知識點(diǎn)回顧
知識點(diǎn)1:能源
能源:凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源,都可以叫做能源。
1、能源的分類一:
(1)一次能源:可以從自然界直接獲取的能源稱為一次能源。如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、
水能、潮汐能、太陽能、地?zé)崮?、核能、柴薪等?br>(2)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、煤油、酒精等。
2、能源的分類二:
(1)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(fēng)
能、太陽能、食物、柴薪、地?zé)崮堋⒄託?、潮汐能等?br>(2)不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源,都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能。
知識點(diǎn)2:核能
1、獲取核能的兩條途徑:
(1)核裂變:快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸,原子彈就是利用快速裂變制成的,我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度?!昂朔磻?yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。
①核電站核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的,原子彈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的。
②核電站利用核能發(fā)電,目前核電站中進(jìn)行的都是核裂變反應(yīng)。
(2)核聚變:將質(zhì)量很小的原子核,例如氘核(由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成)與氚核(由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成),在超高溫下結(jié)合成新的原子核,會釋放出更大的核能,這就是聚變,有時聚變也稱為熱核反應(yīng)。
※氫彈爆炸的核聚變反應(yīng)是不可控的。
知識點(diǎn)3:太陽能
1、太陽能是由不斷發(fā)生的核聚變產(chǎn)生的,人類賴以生存的各種能源絕大部分來源于太陽能。
2、人類利用太陽能的三種方式:
(1)光熱轉(zhuǎn)換:太陽能熱水器,太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
(2)光電轉(zhuǎn)換:太陽能電池,太陽能轉(zhuǎn)化為電能;
(3)光化轉(zhuǎn)換:植物光合作用,太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
※太陽能來源豐富,不需要運(yùn)輸,無污染,但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大,給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。
知識點(diǎn)4:能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移,都是有方向性的。
我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的,因此,不是什么能量都可以利用,能量的利用是有條件的,也是有代價的,所以我們應(yīng)節(jié)約能源。
2、能源的消耗給環(huán)境帶來了負(fù)面影響:燃料燃燒時產(chǎn)生的有害氣體、大量的粉末污染了環(huán)境,危害人體健康,影響植物正常生長,還會使水土流失,土地沙漠化,加劇溫室效應(yīng),核能的使用也可造成輻射污染。
3、能源與可持續(xù)發(fā)展
未來的理想能源必須滿足以下四個條件:
(1)足夠豐富;(2)足夠便宜;(3)技術(shù)成熟;(4)安全清潔。
典例分析
考點(diǎn)1 能源
【典例1】(2022?鹽城)我市大規(guī)模利用太陽能發(fā)電,下列與太陽能同屬于可再生能源的是( )
A.風(fēng)能B.石油C.煤炭D.天然氣
【典例2】(2022?湘西州)下列能源中屬于二次能源的是( )
A.電能B.風(fēng)能C.太陽能D.地?zé)崮?br>【典例3】(2022?黔西南州)在生產(chǎn)和生活中常用的煤、石油、天然氣、太陽能中,屬于可再生能源的是 ,實(shí)現(xiàn)“低碳生活”的途徑之一是減少和控制 的使用量。
【典例4】(2022?黔西南州模擬)在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今社會,新材料、新能源、新技術(shù)得以深度開發(fā)和廣泛應(yīng)用,如納米材料、綠色能源、記憶合金,任選一個簡要介紹。(從尺度、材料組成、特殊性能、舉例應(yīng)用、微觀原因都可)
考點(diǎn)2 核能
【典例5】(2022?貴陽)如圖所示,中國環(huán)流器二號M裝置在可控核聚變(人造太陽)上取得重大突破。核聚變過程中產(chǎn)生的能量是( )
A.核能B.動能C.機(jī)械能D.重力勢能
【典例6】(2022?棗莊)核電站的發(fā)電流程如圖所示,在發(fā)電過程中,下列所述能量轉(zhuǎn)化順序正確的是( )
A.核能→化學(xué)能→內(nèi)能→電能 B.核能→化學(xué)能→機(jī)械能→電能
C.核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能 D.核能→機(jī)械能→內(nèi)能→電能
【典例7】(2021?蘇州)我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”核電機(jī)組的投入運(yùn)行,使中國躋身核電技術(shù)先進(jìn)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。
