第1节 能源
知能演练提升
能力提升
1.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( )
A.煤炭、地热能 B.太阳能、风能
C.水能、天然气 D.石油、核能
2.(2017·湖南怀化中考)2017年5月10日,我国在南海成功试采“可燃冰”,“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然气水合物,是一种储量丰富、高热值、环保的新能源。它属于( )
A.可再生能源 B.不可再生能源
C.生物质能源 D.二次能源
3.从人类生存的环境考虑,下列能源最理想的是( )
A.氢气 B.煤
C.石油 D.天然气
4.关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是( )
A.组成水的氢和氧均为燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢气成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解成为氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气
D.寻找特殊的化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
5.高铁动车组在高速行驶时是利用车上电动机提供的动力,到站前又可以先停止供电,车速从200 km/h减至90 km/h,这段时间是利用车的惯性前进,磁场中线圈随车轮一起转动,产生感应电流,在90 km/h以下才进行机械刹车,这样既可以减少机械磨损又可以节约能源。整个过程中没有涉及的能量转化是 ( )
A.电能转化为机械能
B.机械能转化为电能
C.机械能转化为内能
D.内能转化为机械能
6.在下列有关能或能源的讨论中,你认为错误的是( )
A.人类社会面临能量危机,总有一天能量会被消耗殆尽
B.煤、石油、天然气等的储量有限,人类面临能源危机
C.很多传统能源已走向枯竭,但我们可以开发新的能源
D.太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能实际是无限的
7.如图所示,小红和小明都能看到掉在地上的课本,这是由于太阳光射到课本上时发生了 现象。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。?
8.食物等生命物质中存储化学能,这类由 提供的能量称为生物质能。?
9.能源是现代社会发展的三大基本要素之一,能源家族有:①柴薪;②煤炭;③石油;④天然气;⑤水能;⑥风能;⑦太阳能;⑧地热能等。在大量耗用各种能源时,会造成空气污染的有 ;会造成水土流失和沙漠化的有 。(填题中序号)?
探究创新
★10.阅读下列材料,回答问题。
随着社会的发展和科技的进步,人们发现煤浑身是宝,它不仅是一种重要能源,还是一种十分重要的有机化工原料。
“煤三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤,它的发热量最高,火力强,烟尘很少,燃烧后灰渣不多,是一种很好的燃料。烟煤虽说变质程度比无烟煤差,发热中等,却是三兄弟中最有出息的,它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁,而且还可以被汽化、液化用于生产和生活的许多方面;褐煤变质程度最差,发热量最低,却是很好的化工原料。
把煤放到炼焦炉里,隔绝空气,加热到1 000 ℃左右时,可得到焦炭、煤焦油和焦炉气等产品。焦炭可用于生产煤气、电极、合成氨、电石等,电石除了照明、切割和焊接外,还是生产塑料、纤维橡胶的重要化工原料。焦炉气是气体燃料和化工原料。煤焦油是制造染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等的“原料仓库”。
就连煤燃烧过程中产生的硫氧化物也可用来生产出优质硫酸;煤灰和煤渣,可用来制造水泥等建筑材料。
噢!从煤里竟能得到这么多宝贝,怪不得它被人们誉为“万能的原料、黑色的金子”呢!
(1)根据煤在形成过程中变质程度,可将煤分为 、 和 。其中 是最好的燃料。?
(2)煤焦化后的产物为 、 和 ,它们都是重要的化工原料。煤气是用 生产出来的,属 次能源。?
