能源与可持续发展 同步知识与练习题

第十八章 能源与可持续发展 第1课时 能源利用与社会发展 问题引领 人类利用能源经历了哪些过程？第一个过程中能源利用给社会带来了什么进步？ 分层训练 · 基础与巩固 1．恩格斯说过：“__________________第一次使人支配了一种自然力量，从而把人和和动物分开。”使人类结束了茹毛饮血的野蛮生活。 2．第一次世界的工业革命的标志是___________________，它的发明和使用使西方国家的生产力极大的提高。 3．人类前进每一步，都和能源的利用息息相关，你能举出两个人类利用的能源吗？__________________；___________________。 4．在下列能源中，属于化石能源的是（ ） A．核能、生物质能、水能 B．电能、汽油、柴油 C．太阳能、地热能、风能 D．煤、石油、天然气 5．人类使用电能的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，如人们利用日光灯，主要是为了把电能转化为（ ） A．机械能 B．光能 C．化学能 D．内能 · 拓展与延伸 6．人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生的地点或时间的能量转换器。按照这种观点，汽油机是把__________________能转化为_____________能的能量转化器；干电池是把____________能转化为_______________能的能量转化器；钻木取火是把_____________能转化为____________能。 7．下列能源中，属于可再生能源的是（ ） A．石油 B．水能 C．天然气 D．煤 8．下列关于能源的说法正确的是（ ） A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源 B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 C．如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 D．水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源 9．我国现有的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电和风力发电等，请你以其中一种（核能发电方式除外）为例，说明该发电方式的能量传递和转化过程。（例如：核能—水和蒸汽的内能—发电机转子的机械能—电能） 10．现代的社会是电的社会，想像一下，如果南京市突然没有了电，现在的生活有什么变化？请写出可能出现的三个场景。 · 探究与创新 11．核能是在上世纪新发现的一种能量，它是利用原子结构发生变化时，释放出巨大的能量。结合你所学的知识，谈一谈你对核能的优点和缺点的认识。 第2课时 核能 问题引领 1964年10月16日15时（北京时间），中国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢？随后，1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功，氢弹和原子弹的原理相同吗？ 分层训练 · 基础与巩固 1．经过科学家的不懈努力，找到了获取核能的两条途径：_____________和_____________。 2．____________________________________________________________叫裂变。为了有效、和平利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了_______________，从而使链式反应可以在人工的控制下缓慢进行。核裂变除了可以用于发电外，在军事上还可以做成威力强大的______________。 3．________________________________________________________叫聚变。由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫________________。 4．站在阳光下，会感觉到暖洋洋的，这个能量主要来自于_____________，它能够不断地向外放出能量是靠______________。 5．受控核聚变的核能作为一种新的能源，具有显著的优点：一是____________________________；二是_____________________________。 · 拓展与延伸 6．核电站是利用_______________发电的电站，目前已经的核电站都是利用_________________反应产生的能量来发电的，核电站的主要组成部分是反应堆、___________、____________、发电机等。 7．我国也在不断探索核能发电，并且自行设计制造了核电站。你能说出我国正在使用的一个核电站吗？_________________________。 8．在利用核能发电时，是把________________能转化为_______________能。 9．如图18-1所示是核电站原理的示意图，结合这张图，简要叙述核电站是如何工作的。 10．小明同学学过核能发现：现在建的核 图18-1 电站是利用核能来发电；而原子弹也是利用核能放出的大量的能量达到摧毁的目的的。它们工作的过程相同吗？它们有什么异同点？ · 探究与创新 11．如图18-2俄罗斯的切尔诺贝利的核电站事故造成的辐射污染波及了白俄罗斯、俄罗斯及乌克兰的大片领土。各类辐射病、癌症、神经紧张、居民被迫疏散等后斯影响还深深的留在人们的心中。