考點(diǎn)3 太陽能
【典例8】(2021?湖北)城市交通指示燈大量使用了太陽能。白天,太陽能電池板除了將一部分太陽能給交通指示燈供電外,還將多余的太陽能給蓄電池充電;夜晚蓄電池給交通指示燈供電。此過程中關(guān)于能源及能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是( )
A.太陽能是可再生能源 B.太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.夜晚蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.交通指示燈將光能轉(zhuǎn)化為電能
【典例9】(2022?通遼)某太陽能熱水器內(nèi)裝有100kg溫度為20℃的水,陽光照射一天后,水溫升高到90℃,熱水器內(nèi)的水吸收了 J的熱量,水的內(nèi)能是通過 的方式被改變的。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]。
【典例10】(2021?無錫)如圖所示,我國“祝融”號火星車已成功著陸火星表面?;鹦擒嚿习惭b的太陽能板能將太陽能轉(zhuǎn)化為 能,為科學(xué)儀器供電?;鹦擒図敳堪惭b了集熱窗,里面裝有“正十一烷”,其熔點(diǎn)為﹣26℃,白天,火星表面溫度可升高至35℃,這種物質(zhì)會 (選填“吸收”或“放出”)熱量而熔化;夜間,火星表面溫度會下降到﹣60℃以下,這種物質(zhì)會 (填物態(tài)變化名稱)而放出熱量。
【典例11】(2022?棗莊)太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一,如今太陽能熱水器已走進(jìn)千家萬戶。如圖所示,某家庭太陽能熱水器陽光照射時,平均每小時吸收7.0×106J的太陽能,若熱水器吸收8h的太陽能,可以使質(zhì)量為100kg的水溫度升高50℃。已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值q=3.5×107J/m3。求:(1)水吸收的熱量;
(2)該太陽能熱水器的效率;
(3)若這些水吸收的熱量由天然氣來提供,假設(shè)天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則需要多少m3的天然氣。
考點(diǎn)4 能源與可持續(xù)發(fā)展
【典例12】(2022?荊州)推動“節(jié)能減排”工作,有助于實(shí)現(xiàn)國家提出的“碳中和、碳達(dá)標(biāo)”的目標(biāo)。下列做法可取的是( )
A.實(shí)行垃圾分類回收利用 B.出行時盡量選擇駕駛私家車
C.就餐時選擇使用一次性餐具 D.大力發(fā)展火力發(fā)電
【典例13】(2022?廣饒縣一模)2022年北京冬奧會主火炬采用“微火”,小小火苗傳達(dá)了低碳環(huán)保的理念。在日常生活中,我們有很多實(shí)際行動能夠踐行低碳環(huán)保這一理念,請舉出一例 。
【典例14】(2022?六盤水模擬)目前,六盤水全市森林覆蓋率達(dá)62%,超過貴州省平均水平,被授予全國生態(tài)建設(shè)突出貢獻(xiàn)先進(jìn)集體。請你結(jié)合日常生活,從物理學(xué)的角度提出兩條建設(shè)生態(tài)文明城市的舉措。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022?銅仁市)近年來,我國在材料、能源等領(lǐng)域取得了輝煌的成就,下列說法正確的是( )
A.量子計(jì)算機(jī)中的電子器件都是由超導(dǎo)體制成
B.水力、風(fēng)力、火力發(fā)電是不可再生能源的利用
C.新能源汽車的動力部件是畜電池,其工作原理與內(nèi)燃機(jī)的工作原理相同
D.光纖通信,是利用光在纖維材料中多次反射傳輸信息的
2.(2022?銅仁市)科技是強(qiáng)國的支撐,以下所列我國取得的科技成就中,說法不正確的是( )
A.東漢時期《論衡》一書中所記載的“司南”,其在水平面自由靜止時長柄指向北方
B.“兩彈一星”元勛鄧稼先畢生致力于核能開發(fā),為我國國防事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn),其中的核技術(shù)原理也應(yīng)用于當(dāng)代的核能發(fā)電
C.醫(yī)學(xué)專家鐘南山對新冠病毒流行病學(xué)進(jìn)行科學(xué)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)飛沫、氣溶膠流動會傳播病毒,強(qiáng)調(diào)“戴好口罩”,口罩中的熔噴布具有靜電吸附作用
D.航天員王亞平在太空授課中用實(shí)驗(yàn)表明,太空艙中水里的乒乓球不會受到浮力作用
3.(2022?錦州)目前我國在能源、材料和航天等領(lǐng)域都取得了巨大成就。下列說法正確的是( )
A.核能和地?zé)崮芏际强稍偕茉?br>B.半導(dǎo)體是制造集成電路的重要材料
C.地面控制中心通過超聲波與空間站中的航天員通信
D.空間站上太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
4.(2021?廣州)如圖,太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能,儲存在車上的蓄電池內(nèi),為汽車提供動力。下列說法正確的是( )
A.太陽能是一種不可再生能源
B.蓄電池為汽車提供動力時,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能
5.(2022?無錫)無錫市歌《太湖美》中唱到“太湖美呀,太湖美,美就美在太湖水”,節(jié)約用水,加強(qiáng)水資源保護(hù)。下列做法中錯誤的是( )
A.農(nóng)業(yè)灌溉推廣滴灌B.不向河湖排放工業(yè)污水
C.將飲料瓶扔進(jìn)湖中D.洗手后及時關(guān)閉水龍頭
6.(2021?邵陽)我國是嚴(yán)重缺水的國家,水資源人均占有量只有世界平均值的25%,是世界上人均水資源最貧乏的國家之一,所以保護(hù)水資源節(jié)約用水迫在眉睫,下列做法錯誤的是( )