(3)根据你对煤的用途的了解,试想象一下,假若地球上的煤没有了,我们的生活会有什么变化?请列举三例。
知能演练·提升
1.B
2.B 可燃冰在短时期内不能形成,属于不可再生能源,可燃冰属于矿物质能源,属于一次能源,故B正确。
3.A
4.A 用水制取二级能源氢气过程中,水必然要分解。
5.D 高铁动车组高速行驶时,利用车上电动机提供的动力,电能转化为机械能。到站前停止供电后,利用车的惯性前进,磁场中线圈随车轮一起转动,产生感应电流,机械能转化为电能。动车行驶过程中,克服机械部件间摩擦,机械能转化为内能。只有选项D中的能量转化没有体现。
6.A 人类消耗能量的过程,是能量的转化过程,其总量是保持不变的,总有一天能量会被消耗殆尽的说法是错误的,选项A符合题意;煤、石油、天然气属于不可再生能源,总量不断减少,人类面临能源危机,选项B正确,不符合题意;随着科学技术的发展,人类会发现和利用新能源以替代传统的化石能源,选项C正确,不符合题意;太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等都是可再生能源,是取之不尽的,选项D正确,不符合题意。
7.解析 小红和小明都能看到掉在地上的课本,这是因为课本表面相对比较粗糙,光线射到上面能发生漫反射。太阳能能从自然界源源不断地获得,属于可再生能源。
答案 漫反射 可再生
8.答案 生命物质
9.答案 ①②③ ①
10.解析 (1)仔细阅读材料即可得出答案;(2)煤气应属于二次能源;(3)针对煤的用途展开想象。
答案 (1)无烟煤 烟煤 褐煤 无烟煤
(2)焦炭 煤焦油 焦炉气 焦炭 二
(3)如果地球上的煤没有了,就无法用焦炭冶炼钢铁,无法生产煤气、电极、合成氨等,无法为制造染料、香料、塑料等提供原料等等。
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第2节 核能
知能演练提升
能力提升
1.(2017·福建中考)为缓解电力紧张的状况,福建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
2.关于核能,下列说法正确的是( )
A.原子核很小,因此其中不可能存在大量的能量
B.人们现在能够利用可控核聚变的能量
C.对于核裂变的链式反应,人们还不能控制
D.无论是较大的原子核分裂,还是较小的原子核的结合,其中都会伴随着巨大的能量变化
3.和平与发展是当今世界的主流,但是也存在某些不安定因素,加强国防建设有必要,下列有关说法正确的是( )
A.第二次世界大战末,美国在日本广岛投掷原子弹,原子弹是利用聚变的原理制成的
B.1976年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸成功,氢弹的威力比原子弹更大,氢弹是利用聚变的原理制成的
C.我国的第一座核电站是浙江嘉兴的秦山核电站,核电站是利用聚变获得的能量来发电的
D.核电非常清洁,没有污染
4.核电站发电流程如图所示,在核电站的发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是( )
A.核能→化学能→内能→电能
B.核能→化学能→机械能→电能
C.核能→内能→机械能→电能
D.核能→机械能→内能→电能
5.下列关于核能的说法正确的是( )
A.物质是由原子组成的,原子中有原子核,所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止,人类获得核能有两种途径,即原子核的裂变和聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理
D.原子核只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变
6.目前核能已经被广泛和平利用,其中核电站是利用 (选填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的。核能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。?
7.日本仙台以东海域发生9.0级地震并引发海啸,致使福岛核电站受损,造成核泄漏。地震发生后有关部门第一时间发布海啸预警。海啸的速度约为800 km/h,从最初观察到海啸至海啸抵达仙台海岸的时间是 0.15 h。最初观察到海啸的位置离仙台海岸的距离约是 千米。核电站正常工作时,把核能主要转化为 能,并输送出去。?
★8.目前释放核能的方式有两种:一是使原子核裂变,二是使原子核 。1938年,科学家首次用 (选填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核,使其发生裂变,变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。1 kg铀全部裂变释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。如果煤的热值为3×107 J/kg,那么1 kg铀全部裂变释放的能量至少为 J。?
探究创新
★9.请阅读下列材料,回答相关问题。
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高的重视。如今美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机,蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。
(1)从能源的分类来看,核能是属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。?
(2)发电机发电时让线圈在 中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为 现象。?
(3)核电站所需的核能是利用原子核 (选填“裂变”或“聚变”)所产生的。?
(4)核电站的核废料具有 性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。?
