能源对环境的影响
1.二氧化碳的排放与温室效应
大量燃烧石油、煤炭、天然气等，产生的CO2气体，增大了大气中CO2的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫“温室效应”．
温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化．
2．酸雨的成因、危害及防止
(1)成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．
(2)危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠，腐蚀建筑和艺术品等．
(3)防止：①健全法规，强化管理，控制排放．②发展清洁煤技术，减少燃烧过程中SO2的排放．③通过改造发动机，安装汽车尾气净化装置，用无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放．
哥本哈根世界气候大会上，来自近200个国家的谈判代表强烈呼吁全球减排，主要是指造成温室效应的CO2的排放，因为大气中的CO2浓度急剧增加已导致气温逐步上升，使全球变暖．导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )
A．大量植物和生物物种灭绝
B．大量燃烧石油、煤炭、天然气等化石燃料
C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多
D．自然因素破坏了地球环境生态平衡
【解析】 煤、石油、天然气的主要成分是碳氢化合物，燃烧后放出大量CO2，这是最主要的原因．
【答案】 B
1．二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射热进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应．这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是( )
A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高
B．经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命
C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高
D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能
【解析】 地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律. 由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，这是必然的现象，进而导致当时地球的气温很高．地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件. 由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高. 生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生热．四个选项都很正确，但就温室效应这一观点而言，A、B、C较准确．
【答案】 ABC
新能源的开发和利用
1.开发新能源，如太阳能、水能、风能等．这些能源一是取之不尽，用之不竭；二是不会对环境造成污染，从而减少对化石能源的使用．
2．提高能源利用效率
(1)开发能量转换新技术，使利用效率从25%～30%，提高到55%～75%.
(2)煤的洁净利用技术，如制煤浆技术．
(3)先进的发电技术．
下列能源中，哪些属于不污染环境且不需要开采费用的新能源( )
A．太阳能 B．核能
C．风能 D．沼气
【解析】 目前，人类应用较多的能源是煤、石油、天然气等常规能源，正在大力发展的新能源有核能、太阳能、风
能、沼气等．太阳能和风能都是无污染、不需要开采费用的能源，而且取之不尽，用之不竭．该题的正确选项为A、C.
【答案】 AC
2.
图6－1
(2013·大连高二检测)如图6－1所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V 9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为0.4×106 J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时．问：
(1)太阳能节能灯的能量转化情况．
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率为多少？
(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？
【解析】 (1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)．
(2)电池板单位面积上接收功率：
P＝ W＝370.4 W.
(3)节能灯效率：
η＝×100%＝10%.
【答案】 (1)见解析 (2)370.4 W (3)10%
课件15张PPT。能源对环境的影响 新能源的开发和利用 课件58张PPT。教师用书独具演示演示结束 能源、环境与人类生存 物质资源 自然过程 直接获得 加工转换 太阳 化石燃料 电的发现 核能 大气 水土 能源的开发与环境保护 煤 石油 天然气 火力发电厂 40% 地面环境 污染 烟尘 不能降解 噪声 净化 气化 生态系统 光—电转换 光—热转换 昼夜 天气 结构设计 地域 能源的分类及特点 新能源的开发及环境保护 课时作业（十三）
第1节能源、环境与人类生存
第2节能源的开发与环境保护
(教师用书独具)
●课标要求
知识与技能
1.了解各种形式的能源．
2.认识能源和环境与人类生活和生存的关系．
3.了解常规能源的开发及其对环境造成的负面影响．
4.认识常规能源的开发与环境保护的关系．
5.了解可再生能源的开发及其制约条件．
过程与方法
1.查阅资料，与同学交流讨论，了解太阳能是怎样转化为其他形式的能量的．
2.通过讨论与交流，认识能源和环境是人类生存和发展的基础．
3.讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策．
4.针对生产生活中的某些具体情景，尝试提出一些节能和环保的合理化建议，培养解决实际问题的能力．
情感态度与价值观
1.具有保护环境的意识．
2.具有节约能源的意识．
3.通过了解人类开发和利用能源的进程，体会人类探索自然的科学态度和科学精神.
