物理八年级上册知识讲义 2.4能量-社会发展；核能；太阳能-教科版

初中物理 能源利用与社会发展 核能 太阳能
【考点精讲】
一、能源利用与社会发展
1. 人类社会前进与能源利用的关系

钻木取火 化石能源的利用

电能的利用 核能的发现
2. 能源的概念：能提供能量的资源叫做能源。
3. 能源类型
①按能源的来源分
【一次能源】从自然界可以直接获取的能源。例：所有化石燃料、太阳能、风能、水能、核能、地热能、潮汐能等。
【二次能源】从自然界不能直接获取，需要消耗一次能源才能获得的能源。例：电能、煤气等。
②按一次能源的持续性分
【可再生能源】从自然界可以持续获取的能源。例：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能。
【不可再生能源】从自然界不能持续获取的能源。例：所有化石燃料、核燃料。
③按能源的使用规模分
【常规能源】已经大规模生产和使用的能源。例：水能、煤炭、石油、天然气。
【新能源】没有大规模生产和使用的能源。例：太阳能、风能、地热能、氢能。
④按能源的使用后果分
【清洁能源】对环境污染很小的能源。例：太阳能、水能、风能、核能、地热能。
【非清洁能源】对环境污染很大的能源。例：所有化石燃料。
二、核能
1. 核裂变：由重核分裂成轻核的反应叫做核的裂变。
2. 链式反应：千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变。
3. 核聚变：由轻核聚合成重核的反应叫做核的聚变。
氢弹爆炸
4. 核电站
核电站就是利用核反应堆提供的能量发电的，核电站主要由核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机组成。
优点：对比火力发电
① 消耗的“燃料”少：只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能；
② 对环境污染小：核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电小的多；
③ 长远看，成本低：从长远看，核能发电的成本低于火力发电。
缺点：核泄漏
因为核裂变会产生放射性物质，所以核电站必须采取多种可靠的防护措施防止放射性物质泄漏。
三、太阳能
1. 太阳能的来源：在太阳内部，氢原子核在超高温、高压下发生聚变，释放出巨大的核能，太阳就是一个巨大的“核能火炉”，不断地向外界辐射热能。
2. 太阳能——能源之母（能源之舟）
地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳。
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能等能源都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。
3. 太阳能的利用
目前人类利用太阳能有两种方式：一种是直接利用太阳能加热；另一种是利用太阳能电池把太阳能变成电能。

太阳能热水器 太阳能电池帆板
4. 太阳能的优势
①太阳能十分巨大，供应时间长；
②太阳能分布广阔，获取方便；
③太阳能安全清洁，取之不尽，用之不竭；
④利用太阳能不征收任何“税”，经济划算。
5. 广泛开发太阳能的困难
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。因地而异，因时而变，这是广泛开发太阳能面临的主要问题。
【典例精析】
例题1 （宿迁中考）下列能源中，有利于保护环境的是（　　）
A. 煤 B. 石油 C. 秸秆 D. 太阳能
思路导航：煤、石油、秸秆在使用时要进行燃烧，会产生大量废渣、废气污染环境；太阳能在使用时清洁、无污染，而且属于可再生能源。
答案：D
点评：本题考查环境保护知识，题目难度不大，环保问题已经引起了全球的重视，节能减排、低碳已成为新的环保理念。
例题2 （贵港中考）平南白沙核电站，又名广西桂东核电厂，2009年8月3日由中国电力投资集团和平南县政府签约建设。初步确定核电站站址位于广西贵港市平南县丹竹镇白沙村，距贵港市约100km。工程总投资约500亿元，下列说法错误的是（　　）
A. 核能是原子核分裂或聚合时释放的能量
B. 目前的核电站是通过聚变反应来利用核能
C. 核能属于不可再生能源，也是一次能源
D. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
思路导航：A. 核能是原子核裂变或聚变时释放的能量，故A正确；但不符合题意；
B. 目前的核电站是通过裂变反应来利用核能，故B错误；符合题意
C. 核能是利用放射性核燃料来释放能量的，而这些物质在地球上的储量是一定的，因此，属于不可再生能源，属于一次能源，故C正确，但不符合题意；
D. 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的，故D正确，但不符合题意。
答案：B
点评：本题考查了学生对核能的认识。核电站主要是利用核裂变的可控链式反应来发电的。我们应该对核能有更多的了解，在未来它仍有很大的发展前景。
例题3 （滨州中考）我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼。光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。下列说法中正确的是（　　）