知能演练·提升
1.A 核电站先将核能转化为内能,再通过汽轮机将内能转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能,故A正确;核反应堆中发生的是可控的核裂变,故B错误;核电站使用的就是核燃料,而不是天然气,故C错误;核能在地球上的储量是有限的,消耗后不可能再生,属不可再生能源,故D错误。
2.D 原子核虽小,但其中存在大量的能量,选项A说法错误;人们现在能够利用可控核裂变的能量,还无法利用可控核聚变的能量,选项B说法错误;对于核裂变的链式反应,人们已经能够控制,核反应堆就是利用了可控的核裂变,选项C说法错误;无论是较大的原子核分裂,还是较小的原子核的结合,其中都会伴随着巨大的能量变化,选项D说法正确。
3.B 原子弹利用的是裂变能,故选项A错误;氢弹是利用聚变的原理制成的,故选项B正确;核电站是利用裂变获得的能量来发电,故选项C错误;核能不属于洁净的能源,核能有污染,故选项D错误。
4.C 在核反应堆中,核能转化为介质的内能,在汽轮机中蒸汽的内能转化为机械能,在发电机中,机械能转化为电能,最终输送到电网上,因此,选项C的描述符合题意。
5.B 原子弹是利用裂变的链式反应能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的,而氢弹则是利用轻核的聚变制成的。原子核的裂变和聚变这是到目前为止,人类获得核能的两种途径。
6.解析 核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的。可以从自然界直接获取的能源叫作一次能源,不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫作二次能源。核能是从自然界直接获取的能源,属于一次能源。
答案 裂变 一次
7.解析 s=vt=800 km/h×0.15 h=120 km。
答案 120 电
8.解析 2 000 t=2×106 kg;Q=mq=2×106 kg×3×107 J/kg=6×1013 J。
答案 聚变 中子 6×1013
9.解析 (1)从能源的分类来看,核能是直接从自然界获取的,所以属于一次能源;
(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而切割磁感线运动,从而产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(3)核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的;
(4)核电站的核废料具有放射性,会对环境造成相当大的危害。
答案 (1)一次能源 (2)磁场 电磁感应 (3)裂变 (4)放射
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第3节 太阳能
知能演练提升
能力提升
1.太阳能是人类能源的宝库,下列能源不是来源于太阳能的是( )
A.地热能 B.风能
C.水能 D.生物质能
2.下图是某市空气中细颗粒物(PM2.5)的来源分布图。PM2.5是指直径小于等于2.5 μm的颗粒物,其在空气中的浓度越高,空气污染就越严重,为减少PM2.5排放量,改善空气质量,下列措施不可取的是( )
某市PM2.5来源
A.植树造林,增大城市绿地面积
B.开发使用太阳能、核能等新能源
C.加大火力发电投入,扩大火力发电规模
D.推行城市公共自行车系统,打造绿色交通
3.下列关于太阳能的说法错误的是( )
A.太阳能十分巨大,供应时间长久,目前太阳能的转换率也很高
B.太阳内部不断地进行核聚变,以电磁波的形式向外辐射能量
C.太阳能分布广泛,获取方便,无需开采运输
D.太阳能安全、清洁,开采利用太阳能不会对环境造成污染
4.右图是某校学生设计的一款小夜灯,它的一侧是太阳能电池板,另一侧是高效节能的LED灯。关于小夜灯中所应用的物理知识,下列说法正确的是( )
A.太阳能电池板主要是靠白天接收阳光的照射而获得能量
B.太阳能电池板将电能转化为内能
C.LED灯的发光物体是由电阻很小的铜质材料制成的
D.LED灯不发光时也有电流通过
5.我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破,下图是实验室内的场景。“人造太阳”是利用氢核 (选填“裂”或“聚”)变来获得巨大能量的。利用“人造太阳”发电可缓解电力紧张,电能是 (选填“一次”或“二次”)能源。?
6.太阳能清洁无污染,是人类能源的宝库。太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。太阳能是在太阳内部氢原子核发生 释放出的能。?
★7.请阅读下列短文,回答相关问题。
太阳能飞机
2015年3月9日,全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)从阿联酋首都阿布扎比起程,开始环球飞行。2016年7月26日“阳光动力2号”成功降落在阿布扎比机场,完成人类史上首次太阳能环球飞行计划。
“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。它的翼展达到72 m,比波音747-8型的翼展还要宽3.5 m。机长22.4 m,接近一个篮球场的长度,而质量仅有2 300 kg,跟一辆中型轿车相差无几。它的起飞速度为46 km/h,最大速度约140 km/h。
“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17 248片135 μm厚的单晶硅薄膜太阳能电池。这些电池可以产生最大70 kW的功率,这些电力可以输出给四台单台功率为13.5 kW的电动机带动四扇4 m直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。
“阳光动力2号”白天会爬升到8 500 m的高度以避开气流并最大化利用太阳能,此时的温度急剧升高,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低到1 500 m的高度,其速度并不大,因此夜里对能源的需求也大大减少。
(1)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是 。?
