教科版物理選修3-3講義第5章1.能源與人類生存的關(guān)系2.能源利用與環(huán)境問題3.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略Word版含答案

1．能源與人類生存的關(guān)系2．能源利用與環(huán)境問題3．可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.了解能源及其分類．2．了解能源與人類生活的關(guān)系．3．知道什么是能量耗散．4．了解能源與環(huán)境問題．5．了解能源現(xiàn)狀與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系．6．知道怎樣合理利用和開發(fā)新能源，了解節(jié)能新技術(shù).知識(shí)點(diǎn)一|能源與人類生存的關(guān)系[先填空]1．能源及其分類(1)能源：指能夠提供能量的自然資源．(2)分類①一次能源和二次能源．②再生能源和非再生能源．③常規(guī)能源和新能源．2．能量耗散(1)定義：由高品質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)能量的過程．(2)能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量總量的減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上是將能量從高度有用的高品質(zhì)形式降紙為不大可用的低品質(zhì)形式．[再判斷]1．非再生能源是人類目前主要利用的能源． (√)2．能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)． (√)3．能量耗散會(huì)導(dǎo)致總能量的減少，也會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)降低． (×)[后思考]流動(dòng)的水帶動(dòng)水磨做功．由于磨盤之間的摩擦、磨盤和糧食之間的摩擦和擠壓，使磨盤和糧食的溫度升高，水流的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能，這些內(nèi)能最終流散到周圍的空氣中，我們沒有辦法把這些流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用．請(qǐng)思考：內(nèi)能與機(jī)械能相比，哪種能量的品質(zhì)低？【提示】?jī)?nèi)能．能量的耗散雖然不會(huì)使能量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低．它實(shí)際上將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式．故內(nèi)能較之機(jī)械能是一種低品質(zhì)的能量．1．能源的分類能源分類方法能源分類名稱特點(diǎn)舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開發(fā)，或有新的利用方式太陽能、核能、地?zé)崮?、海洋能、沼氣、風(fēng)能按可否再生可再生能源可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境污染情況清潔能源對(duì)環(huán)境基本上沒有污染太陽能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油)2.如何正確理解能量耗散和品質(zhì)降低(1)各種形式的能最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到周圍的環(huán)境中，分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也不過只能使地球、大氣稍稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功了．(2)從可被利用的價(jià)值來看，內(nèi)能較之機(jī)械能、電能等，是一種低品質(zhì)的能量．由此可知，能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式．(3)能量耗散導(dǎo)致可利用能源減少，所以要節(jié)約能源．1．以下說法正確的是()A．煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能B．汽油是一種清潔能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡用之不竭的E．煤、石油、天然氣是不可再生能源【解析】煤、石油、天然氣等是動(dòng)植物轉(zhuǎn)化成的，其來源可追溯到太陽能，選項(xiàng)A對(duì)；汽油燃燒會(huì)引起一些化合物的產(chǎn)生，導(dǎo)致有毒氣體的生成，選項(xiàng)B錯(cuò)；水是可再生能源，選項(xiàng)C對(duì)；煤、石油等儲(chǔ)量是有限的，是不可再生能源，選項(xiàng)D錯(cuò)、E對(duì)．【答案】ACE2．能源可劃分為一次能源和二次能源．自然界以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源；需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源．下列敘述正確的是()A．水能是二次能源 B．電能是二次能源C．天然氣是一次能源 D．焦?fàn)t氣是一次能源E．焦炭是二次能源【解析】由題意可知水能和天然氣是自然界中已經(jīng)存在的，是一次能源．電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化的，焦?fàn)t氣是煉油廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品，焦炭是利用煙煤冶煉制成的，故它們是二次能源，故應(yīng)選B、C、E.【答案】BCE3．下列對(duì)能量耗散的理解正確的有()A．能量耗散說明能量在不斷減少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性E．能量耗散符合熱力學(xué)第二定律【解析】在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程中，其他形式的能量最終會(huì)轉(zhuǎn)化為流散到周圍環(huán)境的內(nèi)能，無法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散，能量耗散并不違反能量守恒定律，宇宙中的能量既沒有減少，也沒有消失，它只從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性，恰恰說明符合熱力學(xué)第二定律，故A、C錯(cuò)，B、D、E正確．【答案】BDE能量與能源的區(qū)別1．能量是守恒的，既不會(huì)增加也不會(huì)減少．2．