第31講能源與可持續(xù)發(fā)展考綱要求備考指津1了解能源的分類(lèi)及不可再生能源和可再生能源的特點(diǎn)；能通過(guò)具體實(shí)例說(shuō)出能源與人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。2了解核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題。了解人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的利用。了解世界和我國(guó)的能源狀況。對(duì)能源的開(kāi)發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。本課時(shí)在中考中所占比例相對(duì)較小，在中考中考查的考點(diǎn)主要有日常生活中常見(jiàn)的各種能源、人類(lèi)利用能源的過(guò)程、不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化、新能源的開(kāi)發(fā)和利用、核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題、能源與人類(lèi)發(fā)展的關(guān)系、不同能源的特點(diǎn)、在現(xiàn)實(shí)生活中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。預(yù)計(jì)在今后的中考中，新能源的開(kāi)發(fā)和利用、環(huán)保問(wèn)題等將是命題的重點(diǎn)。出題形式以選擇題和填空題為主?？键c(diǎn)1能源的分類(lèi)能源為人們提供能量的物質(zhì)資源。1按轉(zhuǎn)換條件分一次能源自然界中天然形成的能源。如煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能、核能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能等。二次能源由一次能源?jīng)人工方法轉(zhuǎn)換來(lái)的能源。如煤氣、汽油、柴油、電、酒精等等。2按性質(zhì)分可再生能源能重復(fù)產(chǎn)生的天然能源。如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能等。不可再生能源短期內(nèi)不可重復(fù)產(chǎn)生的天然能源。如煤、石油、天然氣?？键c(diǎn)2核能1原子的結(jié)構(gòu)原子由原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電。2核能原子核在發(fā)生改變時(shí)會(huì)釋放出巨大的能量核能，又稱(chēng)原子能。獲得核能有兩種途徑一種是由原子核的裂變釋放出的裂變能；另一種是原子核的聚變釋放出的聚變能。3核裂變核裂變是指一個(gè)重原子核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核，引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而釋放出巨大的能量的過(guò)程。1KG鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2500T標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的能量。4核聚變輕原子核結(jié)合成較重原子核的現(xiàn)象叫聚變，聚變時(shí)也會(huì)放出巨大的核能。5核能的利用核反應(yīng)堆核電站的核心裝置。反應(yīng)核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。核燃料低濃度鈾或天然鈾。能的轉(zhuǎn)化核能內(nèi)能機(jī)械能電能。考點(diǎn)3太能能及其利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)。如普遍，不需要開(kāi)采和運(yùn)輸，無(wú)污染、能量巨大等。直接利用太陽(yáng)能有兩種途徑把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以供應(yīng)用。如太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能發(fā)電站。通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能。如太陽(yáng)能電池?？键c(diǎn)4能源與可持續(xù)發(fā)展21世紀(jì)的能源趨勢(shì)21世紀(jì)的能源趨勢(shì)有以下特點(diǎn)由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的消耗持續(xù)、迅速增長(zhǎng)；人類(lèi)的主要能源仍是化石能源，它屬于不可再生能源。能源消耗對(duì)環(huán)境的影響人類(lèi)在耗用各種能源時(shí)，不可避免地對(duì)環(huán)境造成了影響大量燃燒化石能源勢(shì)必造成空氣污染和溫室效應(yīng)的加??；欠發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)柴薪能源的過(guò)分依靠，加劇了水土流失和沙漠化。未來(lái)的理想能源1未來(lái)的理想能源必須滿(mǎn)足的條件第一，必須足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用；第二，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；第三，相關(guān)技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；第四，必須足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。2未來(lái)可能廣泛利用的能源主要有太陽(yáng)能、核能可控核聚變、地?zé)崮堋⒊毕?、可燃冰等?