精編九年級全一冊物理同步備課系列（人教版）精編九年級全一冊物理同步備課系列（人教版）第二十二章 《能源與可持續(xù)發(fā)展》復(fù)習(xí)講義（原卷版）

第二十二章《能源與可持續(xù)發(fā)展》復(fù)習(xí)講義（原卷版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解：什么是一次能源、二次能源及其特點；原子、原子核結(jié)構(gòu)；核裂變和核聚變的特點；人類利用核能的現(xiàn)狀；太陽能的應(yīng)用；未來理想能源的特征；2.理解：能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系；3.知道：人類不同時期使用的主要能源及人類使用主要能源的發(fā)展歷程；獲取核能的兩個途徑─重核裂變、輕核聚變；能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性；4.認(rèn)識：太陽能的特點；人類利用太陽能的過程；伴隨大量能源消耗所產(chǎn)生的環(huán)境問題，對于能源的開發(fā)和利用有可持續(xù)發(fā)展的意識；可再生能源與不可再生能源，并能正確區(qū)分。【知識導(dǎo)圖】【專題復(fù)習(xí)】1.能源及其分類※專題概述能源家族的成員種類繁多，而且新成員在不斷地加入，只要能被人類所利用以獲取有用能量的各種物質(zhì)都可以加入能源家族中來。能源家族的成員按照不同的角度可以劃分為不同的類別，具體有以下幾種劃分方式：分類方法類別概念常見能源從能源的獲取方式劃分一次能源可以直接從自然界獲得的能源化石能源、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、核能二次能源由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源電能、汽油、柴油、煤油、木炭等從能源的開發(fā)時間和利用狀況劃分常規(guī)能源已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛使用的能源煤、石油、天然氣及水能等新能源剛開始利用或正在積極研究有推廣的能源核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿葟哪茉词欠窨梢栽偕鷦澐植豢稍偕茉床荒茉诙唐趦?nèi)從自然界得到補充的能源煤、石油、天然氣、核能等可再生能源可以從自然界源源不斷地獲得的能源風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、潮汐能等從對環(huán)境的影響劃分清潔能源對環(huán)境無污染的能源太陽能、電能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿确乔鍧嵞茉磳Νh(huán)境有污染的能源煤、石油，柴薪等注意：理解和判斷的類別應(yīng)注意的兩個方面：（1）不可再生能源和“可再生能源”都是對于一次能源來說的；（2）常規(guī)能源和新能源的劃分是相對的，它們的本質(zhì)區(qū)別是利用時間上的差異。隨著時間的推移和科技的進步，現(xiàn)在所說的新能源會逐漸稱為常規(guī)能源。典例一下列關(guān)于太陽能的說法，錯誤的是（）。A．太陽能是一次能源；B．太陽能是由核聚變產(chǎn)生的；C．當(dāng)前我國能源消費以直接利用太陽能為主；D．太陽能是可再生能源典例二如圖所示，下列能源屬于可再生能源的是（）。A．可燃冰；B．石油；C．頁巖氣；D．潮汐能典例三目前許多城市的居民使用天然氣為燃料。關(guān)于天燃氣，下列說法正確的是（）。A．是一次能源，是可再生能源；B．是一次能源，是不可再生能源；C．是二次能源，是可再生能源；D．是二次能源，是不可再生能源典例四下列有關(guān)能源的說法正確的是（）。A．石油是可再生能源 B．核能是不可再生能源C．電能是一次能源 D．太陽能是二次能源2.能源的利用和環(huán)境保護※專題概述人類開發(fā)和利用能源的歷史，也就是人類文明的發(fā)展史。能源作為為人類文明做出重大貢獻的“功臣”，在給人類帶來無限欣喜的同時，也使人類產(chǎn)生了深深的憂慮和困惑。如世界人口的急劇增長和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使能源的消耗不斷增加，產(chǎn)生了能源危機；大量化石能源的使用會造成大氣污染、酸雨和溫室效應(yīng)等。能源對一個國家的發(fā)展具有決定性作用，因此在開發(fā)和利用能源時要提高能源利用率、節(jié)約能源、積極開發(fā)新能源。典例一下列能源的大量使用，會造成空氣污染加劇的是（）。A．天然氣B．地?zé)崮蹸．太陽能D．風(fēng)能典例二關(guān)于信息與能源，下列說法中，錯誤的是（）。A．水能是可再生能源，可循環(huán)利用，因此不需要節(jié)約水資源；B．焚燒秸稈既污染環(huán)境又浪費能源，因此要大力禁燒秸稈，加強秸稈的綜合利用和開發(fā)；C．北斗衛(wèi)星是通過電磁波傳遞信息，從而提供導(dǎo)航和通信服務(wù)；D．