能源是可以提供可利用能量的物質(zhì)，能源的利用過程存在能量耗散現(xiàn)象，能量耗散使得能量品質(zhì)下降即能源減少，故我們要節(jié)約能源．知識(shí)點(diǎn)二|能源利用與環(huán)境問題、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[先填空]1．溫室效應(yīng)造成的影響(1)全球溫暖化(2)海平面上升(3)降水量變化(4)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(5)影響氣候帶和植被分布(6)影響土地利用(7)影響人體健康2．酸雨(1)定義：就是pH小于5.6即呈酸性和降水．(2)酸雨的危害酸雨導(dǎo)致土壤的酸性增強(qiáng)，使大量農(nóng)作物和牧草枯死，它會(huì)破壞森林生態(tài)系統(tǒng)，使林木生長(zhǎng)緩慢，乃致森林大面積死亡；它可以使江河湖水酸化，魚蝦大量死亡；它會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)、可食部分重金屬含量增加；酸雨加速了各種材料和設(shè)備的腐蝕；酸雨還會(huì)損害人體的各種系統(tǒng)，嚴(yán)重影響人體健康．3．大氣臭氧層厚度變薄(1)臭氧層是地球生命的保護(hù)傘．(2)氯原子能夠連續(xù)破壞臭氧分子．4．放射性污染核裂變產(chǎn)物污染主要是放射性污染．5．能量消耗我們必須設(shè)法提高能源的利用率，減少能源的損耗和浪費(fèi)，節(jié)約能源．6．可持續(xù)發(fā)展(1)可持續(xù)發(fā)展是指：“既滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其自身需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”．(2)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心思想是以人為本，建立自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)相互協(xié)調(diào)的體系，以求得社會(huì)全面、持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展．(3)在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，包含著“節(jié)流”和“開源”兩個(gè)方面．7．節(jié)能新技術(shù)(1)三束技術(shù)：指離子束、電子束和激光束的技術(shù)．(2)超導(dǎo)技術(shù)：利用超導(dǎo)技術(shù)輸電不產(chǎn)生焦耳熱，因此無電能損耗．(3)燃料節(jié)能：將固體燃料轉(zhuǎn)化為流體燃料，可大大提高燃料熱效率．8．開發(fā)新能源(1)太陽能(2)地?zé)崮?3)海洋能(4)風(fēng)能(5)生物質(zhì)能(6)可燃冰(7)氫能源(8)核聚變能[再判斷]1．常規(guī)能源的利用會(huì)引起環(huán)境問題，所以我們不應(yīng)利用能源． (×)2．用太陽能灶供熱有利于環(huán)境保護(hù)． (√)3．能源的開發(fā)和利用必須同時(shí)考慮其對(duì)環(huán)境的影響． (√)[后思考]如圖是鍋爐工作時(shí)的外景，從節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)角度來看，分析存在的主要問題是什么．【提示】由圖中的濃煙滾滾，可以發(fā)現(xiàn)存在的主要問題有兩個(gè)：一是燃料燃燒不充分，且煙氣帶走大量的熱量，造成能量損失；二是造成大氣污染．1．新能源的開發(fā)(1)太陽能是取之不盡，用之不竭的，同時(shí)太陽能是一種清潔能源，不會(huì)污染環(huán)境．(2)水能：水能有巨大的開發(fā)潛力，可以開發(fā)梯級(jí)電站．(3)生物質(zhì)能：生物質(zhì)能指綠色植物通過光合作用儲(chǔ)存在生物體的太陽能，儲(chǔ)存形式是生物分子的化學(xué)能．(4)核能：是一個(gè)巨大的能源，通過原子反應(yīng)堆進(jìn)行核發(fā)電，主要應(yīng)注意防止核泄漏、控制核污染．(5)風(fēng)能：為了增加風(fēng)力發(fā)電的功率，通常把很多風(fēng)車建在一起，成為“風(fēng)車田”．我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古等地已經(jīng)開始大規(guī)模利用風(fēng)力發(fā)電．2．當(dāng)前我國(guó)的幾大能源工程(1)“西氣東輸”(2)“南水北調(diào)”(3)“西電東送”(4)“熱電聯(lián)產(chǎn)”3．做好環(huán)境保護(hù)工作目前的任務(wù)是采用環(huán)境能源技術(shù)，解決突出的環(huán)境污染問題，例如：城市生活垃圾問題，變垃圾為能源；汽車尾氣問題，達(dá)到廢氣“零”排放；環(huán)境污染的綜合治理問題，解決廢物、廢水、廢氣等污染問題，要變廢為寶．4．下面關(guān)于能源的說法中正確的是()A．能源是取之不盡，用之不竭的B．能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等C．大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化，故提倡開發(fā)利用新能源D．核能的利用對(duì)環(huán)境的污染比燃燒石油、煤炭大E．用太陽能供熱有利于環(huán)境的保護(hù)【解析】常規(guī)能源的儲(chǔ)量有限，且不可再生，故A錯(cuò)誤，B正確．常規(guī)能源特別是煤和石油對(duì)環(huán)境的污染很大，應(yīng)努力開發(fā)新能源；核能屬新能源且污染小，故C、E正確，D錯(cuò)誤．【答案】BCE5．能源問題是當(dāng)前的熱門話題，傳統(tǒng)的能源——煤和石油，由于儲(chǔ)量有限，有朝一日要被開采完畢，同時(shí)在使用過程中也會(huì)帶來污染，尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即為一例．圖中表示的是利用潮汐發(fā)電的簡(jiǎn)單示意圖，左方為陸地和海灣，中間為大壩，其下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)．漲潮時(shí)，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道如圖甲所示；潮落至最低點(diǎn)時(shí)放水發(fā)電，如圖乙所示；待內(nèi)外水面高度相同，再堵住通道，直到下次漲潮至最高點(diǎn)，又放水發(fā)電，如圖丙所示．設(shè)海灣面積為5.0×107m2，高潮與低潮間高度差為3.0m，則一天內(nèi)水流的平均功率為______________MW.(g取10m/s2)【解析】每次漲潮時(shí)流進(jìn)海灣(落潮時(shí)流出海灣)的海水的重力mg＝ρShg＝1.0×103×5.0×107×3×10N＝1.5×1012N.其重心高度變化為h′＝1.5m