●课标解读
1．了解能源与其对人类社会、环境的影响．
2．知道能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策．
3．培养具有可持续发展的责任感和节约能源的意识．
●教学地位
本章以能源与可持续发展为主线，讲述了能源、环境与人类生存的关系，介绍了能源的开发和利用带来的问题及应该采取的对策，通过交流与讨论、实验与制作、调查与研究、提节能的合理化建议、出宣传环保的黑板报等多种活动形式，使学生真正意识到能源危机的严峻性和环境污染的危害性，认识到节省能源、保护环境和可持续发展的重大意义，树立节能意识、环保意识，增强可持续发展的责任感，并能从我做起，主动参与到节能与环保的行列之中.
(教师用书独具)
●新课导入建议
太阳能汽车就是把转变太阳能为电能的电池作为驱动电源的汽车，标志太阳能汽车水平的是光电能量转换效率．目前，国际上转换先进水平为21.2%.这种类型的汽车其最大优点是无废气污染，且能源免费，取之不尽，用之不竭，但其缺点也同样突出，即汽车行驶也要“靠天吃饭”．
●教学流程设计
???步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式?除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路?
?
步骤7：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】???
课 标 解 读
重 点 难 点
1.了解能源及其分类．
2.了解能源与人类生活的关系．
3.了解能源现状与社会可持续发展的关系．
4.知道怎样合理利用和开发现有资源.
1.了解什么是能源，什么是常规能源，什么是新能源．(重点)
2.了解能源和人类生活、生产的关系．(重点)
3.知道常规能源的开发引起的环境污染、能源危机等社会问题，了解开发新型能源的重要性．(难点)
能源、环境与人类生存
1.基本知识
(1)各种能源
①定义：能源是提供可利用能量的物质资源或自然过程．
②分类：a.一次能源：人类从自然界中直接获得的能源．如煤、石油、天然气、水力、太阳能、核燃料等．
b．二次能源：一次能源经过加工转换成的另一种形态的能源．如电能、焦炭、煤气、汽油、煤油、蒸汽等．
③来源：地球上的能源绝大部分直接或间接来自太阳．
(2)能源与人类、环境与人类生存
①人类利用能源的历史可分为5个阶段：
a．火的发现和利用．
b．畜力、风力、水力等自然动力的应用．
c．化石燃料的开发和利用．
d．电的发现和开发利用．
e．核能的发现和开发利用．
②人类生存环境的基本因素：大气、水土、森林和生物．
(3)能源与生活
①消耗能量的方面：家庭生活和交通工具．
②能量的来源：电能、煤、天然气、木柴、汽油等．
③现状
a．随着科学技术的发展和生活水平的提高，越来越多的电器进入家庭，供暖、制冷、文化生活所消耗的能量在家庭能量消耗中所占的比例逐年增加．
b．交通工具消耗的能源主要是汽油和柴油，实际利用率为15%左右．
c．运输效率：燃烧1 L汽油时，交通工具运载的人员或货物的吨数与行驶的千米数的乘积．
2．思考判断
(1)地球上的能源都直接或间接来自太阳．(×)
(2)只有有生命的动植物才具有生物质能．(×)
(3)能源是人类生存和发展的基础．(√)
3．探究交流
自然界中的能量是守恒的，没有必要节约能源和开发新能源，这种认识是否正确？
【提示】 虽然自然界中的能量是守恒的，但由于能量耗散会导致能量的品质下降，高品质的能量转化为低品质的能量，世界上的常规能源是有限的，为了人类的可持续发展必须要节约能源，同时要开发新能源.
能源的开发与环境保护
1.基本知识
(1)常规能源：煤、石油、天然气．
(2)电能的生产
电能主要来源于火力发电厂和水力发电站，目前火力发电厂的发电效率大约为40%.
