資源簡介

專題3 1能源與可持續發展
一、能源與可持續發展
1．能源的分類
（1）按能源的利用方式分為：
一次能源：可以從自然界直接獲取的能源為一次能源。如煤、石油、天然氣、風能、水能、潮汐能、太陽能、地熱能、核能、柴薪等。
二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為二次能源。如電能、汽油、煤氣、焦炭、激光、沼氣等。
（2）按能源能否再生可分為：
不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期內從自然界得到補充的能源，都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能。
可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源，屬于可再生能源。如水能、風能、太陽能、食物、柴薪、地熱能、沼氣、潮汐能等。
2．新能源
（1）①核能：由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫核能。
②核能獲取的途徑有兩條：重核的裂變和輕核的聚變（聚變也叫熱核反應）。原子彈和目前人類制造的核電站是利用重核的裂變釋放能量的，而氫彈則是利用輕核的聚變釋放能量的。
和平利用核能的途徑是利用核電站來發電，核電站主要組成包括：核反應堆、熱交換器、汽輪機和發電機等。
③核反應堆中的鏈式反應是可控的，原子彈的鏈式反應是不可控的。核電站利用核能發電，目前核電站中進行的都是核裂變反應。
④核能的優點和可能帶來的問題：
a．核能的優點：核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源。利用核能發電不僅可以節省大量的煤、石油等能，而且用料省，運輸方便。核電站運行時不會產生二氧化碳、二氧化硫和粉塵等對大氣和環境污染的物質，核電是一種比較清潔的能源。
b．利用核能可能帶來的問題：如果出現核泄漏會造成嚴重的放射性環境污染。
（2）太陽能
①在太陽的內部，氫原子核在超高溫度條件下發生聚變，釋放出巨大的核能。
②大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射除去。
③綠色植物的光合作用將太陽能轉化為生物體的化學能。
④我們今天使用的煤、石油、天然氣等化石燃料，實際上是來自上億年前地球所接收的太陽能。
⑤太陽能的利用：利用集熱器加熱物質（熱傳遞，太陽能轉化為內能）；用太陽能電池把太陽能轉化為電能（太陽能轉化為電能）。
⑥太陽能具有取之不盡、用之不竭，清潔無污染等優點。
3．未來的理想能源必須滿足以下四個條件：
①必須足夠豐富，可以保證長期使用；
②必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；
③相關技術必須成熟，可以保證大規模使用；
④必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環境。
4．解決能源緊張的途徑：由于人類的生存和發展使得能源的消耗量持續增長，因此人類必須不斷地開發和利用新能源，同時增強節能意識，不斷提高能源的利用率，這是目前解決能源緊張的重要途徑。
裂變和聚變的區別 比較裂變聚變(熱核反應)定義較大原子核分裂為較小原子核小原子核結合成 較大原子核條件中子轟擊較大原子核超高溫釋放的核能巨大更加巨大是否可控裂變的鏈式反應可控聚變目前不可控應用原子彈、核電站氫彈、太陽內部爆炸
考點1 能量守恒
【例1】（2022秋 廣州期末）如圖所示，是“風光互補”景觀照明燈，它“頭頂”小風扇，“肩扛”電池板，“腳踩”蓄電池，“腰”挎照明燈，下列解釋合理的是　　
A．小風扇是風力發電機，將電能轉化為機械能
B．照明燈是將光能轉化電能
C．光電池板是將光能轉化為電能
D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
【答案】
【分析】（1）風力發電機將風能轉化為電能；
（2）用電器工作時將電能轉化為其他形式的能量；
（3）光電池板將光能轉化為電能；
（4）蓄電池放電時將化學能轉化為電能。
【解答】解：、風扇式發電機可以通過風吹動扇片轉動，把風能轉化為電能，故錯誤；
、照明燈消耗電能而發光，將電能轉化為光能，故錯誤；
、太陽能電池板是將光能轉化為電能，故正確；
、蓄電池在夜晚放電時，將化學能轉化為電能，故錯誤。
故選：。
1．（2023秋 望奎縣校級月考）下列關于能量轉化的實例中，說法正確的是　　
A．水輪機帶動發電機發電——電能轉化為機械能
B．燃料燃燒——化學能轉化為內能
C．汽油機的做功沖程——機械能轉化為內能
D．給蓄電池充電——化學能轉化為電能
【答案】
【分析】解決此題的關鍵是知道各種現象的能量儲存方式和轉化方式，明確消耗了哪種形式的能，得到了哪種形式的能。
【解答】解：、水輪機帶動發電機發電，將機械能轉化為電能，故錯誤；
、燃料燃燒都是將化學能轉化為內能，故正確；