(2)“阳光动力2号”吸收 能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式能。?
(3)在狭小的机舱内,两名瑞士飞行员将轮流驾驶,飞行5个昼夜,速度按80 km/h计算,飞行的距离是 km。?
(4)“阳光动力2号”从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐 。?
探究创新
★8.社会发展到今天,能源危机开始困扰人类。人们正在寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展。热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像一个“人造太阳”。反应后的生成物是无放射性污染的氦。
预计建成的实验反应堆,可以在16 min产生1.44×1012 J的热量。据媒体报道:1 L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量。请根据所提供的数据进行计算,并回答以下问题:
(1)若汽油的密度约为0.7×103 kg/m3,300 L汽油的质量是多少?(1 L=1×10-3 m3)
(2)若汽油的热值为4.6×107 J/kg,300 L汽油完全燃烧能释放多少热量?
(3)从1.49×102 L海水中提取氢的同位素,在发生聚变时可以产生1.44×1012 J的热量,若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是200 W的电视机正常工作多少小时?
知能演练·提升
1.A 地热能是由于地球内部发生变化时产生的能量,与太阳能无关,生物质能、水能、风能都来源于太阳能。
2.C
3.A 太阳能作为一种新能源,具有来源丰富、不需要开采运输、使用安全、清洁、无污染等优点,但由于其能量比较分散,且受季节、气候、昼夜变化的影响较大,给大规模利用带来困难。目前光电转换效率较低,还有待于研究更好的光电转换材料。
4.A 太阳能电池板是靠白天接收阳光的照射,把太阳能转化为电能,故A选项正确,B选项错误;LED灯的发光物体是由半导体材料制成的,C选项错误;LED灯不发光时没有电流通过,D选项错误。
5.解析 “人造太阳”是利用氢原子核发生聚变时,释放出的核能来获得巨大能量的;电能是消耗其他能源经过加工转换来的,属于二次能源。
答案 聚 二次
6.解析 太阳能属于直接从自然界获得的能源,叫作一次能源;在太阳内部时刻发生由“氢”聚变成“氦”的聚变反应,不停地释放出巨大的能量。
答案 一次 聚变
7.解析 (1)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,“极轻”表示体积一定时,材料的质量非常小,也就是密度很小,所以物理含义是密度极小;
(2)“阳光动力2号”吸收太阳能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式的能量;
(3)因为v=,所以连续飞行的距离是s=vt=80 km/h×120 h=9 600 km;
(4)在白天,“阳光动力2号”会爬升到8 500 m的高度,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低高度。此过程质量不变,但所处高度变化,所以从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐增加。
答案 (1)密度极小 (2)太阳 (3)9 600 (4)增加
8.解析 (1)m=ρV=0.7×103 kg/m3×300×10-3 m3=210 kg。
(2)Q放=mq=210 kg×4.6×107 J/kg
=9.66×109 J。
(3)t=
=3.6×109 s=106 h。
答案 (1)210 kg (2)9.66×109 J (3)106 h
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第4节 能源与可持续发展
知能演练提升
能力提升
1.2015年“世界环境日”中国主题为“践行绿色生活”。下列做法符合这一主题的是( )
A.提倡使用私家车 B.用一次性塑料袋购物
C.用节能灯代替白炽灯 D.夏季空调温度尽量调低
2.关于能源及能源的利用,下列说法错误的是( )
A.煤、石油和天然气等化石能源归根到底是来自太阳能
B.能源的利用过程,实质上是能量的转化和转移过程
C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D.由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要
3.下列说法正确的是( )
A.未来的理想能源要能大规模替代核能、水能、风能
B.未来的理想能源要能大规模替代太阳能
C.未来的理想能源要能大规模替代化石能源
D.以上说法都正确
4.长久性地解决人类对能源需求的根本方法是( )
A.充分利用地球上的化石能源
B.改进工艺,提高能源利用率
C.依靠科学技术进步,不断开发新能源
D.尽可能地少用能源
5.能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。能源家族中:①煤炭 ②核能 ③石油 ④天然气 ⑤水能 ⑥风能 ⑦地热能等,属于不可再生的是 ;不是直接或间接来自于太阳的是 。(填序号)?