(3)能源的开发与环境保护
①造成的环境问题
a．煤：煤的开采造成地面环境的破坏；煤是常规能源中污染最严重的燃料．
b．石油：开采、运输过程中的泄漏，各种烃类化合物对环境造成污染．
②常规能源利用过程中的污染
a．工厂排放的烟尘．
b．工厂生产中产生的不能降解的物质．
c．噪声污染．
③措施
a．对煤进行净化．
b．对煤进行气化和液化．
c．汽车安装电控喷嘴和新一代催化转化装置．
(4)可再生能源的开发
①水能
a．水力发电．
b．建设水电站会淹没大量土地，改变生态环境，对生态系统造成不同程度的破坏．
②太阳能
a．应用方式：光—电转换，直接将太阳能转化为电能，如太阳能电池；光—热转换，主要有太阳能集热器和太阳能热水器．
b．面临问题：太阳能的利用受昼夜、天气的影响较大，并且不容易储存．
③风能
风的动能可以间接转变为电能或其他形式的能，风力发电的困难在于发电机的结构设计，受地域的限制．
2．思考判断
(1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少．(√)
(2)常规能源的利用会引起环境问题，所以我们不应利用能源．(×)
(3)用太阳能灶供热有利于环境保护．(√)
3．探究交流
如图6－1－1是锅炉工作时的外景，从节约能源和环境保护角度来看，分析存在的主要问题是什么．
图6－1－1
【提示】 由图中的浓烟滚滚，可以发现存在的主要问题有两个：一是燃料燃烧不充分，且烟气带走大量的热量，造成能量损失；二是造成大气污染．
能源的分类及特点
【问题导思】
1．能源分类的方法有哪些？
2．各类能源的特点是什么？
3．各类能源的例子有哪些？
能源分类方法
能源分类名称
特点
举例
按形式或转换特点分
一次能源
自然形成，未经加工
太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
二次能源
由一次能源经加工转换而成
焦炭、木炭、液化气、酒精、汽油、电能
按利用技术分
常规能源
已大规模正常使用
煤、石油、天然气、水能
新能源
正在开发，或有新的利用方式
太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能
按可否再生分
可再生能源
可循环使用、不断补充
水能、风能、生物质能、地热能
不可再生能源
短期内无法转换获得
煤、石油、天然气
按对环境污染情况分
清洁能源
对环境基本没有污染
太阳能、海洋能、风能、水能
污染能源
会严重污染环境
化石燃料(煤、石油、天然气)
地球上绝大部分能源直接或间接来自于太阳．
(2013·汉中检测)以下说法正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽用之不竭的
【审题指导】 了解能源的种类，知道能源可分为可再生能源和不可再生能源．
【解析】 煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，选项A对．汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，选项B错．水是可再生能源，选项C对．煤、石油等储量是有限的，是不可再生能源，选项D错．
【答案】 AC
1．能源可划分为一次能源和二次能源．自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源．下列叙述正确的是( )
A．水能是二次能源 B．电能是二次能源
C．天然气是一次能源 D．焦炉气是一次能源
【解析】 由题意可知水能和天然气是自然界中已经存在的，是一次能源．电能是由其他形式的能转化的，焦炉气是炼油厂产生的副产品，故它们是二次能源，故应选B、C.
【答案】 BC
新能源的开发及环境保护
【问题导思】
1．新能源有哪些？
2．各种新能源的特点？
3．做好环境保护需要做哪些工作？
1．新能源的开发
(1)太阳能是取之不尽，用之不竭的，同时太阳能是一种清洁能源，不会污染环境．
(2)水能：水能有巨大的开发潜力，可以开发梯级电站．
(3)生物质能：生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体的太阳能，储存形式是生物分子的化学能．
(4)核能：是一个巨大的能源，通过原子反应堆进行核发电，主要应注意防止核泄漏、控制核污染．
(5)风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”．我国的新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电．
2．当前我国的几大能源工程
(1)“西气东输”．
(2)“南水北调”．
(3)“西电东送”．
(4)“热电联产”．
3．做好环境保护工作
目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；汽车尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等污染问题，要变废为宝．
能源问题是当前的热门话题，传统的能源——煤和石油，由于储量有限，有朝一日要被开采完毕，同时在使用过程中也会带来污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例．
图6－1－1表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道如图6－1－1甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图6－1－1乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图6－1－1丙所示．设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为____________MW.(g取10 m/s2)
图6－1－1
【审题指导】 潮汐发电的实质是将海水的重力势能转化为电能．此题的关键是求每次落潮时海水重力势能的减少量．
【解析】 每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力mg＝ρShg＝1.0×103×5.0×107×3×10 N＝1.5×1012 N.
其重心高度变化为h′＝1.5 m.
每次落潮海水重力势能的减少量
ΔEp＝mgh′＝1.5×1012×1.5 J＝2.25×1012 J.
一天内水流做功的功率
P＝＝ W≈1.0×108 W＝100 MW.