自然界中有些能源一旦消耗就很難再生，因此我們要節(jié)約能源。在下列能源中，屬于不可再生能源的是。A風(fēng)能B水能C太陽(yáng)能D石油2下列說(shuō)法正確的是。A核能是指原子核發(fā)生變化時(shí)所釋放的能量B煤炭、石油、天然氣、太陽(yáng)能都是不可再生能源C原子彈和氫彈都是利用核裂變D目前核電站獲得核能的途徑是核聚變3可持續(xù)發(fā)展的理念應(yīng)當(dāng)落實(shí)到各項(xiàng)工作中。以下做法不符合可持續(xù)發(fā)展要求的是。A若可能，出行時(shí)盡量使用自行車(chē)B大力開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能C節(jié)約水、電、燃?xì)釪大力發(fā)展以煤為燃料的火力發(fā)電4關(guān)于能源與環(huán)境，下列說(shuō)法正確的是。A光的應(yīng)用不會(huì)造成環(huán)境污染，城市建筑可以隨意使用玻璃幕墻B彩電、空調(diào)、手機(jī)等家用電器在使用中，對(duì)人和環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何不利影響C石油、煤、天然氣的開(kāi)采和使用不會(huì)造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞D太陽(yáng)能是一種既無(wú)污染，又取之不盡的新能源5能源問(wèn)題是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的基本要素之一，能源家族包括木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等，屬于不可再生能源的是_；屬于潔凈能源的是_。6雙燃料汽車(chē)以天然氣或汽油作為燃料，以下說(shuō)法正確的是。A燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多B以天然氣為燃料，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可以達(dá)到100C在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內(nèi)能增大D汽油與天然氣相比，燃燒時(shí)汽油對(duì)環(huán)境的污染較小能源的利用綜合題解法探究以能源為切入點(diǎn)的綜合計(jì)算問(wèn)題主要涉及以下幾個(gè)方面能源的分類(lèi)、能量的轉(zhuǎn)化、能源問(wèn)題、環(huán)境污染問(wèn)題等。以太陽(yáng)能的利用為載體的綜合一是以太陽(yáng)能熱水器為載體的太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化、熱量公式和電能的綜合；二是以太陽(yáng)能電池的應(yīng)用為載體的光電轉(zhuǎn)換。電學(xué)和力學(xué)的綜合，主要運(yùn)用熱量公式QCMT、WPT、功的公式WFS和效率公式100或100求解。Q有用Q總W有用W總【例題】使用太陽(yáng)能汽車(chē)是開(kāi)發(fā)新能源的途徑之一。有一款太陽(yáng)能汽車(chē)，太陽(yáng)光照射到該車(chē)電池板上的總功率為8103W時(shí)，電池產(chǎn)生的電壓是120V，該電壓對(duì)車(chē)上電動(dòng)機(jī)提供的電流是10A。問(wèn)1此時(shí)電動(dòng)機(jī)每分鐘消耗的電能是多少焦2電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為4，這種情況下，太陽(yáng)能汽車(chē)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)機(jī)械能的效率多大機(jī)械摩擦忽略不計(jì)3使用太陽(yáng)能有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。請(qǐng)你寫(xiě)出使用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)和不足之處各一點(diǎn)。解析1T1MIN60SW電UIT120V10A60S72104J。2P電UI120V10A1200WP熱I2R10A24400WP機(jī)械P電P熱1200W400W800W10。P機(jī)械P太陽(yáng)800W8103W3優(yōu)點(diǎn)清潔無(wú)污染；取之不盡，用之不竭；不受地域限制等。缺點(diǎn)能量密度小；裝置占用面積大；成本高；效率低；獲取能量受四季、晝夜、陰晴條件限制等。答案172104J2103優(yōu)點(diǎn)清潔無(wú)污染；取之不盡，用之不竭；不受地域限制等。缺點(diǎn)能量密度??；裝置占用面積大；成本高；效率低；獲取能量受四季、晝夜、陰晴條件限制等。能源的效率問(wèn)題，關(guān)鍵是分清哪是有效利用的能量，哪是總能量。12012四川成都中考關(guān)于能源，下列說(shuō)法正確的是。A地球上的能源都是可再生能源B核能是無(wú)污染的可再生能源C核廢料會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，不能隨意丟棄D目前的核電站都是利用核聚變釋放的核能來(lái)發(fā)電的22011廣西桂林中考據(jù)悉，到2020年我國(guó)將建立自己的空間站“天宮”一號(hào)。關(guān)于空間站所使用的供電裝置，你認(rèn)為最可行的是。A太陽(yáng)能電池B化學(xué)蓄電池C柴油發(fā)電機(jī)D風(fēng)力發(fā)電機(jī)32011山東煙臺(tái)中考如圖為核電站發(fā)電流程圖，在核電站發(fā)電過(guò)程中，能量轉(zhuǎn)化的先后順序是。A核能，化學(xué)能，機(jī)械能，電能B核能，機(jī)械能，內(nèi)能，電能C核能，內(nèi)能，機(jī)械能，電能D核能，內(nèi)能，化學(xué)能，電能42011四川成都中考下列關(guān)于放射現(xiàn)象、原子核和核能的說(shuō)法中，正確的是。