核電站一旦發(fā)生泄露，將產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，所以必須制定嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范典例三能源即是國家經(jīng)濟發(fā)展的命脈，也是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要支柱。我省多地有效調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，穩(wěn)步發(fā)展安全高效的能源體系，合理利用如下三種發(fā)電方式，并取得了顯著成效。(1)與C相比，A、B發(fā)電的共同優(yōu)點是(寫一條)。(2)A的能量轉(zhuǎn)化方式是把能經(jīng)過一系列變化轉(zhuǎn)化成電能。典例四（多選）世界新能源汽車大會于2019年7月在海南舉辦，聚焦汽車與能源、交通、信息、通訊等領(lǐng)域聯(lián)動以及和智慧城市應(yīng)用場景的深度融合。下列關(guān)于能源的說法錯誤的是（）。A．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無盡地開發(fā)利用；B．汽油可以作為“玉兔號”在月球上的工作能源；C．電能是最重要的二次能源；D．如果大量利用太陽能，可以使太陽能在短期內(nèi)消耗殆盡3.太陽能和核能的利用※專題概述（1）太陽能是一次能源中的可再生能源，還是清潔、無污染的新能源。太陽向外輻射的能量來自于其內(nèi)部進行的熱核反應(yīng)（輕核聚變）。太陽能是人類的“能源之母”，除地?zé)崮?、潮汐能和核能外，大部分能源如風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、化石能源等都來自于太陽能。人類直接利用太陽能的方式主要是用集熱器把水等物質(zhì)加熱（光熱轉(zhuǎn)換）、用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)換成電能（光電轉(zhuǎn)換）。（2）核能的兩種獲取方式的對比比較核裂變核聚變定義質(zhì)量較大的原子核分裂為較小的原子核的過程質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成較大的原子核的過程條件中子轟擊質(zhì)量較大的原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大應(yīng)用原子彈、核電站氫彈典例一下列關(guān)于核能說法正確的是()。A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控制的；B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方；C.核反應(yīng)堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能；D.我國已建成可控核聚變反應(yīng)堆典例二目前，人類利用核能發(fā)電的主要方式是（選填“核裂變”或“核聚變”。隨著科技的發(fā)展，人類（選填“會”或“不會”制造出永動機。典例三在“石油、天然氣、煤炭、太陽能、核燃料”中，屬于可再生能源的是_________，現(xiàn)在人們建造的核電站，其能量來自原子核_________（選填“裂變”或“聚變”）釋放的核能。典例四為緩解電力緊張的狀況，我省正在加大核電站的建設(shè)。下列說法正確的是（）。A．核電站將核能最終轉(zhuǎn)化為電能；B．核反應(yīng)堆中發(fā)生的是不可控制的核裂變；C．核能發(fā)電使用的燃料是天然氣；D．核電站利用的核能屬于可再生能源4.有關(guān)新能源開發(fā)和利用的綜合計算※專題概述節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今社會發(fā)展的三大支柱，故中考中常出現(xiàn)新能源的利用與熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)相結(jié)合的計算題。此類試題常以太陽能、核能、水能或風(fēng)能等的利用為命題素材，考查新能源與熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)重要知識的綜合運用，使同學(xué)們體會到節(jié)約能源的意義，進一步樹立節(jié)約能源的意識。人們是在能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量的，因此解答此類問題時要綜合運用熱量公式、，力學(xué)中功和功率計算公式，電功、電功率和電熱公式、。另外，此類問題常涉及效率問題，運用效率計算公式、進行有關(guān)計算。典例一2020年3月26日，中國自然資源部宣布全球首次利用水平井鉆采技術(shù)試采海域可燃冰取得成功?！翱扇急睂儆赺__________（填“可”或“不可”）再生能源；同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可達到煤氣的20倍，說明“可燃冰”的___________大；若1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可以使___________kg水的溫度升高50℃。