有的同学提出，既然核电站有这么大的危害，就不用建造核电站。你认为这种观点合理吗？提出你的看法。 图18-2 第3课时 太阳能 问题引领 如图18-3太阳是一个大“火球”，它的能量是从何而来的呢？地球上的物体在太阳的照射下繁衍生息，自然界有利用太阳能的实例吗？ 图18-3 分层训练 · 基础与巩固 1．地球上的能量很大一部分来自于太阳能，利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其它形式能的过程，现在主要利用太阳能的三种方式是_________________、_________________、___________________。 2．人们现在已经开始逐渐使用太阳能了，人类现在使用的太阳能主要是把太阳能的利用 自然界提供的能源为_______________能源，由______________能源为二次能源。请分别举一例_________________；_____________________。 3．下列的能源中属于二次能源的是（ ） A．由热电厂提供取暖的热能 B．水库里的水的势能 C．由水力发电站与火力站提供的电能 D．天然气 4．下列能源中，不来源于太阳辐射能的是（ ） A．石油 B．天然气 C．江河水流能 D．核能 · 拓展与延伸 5．人类利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其它形式能的过程。如太阳能热水器是把太阳能转化为______________能；在太空运动的卫星它们的能源是靠太阳能电池板提供的，太阳能电池板是把太阳能转化为_____________能的装置；树在阳光的照射下把太阳能转化为___________能。 6．有一些新闻媒体上，经常会看到房地产开发商关于阳光权的争论，主要是开发商在开发楼盘时侵占了当地居民直接使用________________的权利。 7．太阳能来自于（ ） A．反射其它恒星的能量 B．裂变 C．链式反应 D．聚变 8．太阳能的利用越来越受到人们的重视，并且现在也大力提倡使用太阳能，可你知道吗？为什么现在大力提倡使用太阳能呢？ 9．某同学自制了一个太阳能照明灯，当把太阳能电池板放到太阳下时，可以给灯充电，充电时的电压为6V，电流为80mA，则充电时的功率为多少W？如果充5h的电，可以供6V 3W的灯泡正常工作多长时间？ · 探究与创新 10．现在社会大力提倡使用太阳能，但是太阳能还并没有被大量使用。据你了解，现在利用太阳能没有被大量使用的主要问题是什么？ 第4课时 能量转化的基本规律 问题引领 有没有这样的一个机械，不需要外界给它能量，就能够让它源源不断的向外做功？热量能不能由温度低的物体传给温度高的物体？ 分层训练 · 基础与巩固 1．_______________________定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，小到原子世界，大到宇宙天体，只要有能的变化，无论是什么变化，都遵循它。此定律的内容是：______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2．人们利用能量的过程，就是把一种形式的能量________为另一种能量或能量从一个物体_______________到另一个物体。在我们学过的热传递是能量的____________；燃料燃烧是能量的____________。 3．在电路中，电流的方向是从电源的_____________流向电源的____________。它们的传播方向___________改变（选填“会”或“不会”），因为能量转移和转化具有_________________。 4．说出下列过程中能量转化或转移的情况 （1）启动汽车的发动机，汽车向前开 _________________________________________________________ （2）滑滑梯时，臀部会发烫 _________________________________________________________ （3）利用电饭锅烧饭 ___________________________________________________________ （4）十字路口的给红绿灯提供电的太阳能电池板 ___________________________________________________________ · 拓展与延伸 5．下列说法中错误的是（ ） A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 C．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 D．任何一种形式的有在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变的 6．下列各种现象中，只有能的转化而不发生能的转化的过程是（ ） A．冬天用手摸户外的东西时感到冷 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．水蒸气会把壶盖顶起来 D．电灯发光 7．下列几个例子中，属于机械能转化为内能的是（ ） A．火箭点燃时，升空而起 B．给烧杯加热，使杯内水的温度升高 C．冬天，人站在阳光下感到暖和 D．用锤敲石头，石头和锤都要发热 · 探究与创新 8．经验表明，自制家用太阳能热水器——晒水箱的效率可达到50%。