A.工業(yè)廢水未經(jīng)過處理直接排放到河水中 B.洗完菜的水用來沖廁所
C.使用節(jié)水器具 D.及時修理漏水龍頭
二、填空題。
7.(2022?濱州)2022年3月23日,“天宮課堂”第二課正式開講,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。授課期間,“太空教師”與地面課堂師生的實(shí)時互動交流是通過 進(jìn)行傳播的。空間站太陽翼上的太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能為空間站供電,電能是 (選填“一次”或“二次”)能源。
8.(2022?朝陽)從遠(yuǎn)處看太陽像一個巨大的火球,它在不斷地向外釋放能量,在太陽內(nèi)部時刻都在發(fā)生著核 變,太陽能屬于 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。
9.(2022?東營)2021年9月21日,我國大亞灣核電站已實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)營10000天,累計(jì)供電超3800億度,等效減排效應(yīng)相當(dāng)于種植近90萬公頃森林。核電站是利用反應(yīng)堆發(fā)生
(選填“核裂變”或“核聚變”)發(fā)電的,反應(yīng)堆的“水冷卻系統(tǒng)”是利用 (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變內(nèi)能的。
10.(2021?濱州)2021年5月15日8時20分左右,我國發(fā)射的天問一號著陸器成功著陸于火星北半球的烏托邦平原。如圖所示,著陸器上搭載著的中國首輛火星車“祝融號”通過 向地球傳回了火星表面的照片?!白H谔枴被鹦擒嚬ぷ鲿r,所需要的電能是通過太陽能電池板由 能轉(zhuǎn)化而來的。
11.(2022?寧陵縣一模)我國承諾2030年前,二氧化碳的排放不再增長,達(dá)到峰值之后逐步降低。請說出一種造成二氧化碳排放增加的常用能源名稱: ,減少碳排放人人有責(zé),請說出一種能夠?qū)p少碳排放做出貢獻(xiàn)的出行方式:

三、計(jì)算題。
12.(2021?攀枝花)英雄攀枝花,陽光康養(yǎng)地。攀枝花日照豐富,為了節(jié)約能源,攀枝花很多屋頂都安裝了太陽能熱水器。已知太陽能熱水器儲水箱內(nèi)盛有100kg的水,在陽光照射下,水的溫度升高了26℃,已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。求:
(1)水吸收的熱量;
(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒多少煤氣放出的熱量。(q煤氣=3.9×107J/m3)
四、解答題。
13.(2020?廣州)某地區(qū)把多余電能E1送往制氫裝置產(chǎn)生氫氣,電能不足時,通過發(fā)電裝置把這部分氫氣燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能E2送回電網(wǎng)。
(1)氫氣的熱值是1.4×108J/kg,20kg氫氣完全燃燒放出的熱量是 J。
(2)下列屬于可再生能源的是 。
①風(fēng)能 ②煤 ③太陽能
(3)E1 E2(選填“>”“=”“<”)。
14.(2021?濰坊)閱讀短文,回答問題:
“長五”助力,“天和”巡天
2021年4月29日,搭載中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運(yùn)載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。長征五號B遙二運(yùn)載火箭是新一代運(yùn)載火箭,它使用的是冷藏液氫、液氧低溫燃料,液氫溫度為﹣253℃,液氧為﹣183℃。在塔架上未起飛前,這些燃料在與外界空氣接觸時,火箭側(cè)壁會冒出“白霧”,在“點(diǎn)火”口令下達(dá)后,重達(dá)800多噸的火箭拔地而起,火箭尾部發(fā)出又長又亮的藍(lán)白色火焰,約490s后離開視野。將天和核心艙送入預(yù)定軌道后,末級火箭與核心艙分離,末級火箭再入大氣層,與大氣劇烈摩擦使火箭絕大部分燒蝕銷毀。
進(jìn)入預(yù)定軌道的天和核心艙使用的是大功率LT﹣100型霍爾電推系統(tǒng),該設(shè)備將太陽能先轉(zhuǎn)化為電能,再將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。天和核心艙使用的是目前世界上最先進(jìn)的砷化鉀太陽能電池翼,它的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%以上,而傳統(tǒng)的晶硅電池只有20%左右,此外,砷化鉀電池還具有很好的耐溫性,在250℃高溫下也能正常工作。天和號核心艙目前翼展長是13m,未來將發(fā)射升空的“問天”號和“夢天”號兩個實(shí)驗(yàn)艙的太陽翼單側(cè)翼展將達(dá)到30m!到那時,“天宮”號空間站的供電能力將達(dá)到100kW。
(1)火箭在塔架上未起飛前,側(cè)壁冒出的“白霧”是由水蒸氣 產(chǎn)生的;
(2)末級火箭絕大部分燒蝕銷毀過程,火箭的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化 ;
(3)“點(diǎn)火”發(fā)射時,使“長五”火箭起飛需要的最小推力大小為 N;
(4)建成后的“天宮”號空間站,太陽能電池接收太陽能的最大功率為 kW。
第二十二章 能源與可持續(xù)發(fā)展(解析版)
知識導(dǎo)航

知識點(diǎn)回顧
知識點(diǎn)1:能源
能源:凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源,都可以叫做能源。
1、能源的分類一:
(1)一次能源:可以從自然界直接獲取的能源稱為一次能源。如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、
水能、潮汐能、太陽能、地?zé)崮堋⒑四堋⒉裥降取?br>(2)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、煤油、酒精等。