A通過(guò)對(duì)放射現(xiàn)象的研究，物理學(xué)家確認(rèn)，原子核由質(zhì)子和電子組成B放射性有著廣泛的應(yīng)用，但是強(qiáng)劑量或長(zhǎng)時(shí)間的輻射對(duì)人體有害C目前的核電站是利用核聚變釋放的核能來(lái)發(fā)電的D核聚變的原料“鈾”在地球上的儲(chǔ)量非常有限52012山東煙臺(tái)中考太陽(yáng)能清潔無(wú)污染，是人類(lèi)能源的寶庫(kù)。太陽(yáng)能屬于_選填“一次”或“二次”能源。太陽(yáng)能是在太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核發(fā)生_釋放出的能。62012江蘇揚(yáng)州中考目前我國(guó)研發(fā)出一款新型空氣動(dòng)力汽車(chē)，它利用壓縮空氣膨脹推動(dòng)活塞做功提供動(dòng)力，這種車(chē)在開(kāi)動(dòng)時(shí)將空氣的_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，這種車(chē)與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是_說(shuō)出一點(diǎn)。72011廣東中考目前釋放核能的方式有兩種一是使原子核裂變，二是使原子核_。1938年，科學(xué)家首次用_選填“電子”“中子”或“質(zhì)子”轟擊比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量。1KG鈾全部裂變釋放的能量超過(guò)2000T煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。如果煤的熱值為3107J/KG，那么1KG鈾全部裂變釋放的能量至少為_(kāi)J。1下列能源中屬于可再生能源的是。A風(fēng)能B核能C石油D天然氣2關(guān)于能源的描述，下列說(shuō)法正確的是。3在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)?！薄暗吞忌睢钡慕裉?，人類(lèi)應(yīng)特別重視下列哪種能源的利用。A太陽(yáng)能B煤炭C石油D天然氣4根據(jù)能量守恒定律判斷，下列說(shuō)法正確的是。A發(fā)電機(jī)可以創(chuàng)造電能B電動(dòng)機(jī)工作時(shí)消滅了電能C發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)都是轉(zhuǎn)化能量的機(jī)器D自然界中各種能量在不斷地相互轉(zhuǎn)化，人類(lèi)在不斷地消耗各種能量，所以總能量在不斷減少5關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和利用，下列說(shuō)法中不正確的是。A煤是可再生能源，以煤為主要燃料的火力發(fā)電容易造成環(huán)境污染B核能是不可再生能源，開(kāi)發(fā)和利用核能是人類(lèi)獲取能源的一個(gè)新途徑C太陽(yáng)能是取之不盡的能源，可直接利用且不會(huì)污染環(huán)境，開(kāi)發(fā)前景廣闊D人類(lèi)的生存離不開(kāi)能源，社會(huì)的進(jìn)步和美好生活是以消耗大量能源為代價(jià)的，我們要珍惜能源6下列對(duì)能量轉(zhuǎn)化分析錯(cuò)誤的是。A水電站主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B核電站主要將核能轉(zhuǎn)化為電能C太陽(yáng)能熱水器主要將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D熱機(jī)主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能7為了響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能減排”的號(hào)召，同學(xué)們討論家用汽車(chē)的節(jié)能方法，你認(rèn)為下列方法不合理的是。A開(kāi)車(chē)過(guò)程中不宜頻繁地急加油和急剎車(chē)B定期清理汽車(chē)后備箱中的不常用物品，減小汽車(chē)負(fù)載C夏天開(kāi)車(chē)打開(kāi)空調(diào)時(shí)，空調(diào)的溫度不宜過(guò)低D駕車(chē)長(zhǎng)期低速行駛8如圖所示是上海世博會(huì)中國(guó)館展出的名為“葉子”的小型低碳化未來(lái)汽車(chē)。車(chē)頂部的巨型葉子實(shí)際上是一個(gè)高效光電轉(zhuǎn)換器，它可將_能轉(zhuǎn)化為電能；車(chē)輪的輪轂其實(shí)是四個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以把捕捉到的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，充入自身電池儲(chǔ)存起來(lái)。同時(shí)，它還能將光電轉(zhuǎn)換中排放的高濃度二氧化碳轉(zhuǎn)化為電能并供車(chē)內(nèi)照明，或轉(zhuǎn)化為車(chē)內(nèi)的空調(diào)制冷劑，不但是“零排放”，還實(shí)現(xiàn)了“負(fù)排放”。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比，葉子車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是_。寫(xiě)出一點(diǎn)即可9在南昌市紅谷灘新區(qū)人們可免費(fèi)租借自行車(chē)出行，這是當(dāng)今倡導(dǎo)低碳生活的一種具體體現(xiàn)。低碳生活是指生活作息時(shí)所耗用的能量要減少，從而減低碳特別是二氧化碳的排放。低碳生活，對(duì)于我們普通人來(lái)說(shuō)，是一種態(tài)度，而不是一種能力，我們應(yīng)該積極倡導(dǎo)并踐行。請(qǐng)你從物理學(xué)的角度再列舉三個(gè)低碳生活的事例。