已知在地球表面晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射R为1.26×103J/(m2·s)，如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，请计算要使水温上升30℃，需要多长时间？ 第5课时 能源和可持续发展 问题引领 中国能源资源的现状是人均能源占有量极低，优质能源资源（石油、天然气等）严重短缺，能源结构不合理。相当长的时间内还得以煤为主，以煤为主要能源有什么优缺点？未来的能源具有什么特征？ 分层训练 · 基础与巩固 1、小轿车开动时，是把____________能转化为______________能。能量转换装置的的效率等于______________________________________________。 2、如图18-4所示是一只白炽灯的效率图，根据此图可以知道转化成的内能为___________J，白炽灯的效率为________________。 3、热机使用的能源大都变不可再生资源，所以为了合理的利用能源，人们一直在努力地提高热机制效率，基主要途径是____________________________________。 图18-4 4、现代社会中，尤其是我国使用的能量主要来源于（ ） A．太阳能 B．风能 C．水能 D．燃料燃烧得到的内能 · 拓展与延伸 5、下列常见的几热机中，效率最低的为（ ） A．蒸汽机 B．喷气发动机 C．柴油机 D．汽油机 6、节约能源主要的措施是（ ） A．大力开发新能源 B．大量利用太阳能、地热能 C．大量利用水能、风能 D．采用新技术、新设备，更新落后的技术装备 7、煤、石油、天燃气、水能、风能、太阳能、潮汐能、地热能中，属于新能源的是_____________、______________、______________、____________，其余的是_____________________能源。 8、有一辆小轿车，当一部分燃料完全燃烧时，放出的热量为8×105J，其中转化为动能的那部分能量为2×105J，则该汽车的效率为_________________。 9．有两个同学在比较两辆同样小轿车的效率，通过调查发现，这两辆小车同样在高速公路上以100km/h的速度行驶100km，甲车的油耗为6L，而乙的油耗为8L，你认为哪辆车的效率高？还可以用什么方法来比较小汽车的效率？ 10．如图18-5是一同学在拍摄的一家化工厂的外景，从这张图中你可以得到哪些信息？ 图18-5 · 探究与创新 11．完全燃烧500g无烟煤，有多少化学能转化为内能？如果这些内能的30%被100kg水吸收，可使40℃的水温度升高到多少℃？（q无烟煤=3.4×107J/kg） 第十八章 单元复习 纲要检测 · 基础与巩固 1．社会的进步，人类的发展离不开能源，人们现在使用的化石能主要有_______________、___________________、_________________等。 2．我们家中有电饭锅、洗衣机、电视机等生活用品，它们都需要消耗__________能。 3．利用能的过程是把一种形式的能量___________为另一种形式的能的过程；或都是把能量从一个物体_______________到另外一个物体。利用太阳灶烧水是利用能的_____________，利用电水壶烧是能的_______________。 4．一般情况下，人们使用各种能量转换装置时，它的效率都____________1的。（选填“大于”、“小于”或“等于”） · 拓展与延伸 5．关于核能的下列说法中，不正确的是（ ） A．核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的 B．如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸 C．氢弹是利用轻核聚变制成的武器 D．原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器 6．关于太阳能的下列各种说法中，不正确的是（ ） A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源 B．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染 C．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽用之不竭的永久能源 D．太阳能分布不够广阔，较多的地方不能利用 · 探究与创新 7．如图18-6所示，人类获得热能主要是通过化石能源的燃烧，但在消耗化石能的同时，也给环境带来了一些问题，如废气对大气污染，废渣对土壤污染，渗漏的石油造成水污染等。那我们是不是立即停止使用化石能源呢？说说你的看法。 如图18-6 单元评估(A) 一、填空题（每空2分，共计40分） 1．现代人类的生活离不开能量，并且种类多样，如（1）电能 （2）太阳能 （3）化石能 （4）核能等。下列是生活中用到的一些器具或生产工具，其中分别用到了哪种能量，填入序号。 a 太阳能热水器__________________； b 煤气灶_______________ c 电冰箱________________________； d 原子弹_______________ 2．人类发明和制造的各种机械和机器，都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生地点或时间的能量转换器。按照这一观点，蒸汽机是一种___________能转化为___________能的能量转换器；水力发电机是一种把_____________能转化为___________能的转换器；电动机是一种把_____________能转化为_______________能的能量转换器。 