2、能源的分類二:
(1)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(fēng)
能、太陽能、食物、柴薪、地?zé)崮?、沼氣、潮汐能等?br>(2)不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源,都屬于不可再生能源。如煤、石油、天然氣、核能。
知識點(diǎn)2:核能
1、獲取核能的兩條途徑:
(1)核裂變:快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸,原子彈就是利用快速裂變制成的,我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。“核反應(yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。
①核電站核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的,原子彈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的。
②核電站利用核能發(fā)電,目前核電站中進(jìn)行的都是核裂變反應(yīng)。
(2)核聚變:將質(zhì)量很小的原子核,例如氘核(由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成)與氚核(由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成),在超高溫下結(jié)合成新的原子核,會釋放出更大的核能,這就是聚變,有時聚變也稱為熱核反應(yīng)。
※氫彈爆炸的核聚變反應(yīng)是不可控的。
知識點(diǎn)3:太陽能
1、太陽能是由不斷發(fā)生的核聚變產(chǎn)生的,人類賴以生存的各種能源絕大部分來源于太陽能。
2、人類利用太陽能的三種方式:
(1)光熱轉(zhuǎn)換:太陽能熱水器,太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
(2)光電轉(zhuǎn)換:太陽能電池,太陽能轉(zhuǎn)化為電能;
(3)光化轉(zhuǎn)換:植物光合作用,太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
※太陽能來源豐富,不需要運(yùn)輸,無污染,但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大,給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。
知識點(diǎn)4:能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移,都是有方向性的。
我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的,因此,不是什么能量都可以利用,能量的利用是有條件的,也是有代價的,所以我們應(yīng)節(jié)約能源。
2、能源的消耗給環(huán)境帶來了負(fù)面影響:燃料燃燒時產(chǎn)生的有害氣體、大量的粉末污染了環(huán)境,危害人體健康,影響植物正常生長,還會使水土流失,土地沙漠化,加劇溫室效應(yīng),核能的使用也可造成輻射污染。
3、能源與可持續(xù)發(fā)展
未來的理想能源必須滿足以下四個條件:
(1)足夠豐富;(2)足夠便宜;(3)技術(shù)成熟;(4)安全清潔。
典例分析
考點(diǎn)1 能源
【典例1】(2022?鹽城)我市大規(guī)模利用太陽能發(fā)電,下列與太陽能同屬于可再生能源的是( )
A.風(fēng)能B.石油C.煤炭D.天然氣
【答案】A。
【解答】解:煤炭、石油、天然氣都屬于化石能源,是短時間內(nèi)不能再次產(chǎn)生的,是不可再生能源;
風(fēng)能在短時間內(nèi)可以再次產(chǎn)生,是可再生能源,故A符合題意。
故選:A。
【典例2】(2022?湘西州)下列能源中屬于二次能源的是( )
A.電能B.風(fēng)能C.太陽能D.地?zé)崮?br>【答案】A。
【解答】解:A.電能是由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源,所以不是一次能源,屬于二次能源,故A正確;
B.風(fēng)能直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的能源,所以是一次能源,故B錯誤;
C.太陽能直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的能源,所以是一次能源,故C錯誤;
D.地?zé)崮苤苯尤∽宰匀唤鐩]有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的能源,所以是一次能源,故D錯誤;
故選:A。
【典例3】(2022?黔西南州)在生產(chǎn)和生活中常用的煤、石油、天然氣、太陽能中,屬于可再生能源的是 太陽能 ,實(shí)現(xiàn)“低碳生活”的途徑之一是減少和控制 不可再生能源 的使用量。
【答案】太陽能;不可再生能源。
【解答】解:在生產(chǎn)和生活中常用的煤、石油、天然氣、太陽能中,屬于可再生能源的是太陽能,實(shí)現(xiàn)“低碳生活”的途徑之一是減少和控制不可再生能源的使用量。
故答案為:太陽能;不可再生能源。
【典例4】(2022?黔西南州模擬)在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今社會,新材料、新能源、新技術(shù)得以深度開發(fā)和廣泛應(yīng)用,如納米材料、綠色能源、記憶合金,任選一個簡要介紹。(從尺度、材料組成、特殊性能、舉例應(yīng)用、微觀原因都可)
【解答】答:記憶合金是一種有記憶,能恢復(fù)原來形狀的一種特殊金屬;如接骨用的骨板,不但能將兩段斷骨固定,而且在恢復(fù)原形狀的過程中產(chǎn)生壓縮力,迫使斷骨接合在一起。
考點(diǎn)2 核能