★6.能源危机制约着现代社会的发展,开发和利用可再生能源是人类立足自身解决能源问题的重要举措之一。
(1)目前,煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源,它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中 的含量迅速增加,导致全球气温升高。?
(2)氢能源是我国正在开发的新能源之一,其使用的主要途径是设法构成原电池。从能量转换的角度看,原电池是一种将 转化为电能的装置。?
(3)某辆以蓄电池为能源的环保汽车,总质量是 1 000 kg;当它在水平路面上以一定速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流为20 A,输入电压为50 V,在此状态下,驱动电机的输入功率为 W。设想改用太阳能电池给该车供电,所需的太阳能电池板的面积至少应为 m2。(按阳光垂直照射时,地球表面每平方米面积上每秒内可获得800 J的能量,太阳能电池的转换效率为20%计算)?
探究创新
★7.阅读下列短文,回答相关问题。
汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会的产物,在给人类的生活带来便捷舒适的同时,对自然生态环境的恶化也有难以推卸的责任。大气污染主要来源于工业污染和汽车尾气,99%的一氧化碳和一氧化氮的排放来源于汽车尾气。我市近几年来汽车保有量的增长很快,环保面临如汽车污染等问题的考验。
另据报道:将氢气应用于汽车发动机的技术已在我国研制成功;以酒精为燃料的汽车已在北京市、河南省使用;很多地方已将一部分汽车改用液化气作燃料。
(1)请提出我市治理汽车污染的一条合理化建议: 。?
(2)就目前情况看,氢气作燃料的汽车要投入使用前,你认为还要研究解决的问题有? 。?
(3)若实验用以氢气为燃料的汽车运行1 km,需要2.858×106 J能量。现这辆车在我市沿江路上走一圈(约30 km),需 g氢气。(已知每克氢气燃烧放出1.429×105 J能量)?
知能演练·提升
1.C 经常开私家车,就需要消耗大量的能源,还会造成空气的污染,选项A不合题意;用塑料袋,既浪费资源,又会造成白色污染,选项B不合题意;用节能灯代替白炽灯,节约电能,选项C符合题意;夏天空调温度调得过低,会使得空调消耗电能较多,浪费能源,选项D不合题意。
2.D 煤、石油和天然气等化石能源归根到底是来自太阳能,即它们间接来自太阳能,故选项A正确;能源不会消灭和创生,只能发生转化和转移,因此能源的利用过程,实质上是能的转化和转移过程,故选项B正确;现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气,即仍以化石能源为主,故选项C正确;虽然我国的煤和石油的储量十分丰富,但是它们是化石能源,用完以后不能在短时间内形成,太阳能和核能的开发和利用是十分重要的,故选项D错误。
3.C 未来的理想能源要能大规模替代煤、石油、天然气等常规能源,潜在的替代能源有核能、风能、水能、太阳能等。
4.C 当前人类所需能量大部分来自化石能源。化石能源属于不可再生能源,全世界能源的消耗逐年上涨,化石能源会在不太长的时间内消耗殆尽,所以A错;工艺的改进,对能源利用率的提高是有一定成效的,但不能从根本上解决问题,唯有提高科学技术,不断开发新能源,才能从根本上解决问题,所以B错,C对;能源是人类社会发展的动力,没有了能源,也就没有了人类的进步,所以D错。
5.解析 煤、石油、天然气和核能属于不可再生能源,风能和地热能属于可再生能源;核能和地热能不是直接或间接来自于太阳。
答案 ①②③④ ②⑦
6.答案 (1)二氧化碳
(2)化学能
(3)1 000 6.25
7.解析 (1)减少汽车的使用,就要限制私家车,发展公共交通;或者用酒精或液化气做汽车的燃料。
(2)从来源、运输、贮存、使用等方面考虑:①氢气的来源问题;②如何贮存和运输大量的氢气;③汽车上如何灌装一定量的氢气;④如何安全使用氢气,或者价格过高问题或防止爆炸问题等。
(3)在市沿江路上走一圈需要的能量Q=30 km×2.858×106 J/km=8.574×107 J,
需要的氢气m==600 g。
答案 (1)用酒精或液化气做汽车的燃料(写一条即可)
(2)价格过高问题或安全问题(写一条即可)
(3)600
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第二十二章 能源与可持续发展测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.下列能源中,属于二次能源的是( )
