精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）第二十二章 《能源与可持续发展》复习讲义（原卷版）

第二十二章《能源与可持续发展》复习讲义（原卷版）【学习目标】1.了解：什么是一次能源、二次能源及其特点；原子、原子核结构；核裂变和核聚变的特点；人类利用核能的现状；太阳能的应用；未来理想能源的特征；2.理解：能源与人类生存和社会发展的关系；3.知道：人类不同时期使用的主要能源及人类使用主要能源的发展历程；获取核能的两个途径─重核裂变、轻核聚变；能量的转化和转移有一定的方向性；4.认识：太阳能的特点；人类利用太阳能的过程；伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识；可再生能源与不可再生能源，并能正确区分。【知识导图】【专题复习】1.能源及其分类※专题概述能源家族的成员种类繁多，而且新成员在不断地加入，只要能被人类所利用以获取有用能量的各种物质都可以加入能源家族中来。能源家族的成员按照不同的角度可以划分为不同的类别，具体有以下几种划分方式：分类方法类别概念常见能源从能源的获取方式划分一次能源可以直接从自然界获得的能源化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、生物质能、核能二次能源由一次能源直接或间接转化而来的能源电能、汽油、柴油、煤油、木炭等从能源的开发时间和利用状况划分常规能源已经大规模生产和广泛使用的能源煤、石油、天然气及水能等新能源刚开始利用或正在积极研究有推广的能源核能、太阳能、潮汐能、地热能等从能源是否可以再生划分不可再生能源不能在短期内从自然界得到补充的能源煤、石油、天然气、核能等可再生能源可以从自然界源源不断地获得的能源风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等从对环境的影响划分清洁能源对环境无污染的能源太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等非清洁能源对环境有污染的能源煤、石油，柴薪等注意：理解和判断的类别应注意的两个方面：（1）不可再生能源和“可再生能源”都是对于一次能源来说的；（2）常规能源和新能源的划分是相对的，它们的本质区别是利用时间上的差异。随着时间的推移和科技的进步，现在所说的新能源会逐渐称为常规能源。典例一下列关于太阳能的说法，错误的是（）。A．太阳能是一次能源；B．太阳能是由核聚变产生的；C．当前我国能源消费以直接利用太阳能为主；D．太阳能是可再生能源典例二如图所示，下列能源属于可再生能源的是（）。A．可燃冰；B．石油；C．页岩气；D．潮汐能典例三目前许多城市的居民使用天然气为燃料。关于天燃气，下列说法正确的是（）。A．是一次能源，是可再生能源；B．是一次能源，是不可再生能源；C．是二次能源，是可再生能源；D．是二次能源，是不可再生能源典例四下列有关能源的说法正确的是（）。A．石油是可再生能源 B．核能是不可再生能源C．电能是一次能源 D．太阳能是二次能源2.能源的利用和环境保护※专题概述人类开发和利用能源的历史，也就是人类文明的发展史。能源作为为人类文明做出重大贡献的“功臣”，在给人类带来无限欣喜的同时，也使人类产生了深深的忧虑和困惑。如世界人口的急剧增长和经济的不断发展，使能源的消耗不断增加，产生了能源危机；大量化石能源的使用会造成大气污染、酸雨和温室效应等。能源对一个国家的发展具有决定性作用，因此在开发和利用能源时要提高能源利用率、节约能源、积极开发新能源。典例一下列能源的大量使用，会造成空气污染加剧的是（）。A．天然气B．地热能C．太阳能D．风能典例二关于信息与能源，下列说法中，错误的是（）。A．水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源；B．焚烧秸秆既污染环境又浪费能源，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发；C．北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务；D．核电站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范典例三能源即是国家经济发展的命脉，也是国家发展战略的重要支柱。我省多地有效调整能源结构，稳步发展安全高效的能源体系，合理利用如下三种发电方式，并取得了显著成效。(1)与C相比，A、B发电的共同优点是(写一条)。(2)A的能量转化方式是把能经过一系列变化转化成电能。典例四（多选）世界新能源汽车大会于2019年7月在海南举办，聚焦汽车与能源、交通、信息、通讯等领域联动以及和智慧城市应用场景的深度融合。下列关于能源的说法错误的是（）。A．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用；B．汽油可以作为“玉兔号”在月球上的工作能源；C．电能是最重要的二次能源；D．如果大量利用太阳能，可以使太阳能在短期内消耗殆尽3.太阳能和核能的利用※专题概述（1）太阳能是一次能源中的可再生能源，还是清洁、无污染的新能源。太阳向外辐射的能量来自于其内部进行的热核反应（轻核聚变）。太阳能是人类的“能源之母”，除地热能、潮汐能和核能外，大部分能源如风能、水能、生物质能、化石能源等都来自于太阳能。人类直接利用太阳能的方式主要是用集热器把水等物质加热（光热转换）、用太阳能电池把太阳能转换成电能（光电转换）。（2）核能的两种获取方式的对比比较核裂变核聚变定义质量较大的原子核分裂为较小的原子核的过程质量较小的原子核结合成较大的原子核的过程条件中子轰击质量较大的原子核超高温释放核能大小巨大更加巨大应用原子弹、核电站氢弹典例一下列关于核能说法正确的是()。A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的；B.核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方；C.核反应堆可将核能直接转化成电能；D.我国已建成可控核聚变反应堆典例二目前，人类利用核能发电的主要方式是（选填“核裂变”或“核聚变”。随着科技的发展，人类（选填“会”或“不会”制造出永动机。典例三在“石油、天然气、煤炭、太阳能、核燃料”中，属于可再生能源的是_________，现在人们建造的核电站，其能量来自原子核_________（选填“裂变”或“聚变”）释放的核能。典例四为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设。