【典例5】(2022?貴陽)如圖所示,中國環(huán)流器二號M裝置在可控核聚變(人造太陽)上取得重大突破。核聚變過程中產(chǎn)生的能量是( )
A.核能B.動能C.機(jī)械能D.重力勢能
【答案】A。
【解答】解:核聚變過程中產(chǎn)生的能量是核能。
故BCD錯誤,A正確。
故選:A。
【典例6】(2022?棗莊)核電站的發(fā)電流程如圖所示,在發(fā)電過程中,下列所述能量轉(zhuǎn)化順序正確的是( )
A.核能→化學(xué)能→內(nèi)能→電能 B.核能→化學(xué)能→機(jī)械能→電能
C.核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能 D.核能→機(jī)械能→內(nèi)能→電能
【答案】C。
【解答】解:在核反應(yīng)堆中,核能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能,在汽輪機(jī)中蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能,在發(fā)電機(jī)中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,最終輸送到電網(wǎng)上,因此,選項(xiàng)C的描述符合題意。
故選:C。
【典例7】(2021?蘇州)我國具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”核電機(jī)組的投入運(yùn)行,使中國躋身核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。核電站是利用核反應(yīng)堆發(fā)生核 裂變 (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 熱傳遞 (做功/熱傳遞)的方式來改變內(nèi)能。
【答案】裂變;熱傳遞。
【解答】解:核電站是利用核反應(yīng)堆發(fā)生核裂變時提供的能量發(fā)電的,冷卻系統(tǒng)采用水冷方式是利用熱傳遞的方式來改變內(nèi)能。
故答案為:裂變;熱傳遞。
考點(diǎn)3 太陽能
【典例8】(2021?湖北)城市交通指示燈大量使用了太陽能。白天,太陽能電池板除了將一部分太陽能給交通指示燈供電外,還將多余的太陽能給蓄電池充電;夜晚蓄電池給交通指示燈供電。此過程中關(guān)于能源及能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是( )
A.太陽能是可再生能源 B.太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.夜晚蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.交通指示燈將光能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】A。
【解答】解:
A、太陽能可以從自然界中源源不斷的獲得,是可再生能源,故A正確;
B、太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;
C、蓄電池充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來;在夜晚時蓄電池給交通指示燈供電照明,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故C錯誤;
D、交通指示燈屬于用電器,將電能轉(zhuǎn)化為光能,故D錯誤。
故選:A。
【典例9】(2022?通遼)某太陽能熱水器內(nèi)裝有100kg溫度為20℃的水,陽光照射一天后,水溫升高到90℃,熱水器內(nèi)的水吸收了 2.94×107 J的熱量,水的內(nèi)能是通過 熱傳遞 的方式被改變的。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]。
【答案】2.94×107;熱傳遞。
【解答】解:水吸收的熱量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(90℃﹣20℃)=2.94×107J;
太陽熱水器內(nèi)的水吸收熱量,溫度升高、內(nèi)能增大,是通過熱傳遞改變的。
故答案為:2.94×107;熱傳遞。
【典例10】(2021?無錫)如圖所示,我國“祝融”號火星車已成功著陸火星表面?;鹦擒嚿习惭b的太陽能板能將太陽能轉(zhuǎn)化為 電 能,為科學(xué)儀器供電?;鹦擒図敳堪惭b了集熱窗,里面裝有“正十一烷”,其熔點(diǎn)為﹣26℃,白天,火星表面溫度可升高至35℃,這種物質(zhì)會 吸收 (選填“吸收”或“放出”)熱量而熔化;夜間,火星表面溫度會下降到﹣60℃以下,這種物質(zhì)會 凝固 (填物態(tài)變化名稱)而放出熱量。
【答案】電;吸收;凝固。
【解答】解:由“為科學(xué)儀器供電”可知,太陽能板是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置?;鹦潜砻娴臏囟冗_(dá)到35℃時,高于“正十一烷”的熔點(diǎn),所以“正十一烷”會吸熱熔化;火星表面的溫度降低到﹣60℃時,低于“正十一烷”的熔點(diǎn)(晶體的熔點(diǎn)與凝固點(diǎn)相同),所以“正十一烷”會放熱凝固。
故答案為:電;吸收;凝固。
【典例11】(2022?棗莊)太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一,如今太陽能熱水器已走進(jìn)千家萬戶。如圖所示,某家庭太陽能熱水器陽光照射時,平均每小時吸收7.0×106J的太陽能,若熱水器吸收8h的太陽能,可以使質(zhì)量為100kg的水溫度升高50℃。已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值q=3.5×107J/m3。求:(1)水吸收的熱量;
(2)該太陽能熱水器的效率;
(3)若這些水吸收的熱量由天然氣來提供,假設(shè)天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則需要多少m3的天然氣。
【解答】解:(1)水吸收的熱量為:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×50℃=2.1×107J;