A.风能 B.石油 C.核能 D.电能
2.随着经济的发展,世界各国对能源的需求急剧增加,能源问题已引起全人类的高度关注。下列各种能源属于“不可再生能源”的是( )
A.化石能源 B.水能
C.风能 D.太阳能
3.下列说法正确的是( )
A.核能是指原子核发生变化时所释放的能量
B.煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
C.原子弹和氢弹都是利用核裂变
D.目前核电站获得核能的途径是核聚变
4.下列有关生物群落能量的转移顺序,排列正确的一组是(箭头表示能量转移的方向)( )
A.太阳→兔子→草→鹰 B.鹰→兔子→草→太阳
C.太阳→草→兔子→鹰 D.太阳→鹰→兔子→草
5.夏季用电高峰,为了节约和有序用电,下列做法可行的是( )
A.多开城市亮丽工程的景观灯和霓虹灯
B.停止向所有工厂、企业和商店供电
C.让长期不使用的家用电器处于待机状态
D.离开教室前及时关掉电灯和电风扇
6.关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A.能量在转化或转移的过程中,总量会增加
B.核电站发电时所产生的电能是由核能转化来的
C.化石能源是不可再生能源,核能、风能、水能、太阳能是可再生能源
D.能量在转化过程中是守恒的,因此能源是取之不尽、用之不竭的,不用节约
7.对能源的分类有不同的方法,如可以将能源分为以下三类:第一类能源来自地球以外;第二类能源来自地球;第三类能源来自地球和其他天体的相互作用。人们已经利用的太阳能和核燃料分别属于( )
A.太阳能是第一类能源,核燃料是第二类能源
B.太阳能是第二类能源,核燃料是第三类能源
C.太阳能是第二类能源,核燃料是第一类能源
D.太阳能是第一类能源,核燃料是第三类能源
8.
如图所示,山东省德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是( )
A.光电池板是将电能转化为光能
B.照明灯是将内能转化为电能
C.小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
9.我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”,它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质,因外形晶莹剔透,酷似冰块却能燃烧而得名,是一种热值高、清洁无污染的新型能源。下列说法正确的是 ( )
A.可燃冰是可再生能源
B.可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C.可燃冰是核聚变反应生成的
D.可燃冰燃烧时核能转化为内能
10.下列关于能量的转移和转化的方向性的说法不正确的是( )
A.自然界中不是所有能量都能利用
B.能量的利用是有条件的,也是有代价的
C.不同温度的物体发生热传递时,只能自发地从高温物体到低温物体
D.汽车刹车时车的动能转化为内能,这些内能可收集起来,再作为车行驶的动力
二、填空题(每空2分,共36分)
11.中国能源结构主要以煤为主,煤、石油、天然气在我国能源消耗中占94%,这三种能源属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,这种能源结构是 (选填“合理的”或“不合理的”)。?
12.各种形式的能在一定的条件下可以相互转化,下图中已给出了两个实例,请你补充其余两个。
13.我国的云南省风景秀丽,气候宜人,但是该省某些地区近年来出现了一种新的自然灾害——“石漠化”。所谓“石漠化”是指岩石山表层的土长年累月被雨水冲刷,土壤层越来越薄,底部的崖石纷纷突出地表而形成名副其实的石山,致使当地的耕地面积逐渐减少。
(1)你认为造成“石漠化”的主要原因是? 。?
(2)防止“石漠化”的主要方法是? 。?
14.阅读下列短文,并按要求回答文后的问题。
近三四十年来,由于世界人口的急剧增加和世界经济的快速发展,能源的消耗持续地急剧增加。大量消耗石油、煤炭带来了严重的环境污染问题,也造成了当今世界的能源危机。因此,世界各国纷纷投巨资开发新的能源,我国也制定了发展风能、太阳能、生物质能政策规划。很多城市积极引进“油电混合动力”和“电池动力”公交车。发展新能源,将成为“绿色城市”的一个新亮点。
(1)文中涉及的化石能源有 、 ;?
(2)文中涉及的可再生能源有 、 、 ;?
(3)结合“环境污染”和“能源危机”两个方面,提出一条切合我市实际情况的合理建议:? 。?
