第22章 能源与可持续发展-2024年初中学业水平考试物理总复习

第二十二章 能源与可持续发展 课标要求 内容 学习目标 学科核心素养 1,通过交流讨论，了解能源是提供能量的物质，列举生活中常 物理观念科学态度与责任 见的能源，并分类。 能源 2.通过复习能量转化和转移实例，分析能量转化和转移过程 中能量去向，明白能量转化和转移具有方向性，认识到节约能 物理观念 科学态度与责任 源的重要性。 核能 了解核裂变，聚变：通过分析核电站工作过程的了解，认识核 物理观念 科学态度与责任 能利用可能带来的问题。 太阳能 了解太阳能的结构和太阳能在生活中的利用。 物理观念科学态度与责任 能源与可 了解未来新能源应该具备的特点，社会可持续发展的重要性 物理观念科学态度与责任 持续发展 学业要求 能列举能量转化和转移的实例，知道能量在转化和转移过程中是守恒的，能用能量转化与守 恒的观点解释常见的自然现象，解决日常生活中的有关问题，形成初步的能量观念，具有根据能量 守恒的观点对一些不当说法进行质疑的意识：能从能量的转化和转移具有一定方向性的角度，体 会节约能源与可持续发展的重要性。 内容结构 能源 能源与能源开发 能源的分类 能养危机 核裂变 核能 核缘变 能游与特续发展 新能源 太阳能 其他新能源 能派消花对环境的影响 能隙、坏境与可持续发展 可持续发展 246 第二十二章能源与可持续发展 评价要点 一、常见的各种能源及分类 知识储备 常见的各种能源及分类 煤、石油、 、风 生活中常见能源 能、 电能等。 【解析】本题考查能源的分类及能量的转 化石能源 移与转化，知道可再生与不可再生的概念、知道 能否直接从 一次能源 发电过程前后能量存在的形式即可正确解题。 自然界获取 二次能源 波浪能可以从自然界源源不断获得，是可再生 能否在 可再生能源 能源：在利用波浪发电时，波浪的机械能转化为 自然再生 不可再生能源 电能。 【答案】可再生机械 注意：列举生活中常见的能源，从能源的来 二、列举能量转化和转移具有方向性的常见 源、补充方面进行分类，培养学生对事物分 实例 析、归纳能力。 知识储备 典型例题 能量转化和转移具有方向性 例1 下列能源中属于可再生能源的是 实例 分析能量转化和转移过程 ) 电动汽车在路面上 电能一 行驶 A.石油 B.煤炭 夏天教室内空调将 空调将热量从低温的室内搬到 C.天然气 D.风能 室内温度降低 炎热的室外，要消耗 【解析】石油、煤炭、天然气在使用之后在 短时间内无法在自然界中再次产生的能源，是 典型例题 不可再生能源，故A、B、C错误；风能在使用之 例1汽车刹车时，由于摩擦，汽车的机械 后可以在短时间内从自然界中再次产生的能 能转化为地面、空气的 能，这些能量不 源，是可再生能源，故D正确。本题考查可再 能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转 生能源和不可再生能源的概念。 化、转移具有 【答案】D 【解析】汽车制动过程中由于摩擦产生的 例2波浪蕴含着巨大的能量，如果将波 内能散失在空气中，无法自动转化为电能或机 浪具有的能量充分利用，将会节省大量的煤炭、 械能，这个现象说明能量的转化是具有方向性 石油等资源，波浪具有能量，它属于 的。如内能是从高温物体转移到低温物体的。 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，波浪发电 【答案】内方向性 装置如图所示，它将波浪具有的 能转 例2关于能源和能量，下列说法正确的 化成电能。 是( 247 初中学业水平考试总复习·物理》 A.太阳能、风能、核能都是可再生能源 B.核电站中发生的是不可控制的核裂变 核燃利 C,因为能量是守恒的，对能源的利用率可 以达到100% 核反应唯 汽轮机 发屯机 D.能量的转化和转移具有方向性，但能量 A.核能是一种可再生的能源 的总量会不变 B.目前核电站都是通过聚变反应来利用 【解析】可再生能源的特点是自然界可以 核能 不断产生，人类持续获取，例如风能、水能、太阳 C.核反应堆中发生的链式反应是不可以 能等。核能不属于可再生能源，故A错误：核 控制的 反应堆中发生的是可控的核裂变：故B错误； D.在核电站的发电过程中，能量转化顺序 由于存在能量的转移和转化，即利用能量时一 是核能→内能→机械能→电能 定有损失，所以对能源的利用率不可以达到 【解析】(1)核电站主要利用核裂变的可 100%,故C错误；不管是能量在转化还是能量 控链式反应桌发电的，虽然核能发电有很多优 的转移的过程中，都遵守能量守恒定律，故D 点，但是核废料因具有放射性，故必须慎重处 正确。 理：(2)原子核分裂时能释放出核能，再通过能 【答案】D 量的转化，最终获得电能。核原料是从自然界 获取，属于一次能源，消耗后不会在自然界再生 注意：本题考查了能量的转移、转化和利用 成，所以核能不是可再生能源，故A错误；目前 率等知识点。 