(2)每天獲得的太陽能為:
E=7.0×106J/h×8h=5.6×107J,
則太陽能熱水器的效率:
η=×100%=×100%=37.5%;
(3)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸=2.1×107J;
由Q放=Vq可知,需要完全燃燒天然氣的體積:V===0.6m3;
答:(1)水吸收的熱量為2.1×107J;
(2)太陽能熱水器的效率為37.5%;
(3)需要0.6m3的天然氣。
考點(diǎn)4 能源與可持續(xù)發(fā)展
【典例12】(2022?荊州)推動“節(jié)能減排”工作,有助于實(shí)現(xiàn)國家提出的“碳中和、碳達(dá)標(biāo)”的目標(biāo)。下列做法可取的是( )
A.實(shí)行垃圾分類回收利用 B.出行時盡量選擇駕駛私家車
C.就餐時選擇使用一次性餐具 D.大力發(fā)展火力發(fā)電
【答案】A。
【解答】解:A、實(shí)行垃圾分類回收利用體現(xiàn)了節(jié)能的理念,故A正確;
B、出行時選擇駕駛私家車增加了碳排放,故B錯誤;
C、使用一次性餐具浪費(fèi)了國家資源,故C錯誤;
D、火力發(fā)電需要燃燒煤,增加了碳排放,故D錯誤。
故選:A。
【典例13】(2022?廣饒縣一模)2022年北京冬奧會主火炬采用“微火”,小小火苗傳達(dá)了低碳環(huán)保的理念。在日常生活中,我們有很多實(shí)際行動能夠踐行低碳環(huán)保這一理念,請舉出一例 多乘坐公交出行 。
【答案】多乘坐公交出行。
【解答】解:踐行低碳環(huán)保,就是要減少碳的排放,如可以多乘坐公交出行,少開私家車。
故答案為:多乘坐公交出行。
【典例14】(2022?六盤水模擬)目前,六盤水全市森林覆蓋率達(dá)62%,超過貴州省平均水平,被授予全國生態(tài)建設(shè)突出貢獻(xiàn)先進(jìn)集體。請你結(jié)合日常生活,從物理學(xué)的角度提出兩條建設(shè)生態(tài)文明城市的舉措。
【解答】答:(1)大力開發(fā)和利用太陽能,可以節(jié)約化石燃料,有利于緩解我國能源緊張;
(2)為了節(jié)能環(huán)保,要盡量少使用景觀燈。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022?銅仁市)近年來,我國在材料、能源等領(lǐng)域取得了輝煌的成就,下列說法正確的是( )
A.量子計(jì)算機(jī)中的電子器件都是由超導(dǎo)體制成
B.水力、風(fēng)力、火力發(fā)電是不可再生能源的利用
C.新能源汽車的動力部件是畜電池,其工作原理與內(nèi)燃機(jī)的工作原理相同
D.光纖通信,是利用光在纖維材料中多次反射傳輸信息的
【答案】D。
【解答】解:A、計(jì)算機(jī)中的電子器件主要是由半導(dǎo)體材料制成的,故A錯誤;
B、水力、風(fēng)力、利用的是水能、風(fēng)能,屬于可再生能源,火力發(fā)電利用的是煤炭的內(nèi)能,屬于不可再生資源,故B錯誤;
C、新能源汽車的動力部件是畜電池,用的電能,內(nèi)燃機(jī)利用的汽油的內(nèi)能,故C錯誤;
D、光纖通信,是利用了光在纖維材料中多次反射傳輸信息,故D正確。
故選:D。
2.(2022?銅仁市)科技是強(qiáng)國的支撐,以下所列我國取得的科技成就中,說法不正確的是( )
A.東漢時期《論衡》一書中所記載的“司南”,其在水平面自由靜止時長柄指向北方
B.“兩彈一星”元勛鄧稼先畢生致力于核能開發(fā),為我國國防事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn),其中的核技術(shù)原理也應(yīng)用于當(dāng)代的核能發(fā)電
C.醫(yī)學(xué)專家鐘南山對新冠病毒流行病學(xué)進(jìn)行科學(xué)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)飛沫、氣溶膠流動會傳播病毒,強(qiáng)調(diào)“戴好口罩”,口罩中的熔噴布具有靜電吸附作用
D.航天員王亞平在太空授課中用實(shí)驗(yàn)表明,太空艙中水里的乒乓球不會受到浮力作用
【答案】A。
【解答】解:A.“司南”最早出現(xiàn)于我國戰(zhàn)國時期,它是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶,將勺放在水平光滑的“地盤”上,讓其自由轉(zhuǎn)動,在地磁場作用下靜止時,因勺柄為S極,則勺柄指向南方,勺頭指向北方,故A錯誤;
B.“兩彈一星”元勛鄧稼先畢生致力于核能開發(fā),為我國國防事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn),研究的核裂變技術(shù)也應(yīng)用于當(dāng)代的核能發(fā)電,故B正確;
C.熔噴層通過靜電吸附病毒原理是帶電體能夠吸引輕小物體,故C正確;
D.在太空這個失重的環(huán)境中,液體對放入其中的物體不會產(chǎn)生壓強(qiáng)和壓力,不存在壓力差,所以物體不受浮力,故D正確。
故選:A。
3.(2022?錦州)目前我國在能源、材料和航天等領(lǐng)域都取得了巨大成就。下列說法正確的是( )
A.核能和地?zé)崮芏际强稍偕茉?br>B.半導(dǎo)體是制造集成電路的重要材料
C.地面控制中心通過超聲波與空間站中的航天員通信
D.空間站上太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【答案】B。
【解答】解:A、地?zé)崮芸梢阅軌蛟丛床粩嗟膹淖匀唤绲玫降哪茉词强稍偕茉?,化石能源、核能是不可再生能源,故A錯誤;
B、半導(dǎo)體最基本的是二極管和MOS管,原理都是基于N型和P型半導(dǎo)體構(gòu)成的PN結(jié);二極管是單向?qū)щ娖骷?,可以?shí)現(xiàn)整流控制等;MOS管是柵控器件,是目前集成電路中最基本的單元,故B正確;
C、地面控制中心通過電磁波與空間站中的航天員通信,故C錯誤;
D、太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯誤。