下列说法正确的是（）。A．核电站将核能最终转化为电能；B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变；C．核能发电使用的燃料是天然气；D．核电站利用的核能属于可再生能源4.有关新能源开发和利用的综合计算※专题概述节能、环保和可持续发展是当今社会发展的三大支柱，故中考中常出现新能源的利用与热学、电学、力学相结合的计算题。此类试题常以太阳能、核能、水能或风能等的利用为命题素材，考查新能源与热学、电学、力学重要知识的综合运用，使同学们体会到节约能源的意义，进一步树立节约能源的意识。人们是在能量转化或转移的过程中利用能量的，因此解答此类问题时要综合运用热量公式、，力学中功和功率计算公式，电功、电功率和电热公式、。另外，此类问题常涉及效率问题，运用效率计算公式、进行有关计算。典例一2020年3月26日，中国自然资源部宣布全球首次利用水平井钻采技术试采海域可燃冰取得成功。“可燃冰”属于___________（填“可”或“不可”）再生能源；同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的20倍，说明“可燃冰”的___________大；若1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以使___________kg水的温度升高50℃。[已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q可燃冰=8.4×108J/kg]典例二“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型能源(选填“清洁”或“污染”)；1m3甲烷完全燃烧能产生J热量，这些热量可以使kg的水从20℃加热到100℃。（甲烷的热值q甲烷=4.2×107J／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)）典例三可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气锅炉烧水时的效率；（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。典例四如图甲是我国某公路两旁风光互补路灯系统的外景，其中的风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成；该风力发电机的输出功率与风速的关系图像如图乙所示。请回答：(1)风力发电利用的是风能，风能是清洁的(选填“可再生”或“不可再生”)能源；(2)风力发电机利用原理把转化为电能；(3)由图乙图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是(用图像中的字母表示)；(4)下表给出的是在不同风速下该风力发电机的输出功率。请根据表中信息回答：平均风速(m/s)24816输出功率(W)1.2510？640①当风速为8m/s时，该风力发电机的输出功率为W；②当风速为16m/s时，这台风力发电机工作1s所产生的电能可供1只“12V、60W”电灯正常工作2s，那么风力发电机发电的效率为。【真题演练】一、选择题1．（2021·浙江湖州市·中考真题）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中，错误的是（）。A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能；B．生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的；C．地球上的水循环是由太阳能推动的；D．太阳能来源于太阳内部的核裂变2．（2021·福建中考真题）如图所示，下列发电站发电过程中，利用不可再生能源发电的是（）。A．核电站 B．风力发电站C．水力发电站 D．太阳能发电站3．（2021·四川广安市·中考真题）关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（）。A．为降低电能的损耗，可利用超导材料制造电饭煲的电热丝；B．垃圾分类有利于保护环境和节约能源；C．风能、水能都是可再生能源；D．北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息，实现“星间链路”4．（2021·湖南怀化市中考真题）下列属于不可再生能源的是（）。A．风能 B．水能 C．太阳能 D．天然气5．（2021·湖北随州市中考真题）2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（）。A．核电站是利用裂变的链式反应发电的；B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源；C．核能属于不可再生能源；D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用6．（2021·四川成都市中考真题）2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（）。A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应；B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的；C．核废料可直接排放，无需任何处理试验；D．原子核是由质子、中子和电子组成7．（2020•福建）我国城乡建设和管理越来越注重环保，以下做法符合环保要求的是（）。A．废旧电池随意丢弃；B．减少城市绿地和湖泊的面积；C．工业废水直接排放到江河中；D．使用太阳能、风能等清洁能源二、填空题8．（2021·湖南长沙市中考真题）家住长沙县乡村的李老师在自家房子的屋顶上安装了一组太阳能电池板，电池板既能发电又能防屋顶漏水，夏季光照充足发电量大时，还能将剩余的电能并入电网。太阳能电池作为一种新能源产品，具有宽广的前景。太阳能电池板工作时将太阳能转化为______能，太阳能的优点是______（写出一点即可）。9．（2021·江苏苏州市中考真题）我国具备完全自主知识产权的“华龙一号”核电机组的投入运行，使中国跻身核电技术先进国家行列。核电站是利用核反应堆发生核_______（裂变/聚变）时提供的能量发电的，反应堆冷却系统采用水冷方式是利用_______（做功/热传递）的方式来改变内能。10．