核电站都是通过核裂变反应来利用核能的，故 B错误；核反应堆中发生的链式反应是可控的， 三、核能的特点和核能利用可能带来的问题 故C错误：核能发电是利用轴原子核裂变时放 知识储备 出的核能来加热水，用产生的高温、高压的水蒸 气作为动力，推动汽轮机转动，从而带动发电机 核能的特点和核能利用可能带来的问题 发电。故能量转化顺序是核能→内能→机械能 质量较大的原子核发生分裂或质量较小原 →电能，故D正确。 子核相互结合，释放巨大的能量。 用中子轰击铀235原子核，核燃料在裂变 【答案】D 核能 过程中发生 反应，释放大量的能 例2日本政府将福岛第一核电站的核废 量：氘核与氚核在超高温下结合成氨核，释 水排向太平洋的做法会给人类生存环境带来很 放巨大的核能，这是聚变，也称为 反应。 大危害。关于现已建成的核电站和核能，下列 说法正确的是( 核能利用 可能带来核废料因具有放射性，必须慎重处理 A.核能是可再生的二次能源 的问题 B.目前核电站是利用核裂变释放的核能 工作的 典型例题 C.核电站是将核能直接转化为电能 例1核电站发电流程如图所示，下列说 D.核废水对海洋环境没有污染 法正确的是( 【解析】核能源于核矿石内的能量，核矿 248 心第二十二章能源与可持续发展 石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生资 重影响环境 源，并且是一次能源，故A错误：核反应推是利 【解析】未来的理想能源必须满足以下四 用原子核发生裂变释放能量来工作的，核反应 个条件：第一，必须足够丰富，可以保证长期使 堆中发生的是可控链式反应，故B正确：核电 用：第二，必须足够低廉，保证多数人用得起：第 站的能量转化是：将核能转化为内能，内能转化 三，相关技术必须成熟，可以保证安全使用：第 为机械能，机械能最后转化为电能，故C错误； 四，必须足够清洁、无污染环境，可以保证不会 核能发电的主要燃料是铀，具有极强的放射性， 严重影响环境；不一定必须全部转化为电能。 使用过的核废水对海洋环境有严重的污染，故 【答案】A D错误。核能发电的主要燃料是铀，铀及它裂 注意：本题考查了未来理想能源的条件：贮 变后产物都具有极强的放射性。 量丰富：价格便宜：技术成熟：安全清洁。 【答案】B 例2关于能源与可持续发展，下列说法 注意：本题考查核能的利用及危害、能源的 中正确的是() 分类。 A.能量在转化或转移的过程中，总量会 四、从能源开发与利用的角度体会可持续发 减少 展的重要性 B.目前我国正式运营的核电站发电时，发 知识储备。 生的核反应是核裂变 C.化石能源是不可再生能源，核能、风能、 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性 水能、太阳能是可再生能源 可持续发 展对能源 成为未来理想能源的条件：可再生，便宜、 D.能量在转化过程中是守恒的，因此能源 技术成熟、安全、清洁不会严重影响环境。 是“取之不尽”的 的要求 【解析】在能的转化和转移的过程中，能 支持社会 量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，故A 可持续发风能。 展的能源 错误：核电站都是利用核裂变释放的能量来发 电，故B正确：化石能源指的是亿万年前的大 典型例题 量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压 例1同学们都是未来理想能源的探索者 力和温度的影响，缓慢形成的可以燃烧的物质， 和使用者。关于未来理想能源，下列说法不合 在短时间内不能再生，是不可再生能源，核能属 理的是() 于不可再生能源，太阳能、风能、水能能源源不 A.必须全部转化为电能，可以保证大规模 断获得，它们都是可再生能源，故C错误；能量 使用 在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转 B.必须足够丰富，可以保证长期使用 化具有方向性，所以要节约能源，故D错误。 C.必须足够便宜，可以保证多数人用得起 【答案】B D.必须足够安全、清洁，可以保证不会严 249 初中学业水平考试总复习·物理》 基础通关测评 一、常见的能源及分类（共5小题） B.硅光电池板是由超导材料制成的 1.(2022·随州)2022年2月俄乌军事冲突开 C.太阳能来源于太阳内部氢核的聚变 始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场 D.太阳能属于一次能源 上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远 5.下列关于太阳能的说法正确的是( 的多种能源出路。下面有关能源的说法正确 A.太阳能属于二次能源 的是( B.