A. 光伏效应是将太阳能转化为电能
B. 太阳能是不可再生能源
C. 太阳能和电能都属于一次能源
D. 化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
思路导航：A. 光伏效应过程将太阳能转化为电能。此选项正确；
B. 太阳能属于可再生能源。此选项错误；
C. 太阳能属于一次能源，可以直接利用；电能属于二次能源，从其它能源转化而来。此选项错误；
D. 地球上化石能源的总量是有限的，总有一天会开发殆尽；太阳能至少在太阳存在的时间内是取之不尽用之不竭的。此选项错误。
答案：A
点评：此题考查的是能量的转化和根据不同标准对能源的分类，属于基础题，容易解答。
【总结提升】
1. 三次能源革命
2. 可再生能源与不可再生能源
可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是可提供百年甚至千年的能源。
不可再生能源：化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界中得到补充，它们属于不可再生能源。可再生能源：水的动能、风能、太阳能、生物质能，可从自然界中源源不断地得到，它们属可再生能源。
示例（昆明中考） 在图中，以消耗不可再生能源来获取电能的是（　　）
A. B.
太阳能电池板 风车发电机
C. D.
水力发电站 核能发电站
思路导航：根据可再生能源和不可再生能源的区别来回答：不可再生能源是在短时间内无法再生的能源，常见的化石资源、矿产资源都是不可再生能源；可再生能源是可以重复利用的能源，取之不尽用之不竭，常见的风能、水能、太阳能都是可再生能源。
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能；B. 风车发动机将风能转化为电能；C. 水力发电站将水能转化为电能；D. 核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式，将核能转化为电能。由于核燃料是有限的，所以核能属于不可再生能源。
答案：D
随堂练习（南充中考） 人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，由于人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是（　　）
A. 石油 B. 太阳能 C. 天然气 D. 核能
思路导航：A. 石油是从自然界直接获取的，是一次能源；不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，不合题意；B. 太阳能可以从自然界直接获取的，是一次能源；可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源，符合题意；C. 天然气是从自然界直接获取的，是一次能源；不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，不合题意；D. 核能是从自然界直接获取的，是一次能源；但短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，不合题意。
答案：B
同步练习：
（答题时间：20分钟）
1. （多选）判断下列哪种说法正确（ ）
A. 能量就是能源 B. 电能是一种二次能源
C. 石油是一种常规能源 D. 天然气是一种可再生能源
2. 自然界中以现成形式提供的能源，称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属于高效、无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列叙述正确的是（ ）
A. 天然气属一级能源 B.一氧化碳属二级能源
C. 家用电器使用的电能属一级能源 D. 风能属二级能源
3. 下列各组能源中，均为不可再生能源的是（ ）
A. 煤、石油、天然气 B. 太阳能、地热能、风能
C. 电能、汽油、风能 D. 核能、水能、生物能
4. 下列能源中，属于不可再生能源的一组是（ ）
①煤 ②核燃料 ③生物质能 ④石油
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
5. 关于原子核的组成，下列说法正确的是（ ）
A. 原子核由质子、中子和电子组成
B. 原子核是最小粒子，不可再分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 原子核由质子和电子组成
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 人们制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能
B. 较大的核裂变时放出能量，则聚变时肯定要吸收能量
C. 较小的核的聚变必须在高温下才能进行
D. 氢弹是利用较小的核聚变制成的，它的威力比原子弹要小
7. 原子弹与核电站的根本区别是（ ）
