第二十二章能源与可持续发展同步练习（Word版含答案）

第二十二章《能源与可持续发展》同步练习
一、填空题：
1、“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 。
2、能源家族中，有煤，石油、风能、水能，核能、太阳能等，属于不可再生能源的有 ；电能是
（选填“一次能源”或“二次能源”）。
3、人类一直在寻求各种高效和“绿色”的能源，以替代常用的干电池，锂离子电池、硅光电池就是其中的代表，请举出这些新型电池的优点（只须举出一种即可） 。
4、电灯可以将电能转化为光能和内能，这些光能和内能却不能再自发地转化为电能，这一现象说明能量转化具有 （选填“可逆”或“方向”）性。
5、白炽灯有电流通过，发光的同时产生的 散失在空气中，这些能量无法自动再转化为电能：汽车制动过程中 转化为地面、轮胎空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车。
6、2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片。黑洞是质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （选填“聚变”或“裂变”）反应，并 （选填“吸收”或“释放”）大量的能量，天体在灭亡时，发生塌缩，就形成了黑洞。
7、核能是一种 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控核裂变反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于 （选填“发电机”“电动机”或“热机”）
8、2021年5月15日，中国“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，其搭载的“祝融号”火星车开始进行探测任务。火星车的四块太阳能电池板由 材料制成。太阳能电池板可以将太阳能转化为 能。
9、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为
J。[水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）]
10、获取核能有两种途径--核裂变和核聚变，目前人类和平利用核能发电是如图 所示的途径，氢弹爆炸的原理跟 是一样的。（选填甲或乙）
二、选择题：
11、2021年世界环境日（6月5日）中国主题：人与自然和谐共生。下列做法与这一主题不相符的是（　　）
A．坚持绿色出行
B．减少一次性用品的使用
C．节约用水用电
D．可以猎杀和食用野生动物
12、以下的能源属于二次能源的是（　　）
A．潮汐能，地热能 B．风能和水能
C．电能 D．太阳能
13、我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护作出了较大贡献。下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是（　　）
A．太阳能发电 B．风力发电
C．和平利用核能 D．燃煤发电
14、关于能量和能源的说法，下列说法正确的是（　　）
A．由于自然界中有可再生能源，而且能量守恒，所以没有必要节约能源
B．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的是核聚变
C．太阳能热水器是将太阳能转化为电能的装置
D．石油和核能都是不可再生能源
15、中国是一个负责任的大国，为构建人类命运共同体而不懈努力，实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类，如图，下列四组能源中，能归入图中阴影部分的一组是（　　）
A．煤炭、沼气 B．太阳能、风能
C．水能、天然气 D．石油、核能
16、“华龙一号”是我国核电走向世界的“国家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商业运行，这对助力碳达峰、实现碳中和具有重要意义。“华龙一号”核电站反应堆内的核反应是（　　）
A．可控的裂变 B．不可控的裂变
C．可控的聚变 D．不可控的聚变
17、下列关于能源和可持续发展的表述，正确的是（　　）
A．太阳能、地热能、核能都是可再生能源
B．原子弹是根据可以控制的核聚变工作的
C．为了保护环境、控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．能量的转化、转移都是有方向性的，人类所能利用的能源是有限的，需要节约能源
18、如图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“脚踩”蓄电池，“腰挎”照明灯，下列解释合理的是（　　）
A．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
B．太阳能电池板是将太阳能转化为电能
C．照明灯是将光能转化电能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
19、河北丰宁抽水蓄能电站是2022年中国冬奥会的电力保障项目之一．该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（　　）
A．风能和光能是不可再生能源
B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C．该电站可将抽水时所消耗的电能全部转化为水的势能
D．发电机的工作原理是电流周围存在磁场
三、解答题：
20、请根据下述材料，回答下列问题：
核电站的工作原理
你知道吗，核电站的工作原理并不复杂，核心组件主要就是核燃料、控制棒、减速剂和冷却剂。
核电站里的铀-235会被制成直径1cm左右的二氧化铀，像纽扣电池一样一颗一颗地放入“燃料棒”中。十几根“燃料棒”和几十根“控制棒”组成一捆，称为“核燃料组件”。这些棒之间有孔隙，“冷却剂”在孔隙间流动，把核反应产生出来的热量带走，这些热量用来发电。