【答案】 100
潮汐发电的实质
1．海水每天涨落两次，每一次由流进、流出海湾各一次，即每天海水两进两出共4次经过海湾发电．
2．解题时要明确能量的转化过程，以及能量转换的多少．
图6－1－2
2．风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展前景广阔，我国风力资源丰富，到2 000年底，我国风力发电机的总装机容量已达264万千瓦．风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转化为叶轮的动能，再将叶轮的动能转化为电能．
(1)设空气的密度为ρ，每个叶轮的长度为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为η，那么每台发电机发出的电功率P为多大？
(2)我国研制的WD-646型风力发电机，每个叶轮L＝22 m，当风速达到15 m/s时，其输出电功率可达600 kW.求该风力发电机将风的动能转化为电能的总效率η.(空气的密度为1.29 kg/m3)
【解析】 (1)m＝ρSvt＝ρπL2vt
Ek＝mv2＝πρL2v3t
P＝＝πηρL2v3.
(2)由P＝πηρL2v3
η＝×100%
＝×100%＝18%.
【答案】 (1)πηρL2v3 (2)18%
【备课资源】(教师用书独具)
太阳能的利用
太阳能是指以电磁辐射形式由太阳向宇宙空间辐射的能量．太阳是距离地球最近的一颗恒星，它是一个巨大炽热的等离子球体，在高温高压条件下，太阳内部不断进行着由氢核聚变成氦核的热核反应，释放出巨大的能量．太阳能的功率约为3.8×1026 W，其中的2.2×109分之一经过1.5×108 km的路程射向地球，除去地球周围大气层的吸收和反射，约有8×1016 kW的太阳能直接射到地球表面，这比目前全世界利用各种能源产生的总能量还多1万多倍．
太阳能资源具有能量巨大、分布和用途广泛，不污染环境、可以再生等优点．
太阳能的利用主要有三种方式：
(1)光热转换．通过吸收、反射、聚集等方法，把太阳能直接转换成热能．如太阳能集热器、太阳灶.
(2)光电转换．把太阳能转换成电能有两种方式，即光发电和热发电．如太阳能光电池(主要用于宇航设备、小型电脑、冰箱和手表等方面)，热蒸气推动涡轮发电．
(3)光化学转换．如根据光合作用原理试验“燃料栽培”法．研制三氧化硫太阳能收集器，利用太阳能分解水制取氢作为新能源等．
太阳能汽车就是把转变太阳能为电能的电池作为驱动电源的汽车．标志太阳能汽车水平的是光电能量转换效率．目前，国际上转换先进水平为21.2%.这种类型的汽车其最大优点是无废气污染，且能源免费，取之不尽，用之不竭，但其缺点也同样突出，即汽车行驶也要“靠天吃饭”.
1．下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能供热
【解析】 煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质，污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，故D正确．
【答案】 D
2．下面关于能源的说法中正确的是( )
A．能源是取之不尽，用之不竭的
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的污染比燃烧石油、煤炭大
【解析】 常规能源的储量有限，且不可再生，故A错误，B正确；常规能源特别是煤和石油对环境的污染很大，应努力开发新能源；核能属新能源且污染小，故C正确，D错误．
【答案】 BC
3．关于“温室效应”，下列说法正确的是( )
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
【解析】 “温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C选项正确．
【答案】 BC
4．(2013·济南高二检测)“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103 kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353 kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m2.
图6－1－3
【解析】 设P＝4.6×103 kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353 kW，则由能量转化与守恒得：
P＝P0×S×η
代入数据，解得S＝1.9×104 m2.
【答案】 1.9×104
1．(2013·长沙检测)下列能源中，既属于新能源，又属于可再生能源的是( )
A．煤炭 B．石油
C．天然气 D．沼气
【解析】 煤、石油、天然气是动植物的遗体经过漫长的地质年代形成的，不可再生，只有沼气既是可再生能源，又是新能源，故D选项正确．
【答案】 D
2．下列属于一次能源的是( )
A．太阳能 B．焦炭
C．核能 D．汽油
【解析】 一次能源是自然形成，未经加工的，因此B、D错误，选A、C.