、汽油機的做功沖程對外做功，將內能轉化為機械能，故錯誤；
、給蓄電池充電時，把電能轉化成化學能儲存在電池里，故錯誤。
故選：。
2．（2023秋 扶溝縣校級月考）如圖所示，這是一種設想中的永動機，它通過高處的水沖擊葉片，葉片轉動對外做功，同時帶動抽水器將水從低處抽到高處，從而循環工作。下列關于該永動機的分析正確的是　　
A．水下落的過程中將動能轉化為重力勢能
B．水流沖擊葉片時，可將水具有的能量全部轉化為葉片的動能
C．該永動機可以在現實中推廣
D．這一設想不符合能量守恒定律
【答案】
【分析】在能量轉化的過程中，總會有一部分能量以熱的形式向四周擴散，成為無用的能量，所以抽水機的機械能會逐漸減小。
【解答】解：設想中的永動機不能一直工作下去，因為抽水器在工作過程中，有部分機械能會轉化為內能，即機械能會逐漸減少，根據能量守恒定律，最后會停止工作；永動機違背了能量守恒定律，該永動機不可以在現實中推廣，故錯誤，正確。
故選：。
3．（2023 佳木斯一模）如圖所示，材質均勻的弧形軌道固定在豎直平面，將小球置于軌道的頂端點，小球具有的機械能為．讓小球從點由靜止開始滾動，到右側所能達到的最高位置點時，具有的機械能為，隨即小球向左側滾動，當滾動到左側所能達到的最高位置時，此過程中小球克服摩擦做的功可能是（不計空氣阻力）　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】動能和重力勢能之間可以相互轉化，在轉化過程中，由于與軌道摩擦，機械能逐漸減小，不計空氣阻力，根據對摩擦力的分析可做出解答。
【解答】解：由題意可知，小球在與軌道摩擦的過程中，其機械能轉化為內能，逐漸減小。不計空氣阻力，小球從點到達點時，機械能從減小為，減少了．而從點再到達左側所能達到的最高位置時，其通過軌道的長度應該比第一次短，所以機械能減少的大小應該小于，故此過程中小球克服摩擦做的功可能是。
故選：。
考點2 能源及其分類
【例2】（2023 天元區一模）科普小組同學調研了我省不同的發電站，如圖所示，其中利用不可再生能源發電的是　　
A．太陽能發電站 B．東山風力發電站
C．永安燃煤發電站 D．水口水力發電站
【答案】
【分析】可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源．例：水能、風能、太陽能、生物質能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期內從自然界得到補充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、天然氣）、核能。
【解答】解：太陽能發電站利用的能源是太陽能，太陽能屬于可再生能源，故不符合題意；
風力發電站利用的能源是風能，風能屬于可再生能源，故不符合題意；
火力發電站利用的能源是煤，煤屬于不可再生能源，故符合題意；
水力發電站利用的能源是水能，水能屬于可再生能源，故不符合題意。
故選：。
1．（2023 天橋區一模）我國在新能源開發與利用方面走在了世界前列，為全球環境保護做出了巨大貢獻。以下利用可再生能源發電的是　　
A．燃氣發電 B．風能發電 C．核能發電 D．煤炭發電
【答案】
【分析】（1）可再生能源的概念：像風能、水能、太陽能等可以在自然界源源不斷地得到，把它們稱為可再生能源。
（2）不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。
【解答】解：．燃氣發電，燃氣屬于不可再生能源，故不正確；
．風能發電，風能屬于可再生能源，故正確；
．核能發電，核能屬于不可再生能源，故不正確；
．煤炭發電，煤炭屬于不可再生能源，故不正確。
故選：。
2．（2023 宜州區一模）下列關于能源的說法正確的是　　
A．太陽能是裂變釋放出的能量
B．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無盡地開發利用
C．電能是最重要的二次能源
D．汽油可以作為“玉兔號”在月球上的工作能源
【答案】
【分析】（1）太陽內部發生的是核聚變；
（2）不可再生能源的概念：化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。
（3）無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，如電能；
（4）汽油的燃燒需要氧氣。
【解答】解：、太陽能是核聚變釋放出的能量，故錯誤；
、天然氣是一種清潔的能源，也是不可再生能源，人類不可以無盡地開發利用，故錯誤；
、電能是通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，故正確。
、汽油的燃燒需要氧氣，月球上是真空，所以汽油不可以作為“玉兔號”在月球上的工作能源，故錯誤。
故選：。
3．（2023 常州）“玲龍一號”是中國研發、全球首創的陸上商用小型核能發電裝置，核能屬于　　