[已知c水=4.2×103J/（kg?℃），q可燃冰=8.4×108J/kg]典例二“可燃冰”是一種新型能源，主要成分是甲烷，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，所以“可燃冰”是一種新型能源(選填“清潔”或“污染”)；1m3甲烷完全燃燒能產(chǎn)生J熱量，這些熱量可以使kg的水從20℃加熱到100℃。（甲烷的熱值q甲烷=4.2×107J／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)）典例三可燃冰是一種新型能源，它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題，據(jù)中央電視臺2017年5月18日報道，我國可燃冰已試采成功，技術(shù)處于世界領(lǐng)先，用燃氣鍋爐燒水時，把質(zhì)量為500kg，初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了12m3天然氣，已知水的比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q=4.2×107J/m3，可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，求：（1）水吸收的熱量；（2）燃氣鍋爐燒水時的效率；（3）若換用可燃冰，應(yīng)使用多少m3可燃冰。典例四如圖甲是我國某公路兩旁風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的外景，其中的風(fēng)力發(fā)電機組主要由風(fēng)機葉片和發(fā)動機組成；該風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系圖像如圖乙所示。請回答：(1)風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的(選填“可再生”或“不可再生”)能源；(2)風(fēng)力發(fā)電機利用原理把轉(zhuǎn)化為電能；(3)由圖乙圖像可知，能使該風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)生電能的風(fēng)速范圍是(用圖像中的字母表示)；(4)下表給出的是在不同風(fēng)速下該風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率。請根據(jù)表中信息回答：平均風(fēng)速(m/s)24816輸出功率(W)1.2510？640①當(dāng)風(fēng)速為8m/s時，該風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率為W；②當(dāng)風(fēng)速為16m/s時，這臺風(fēng)力發(fā)電機工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“12V、60W”電燈正常工作2s，那么風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電的效率為?！菊骖}演練】一、選擇題1．（2021·浙江湖州市·中考真題）太陽是太陽系中唯一的恒星，每時每刻向外輻射太陽能。下列關(guān)于太陽能的敘述中，錯誤的是（）。A．煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自于太陽能；B．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的；C．地球上的水循環(huán)是由太陽能推動的；D．太陽能來源于太陽內(nèi)部的核裂變2．（2021·福建中考真題）如圖所示，下列發(fā)電站發(fā)電過程中，利用不可再生能源發(fā)電的是（）。A．核電站 B．風(fēng)力發(fā)電站C．水力發(fā)電站 D．太陽能發(fā)電站3．（2021·四川廣安市·中考真題）關(guān)于能源、信息與材料，下列說法不正確的是（）。A．為降低電能的損耗，可利用超導(dǎo)材料制造電飯煲的電熱絲；B．垃圾分類有利于保護環(huán)境和節(jié)約能源；C．風(fēng)能、水能都是可再生能源；D．北斗衛(wèi)星之間利用電磁波相互傳遞信息，實現(xiàn)“星間鏈路”4．（2021·湖南懷化市中考真題）下列屬于不可再生能源的是（）。A．風(fēng)能 B．水能 C．太陽能 D．天然氣5．（2021·湖北隨州市中考真題）2021年4月，日本政府?dāng)M定將福島第一核電站中核廢水排入太平洋的計劃，消息一出立刻引起了亞太地區(qū)乃至世界各國的不安。如圖，媒體報道:福島核電站的廢水中含有大量具有放射性的核物質(zhì)。結(jié)合上述材料判斷以下說法錯誤的是（）。A．核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的；B．核能可以直接從自然界獲得，屬于一次能源；C．核能屬于不可再生能源；D．