10為了響應(yīng)“節(jié)能減排”的號(hào)召，小周家買(mǎi)了一臺(tái)容積為100L的太陽(yáng)能熱水器。請(qǐng)你與小周一起，對(duì)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行研究與計(jì)算。1太陽(yáng)能是_能源選填“可再生”或“不可再生”。太陽(yáng)的巨大能量來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部的_反應(yīng)。2小周早晨把熱水器加滿(mǎn)水，溫度傳感器顯示水溫為18，下午放學(xué)時(shí)看到顯示的水溫為78，則熱水器中的水吸收了多少熱量與使用電熱水器相比，相當(dāng)于節(jié)約了多少度電不計(jì)電熱水器的熱量損失，C水42103J/KG3該熱水器的說(shuō)明書(shū)中介紹，真空管熱水器可以把90的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，真有這么高的效率嗎小周查閱資料知道，他們所在地區(qū)單位受光面積上接收太陽(yáng)能的平均功率為P，小周還需要測(cè)量哪些物理量，并運(yùn)用本題計(jì)算出的熱量Q，就可估測(cè)出這臺(tái)熱水器的光熱轉(zhuǎn)化效率寫(xiě)出效率的表達(dá)式。用代表物理量的字母表示，不需計(jì)算具體數(shù)據(jù)11能源危機(jī)制約著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源是人類(lèi)立足自身解決能源問(wèn)題的重要舉措之一。1目前，煤、石油、天然氣等化石燃料成為最主要的能源，它們的大量使用打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中_的含量迅速增加，導(dǎo)致全球氣溫升高。2氫能源是我國(guó)正在開(kāi)發(fā)的新能源之一。其使用的主要途徑是設(shè)法構(gòu)成原電池，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，原電池是一種_轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3環(huán)保汽車(chē)已從2011年開(kāi)始為中國(guó)部分城市服務(wù)。某輛以蓄電池為能源的環(huán)保汽車(chē)，總質(zhì)量是1000KG；當(dāng)它在水平路面上以一定速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流為20A，輸入電壓為50V，在此狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率為_(kāi)W，設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車(chē)供電，所需的太陽(yáng)能電池板的面積至少應(yīng)為_(kāi)M2。按陽(yáng)光垂直照射時(shí)，地球表面每平方米面積上每秒內(nèi)可獲得800J的能量，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率為20計(jì)算參考答案基礎(chǔ)自主導(dǎo)學(xué)自主測(cè)試1D2A3D4D5答案6C知能優(yōu)化訓(xùn)練中考回顧1C2A3C由題圖可知，在核電站發(fā)電過(guò)程中，首先核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蒸汽輪機(jī)的機(jī)械能，最后蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。所以正確的選項(xiàng)是C。4B原子核由質(zhì)子和中子組成，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；目前的核電站是利用核裂變釋放的核能來(lái)發(fā)電的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“鈾”是核裂變的材料，不是核聚變的材料，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。選項(xiàng)B中的描述是正確的。5答案一次聚變6答案內(nèi)機(jī)械環(huán)保7答案聚變中子61013解析1KG鈾全部裂變釋放的能量至少為QMQ2106KG3107J/KG61013J。模擬預(yù)測(cè)1A2B火力發(fā)電排出大量的廢氣，會(huì)產(chǎn)生大氣污染，選項(xiàng)A錯(cuò)；核能并不是絕對(duì)安全的能源，選項(xiàng)C錯(cuò)；地?zé)崮苁且淮文茉?，并屬于可再生能源，選項(xiàng)D錯(cuò)；太陽(yáng)能屬于可再生能源，選項(xiàng)B正確。3A4C根據(jù)能量守恒定律，能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變，可以看出A、B、D均錯(cuò)誤。5A6D7D急加油、急剎車(chē)?yán)速M(fèi)燃料；減小負(fù)載減小阻力、節(jié)約燃料；夏天，空調(diào)溫度適當(dāng)可節(jié)約電能；車(chē)輛長(zhǎng)期低速行駛，燃料燃燒不充分，效率低。8答案太陽(yáng)光電節(jié)能環(huán)保9答案用空調(diào)時(shí)關(guān)好門(mén)窗，溫度不要調(diào)得太低；隨手關(guān)燈，節(jié)約用自來(lái)水；用太陽(yáng)能熱水器，少用電熱水器。解析能源與我們的生活息息相關(guān)，化石能源仍是當(dāng)今社會(huì)的主要能源，而化石能源又不可再生，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源危機(jī)直接威脅到可持續(xù)發(fā)展，因此低碳生活并不是一種能力、時(shí)尚，而是科學(xué)發(fā)展的需要，節(jié)約能源在生活中比比皆是節(jié)約用水用電、以自行車(chē)或步