①可再生能源
②不可再生能源
③常規能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】
【分析】（1）越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源；可以在自然界里源源不斷地得到的能源稱為可再生能源。
（2）常規能源也稱傳統能源，指目前在技術上成熟、經濟上合理、已經多年被人類大規模開采、采集和廣泛使用的能源，如煤炭、原油、天然氣、火電、水能、薪炭材、農作物秸稈和其他柴草等。
新能源又稱非常規能源，指常規能源（傳統能源）以外的，剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣使用的其他各種能源形式，比如太陽能源、地熱能、風能、海洋能、核能和部分生物質能等。
【解答】解：核能越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，屬不可再生能源；20世紀40年代，科學家發明了可以控制核能釋放的裝置——核反應堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。
故選：。
考點3 太陽能
【例3】（2023秋 路北區月考）在共享單車的車筐底部覆蓋著太陽能發電板，通過陽光給里面的蓄電池充電從而為和通信模塊供電。在太陽能發電板和蓄電池的電路中，下列說法不正確的是　　
A．太陽能發電板是電源
B．蓄電池充電時的能量轉化是化學能轉化成電能
C．太陽能發電板的能量轉化是太陽能轉化成電能
D．蓄電池充電時屬于用電器
【答案】
【分析】（1）太陽能發電板將太陽能轉化成電能；
（2）蓄電池充電時，將電能轉化為化學能儲存在電池中；對外供電時，將化學能轉化為電能。
【解答】解：、太陽能發電板將太陽能轉化成電能，所以太陽能發電板是電源，故正確。
、蓄電池充電時，將電能轉化為化學能儲存在電池中；充電時蓄電池消耗了電能，屬于用電器，故錯誤、正確；
故選：。
1．（2023秋 大冶市月考）太陽能是人類優先開發和利用的新能源之一，關于太陽能的利用，下列說法中正確的是　　
A．圖甲中，綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為植物的化學能
B．圖乙中，還地橋街道上的太陽能路燈將太陽能直接轉化為路燈的光能
C．圖丙中，首架環球航行的太陽能飛機將太陽能直接轉化為飛機上電池的化學能
D．圖丁中，太陽能熱水器通過做功將太陽能轉化為水的內能
【答案】
【分析】從能的轉化方向、轉化形式分析解答此題，總是減少的能量轉化為增加的能量。
【解答】解：、圖甲中，綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能，故正確；
、圖乙中，太陽能路燈先將太陽能先轉化為電能，再轉化為光能，故錯誤；
、圖丙中，太陽能飛機是先將太陽能轉化為電能，再轉化為化學能，故錯誤；
、圖丁中，太陽能熱水器通過熱傳遞將太陽能轉化為水的內能，故錯誤。
故選：。
2．（2023秋 雁塔區校級月考）近年來，西安很多道路上出現了如圖所示的按鈕式太陽能紅綠燈，當路上車輛不多時，行人通過觸摸按鈕使正對車輛的綠燈滅、紅燈亮，行人可以安全通過。關于按鈕式紅綠燈，下列說法中正確的是　　
A．這個按鈕相當于電路元件中的電源
B．紅燈與綠燈交替發光，它們是串聯的
C．陽光照射時，太陽能電池板將光能轉化為化學能
D．太陽能電池板給蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的用電器
【答案】
【分析】按鈕可以控制燈，說明是開關；只有并聯電路用電器才能單獨工作；太陽能電池板是直接將太陽能轉化為電能；蓄電池在充電時需要消耗電能，所以是相當于用電器。
【解答】解：由于按鈕可以控制紅燈和綠燈，所以是相當于開關，選項錯誤；
由于紅燈和綠燈可以交替發光，即可以單獨工作，所以是并聯電路，選項錯誤；
太陽能電池板是將光能直接轉化為電能，所以選項錯誤；
太陽能電池板給蓄電池充電時，蓄電池要消耗電能，所以相當于電路中的用電器，所以選項正確。
故選：。
3．（2023 廣州）某路燈照明系統的太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，對如圖方框中能量形式判斷正確的是　　
A．甲是“電能” B．乙是“太陽能” C．丙是“電能” D．丁是“機械能”
【答案】
【分析】（1）太陽能電池工作時將太陽能轉化為電能。
（2）太陽能給蓄電池充電時將電能轉化為化學能。
（3）蓄電池放電時將電能轉化為其它形式的能量。
（4）路燈工作時將電能轉化為光能和內能。
【解答】解：太陽能電池白天將太陽能轉化為電能，對蓄電池充電，晚上蓄電池對路燈供電，其能量轉化過程如下：太陽能電能化學能電能光能。故正確，錯誤。
故選：。

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