A. 原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B. 原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C. 原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D. 原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
8. 19世纪与20世纪之交，物理学中的放射现象和电子的先后发现，不仅将人们的视线引入了原子的内部，而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成。某学习小组的同学在关于原子和原子核的讨论中，有以下四种说法：
（1）原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的；
（2）带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动；
（3）原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里；
（4）原子核是由质子和中子组成，质子的个数一定不等于中子的个数。
下列组合中，都正确的是（ ）
A.（1）（2） B.（2）（4） C.（1）（3） D.（3）（4）
9. 下列装置或机器不属于利用太阳能的是（ ）
A. 太阳能汽车 B. 太阳房
C. 计算器中的硅光电池 D. 地热空调
10. 太阳每时每刻都在释放大量的能量，这些能量来自（ ）
A. 太阳内部电能转化为内能的过程
B. 太阳内部大规模的核裂变过程
C. 太阳内部大规模的核聚变过程
D. 太阳内部可燃性物质的燃烧过程
11. （多选）利用太阳能的途径有（ ）
A. 把太阳能转化成内能 B. 把太阳能转化成电能
C. 把太阳能转化成核能 D. 把太阳能转化成水流的能
12. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的装置。为有效地利用太阳能，某“研究性学习小组”对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验探究；在黑色塑料袋与白色透明塑料袋内装入相同质量的水，插入温度计后密封好。放在阳光下曝晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：
塑料袋 水的质量m/kg 初温t0/℃ 温度t1/℃ 温度t2/℃ 温度t3/℃ …
黑色 1.0 15.0 22.3 27.8 31.5 …
白色透明 1.0 15.0 16.5 17.8 19.0 …
（1）学习小组的同学对实验数据进行了分析，得出的结论是______________；
（2）他们在实验中采用的科学研究方法是_________________________________；
（3）由以上研究可知，太阳能热水器的集热管表面颜色以__________色为宜。
答案：
1. BC 2. AB
3. A 解析：煤、石油、天然气用一点少一点，属于不可再生能源；风能、水能、太阳能等可以长期为人们提供能源，属于可再生能源；核能属于不可再生能源。
4. B 解析：不可再生能源是指在短期内不能得到补充的能源，如化石能源、核能等。
5. C 解析：原子是由原子核和核外高速运动的电子组成的，原子核是由质子、中子组成的，质子带正电荷，电量和电子量相等，中子不带电，质量跟质子的质量几乎相同；原子核内没有电子，原子核内放出的电子是原子核内发生某种核反应时产生的，在这种反应中，一个中子变成一个电子和一个质子。
6. C 解析：原子弹是利用不可控核裂变制造的毁灭性武器，核能发电才是人类和平利用核能的例证，A项错误。重核裂变时放出惊人的能量，氢核聚变会释放更大的能量，而不是吸收能量，B项错误.氢弹是利用核聚变的原理制成的，它的威力比原子弹更大，D项错误。
7. C 解析：原子弹和核电站均是由核裂变的能量来工作的，其区别是原子弹中的链式反应是不加控制的，而核电站中的链式反应是能够被控制的。
8. A 解析：依据原子的核式结构模型可知：原子是由位于中心的原子核和核外电子组成，带负电荷的电子在原子核外空间绕核运动。原子的质量主要集中在原子核，但不是全集中在原子核，因为电子也有质量。原子核是由质子和中子组成，质子的质量等于中子的质量。质子和中子靠核力结合，但质子的个数不一定等于中子的个数。
9. D 解析：太阳能汽车、太阳房显然都是直接利用太阳能的，计算器中的硅光电池是先将太阳能转化为电能，然后再供计算器使用，也属于利用太阳能；地热空调属于利用地热能，不属于利用太阳能。
10. C 解析：太阳发光发热的原理是太阳内部的核聚变反应，即热核反应。太阳内部在不停地进行着热核反应，太阳是一个巨大的“核能火炉”，它的结构主要包括太阳核心、辐射层、对流层和太阳大气。太阳距地球一亿五千万千米，它的直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心的温度高达1 500多摄氏度。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放巨大的核能。
11. AB
12.（1）黑色物质对太阳辐射能的吸收能力强 （2）控制变量法 （3）黑
解析：实验中控制水的质量相同，都放在阳光下曝晒，每隔相同的时间记录一次温度。实验采用的是控制变量法。