核能是高風(fēng)險能源，世界各國應(yīng)徹底拋棄對核能的利用6．（2021·四川成都市中考真題）2021年5月19日，中俄兩國核能合作項目在兩國領(lǐng)導(dǎo)人見證下正式開工。下列關(guān)于核能、原子核的說法，正確的是（）。A．太陽能來自太陽內(nèi)部物質(zhì)的核裂變反應(yīng)；B．核反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的；C．核廢料可直接排放，無需任何處理試驗；D．原子核是由質(zhì)子、中子和電子組成7．（2020?福建）我國城鄉(xiāng)建設(shè)和管理越來越注重環(huán)保，以下做法符合環(huán)保要求的是（）。A．廢舊電池隨意丟棄；B．減少城市綠地和湖泊的面積；C．工業(yè)廢水直接排放到江河中；D．使用太陽能、風(fēng)能等清潔能源二、填空題8．（2021·湖南長沙市中考真題）家住長沙縣鄉(xiāng)村的李老師在自家房子的屋頂上安裝了一組太陽能電池板，電池板既能發(fā)電又能防屋頂漏水，夏季光照充足發(fā)電量大時，還能將剩余的電能并入電網(wǎng)。太陽能電池作為一種新能源產(chǎn)品，具有寬廣的前景。太陽能電池板工作時將太陽能轉(zhuǎn)化為______能，太陽能的優(yōu)點是______（寫出一點即可）。9．（2021·江蘇蘇州市中考真題）我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”核電機組的投入運行，使中國躋身核電技術(shù)先進國家行列。核電站是利用核反應(yīng)堆發(fā)生核_______（裂變/聚變）時提供的能量發(fā)電的，反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)采用水冷方式是利用_______（做功/熱傳遞）的方式來改變內(nèi)能。10．（2021·云南昆明市中考真題）目前，人類利用核能發(fā)電的主要方式是______（選填“核裂變”或“核聚變”）；石油、天然氣是______能源（選填“可再生”或“不可再生”）。11．（2020?萊蕪區(qū)）在石油、風(fēng)能、水能、電能、太陽能、地?zé)崮艿雀鞣N能源中，屬于不可再生能源的是，電動機工作時電能轉(zhuǎn)化為機械能的同時，還要向空氣中散熱，這些散失的內(nèi)能無法再自動轉(zhuǎn)化為電能，是因為能量轉(zhuǎn)化具有性。12．（2020?朝陽）中國在2020年6月完成了“北斗”衛(wèi)星全面組網(wǎng)工作?！氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用（填“電磁波”、“超聲波”或“紅外線”）向地球傳遞信息。由于內(nèi)部時刻發(fā)生著氫核的（填“裂變”或“聚變”），太陽不斷向外釋放能量。衛(wèi)星的太陽能電池板則將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供其使用。三、綜合題13．（2021·江蘇中考真題）2021年5月，我國自主設(shè)計的“祝融號”火星車成功著陸火星，如圖所示，實現(xiàn)了我國航天史上的新突破已知同一物體在火星上的重力是地球上（地球表面g取10N/kg）（1）火星車依靠太陽能工作，太陽能______（選填“屬于”或“不屬于”）可再生能源，車的質(zhì)量為240kg，它從地球上到火星上質(zhì)量______（選填“變大”“變小”或“不變”）。（2）火星車在火星表面靜止時，若所有輪子和水平表面的總接觸面積為300cm2，則車對火星表面的壓強是多少帕______？14．（2021·新疆中考真題）我國第三代核電技術(shù)“華龍一號”已成為繼高鐵之后的又一張中國名片。（1）核能屬于______次能源。核電站利用核反應(yīng)堆中鈾核______（填“裂變”或“聚變”）時產(chǎn)生的內(nèi)能，通過______（填“汽輪機”或“內(nèi)燃機”）做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。（2）用水做冷卻劑給核反應(yīng)堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較______。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg.°C），則1kg水溫度升高1°C吸收的熱量為_______J。核電站發(fā)生事故的概率與核反應(yīng)堆的堆數(shù)以及運行時間有關(guān)，若“華龍一號”核反應(yīng)堆106堆·年發(fā)生一次堆芯熔毀事故，則2座核反應(yīng)堆同時運行50年發(fā)生堆芯熔毀事故的概率為______填（“百”“千”或“萬”）分之一。【過關(guān)檢測】一、選擇題1.給出的四組能源中，均為可再生能源的一組是（）。A．太陽能、水能、風(fēng)能 B．天然氣、石油、氫能 C．地?zé)崮?、核能、煤?D．潮汐能、核能、石油2.通過核聚變獲得核能量的是（）。A．氫彈 B．原子彈 C．核電站 D．核潛艇3.干電池在工作過程中，它的作用是（）。A．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；B．