核反应堆反应时，每个铀-235原子裂捕获一个中子发生裂变时要释放2～3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀-235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程度，核反应产生的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。
除了“控制棒”，还要有“减速剂”。因为在裂变反应中，射出的中子有快有慢，只有能量比较低、速度比较慢的那些中子才能有效地被其他的铀-235原子核捕获，从而发生裂变反应。某时刻捕获到中子的铀-235原子核越多，裂变反应就越剧烈。“减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀-235原子核捕获。
铀-235原子核裂变后产生的热量会被“冷却剂”--水带走。水吸收热量后汽化成水蒸气，这样水蒸气就能推动汽轮机从而带动发电机发电啦。
（1）核电站中的核反应属于 ；（选填“核裂变”或“核聚变”）
（2）如果反应堆中的核反应过于剧烈，应该采取的措施是 。
A．将“控制棒”插入“核燃料组件”B.从“核燃料组件”中拔出“控制棒”
（3）关于“减速剂”的作用，下列说法正确的是 。
A．可以加剧裂变反应 B.可以减缓裂变反应 C.可以增加核反应放出的中子
（4）核电站发电的全过程中，涉及到的主要能量转化有 。
21、“嫦娥一号”的发射成功，引起人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照科学家的设想，一种方案是利用月球阳光充足、地域广阔的特点，在月球上建设大型的太阳能发电厂，克服了在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。另一种方案是利用月球上丰富的核燃料物质，在月球上建设大型的核电站，克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接
收站通过天线把微波能还原成电能，如图1所示，这样就解决了电能的输送问题。
（1）能源可以分为可再生能源和不可再生能源两类，能循环利用的为可再生能源，不可重复利用的为不可再生能源。目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等，其中属于可再生能源的是 ；与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是（写1条） ：
（2）获取核能有两条途径：重核裂变和轻核聚变。如图2所示，图中属于核裂变的是 ，目前能和平利用的核能方式是 （以上两空填字母序号）
（3）如图3所示是表示光电池工作原理的示意图：当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时，将会产生光电效应，从而使电路中产生电流，分析光电池工作时的能量转化情况 。
（4）请例举生活中能说明微波具有能量的一个实例 。
22、小明在项目化学习中，对学校太阳能热水器展开研究。
（1）太阳核心处温度很高，是由于大量氢原子 （填“核聚变”或“核裂变”）反应变成氢原子，释放巨大能量。
（2）当太阳光线与太阳能热水器垂直时效果最好。如图所示，为了达到最好的集热效果，从夏季进入冬季时可以将图中的α逐渐 （选填“变大”或“变小”）。
（3）太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是2m2，每平方米每秒接收到的太阳能为1000J，热水器中水的质量为100kg，垂直照射7min，水的比热为4.2×103J/（kg ℃）。若不计一切热量损失，水温可以升高 ℃。
四、计算题：
23、为了响应“节能减排”的号召，小光家买了一台容积为100L的太阳能热水器，如图所示。
（1）小光早晨把太阳能热水器加满水，温度传感器显示水温为18℃，傍晚时水温升到78℃。则太阳能热水器中的水吸收了多少热量？与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电？[不计热水器的热量损失，c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（2）若这些电能由发电效率为40%火力发电厂提供，需消耗热值为2.9×107J/kg的煤多少kg？
（3）与太阳能供电相比，火力发电的明显劣势有： （请举出一条），应采取的措施有： （请根据第一空所答举出一条相应措施）。
参考答案
一、填空题：
1、答案：太阳能。
2、答案：煤、石油、核能； 二次能源。
3、答案：环保。
4、答案：方向。
5、答案：内能；机械。
6、答案：聚变；释放。
7、答案：不可再生；热机。
8、答案：半导体；电。
9、答案：6.3×106。
10、答案：甲；乙。
二、选择题：
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19
答案 D C D D B A D B B
三、解答题：
20、答案：（1）核裂变；（2）A；（3）A；（4）核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。
21、答案：（1）风能、水能、太阳能；取之不尽用之不竭，并且环保无污染；（2）甲；甲；（3）太阳能转化为电能；（4）微波炉加热食品。
22、答案：（1）核聚变；（2）变大；（3）2。
四、计算题：
23、解：（1）水的体积V水=100L=100dm3=0.1m3，
水的总质量：m水=ρ水V水=1×103kg/m3×0.01m3=100kg，
水吸收的热量：
Q=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（78℃-18℃）=2.52×107J；
不计热水器的热量损失，相当于节约电能：
（2）若这些电能由发电效率为40%火力发电厂提供，即W=Q放×40%，
煤完全燃烧放出的热量：
由Q放=mq得需要煤的质量：
（3）太阳能清洁无污染，利用火力发电明显劣势是：污染环境；应采取的措施：加大污染物处理力度，减少环境污染长度。
故答案为：（1）太阳能热水器中的水吸收了2.52×107J的热量；与使用电热水器相比，相当于节约了7度电；
（2）需消耗热值为2.9×107J/kg的煤2.17kg；
（3）污染环境；加大污染物处理力度，减少环境污染程度。