为“可再生能源”和“不可再生能源”，可再生能源是指那些可以从自然界源源不断得到的能源，下列属于可再生能源的是（ ）
A.煤 B.石油 C.风能 D.天然气
答案：C
4.能源危机、环境污染给社会的可持续发展带来越来越多的困难，人们节能环保的意识越来越强.下列做法不符合这一观点的是（ ）
A.城乡广泛使用太阳能热水器
B.高楼大厦装饰玻璃墙
C.公路两旁设置声音屏障
D.汽车使用绿色新能源
答案：B
5.关于能源的利用，下列说法正确的是（ ）
A.大量使用石油产品会造成大气污染，所以应该停止开采石油
B.和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染
C.修筑拦河坝建造水电站利用水能发电，有百利而无一害
D.天然气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发
答案：B
6.目前，核能在许多经济发达国家已经成为常规
能源，它属于______(填“可再生”或“不可再生”)
能源.如图所示的反应堆内进行的是核____（填“裂”
或“聚”)变.
答案：不可再生 裂
7.众所周知，煤炭是不可再生能源，地球上储量有限.节约能源关系到子孙后代的生存.火力发电是利用煤炭燃烧来发电的，煤炭在燃烧时会释放大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体，节约1 kW·h电约少消耗0.4 kg煤，约少排放0.5 m3二氧化碳和30 g二氧化硫.因此，节约用电具有重要的现实意义.
（1）现居住在苏州的人口大约有1 000多万，约有
350万个家庭.假设每个家庭原来用三盏60 W的普通灯泡照明，每天每盏灯正常工作4 h,现将60 W的普通灯泡都换成亮度相当的11 W节能灯.请你估算：
苏州市每天能节约多少千瓦时电？这些电若由火力发电厂提供，则需消耗多少千克煤？产生多少千克二氧化碳？（二氧化碳的密度为1.98 kg/m3，估算时可取
2 kg/m3）
（2）为增强节能环保意识，倡导低碳生活，请你从节约用电的角度再提出一条合理化建议：_____________
____________________________________________.
答案：(1)约2×106 kW·h 约8×105 kg
约2×106 kg
(2)夏天开空调时将温度调高1 ℃（建议合理即可）
考点训练 26
一、选择题（每小题3分，共42分）
1.（2013·天津)开发和利用可再生能源是解决能源危机的有效途径，下列属于可再生能源的是( )
A.石油 B.天然气
C.煤炭 D.太阳能
答案：D
2.我市的能量资源正在逐步得到应用.下列能源中属于不可再生能源的是（ ）
A.太阳能
B.潮汐能
C.天然气
D.风能
答案：C
3.下列做法有利于保护环境的是（ ）
A.开发洁净能源
B.丢弃废旧电池
C.大量使用化肥
D.焚烧废弃塑料
答案：A
4.关于能量和能源的利用，以下说法正确的是（ ）
A.核电站是利用化学能来发电的
B.水能、风能和化石能源均是可再生能源
C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能
答案：D
5.（2013·滨州)我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼.光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电.下列说法中正确的是( )
A.光伏效应是将太阳能转化为电能
B.太阳能是不可再生能源
C.太阳能和电能都属于一次能源
D.化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
答案：A
6.（2013·成都）关于原子、原子核和核能，表述正确的是（ ）
A.原子由质子和电子组成
B.原子核由质子和中子组成
C.核能清洁无污染，利用核能有利无害
D.核能是我国当前利用的最主要能源
答案：B
7.伊拉克战争、一触即发的西方国家与叙利亚战争和
西方国家与伊朗战争……其实，这一切都与能源有关！在下列有关能量或能源的讨论中，你认为错误的是
（ ）
A.人类社会面临能量危机，总有一天能量会被消耗殆尽
B.煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临能源危机
C.很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开发新的能源
D.太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能实际是无限的
答案：A
8.（2013·淄博)关于人类活动对环境的影响，下列说法正确的是( )
A.电磁波应用很广泛，但也会危害人体健康
B.高速公路上的隔声板是在声源处减弱噪声
C.建筑物的玻璃幕墙美观大方，不会形成任何污染
D.使用一次能源不会造成空气污染
答案：A
9.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A.核电站能控制裂变的反应速度
B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
解析：本题考查核能的有关知识.核能分为两种，一种是重核裂变时释放的能量，另一种是轻核聚变时产生的能量.核电站利用的是可控制的核裂变，原子弹中发生的是不可控制的核裂变.目前的核能技术中，核聚变尚未达到可控制的水平.
答案：A
10.能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱.关于能源、信息和材料，下列说法错误的是（ ）
A.在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类特别重视太阳能的利用
B.超导材料可应用于电饭锅的电热丝
C.卫星导航在传递信息过程中主要依靠电磁波
D.光纤通讯依靠激光来传递信息
解析：太阳能取之不尽用之不竭，无污染，是一种清洁能源，人类特别重视太阳能的利用，A选项正确；电热丝是利用了电流的热效应，超导体的电阻几乎为零，不可能应用于电饭锅的电热丝，B选项错误；卫星导航是利用电磁波来传递信息的，C选项正确；光纤通信是利用光的反射的原理，依靠激光传递信息，D选项正确.