故選:B。
4.(2021?廣州)如圖,太陽能汽車?yán)锰柲茈姵貙⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能,儲存在車上的蓄電池內(nèi),為汽車提供動力。下列說法正確的是( )
A.太陽能是一種不可再生能源
B.蓄電池為汽車提供動力時,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能
【答案】C。
【解答】解:A、太陽能可以在自然界源源不斷地得到,屬于可再生能源,故A錯誤;
B、蓄電池為汽車提供動力時,先將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,然后將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B錯誤;
C、由于在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中存在能量的散失,所以太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確;
D、太陽能汽車將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,故D錯誤。
故選:C。
5.(2022?無錫)無錫市歌《太湖美》中唱到“太湖美呀,太湖美,美就美在太湖水”,節(jié)約用水,加強(qiáng)水資源保護(hù)。下列做法中錯誤的是( )
A.農(nóng)業(yè)灌溉推廣滴灌B.不向河湖排放工業(yè)污水
C.將飲料瓶扔進(jìn)湖中D.洗手后及時關(guān)閉水龍頭
【答案】C。
【解答】解:A、滴灌的推廣,節(jié)約水資源,故A正確;
B、污水不直接排放到河流中,加強(qiáng)水資源保護(hù),故B正確;
C、飲料瓶隨意丟進(jìn)湖水中,污染水資源,故C錯誤;
D、洗手后及時關(guān)閉水龍頭,注意節(jié)約用水,故D正確。
故選:C。
6.(2021?邵陽)我國是嚴(yán)重缺水的國家,水資源人均占有量只有世界平均值的25%,是世界上人均水資源最貧乏的國家之一,所以保護(hù)水資源節(jié)約用水迫在眉睫,下列做法錯誤的是( )
A.工業(yè)廢水未經(jīng)過處理直接排放到河水中 B.洗完菜的水用來沖廁所
C.使用節(jié)水器具 D.及時修理漏水龍頭
【答案】A。
【解答】解:A、工業(yè)廢水未經(jīng)過處理直接排放到河水中造成水污染,不能節(jié)約水資源,故A錯誤;
BCD、洗完菜的水用來沖廁所,使用節(jié)水器具,及時修理漏水龍頭,可以節(jié)約用水,故BCD正確;
故選:A。
二、填空題。
7.(2022?濱州)2022年3月23日,“天宮課堂”第二課正式開講,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。授課期間,“太空教師”與地面課堂師生的實(shí)時互動交流是通過 電磁波 進(jìn)行傳播的??臻g站太陽翼上的太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能為空間站供電,電能是 二次 (選填“一次”或“二次”)能源。
【答案】電磁波;二次。
【解答】解:電磁波的傳播不需要介質(zhì),聲音的傳播需要介質(zhì),而太空中沒有空氣,所以太空教師”與地面課堂師生的實(shí)時互動交流是通過電磁波進(jìn)行傳播;
電能是消耗其它能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換來的,屬于二次能源;
故答案為:電磁波;二次。
8.(2022?朝陽)從遠(yuǎn)處看太陽像一個巨大的火球,它在不斷地向外釋放能量,在太陽內(nèi)部時刻都在發(fā)生著核 聚 變,太陽能屬于 可再生 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】聚;可再生。
【解答】解:太陽像一個巨大的火球,它在不斷地向外釋放巨大的能量,在太陽內(nèi)部時刻都在發(fā)生核聚變。
太陽能取之不盡用之不竭,屬于可再生能源。
故答案為:聚;可再生。
9.(2022?東營)2021年9月21日,我國大亞灣核電站已實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)營10000天,累計(jì)供電超3800億度,等效減排效應(yīng)相當(dāng)于種植近90萬公頃森林。核電站是利用反應(yīng)堆發(fā)生 核裂變 (選填“核裂變”或“核聚變”)發(fā)電的,反應(yīng)堆的“水冷卻系統(tǒng)”是利用 熱傳遞 (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變內(nèi)能的。
【答案】核裂變;熱傳遞。
【解答】解:核電站是利用反應(yīng)堆發(fā)生可控制的核裂變來提供能量發(fā)電的;反應(yīng)堆用冷水冷卻是利用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能。
故答案為:核裂變;熱傳遞。
10.(2021?濱州)2021年5月15日8時20分左右,我國發(fā)射的天問一號著陸器成功著陸于火星北半球的烏托邦平原。如圖所示,著陸器上搭載著的中國首輛火星車“祝融號”通過 電磁波 向地球傳回了火星表面的照片?!白H谔枴被鹦擒嚬ぷ鲿r,所需要的電能是通過太陽能電池板由 太陽 能轉(zhuǎn)化而來的。
【答案】電磁波;太陽。
【解答】解:電磁波能傳遞信息,電磁波可以在真空傳播。衛(wèi)星信號都是通過電磁波傳遞的;太陽能電池板是把太陽能轉(zhuǎn)化成電能;
故答案為:電磁波;太陽。
11.(2022?寧陵縣一模)我國承諾2030年前,二氧化碳的排放不再增長,達(dá)到峰值之后逐步降低。請說出一種造成二氧化碳排放增加的常用能源名稱: 煤炭 ,減少碳排放人人有責(zé),請說出一種能夠?qū)p少碳排放做出貢獻(xiàn)的出行方式: 近距離出行采用步行或騎行的方式,遠(yuǎn)距離出行采用公交車等公共交通 。
【答案】煤炭(或石油、天然氣);近距離出行采用步行或騎行的方式,遠(yuǎn)距離出行采用公交車等公共交通。