（2021·云南昆明市中考真题）目前，人类利用核能发电的主要方式是______（选填“核裂变”或“核聚变”）；石油、天然气是______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。11．（2020•莱芜区）在石油、风能、水能、电能、太阳能、地热能等各种能源中，属于不可再生能源的是，电动机工作时电能转化为机械能的同时，还要向空气中散热，这些散失的内能无法再自动转化为电能，是因为能量转化具有性。12．（2020•朝阳）中国在2020年6月完成了“北斗”卫星全面组网工作。“北斗”卫星导航系统利用（填“电磁波”、“超声波”或“红外线”）向地球传递信息。由于内部时刻发生着氢核的（填“裂变”或“聚变”），太阳不断向外释放能量。卫星的太阳能电池板则将太阳能转化为电能供其使用。三、综合题13．（2021·江苏中考真题）2021年5月，我国自主设计的“祝融号”火星车成功着陆火星，如图所示，实现了我国航天史上的新突破已知同一物体在火星上的重力是地球上（地球表面g取10N/kg）（1）火星车依靠太阳能工作，太阳能______（选填“属于”或“不属于”）可再生能源，车的质量为240kg，它从地球上到火星上质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（2）火星车在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为300cm2，则车对火星表面的压强是多少帕______？14．（2021·新疆中考真题）我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。（1）核能属于______次能源。核电站利用核反应堆中铀核______（填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过______（填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较______。已知水的比热容为4.2×103J/（kg.°C），则1kg水温度升高1°C吸收的热量为_______J。核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆·年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为______填（“百”“千”或“万”）分之一。【过关检测】一、选择题1.给出的四组能源中，均为可再生能源的一组是（）。A．太阳能、水能、风能 B．天然气、石油、氢能 C．地热能、核能、煤炭 D．潮汐能、核能、石油2.通过核聚变获得核能量的是（）。A．氢弹 B．原子弹 C．核电站 D．核潜艇3.干电池在工作过程中，它的作用是（）。A．化学能转化为电能；B．化学能转化为机械能；C．电能转化为化学能；D．机械能转化为电能4.关于能源与可持续发展，下列认识正确的是（）。A．核燃料是可再生能源；B．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置；C．能量的转化和转移是有方向性的；D．能量在转化或转移的过程中，总量会减少5.下列关于能源的说法，正确的是（）。A．风能是不可再生能源；B．太阳能、水能是二次能源；C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的；D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题6.下列关于能量转化与能源，说法不正确的是（）。A．电风扇通过电动机，能将电能转化为风能；B．电磁感应现象中，有其他形式的能量转化为电能；C．地热、天然气、电能都属于二次能源；D．虽然能量是守恒的，但是我们仍需节约能源7.关于能源和信息的说法正确的是（）。A．核电站是利用核裂变释放的能量来发电的；B．太阳能、水能、石油是可再生能源；C．因为能量守恒，所以能源是取之不尽，用之不竭的；D．移动电话是利用超声波来通信的8.下列有关信息和能源的说法正确的是（）。A．风能和水能都是不可再生能源；B．光纤通信是利用电流传递信息的；C．无线上网是通过电磁波来传递信息的；D．在太阳内部，通过核裂变释放出巨大核能9.下列说法中正确的是（）。A.目前核电站获得核能的途径是核聚变；B.原子内原子核带负电，核外电子带正电；C.航天器返回舱外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性；D.银河系、太阳系、地球、月球是按空间尺度由小到大排序的10.关于电能与其他形式能的相互转化，下列说法中正确的是（）。A．火力发电站是把燃料的化学能转化为电能；B．蓄电池充电时化学能转化为电能；C．电动机是把机械能转化为电能；D．发电机是把电能转化为机械能二、填空题11.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是；目前核电站一般利用的是（选填“核聚变”或“核裂变”）时产生的能量。12.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤、石油、太阳能中，有可能成为今后理想能源的是；目前核电站一般利用的是（选填“核聚变”或“核裂变”）时产生的能量。13.太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属于能源（填“清洁”或“非清洁”）；利用太阳能电池可以把太阳能转化为能，还有一部分太阳能转化为其他形式的能，根据能量定律可知，转化的总能量和接收的太阳能数量相同。14.地球上的能量主要来源于太阳。太阳内部时刻发生反应；核电站利用释放的能量来发电。（以上两空均选填“核裂变”或“核聚变”）15.核电站利用核能发电，核能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站发生重大事故时，为降低核安全周围的温度，用水对其冷却，因为水的______较大。三、综合题16.阅读下列材料，回答问题。自从原始人发现火的使用方法以后，能源就成为人类文明跃进的重要基础．由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。已探测的数据表明，目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽。另一方面，人类在耗用各种能源时，不可避免的会对环境造成影响。例如，化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，从