第二节 能源的开发和利用 导学案（含答案）

第二节
能源的开发和利用
名师讲堂
学习目标
1．知道什么是能源，能区分可再生能源和不可再生能源．（重点）
2．知道太阳能是新能源及直接利用太阳能的两种途径．
3．知道原子弹、氢弹的制造原理，核反应堆的作用以及核电站的原理和特点．（难点）
【典例精讲】
关于能源的利用，下列说法中正确的是（　　）
A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源
B．火箭发射利用的燃料是液态氢，是因为它的热值高
C．核电站是利用核聚变来发电的
D．风能、电能、太阳能是绿色能源，应大力开发利用
【解析】解：A、煤、石油是不可再生能源，太阳是可再生能源，故A错误；
B、运载火箭采用液态氮作为火箭的燃料，是因为它的热值高，所以B正确；
C、核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，所以C错误；
D、风能、太阳能是绿色能源，应大力开发利用，但电能不是，所以D错误．
【答案】B．
【名师点拨】本题主要考查能源的分类、对核能利用情况的了解，以及液态氮燃料的特点，这些知识属于基础知识，应熟记．
课时内容
自主预习
1．能源与社会：根据能源的不同特征，可以有不同的分类．如
、
、
称为一次能源，而
就称为二次能源；又如
、
、
称为可再生能源，而
则称为不可再生能源．
2．能源与环境：目前，全球气候逐渐变暖，这是
效应不断加剧带来的后果；联合国等相关组织已制定出国际公约以限制
的排放，以缓减这种效应的加剧．请写出一种缓解此效应的方法：
．
3．开发新能源：地球上化石能的储存是有限的，并且在使用化石能的时候还会给环境带来一定的影响．所以现在人类在不断寻求新能源，请举出属于新能源的例子：
、
、
、
、
．
预习后思考
如图是太阳能热水器的装置图，它主要是由太阳能吸热板和补水箱灯组成，利用水的对流和循环把水加热．请列举处其中涉及的物理知识．
课时训练
基础巩固
知识点1
能源与社会
在煤、石油、天然气、汽油、风能、电能、核能等各种能源中，属于一次能源的有
，属于二次能源的有
．
知识点2
能源与环境
2．“能源危机”和“环境污染”是当今世界面临的两大难题．下列选项中，不利于解决这两大难题的是（　　）
A．煤和石油的开发、利用
B．氢气燃料的开发、利用
C．太阳能的开发、利用
D．风能的开发、利用
知识点3
开发新能源
3．现在人类直接利用太阳能的方法：（1）
；（2）
．
4．关于太阳能的下列说法中，不正确的是（　　）
A．太阳能分布广阔，获取比较方便
B．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
C．太阳能是可供人类利用的一种新能源，但无法被人直接利用
D．对于人类来说，太阳能几乎是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源
能力提升
选择题
1．下列有关能源的说法，正确的是（　　）
A．核燃料是可再生能源
B．永动机的设想符合能量守恒定律
C．能量的转化和转移是有一定方向的
D．太阳能的利用方式只能是光热转换
能源按不同的分类方式可进行不同分类，下列四组能源中，能归入图示阴影部分的一组是（　　）
煤炭、地热能、沼气
B．太阳能、风能、海浪能
C．水能、木柴、天然气
D．石油、海浪能、核能
3．进入20世纪60年代以来，国际上石油的应用日益广泛，价格不断上涨，下列关于能源的说法正确的是（　　）
A．石油可以直接从自然界获取，是二次能源
B．石油在地球上储量丰富，是可再生能源
C．天然气和石油的大量燃烧不会导致温室效应
D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
4．开发和利用清洁能源是我国社会发展面临的重要课题，以下属于清洁能源的是（　　）
A．天然气
B．煤
C．石油
D．太阳能
5．出行是人们工作、生活必不可少的环节．出行的交通工具多种多样，使用的能源形式各不相同．其中，电动自行车所消耗的能量类型是（　　）
A．核能
B．电能
C．太阳能
D．化学能
6．如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电．下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是（　　）
A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
7．和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（　　）
A．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B．核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C．核能是可再生能源
D．核能是二次能源
8．关于核反应，下列说法正确的是（　　）
A．只有裂变才能释放出核能
B．氢弹爆炸是利用裂变释放出核能
C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的D．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的二、填空题
9．天然气是一种清洁燃料，我市部分出租车使用天然气代替柴油或汽油，天然气属于　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它燃烧时产生的　　　　　　能转化为车的机械能．
10．据朝中社2015年12月10日报道，朝鲜最高领导人金正恩说，朝鲜已经成为一个准备好使用核弹和氢弹的国家，这给周边国家带来了很大的安全隐患，核能属于　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，氢弹是利用　　　　　　（选填“核聚变”或“核裂变”）的原理制成的．
11．当今的核电站是通过　　　　　　（选填“重核裂变”或“轻核聚变”）来释放核能的，如图为核电站发电流程图，在核电站发电过程中，能量转化的先后顺序是：　　　能、内能、　　　　　　能、电能．
12．某地工业园有一条街道，采用风力发电和太阳能发电的路灯照明，风力发电将风能转化为　　　　　　能，风能属于　　　（填“可”或“不可”）再生能源．太阳发出的光以
km/s的速度向周围空间传播（不计空气的影响）．
三、解答题
13．当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
（1）太阳能属于　　　　　　能源；（选填“一次”或“二次”）
（2）热水器中水的质量是多少？
（3）在此过程中，水吸收了多少热量？
（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？
　
培优选做
如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发动机组成．
（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）叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向　　　　　　（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（3）风叶产生的动力通过转动系统传递给发电机，利用　　　
　　　原理，实际机械能转化为电能．
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有　　　　　　
A、只要有风，机组就能产生电能
B、风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
C、风速过大，机组不会产生电能
D、风速越大，机组产生的电功率一定越大
（5）下表给出了再不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×104J）
1
8
27
64
对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是　　
　
　　（用文字叙述）．
第二节
能源的开发和利用
自主预习
1．化石能源
太阳能
水能
电能
太阳能
风能
水能
化石能源．
2．温室
二氧化碳
植树造林
3．太阳能
核能
地热能
潮汐能
风能
预习后思考
（1）太阳能热水器将太阳能转化为水的内能；
（2）水受热后体积膨胀，密度变小，向上运动，形成对流；
（3）太阳能热水器的吸热板是黑颜色能吸收更多的热量；
（4）热水器中的水由于重力作用向下流出．
基础巩固
煤、石油、天然气、风能、核能
汽油、电能
2．A
（1）太阳能加热物体
（2）太阳能转化为电能
4．C
能力提升
C
2．B
3．D
4．D
5．B
6．A
7．B
8．D
9．不可再生
内
10．不可再生
核聚变
11．重核裂变
核
机械
12．电
3×105
13解：（1）太阳能是能够从自然界直接获得的，属于一次能源；
（2）太阳能热水器中水的体积：
V=100L=100dm3=0.1m3，
由ρ=得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg；
（3）在此过程中，水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（38℃﹣8℃）
=1.26×107J；
（4）该热水器的效率：
η=×100%=×100%=30%．
答：（1）一次；
（2）热水器中水的质量是100kg；
（3）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（4）该热水器的效率是30%．
培优选做
可再生
（2）大
上
（3）电磁感应
（4）BD
（5）风机1s获得的能量与风速的三次方成正比