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能；C．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；D．機械能轉(zhuǎn)化為電能4.關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列認(rèn)識正確的是（）。A．核燃料是可再生能源；B．太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置；C．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的；D．能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，總量會減少5.下列關(guān)于能源的說法，正確的是（）。A．風(fēng)能是不可再生能源；B．太陽能、水能是二次能源；C．人類已建成的核電站是利用核聚變發(fā)電的；D．化石能源的大量使用造成了酸雨、霧霾等環(huán)境問題6.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與能源，說法不正確的是（）。A．電風(fēng)扇通過電動機，能將電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)能；B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能；C．地?zé)?、天然氣、電能都屬于二次能源；D．雖然能量是守恒的，但是我們?nèi)孕韫?jié)約能源7.關(guān)于能源和信息的說法正確的是（）。A．核電站是利用核裂變釋放的能量來發(fā)電的；B．太陽能、水能、石油是可再生能源；C．因為能量守恒，所以能源是取之不盡，用之不竭的；D．移動電話是利用超聲波來通信的8.下列有關(guān)信息和能源的說法正確的是（）。A．風(fēng)能和水能都是不可再生能源；B．光纖通信是利用電流傳遞信息的；C．無線上網(wǎng)是通過電磁波來傳遞信息的；D．在太陽內(nèi)部，通過核裂變釋放出巨大核能9.下列說法中正確的是（）。A.目前核電站獲得核能的途徑是核聚變；B.原子內(nèi)原子核帶負電，核外電子帶正電；C.航天器返回艙外表面的材料，具有良好的耐高溫性和隔熱性；D.銀河系、太陽系、地球、月球是按空間尺度由小到大排序的10.關(guān)于電能與其他形式能的相互轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是（）。A．火力發(fā)電站是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；B．蓄電池充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；C．電動機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能；D．發(fā)電機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能二、填空題11.“低碳環(huán)保”是當(dāng)今世界的主題，在煤、石油、太陽能中，有可能成為今后理想能源的是；目前核電站一般利用的是（選填“核聚變”或“核裂變”）時產(chǎn)生的能量。12.“低碳環(huán)?！笔钱?dāng)今世界的主題，在煤、石油、太陽能中，有可能成為今后理想能源的是；目前核電站一般利用的是（選填“核聚變”或“核裂變”）時產(chǎn)生的能量。13.太陽能在利用過程中對環(huán)境無污染或污染很小，屬于能源（填“清潔”或“非清潔”）；利用太陽能電池可以把太陽能轉(zhuǎn)化為能，還有一部分太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，根據(jù)能量定律可知，轉(zhuǎn)化的總能量和接收的太陽能數(shù)量相同。14.地球上的能量主要來源于太陽。太陽內(nèi)部時刻發(fā)生反應(yīng)；核電站利用釋放的能量來發(fā)電。（以上兩空均選填“核裂變”或“核聚變”）15.核電站利用核能發(fā)電，核能屬于_____（選填“可再生”或“不可再生”）能源，核電站發(fā)生重大事故時，為降低核安全周圍的溫度，用水對其冷卻，因為水的______較大。三、綜合題16.閱讀下列材料，回答問題。自從原始人發(fā)現(xiàn)火的使用方法以后，能源就成為人類文明躍進的重要基礎(chǔ)．由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源的消耗持續(xù)增長。特別是近幾十年來，能源消耗增長速度明顯加快。已探測的數(shù)據(jù)表明，目前作為人類主要能源的化石能源儲量并不豐富，而且化石能源開發(fā)利用后不能再生，如果長期大規(guī)模開采，不久的將來會消耗殆盡。另一方面，人類在耗用各種能源時，不可避免的會對環(huán)境造成影響。例如，化石能源產(chǎn)生了大量的內(nèi)能，其中相當(dāng)一部分沒有被利用，從