【答案】 AC
3．下列关于能源的说法中正确的是( )
A．能源是无限的，因为能量是守恒的
B．能源是有限的，因为耗散的能量不能重新收集利用
C．使用常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用会造成严重污染，因此不提倡使用
【解析】 尽管能量守恒，但耗散能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，A错，B对；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，C对，D错．
【答案】 BC
4．CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )
A．光热效应 B．光电效应
C．光气效应 D．温室效应
【解析】 CO2气体具有很强的吸收红外热辐射作用，使全球的气候变暖，这样的效应称为温室效应．
【答案】 D
5．(2013·福建检测)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作燃料的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括( )
①原料来源广；②易燃烧、热值高；③储存方便；④制备工艺廉价易行．
A．①② B．①③
C．③④ D．②④
【解析】 氢易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确．
【答案】 A
6．我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其原因是( )
A．我国是以燃烧木柴为主的国家
B．我国是以利用核电为主的国家
C．我国是以利用水电为主的国家
D．我国能源消费中煤的比重最大
【解析】 造成酸雨的主要原因是SO2气体．而煤的使用就会产生大量的SO2气体．
【答案】 D
7．(2010·上海高考)太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格．
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能
⑥潮汐能
类别
编号
新能源
常规能源
【解析】 常规能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源，主要包括煤、石油、天然气等；新能源是指尚未被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意：“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．
【答案】 ②③⑤⑥ ①④
8．下面是晓阳在题为“能源的利用和节约能源”的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．太阳能热水器就是直接利用太阳能工作的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．
晓阳在网上下载到了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓阳家每天大约需要100 kg热水，用这种太阳能热水器将这些水从25°C加热到45°C需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天可节约多少电能？
【解析】 (1)设T为光照时间，k＝1.0×103 J/(s·m2)，
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J＝8.4×106 J，
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，
因为Q吸＝Q放，
所以T＝＝ s＝1.4×104 s≈3.9 h.
(2)由Q电＝Wη1得
W＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h.
【答案】 (1)3.9 h (2)2.9 kW·h
综合检测(六)
第6章 能源与可持续发展
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本题共7个小题，每小题6分，共42分．在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不选的均得0分．)
1．“能源分类相关图”如图1所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )
图1
A．煤炭、石油、沼气 B．水能、生物能、天然气
C．太阳能、风能、潮汐能 D．地热能、海洋能、核能
【解析】 同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的只有C选项．
【答案】 C
2．水力发电站的电能最终来自于( )
A．太阳能 B．水的动能
C．水的势能 D．水的内能
【解析】 煤、石油、水力等能源最终来自于太阳能．是太阳能将水蒸发到高处，然后再降落到地面各处，汇成江河湖海，高处的水向低处流就具有了水能，从而用于发电．
【答案】 A
3．下述做法能改善空气质量的是( )
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
【解析】 以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多，限制使用电动车对改善空气质量无影响，故只能选B.
【答案】 B
4．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能．“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝(人数×路程)/消耗能量．一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106J)的能量可行驶30 km.一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ的能量可行驶100 km.则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )
A．6/1 B．12/5
C．24/1 D．48/7
【解析】 电动自行车的客运效率η1＝，普通轿车的客运效率η2＝，二者效率之比＝＝.
【答案】 C
5．某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器，容器壁的其中两个面用玻璃板替代，以利于阳光射入，其设计结构如图2所示．为了更有效地利用太阳能，提高热水温度，下列措施中不合理的是( )
图2
A．容器容积一定时，增大日光入射的有效面积
B．尽量使有效采光面与太阳光垂直
C．将除玻璃板之外的内壁涂黑
D．将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面
【解析】 若将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面，则不利于对阳光的吸收，应涂成黑色，因为黑色的吸热效果较好，故选D.
【答案】 D
6．我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔．下列关于地热能说法正确的是( )
①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面 ②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源 ③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量 ④与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
【解析】 地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面；地热能是来自地球内部的能量，不属于化石能源，是地球内部放射性元素衰变释放的热能；地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽，这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成温泉等．
【答案】 C
7．(2013·抚顺检测)酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是( )
①少用煤做燃料 ②燃料脱硫 ③在已经酸化的土壤中加石灰 ④多种植美人蕉、银杏等植物 ⑤开发新能源 ⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物
A．①②④⑤ B．①②⑤⑥
C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥
【解析】 酸雨主要是由煤、石油等燃料，尤其是煤燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的，因而为减小酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；开发新能源也是减少煤的使用量的方法；另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①②④⑤正确．
【答案】 A
二、非选择题(本大题共5小题，共58分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
8．(9分)有下列各种能源：A.天然气 B．水能 C．石油 D．核能 E．地热能 F．电能 G．太阳能 H．潮汐能．其中属于不可再生能源的有________；属于二次能源的有________；属于化石能源的有________．
【解析】 根据能源的产生和利用情况进行分类，不可再生能源有A、C、D，二次能源是一次能源加工转换成的另一种形态的能源，有F；化石能源有A、C.
