第22.1讲：能源与可持续发展【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第22讲 能源与可持续发展 知识点1：能源 煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源，我们称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源。由于电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。 【典例探究】研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同的分类。下列四组能源中，能归入如图所示阴影部分的一组是（ ） A.煤炭、地热能、沼气 B.太阳能、风能、海洋能 C.水能、木柴、天然气 D.石油、海洋能、核能 【答案】B 【解析】图中阴影部分说明在不同角度的划分下，这种能源同属于三种不同类别的能源。只有B选项中的太阳能、风能、海洋能满足图中三种能源的划分方式。 知识点2：核能 核能：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 链式反应：用中子轰击铀235 原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。 热核反应：如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子 和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是聚变，有时把聚变也称为热核反应。 【典例探究】下列关于能源与材料，说法不正确的是（　　） A．超导材料可以用来输电，减少电能损耗 B．核电站的核反应堆是利用核聚变原理 C．石墨是导体 D．漂亮又节能的LED灯的核心部件材料是半导体，它的导电性能介于导体与绝缘体之间 【答案】B 【解析】A．超导材料电阻为零，在通电时不发热，用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗，故A正确，不符合题意； B．核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故B错误，符合题意； C．石墨容易导电是导体，故C正确，不符合题意； D．半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指导电性可受控制范围可从绝缘体到导体之间的材料。发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。故D正确，不符合题意。 故选B。 知识点3：太阳能 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 人类除了间接利用存贮在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能。目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。 太阳能电池可以将太阳能转化为电能，供我们使用。太阳能电池具有使用寿命较长、没有污染的优点，但是，它的成本较高，而且每个太阳能电池产生的电压较低。太阳能电池目前主要在航空、航天、通信等领域中应用；在日常生活中也用于照明、计算器、手表等耗电少、工作电压低的用电器。 【典例探究】光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术。 （1）光伏发电的关键元件是太阳能电池，太阳能来源于内部氢原子核______（选填裂变或聚变），得到的电能属于______次能源，其能量转化与风力发电机______（选填相同或不同）； （2）太阳能电池使用的半导体材料主要是______（选填铁硅或银 ），太阳能电池经过串联后进行封装可形成大面积的太阳能电池组件，100块2V的太阳能电池组件输出电压为______V； （3）某大学2MW（1 MW=1×106 W）太阳能屋顶光伏发电项目建成，若每天有效光照时间为 4h，年发电量约______（选填3×104、3×106或3×108）kW·h。 【答案】  聚变     二     不同     硅     200     3×106 【解析】（1）[1]太阳能是太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变释放出的巨大核能。 [2]电能靠消耗一次能源得到属于二次能源。 [3]光伏发电是光能转化为电能，风力发电是机械能转化为电能，故不一样。 （2）[4]硅是半导体，银是导体。 [5]根据串联分压可知，100块2V的太阳能电池组件输出电压为200V。 （3）[6]年发电量 知识点4：能源和可持续发展 涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 保护环境，控制和消除大气污染，已经成为当前