15.目前,化石能源是人类生产、生活的主要能源,随着全球能源需求的增长,化石能源等不可再生能源将日趋枯竭,世界各国人民的节能意识也日益增强,科学家也在开发新能源,研制节能产品、提高化学能的转化效率,请你回答:
(1)有待继续开发、利用的能源: 。(请回答三种)?
(2)生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化,请你分别各举一例。
①由化学能转化为电能: ;?
②由电能转化为化学能: 。?
(3)氢气具有热值高且 的特点,因此被认为是最清洁的燃料。?
16.我国的北方一些地区,每到秋收季节,农民常把收获后的农作物秸秆放火烧掉,使空中烟雾弥漫。
(1)燃烧秸秆产生的危害是 。(列举两点)?
(2)从环境保护和资源利用方面谈谈你对秸秆处理的建议:? 。?
三、实验题(8分)
17.低碳排放,保护地球是当今世界的主题,太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能,从而实现碳的零排放。
(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。?
(2)有心的小强猜想太阳能电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关,究竟有什么关系呢?为此他进行了如下探究:
探究设计:用太阳能电池给手机电池充电。
所需器材:相同型号的太阳能电池4个,相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完),硬纸板1张,手表1块。
实验步骤:
a.用太阳能电池在阳光充足、光照强的地方给手机电池充满电,用时5 h;
b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳能电池给另一块手机电池充电3 h,未能充满;
c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳能电池接收面的一半,再给第三块手机电池充电5 h,未能充满;
d.用第四个太阳能电池在背阴处给第四块手机电池充电5 h,未能充满。
根据小强的探究,请回答:
①比较步骤 可以得出:光照强度及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随接收光照面积的增大而增大。?
②比较步骤a和d,可以得出?? 。?
四、综合题(每题8分,共16分)
18.阅读短文,回答问题。
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋,开发利用海洋能源有广阔的前景。
潮汐是一种海平面周期性变化的现象,海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝,在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108 kW·h。
海水淡化和将海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟,部分沿海国家许多工业冷却水都来自于海水。
(1)潮汐发电是将 转化为电能;发电机是应用 现象制成的。?
(2)1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h,郎斯潮汐电站每年的发电量可节约 吨煤。?
(3)海水作工业冷却用水主要是利用了水的 大的特性。?
19.下图是利用太阳能电池工作的一种新型动力车,它上面的太阳能接收板的有效面积为8 m2,天气晴朗且接收板正对阳光时,每平方米面积上每秒能接收到太阳辐射的能量为1 000 J,太阳能电池提供的电压为120 V,可供电动机正常工作的电流为10 A。
(1)太阳能属于 (选填“可”或“不可”)再生能源。?
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 。?
(3)电动机正常工作时,将电能主要转化为 能,若转化效率是80%,且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150 N,则该车匀速行驶的速度是 m/s。?
第二十二章测评
1.D 电能是通过消耗一次能源得到的,所以电能是二次能源。
2.A 石油、煤炭、天然气称为化石燃料,在短时间内不能得到补充,因此它们都是不可再生能源。
3.A 核能是指原子核发生变化时所释放的能量,选项A正确;太阳能是可再生能源,选项B错误;原子弹是利用了核裂变,氢弹是利用了核聚变,选项C错误;目前核电站获得核能的途径是核裂变,选项D错误。
4.C 绿色植物将太阳能转化为化学能储存在体内,成为食草动物的食物,食草动物成为食肉动物的食物,故选C。
5.D 多开城市亮丽工程的景观灯和霓虹灯,消耗的电能更多,选项A错误;停止向所有工厂、企业和商店供电,虽然不会消耗电能,但是影响到人们正常的生产和生活,选项B错误;家用电器处于待机状态仍然消耗电能,长期处于待机状态,也会浪费一定的电能,选项C错误;离开教室前及时关掉电灯和电风扇,可节约用电,选项D正确。