答案：B
11.我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因其外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源.下列说法正确的是（ ）
A.可燃冰是可再生能源
B.可燃冰的能量来自数亿年前的太阳能
C.可燃冰是核聚变反应生成的
D.可燃冰燃烧时核能转化为内能
解析：和天然气一样，可燃冰广义上也属于化石能源，是不可再生能源，A错；和化石能源一样，可燃冰的能量也来自数亿年前的太阳能，B对；可燃冰是绿色植物通过光合作用吸收太阳能并经过一系列的复杂的生物、地质变化形成的，它不是核聚变形成的，C错；可燃冰燃烧时把化学能转化为内能，D错.
答案：B
12.(2013·株洲)绿色能源是不会产生或残留对环境造成污染的物质,下列能源中可以称为绿色能源的是( )
A.煤 B.石油 C.风能 D.天然气
解析：根据绿色能源的含义判断，绿色能源不会产生或残留对环境造成污染的物质，风能是新能源，绿色无污染，可再生，正在开发利用，有广阔的前景，故C正确；
煤、石油、天然气，历经千万年形成深埋在地下，我们统称为化石能源，消耗后不能及时补充，又叫做不可再生能源，燃烧后会产生大量二氧化碳等温室气体及有毒气体，会对环境造成污染，所以A、B、D均错误.故选C.
答案：C
13.建设节约型社会，节约能源、保护环境是当代公民的责任.下列做法正确的是（ ）
A.将生活污水直接排入江河
B.将旧电池丢弃到池塘
C.生活中尽量使用节能灯具
D.放学后教室内日光灯彻夜通明
解析：将生活污水直接排入江河会造成一系列污染；旧电池含有汞等有害物质会造成水污染；灯彻夜通明浪费能源.故选C.
答案：C
14.（2013·德州)2013年1月以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天气中.如图所示，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警.德州市环保局也提出要进一步改善城市空气质量，创造更加适宜的人居环境．以下措施与改善空气质量无关的是( )
A.加大煤改电、煤改气力度，推广使用清洁能源
B.加大老旧机动车更新力度，提高尾气排放标准
C.减少学生户外运动时间，避免呼吸道疾病
D.限制节日爆竹燃放，减少有害气体排放
解析：A、B、D各项中的措施均能减少有害气体的排放，能改善空气质量； C选项中，减少学生户外运动时间，避免呼吸道疾病，属于预防措施，与改善空气质量无关.故选C.
答案：C
二、填空题（每空3分，共21分）
15.2013年6月23日，“天宫一号”和“神舟十号”成功交会对接.对接时的图像是通过__________波传送到地面的.“天宫一号”利用的太阳能属于____________
（填“一次”或“二次”）能源.
答案：电磁 一次
16.（2013·南充)天然气是一种清洁燃料，南充市部分公交车和出租车使用天然气来代替柴油或汽油，天然气是___________(填“可再生”或“不可再生”)能源，它燃烧时释放出的___________能转化为汽车的机械能.
答案：不可再生 化学
17.太阳能是_________（填“可再生”或“不可再生”）能源.利用太阳能方式有多种，绿色植物的光合作用是将光能转化为________能；太阳能热水器是通过_________
的方式增加水的内能.
答案：可再生 化学 热传递
三、综合题（37分）
18.人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日，2013年我国的主题是“同呼吸，共奋斗”.目前，我国在开发、利用太阳能方向发展最快、最具潜力.
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？
______________________________________________
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图所示）.太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化为电能，其主要材料是（ ）
A.磁性材料
B.纳米材料
C.半导体
D.超导体
（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1 m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1 h得到的太阳能辐射能平均为3×
106 J，每天接收太阳能的时间以8 h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150 kg、初温为20 ℃ 的水加热到多少℃？
（4）为了进一步利用太阳能，人们
正在研发太阳能电动车.如图是人们
研制的太阳能电动三轮车，车子顶
部的太阳能电池板将光能转化为电
能储存在太阳能电池中，电池再给
三轮车的电动机供电.
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50 Ω.闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表 示数为5 A，电动机电功率最大为1 kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数 为1 A，求这时电动机的电功率是多少？
②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架的体积约为5×10-3 m3，车架的质量是多大？
（5）2013年的世界环境日主题是：“思前，食后，厉行节约”联系生活实际，谈谈你应如何做？
答案：（1）无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭，答案不唯一，合理即可） （2）C
（3）太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107 J
因为Q=cm（t-t0）所以
(4)①由题意可知：当滑片P滑到最左端时，电动机两端的电压等于太阳能电池的电压，即：
U总=P/I=1 000 W/5 A=200 V
当滑片P滑到最右端时，滑动变阻器两端的电压
U1=IR=1 A×50 Ω=50 V
此时电动机两端的电压为U=U总-U1=200 V-50 V=150 V
电动机的功率：P电机=IU=1 A×150 V=150 W
②应选碳纤维车架的质量：
m=ρV=1.6×103 kg/m3×5×10-3m3=8 kg
（5）节约用水；节约用电（如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电）；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等等（答案合理即可）.