【答案】 A、C、D F A、C
9．(9分)我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法．潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主．潮汐发电是目前能源开发的一种方式，常用的是双水库潮汐发电．涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电，如图3所示为双水库潮汐电站原理示意图．
图3
两个水库之间始终保持着水位差，可以全天发电．涨潮时，闸门的开关情况是________；落潮时，闸门的开关情况是________．从能量的角度说，该电站是将海水的________转化为水轮机的动能，再推动发电机发电的．
【解析】 涨潮时，高水位水库储存水，因此闸门的开关情况为A关B开；落潮时，低水位水库放水，所以闸门应B关A开，从能量转化的角度来说，该电站是将海水的重力势能转化为水轮机的动能，再发电．
【答案】 A关B开 B关A开 重力势能
10．(12分)(2010·浙江高考)有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．
【答案】 建风能发电站比较合理．
理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能发电站一方面将风能转化为电能，另一方面可以减弱风速，减小对城市的破坏．
11．(12分)为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，如图4是它的示意图．请你判断这一方案的可行性，并说明理由．
图4
【答案】 不可行．
原因有：①违反了能量守恒原理；②这种流程每个环节都消耗能量，因此不可能；③这种流程类似永动机，是不可能的．
12．(16分)随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重．据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上．在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景．如图5所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW.在晴朗的天气里，电池板对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A的电流，请你求出：
图5
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆车行驶了多少米？
【解析】 (1)电动机消耗的电功率
P＝UI＝160 V×12 A＝1 920 W.
(2)由P＝W/t得
W电＝Pt＝1 920×60 J＝115 200 J
由题意W机＝W电η＝115 200 J×75%＝86 400 J
又由W＝Fs得
汽车行驶的距离s＝W/F＝86 400/180 m＝480 m.
【答案】 (1)1 920 W (2)480 m
1．(2013·长沙检测)下列能源中，既属于新能源，又属于可再生能源的是( )
A．煤炭 B．石油
C．天然气 D．沼气
【解析】 煤、石油、天然气是动植物的遗体经过漫长的地质年代形成的，不可再生，只有沼气既是可再生能源，又是新能源，故D选项正确．
【答案】 D
2．下列属于一次能源的是( )
A．太阳能 B．焦炭
C．核能 D．汽油
【解析】 一次能源是自然形成，未经加工的，因此B、D错误，选A、C.
【答案】 AC
3．下列关于能源的说法中正确的是( )
A．能源是无限的，因为能量是守恒的
B．能源是有限的，因为耗散的能量不能重新收集利用
C．使用常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用会造成严重污染，因此不提倡使用
【解析】 尽管能量守恒，但耗散能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，A错，B对；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，C对，D错．
【答案】 BC
4．CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )
A．光热效应 B．光电效应
C．光气效应 D．温室效应
【解析】 CO2气体具有很强的吸收红外热辐射作用，使全球的气候变暖，这样的效应称为温室效应．
【答案】 D
5．(2013·福建检测)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作燃料的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括( )
①原料来源广；②易燃烧、热值高；③储存方便；④制备工艺廉价易行．
A．①② B．①③
C．③④ D．②④
【解析】 氢易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确．
【答案】 A
6．我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其原因是( )
A．我国是以燃烧木柴为主的国家
B．我国是以利用核电为主的国家
C．我国是以利用水电为主的国家
D．我国能源消费中煤的比重最大
【解析】 造成酸雨的主要原因是SO2气体．而煤的使用就会产生大量的SO2气体．
【答案】 D
7．(2010·上海高考)太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格．
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能
⑥潮汐能
类别
编号
新能源
常规能源
【解析】 常规能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源，主要包括煤、石油、天然气等；新能源是指尚未被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意：“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．
【答案】 ②③⑤⑥ ①④
8．下面是晓阳在题为“能源的利用和节约能源”的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．太阳能热水器就是直接利用太阳能工作的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．
晓阳在网上下载到了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓阳家每天大约需要100 kg热水，用这种太阳能热水器将这些水从25°C加热到45°C需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天可节约多少电能？
【解析】 (1)设T为光照时间，k＝1.0×103 J/(s·m2)，
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J＝8.4×106 J，
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，
因为Q吸＝Q放，
所以T＝＝ s＝1.4×104 s≈3.9 h.
(2)由Q电＝Wη1得
W＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h.
【答案】 (1)3.9 h (2)2.9 kW·h