3．随着社会的发展，太阳能越来越被广泛的利用。请说出两点使用太阳能的优点：（1）___________________________________（2）__________________________________。 4．俗主云：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题即：_________________________________________。 5．如图1所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图；其中甲图表示的是______________；图乙表示的是_________________。 图1 6．根据能量守恒定律可以知道，人类梦想的永动机是_________________存在的（填“可能”或“不可能”）。 7．在摩擦生热的现象中，_____________能转化为_____________能，如克服摩擦做了100J的功，就得到了________________J的_____________能。 二、选择题（每题4分，共计20分） 8．下列说法中错误的是（ ） A．核能通常也叫原子能 B．电能是二次能源 C．天然气和风不是能源 D．太阳能是取之不尽的能源 9．下列说法中正确的（ ）C A．根据能量守恒定律可以知道，能量在使用中发生转化和转移，但总量是不会变化的，所以，能源不会发生危机 B．解决能源问题的根本办法是不使用能源 C．自然界提供的能量是有限的，尤其是化石能，所以会出现能源危机 D．因为核能在使用时会出现核泄漏的危险，所以人类不提倡使用核能 10．下面关于能量转化的说法，正确的是（ ） A．用砂轮磨刀时，将内能转化为动能 B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能 C．壶中的水沸腾，壶盖不断跳动，是水的势能转化为壶盖的动能 D．用打气筒给轮胎打气时，打气筒发热，是机械能转化为内能 11．下列说法中正确的是（ ） A．核能是当前社会的主要能源之一 B．聚变已经能在人工控制的条件下进行 C．新能源中，最安全、清洁的是核能 D．我国现已有三座核电站运行发电 12．柴油机与汽油机相比较，下列说法中正确的是（ ） A．柴油机比汽油机效率低 B．柴油机比汽油机轻巧，使用方便 C．柴油机比汽油机结构简单 D．汽油机比汽油机经济且热机效率大 三、简答题（每题8分，共计16分） 13．如图2所示澳大利亚准备建造的一个太阳能发电厂，它的中间是一个高1000米的太阳能发电塔，位于一片巨大的玻璃暖房中央，碟形暖房占地4英里，整个工程将耗资3.5亿英镑，预计2006年完工。它利用温室原理，阳光透过玻璃暖房的屋顶，加热暖房的空气，暖空气沿塔身内32个巨大的管道升腾，推动发电机组源源不断地产生清洁环保的电力。发电塔的装机容量为200兆瓦，能满足20万家庭一年的电力需求。试说明这一过程中所涉及的能量转化情况。 图2 14．人类物质文明和精神文明不断增长，能源消耗量也越来越大。特别是近三四十年来，能耗增长趋势十分明显。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J的MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713266664130_0煤来计算，1950年为二十亿吨，1987年为一百一十多亿吨，2000年超过二百多亿吨。如图3所示，能源消耗量这样迅速增长，会不会出现“能源危机”？人类能够解决能源消耗迅速增长这个问题吗？ 图3 四、计算与说理（每题8分，共计24分） 15．某锅炉效率为40%，内装有500L的20℃的温水，要把这些水烧开，需要多少热值为3.4×107J/kg的木炭？ 16．一种太阳能热水器中的水吸收了8.4×106J的热量后，水温从20℃升高到40℃， （1）太阳能热水器内水的质量是多少？ （2）如果产生上述热量，需完全燃烧某种燃料0.7kg，则该种燃料的热值是多少？ 17、为了更深入的了解能源的使用，某课外探究活动通过实地考查和查阅资料知道： （1）现代化的大型锅炉，效率可达90%以上，但通常的锅炉，效率还比较低，如取暖用的小型锅炉，平均起来效率不到60%。 （2）假设我国每年消耗的煤大约为10亿吨，效率约为30%，那么就有7亿吨的煤没有利用得到。但是如果把煤的效率提到1%，即达到31%，可以省三千多万吨煤，也就相当于多了三个年产一千万吨的大煤矿。 结合这个活动小组的调查及你的经验，请你谈一谈如何提高炉子的效率？提高燃料利用率的意义。 单元评估(B) 一、填空题（每空2分，共计28分） 1．地球上的化石能的储存是有限的，并且在使用化石能的时候还会给环境带来一定的影响。所以现在人类在不断寻求新能源，请举出两个属于新能源的例子。________________________；____________________________。 2．喷气发动机、汽油机和柴油机等是人类广泛使用的热机，其中效率最高的是___________，效率最低的是________________。 3．太阳能越来越得到广泛的应用，请你举两例人类利用太阳能的例子：（1）_________________________；（2）______________________________________。 4．有一辆小轿车，当一部分燃料完全燃烧时，放出的热量为2×105J，其中转化为动能的那部分能量为5×104J，则该汽车的效率为_________________。 5．现在人类已经可以控制原子核裂变的速度，我们把核裂变的过程又称作___________反应。