【解答】解:目前我們使用的主要能源是煤炭、石油、天然氣,這些能源在使用過程中都會產(chǎn)生大量的二氧化碳,導(dǎo)致溫室效應(yīng)的進(jìn)一步加劇。為減少二氧化碳的排放,我們應(yīng)盡量減小這些能源的使用量,如無必要不開車等。
故答案為:煤炭(或石油、天然氣);近距離出行采用步行或騎行的方式,遠(yuǎn)距離出行采用公交車等公共交通。
三、計(jì)算題。
12.(2021?攀枝花)英雄攀枝花,陽光康養(yǎng)地。攀枝花日照豐富,為了節(jié)約能源,攀枝花很多屋頂都安裝了太陽能熱水器。已知太陽能熱水器儲水箱內(nèi)盛有100kg的水,在陽光照射下,水的溫度升高了26℃,已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。求:
(1)水吸收的熱量;
(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒多少煤氣放出的熱量。(q煤氣=3.9×107J/m3)
【解答】解(1)水吸收的熱量:
Q吸=c水m1△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×26℃=1.092×107J;
(2)由題意可知,煤氣完全燃燒放出的熱量:
Q放=Q吸=1.092×107J,
由Q放=Vq可得,需要煤氣的體積:
V===0.28m3。
答:(1)水吸收的熱量為1.092×107J;
(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒0.28m3煤氣放出的熱量。
四、解答題。
13.(2020?廣州)某地區(qū)把多余電能E1送往制氫裝置產(chǎn)生氫氣,電能不足時,通過發(fā)電裝置把這部分氫氣燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能E2送回電網(wǎng)。
(1)氫氣的熱值是1.4×108J/kg,20kg氫氣完全燃燒放出的熱量是 2.8×109 J。
(2)下列屬于可再生能源的是 ①③ 。
①風(fēng)能 ②煤 ③太陽能
(3)E1 > E2(選填“>”“=”“<”)。
【答案】(1)2.8×109。(2)①③。(3)>。
【解答】解:(1)20kg氫氣完全燃燒放出的熱量是:
Q放=mq=20kg×1.4×108J/kg=2.8×109J。
(2)可以在自然界源源不斷地得到能源稱為可再生能源,故屬于可再生能源的是:風(fēng)能和太陽能。
(3)多余電能E1送往制氫裝置產(chǎn)生氫氣,電能不足時,通過發(fā)電裝置把這部分氫氣燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能E2,由于能量在轉(zhuǎn)化過程中,存在能量的損失,故E1>E2。
故答案為:(1)2.8×109。(2)①③。(3)>。
14.(2021?濰坊)閱讀短文,回答問題:
“長五”助力,“天和”巡天
2021年4月29日,搭載中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運(yùn)載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。長征五號B遙二運(yùn)載火箭是新一代運(yùn)載火箭,它使用的是冷藏液氫、液氧低溫燃料,液氫溫度為﹣253℃,液氧為﹣183℃。在塔架上未起飛前,這些燃料在與外界空氣接觸時,火箭側(cè)壁會冒出“白霧”,在“點(diǎn)火”口令下達(dá)后,重達(dá)800多噸的火箭拔地而起,火箭尾部發(fā)出又長又亮的藍(lán)白色火焰,約490s后離開視野。將天和核心艙送入預(yù)定軌道后,末級火箭與核心艙分離,末級火箭再入大氣層,與大氣劇烈摩擦使火箭絕大部分燒蝕銷毀。
進(jìn)入預(yù)定軌道的天和核心艙使用的是大功率LT﹣100型霍爾電推系統(tǒng),該設(shè)備將太陽能先轉(zhuǎn)化為電能,再將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。天和核心艙使用的是目前世界上最先進(jìn)的砷化鉀太陽能電池翼,它的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%以上,而傳統(tǒng)的晶硅電池只有20%左右,此外,砷化鉀電池還具有很好的耐溫性,在250℃高溫下也能正常工作。天和號核心艙目前翼展長是13m,未來將發(fā)射升空的“問天”號和“夢天”號兩個實(shí)驗(yàn)艙的太陽翼單側(cè)翼展將達(dá)到30m!到那時,“天宮”號空間站的供電能力將達(dá)到100kW。
(1)火箭在塔架上未起飛前,側(cè)壁冒出的“白霧”是由水蒸氣 液化 產(chǎn)生的;
(2)末級火箭絕大部分燒蝕銷毀過程,火箭的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化 內(nèi)能 ;
(3)“點(diǎn)火”發(fā)射時,使“長五”火箭起飛需要的最小推力大小為 8×106 N;
(4)建成后的“天宮”號空間站,太陽能電池接收太陽能的最大功率為 200 kW。
【答案】(1)液化;(2)內(nèi)能;(3)8×106;(4)200。
【解答】解:(1)運(yùn)載火線使用的是冷藏液氫、液氧低溫燃料,當(dāng)他們與外界空氣接觸時,空氣中的水蒸氣遇冷會液化成小水滴,即產(chǎn)生“白霧”;
(2)末級火箭進(jìn)入入大氣層,與大氣劇烈摩擦使火箭絕大部分燒蝕銷毀,在該過程中,與大氣劇烈摩擦,火箭的機(jī)械能一部分會轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;
(3)火箭的質(zhì)量為:m=800t=8×105kg,則火箭的重力為:G=mg=8×105kg×10N/kg=8×106N,
要使火箭升空,給它施加的推力至少等于自身的重力,即F=8×106N;
(4)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%,供電能力為100kW,
則接受太陽能的最大功率為:P==200kW。
故答案為:(1)液化;(2)內(nèi)能;(3)8×106;(4)200。

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