6.B 在能的转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律,故选项A错误;核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的,故选项B正确;核能属于不可再生能源,故选项C错误;能量在转移、转化过程中总是守恒的,但是能量的转化具有方向性,所以要节约能源,故选项D错误。
7.A 太阳能来自于地球以外,应归属于第一类,核燃料(如铀)来自于地球,归属于第二类。
8.C 光电池板是将光能转化为电能;照明灯是将电能转化为光能;蓄电池夜晚放电,将化学能转化为电能。所以选项C正确。
9.B “可燃冰”属于一次能源,还属于不可再生能源,选项A不合题意。人们常说,太阳是人类的“能源之母”,地球上很多能量都来自于太阳能,选项B符合题意。可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0 ℃和压强是30倍标准大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多,选项C不合题意。可燃冰的主要成分是天然气,燃烧时化学能转化为内能,选项D不合题意。
10.D 汽车刹车时车的动能转化为内能,这些内能就散失到空气中去了,即使收集起来也不能再作为车行驶的动力。
11.解析 本题考查能源的分类以及人类对能源的利用情况。煤、石油、天然气这三种能源都属于不可再生能源,由于煤是不可再生能源,所以煤的储存量是有一定数量的,会越来越少,不会增多,所以我国目前的能源结构是不合理的。
答案 不可再生 不合理的
12.答案 发电机 热机(从左向右)
13.解析 “石漠化”现象的产生与人类过度砍伐树木、破坏植被、大量消耗柴薪能源有关,补救的办法是植树造林、保护植被。
答案 (1)水土流失 (2)植树造林,防止水土流失
14.解析 (1)石油和煤炭是由动植物经过千万年的地质作用形成的,是化石能源。
(2)风能、太阳能和生物质能,可以源源不断地从自然界得到,是可再生能源。
(3)煤和石油在燃烧时产生大量的有害气体,会污染环境,可减少使用或者用其他能源代替。
不可再生能源短期内不能从自然界得到补充,会越用越少,用可再生能源代替以节约能源。
答案 (1)煤 石油 (2)风能 太阳能 生物质能 (3)引进“油电混合动力”和“电池动力”公交车(合理即可)
15.解析 (1)随着世界经济的快速发展,人类对能源的需求急剧增加,化石能源是不可再生能源,在不久的将来会被耗尽,人类正在不断开发和利用新能源,目前人类开发和利用的新能源有:核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能等,煤、石油、天然气等能源有待进一步开发和综合利用。
(2)化学能转化为电能,主要是化学电池放电的过程;电能转化为化学能主要是化学电池充电的过程,以及化工业电解铝、电解水的过程等。
(3)氢气燃烧后的产物是水,所以对环境无污染,是最清洁的能源。
答案 (1)核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等(任选其三)
(2)①干电池(蓄电池)放电
②给电池充电(电解水等)
(3)无污染
16.解析 燃烧农作物秸秆,放出的热量白白损失掉,浪费了资源;烟尘及有害气体的排放污染了环境,影响了气候,且野外燃烧无人看管,极易引起火灾,处理时应尽量考虑到环保要求,技术上要具备科学性和可行性。
答案 (1)浪费资源、污染环境、引起火灾(任选其二)
(2)建议:用来产生沼气、用于沤制肥料、用于造纸、用作饲料、粉碎还田等
17.解析 太阳是靠核聚变源源不断地释放能量的,太阳能是可再生能源;由题意知,猜想中影响太阳能电池发电量的因素有三个,所以在实验探究的过程中要采用控制变量法,在实验步骤中,a与c是在光照强度和光照时间相同,接收面积不同的情况下进行的,是研究发电量与接收面积大小的关系,根据实验记录结果,可得出光照强度及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随接收光照面积增大而增大;a与d是在光照面积和光照时间相同,光照强度不同的情况下进行的,光照充足时,充满电池所用的时间少,所以得出接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)的结论。
答案 (1)可再生 (2)①c和a(a和c) ②接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)
18.答案 (1)机械能(或动能) 电磁感应
(2)2×105 (3)比热容
19.解析 (1)太阳能属于可再生能源,可以从自然界中源源不断地得到。
(2)太阳能电池1 s输出的电能W=UIt=120 V×10 A×1 s=1 200 J;
太阳能电池板1 s接收的能量
E=1 000 J/(m2·s)×8 m2×1 s=8 000 J;
则η=×100%=15%。
(3)电动机工作时主要将电能转化为机械能;
若转化效率是80%,则转化成的机械能
W机=W·η=1 200 J×80%=960 J,
输出功率P==960 W;
因为做匀速直线运动,所以P==Fv,
v==6.4 m/s。
答案 (1)可 (2)15% (3)机械 6.4
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