利用核裂变提供的能量可以用来_____________、______________等。 6．人类利用核能过程中主要要预防核______________，它会人类造成很大的伤害。 7．如图1所示，人类利用太阳能主要有三种方式：（1）把太阳能转化为内能； （2）把太阳能转化为电能 （3）把太阳能转化为化学能。请选择上面的三个序号填入下表中。 图1 二、选择题（每题3分，共计18分） 8．下列能源中，直接来自源于太阳辐射能的是（ ） A．电能 B．天然气 C．潮汐能 D．核能 9．现代社会中人类使用的能量主要来源于（ ）D A．水能和风能 B．核能 C．太阳能 D．燃料燃烧得到的内能 10．中东地区局势动荡，给全球的石油市场带来了重大的冲击，这是因为中东的石油产量受到影响会使用市场上原油的供应量下降，导致油价上涨。其中石油属于（ ） A．二次能源 B．可再生能源 C．不可再生的能源 D．新能源 11．关于热机效率下列说法中正确的是（ ） C A．在用来做有用功的那部分能量相等时，做功时间越短，热机效率越高 B．用来做无用功那部分能量越少，热机效率越高 C．规格相同的汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的汽车热机效率越高 D．热机效率越高，其做有用功的那部分能量一定越多 12．改善现在的能源危机，下列措施中不可行的是（ ） A．大力开发新能源 B．只要人类不使用能量就可以了 C．大量利用水能、风能 D．采用新技术、新设备，更新落后的技术装备 13．下列关于太阳能的说法中，错误的是（ ） A．太阳能十分巨大，供应时间长久 B．太阳能安全、清洁，不会造成环境污染 C．太阳能分布广阔，处处可以利用 D．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响 三、简答题（每题8分，共计24分） 14．核裂变时能产生大量的能量，一定条件下核裂变会持续不断的发生下去。有时我们也把这种现象叫做链式反应，你能用画的形式描绘出核裂变时的链式反应吗？ 15．如图2所示，是一个太阳能热水器的原理图，结合这张图，你能说出太阳能热水器的工作原理吗？ 图2 16．如图3所示是一个组合的电池板，它是由一块块小的电池板组合而成的，你知道它们是如何连结的？ 图3 四、计算与说理（共计30分） 17．三峡水电站是世界上最大的水力发电站，年平均发电量预计为8.5×1010kW·h，这些电能能将送往华东、华中等九省市，所以人们讲“三峡可以照亮半个中国”。 据专家介绍，三峡水电站的年发电量相当于一个第年消耗5×1010kg煤的火力发电站的年发电量，而且是廉价、清洁、可再生的能源。 （1）已知煤的热值是2.9×107J/kg煤完全燃烧后，将放出多少热量？ （2）向大气中排放过量的二氧化碳等气体是造成“温室效应”的主要原因。三峡水电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳1.2×1011kg，在通常情况下，已知二氧化碳气体的密度为1.98kg/m3，则这些二氧化碳气体在通常情况下的体积约为多少？ （3）设火力发电站在单位时间内产生的电能为E，它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧后所产生的热量为Q，根据上述资料，试估算火力发电站的效率。 18．某太阳能热水器，它能盛水2m3，经太阳照射8h，水温由20℃升到70℃，求水吸收的热量是多少？有多少太阳能转化为热能？热水器的功率是多少？ 19．如图4所示，1996年至2000年，中国的节能率为6 %，万元GDP能耗由1995年的3.97油当量（tce）降为2.97油当量（tce），下降25%。1995年至2000年，累计节约和少用能源达4.1亿吨（标准煤），相当于减排二氧化碳800万吨，二氧化硫1.8亿吨，粉尘600万吨，灰渣1亿吨。中国由燃料产生的二氧化碳排放量在1996年至2000年间降低了8.8 %。 图4 根据上面的材料，你可以获得哪些信息，这些信息中，万元GDP能耗降低有什么意义？ 能量与可持续发展 能源问题 核能 新能源 3．开发新能源 如_________________ 2．能源转化的效率=___________________ 1．能量的转化 3．能源与环境 2．可再生能源 如___________________ 1．不可再生能源 如__________________ 1．_______________________ 2．_______________________ 3．_______________________ 4．_______________________ 特点：___________________________________________ 来源（能量转化）_________________________________ 利用途径：________________、______________________ ___________________________。 优缺点 太阳能 获取途径 2．聚变 应用：_________________ 1．裂变 应用：__________________ 其它新能源 如_______________________________ 光化转换 光热转换 光热转换 太阳能 水污染 大气污染 能量守恒定律________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 2．能量转移和转化具有_________________性。 能量转化的基本规律 能源利用简史 能源与社会 内能 6J 光能 40J 电能 乙 甲 PAGE 20