太阳能属于不可再生能源 A.煤属于核能范畴，用煤发电是通过链式反 C.太阳是一个巨大的“核能火炉” 应完成的 D.太阳能电池直接将太阳能转化为化学能 B.天然气可以直接从自然界获取，属于一次 二、能量转化和转移具有方向性的常见实例（共 能源，而石油是二次能源 2小题) C.石油、煤、天然气都是化石能源 6.河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥 D.风能、石油、太阳能可以从自然界中源源 会的电力保障项目之一。该电站可以利用风 不断地得到，属于可再生能源 能和光能资源充足时发电获得的部分电能， 2.如图，下列能归入图中阴 来月太贴桐 将水抽到高处转化为水的机械能储存起来， 影部分的能源的是 别的能源 需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风 () 浙能颜 能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足， A.煤炭、沼气 可许尘 实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨 能游 B.太阳能、风能 型“充电宝”。下列说法正确的是( C.水能、天然气 A.风能和光能是不可再生能源 D.石油、核能 B.该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械 3.下列几组能源中，属于可再生能源的一组是 能，发电时可将机械能转化为电能 () C.根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消 A.太阳能、生物质能 耗的电能全部转化为水的机械能 B.天然气、风能 D.风能、光能，机械能、电能可以相互转化， C.煤炭、石油 说明能量的转化是没有方向性的 D.水能、核能 7.节约能源是每个公民应尽的义务。日常生活 4,如图所示是一款太阳能座椅，椅子顶部安装 中我们经常会遇见：①用电器不使用时，及时 了硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下 切断电源，减少待机时间：②利用淘米水浇 列说法不正确的是( 花：③使用一次性筷子：④用太阳能热水器代 替燃气热水器：⑤随意丢弃废旧塑料袋；⑥使 用空调时将门窗关好。上述行为中属于节约 能源的是( A.②③④⑥ B.①②④⑥ A.硅光电池板可以将太阳能转化为电能 C.①②⑤⑥ D.①②③④ 250 第二十二章能源与可持续发展 三、核能的特点和核能利用可能带来的问题（共 (1)核电站是通过核 （选填“聚变” 4小题) 或“裂变”)获得能量的。 8.能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当 (2)在核反应堆、热交换器、发电机中，只有 代人的需要，又要考虑后人的需求。核能是 没有发生能量形式的转化。 一种 (选填“可再生”或“不可再生”) (3)核反应堆中是把 能转化为 能源。核电站是利用原子核发生 能，发电机是把 能转化为 (选填“裂变”或“聚变”)释放能量来发电的。 能。 核能发电中能量转化的过程，请将其补充完 11.最近，日本国会通过决议“计划将福岛核电 整。方框里应该填 站的核废料通过稀释后排入大海进行处 核能→ 一→机械能→电能 理”，此决议遭到了国际社会的强烈谴责，是 对人类权益的极大危害，下列说法正确的是 9.人类对核能的开发和利用不断取得新的进 () 展，根据目前的科研水平，你认为以下关于 A.核能是一次能源，且可再生 核电站、原子弹和氢弹的说法正确的是 B.福岛核电站主要是以核聚变的方式来进 () 行发电 A.核能属于可再生资源，但核电站发生核泄 C.核电站的能量转化情况是：核能·内能 漏会造成严重危害 →机械能→电能 B.核电站对反应堆中裂变的链式反应是不 D.核电站的发电原理与太阳的热核反应 加控制的 相同 C.氢弹利用核聚变，太阳核心每时每刻都在 四、能源与可持续发展（共6小题） 发生氢弹爆炸 12.“低碳环保”是当今世界的主题，在煤炭、石 D.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 油、天然气、太阳能中，有可能成为今后理想 10.核电站的核心部分是核反应堆，它被密封在 能源的是 :目前核电站一般利用原 一个压力容器中，核燃料在裂变过程中发生 子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放 链式反应，释放大量的能量，人类通过控制 的能量发电，电能属于 (选填“一次 链式反应的速度，实现核能的利用。在压力 能源”或“二次能源”)。 容器中，由裂变放出的能量加热周边的水， 13.塔式太阳能发电系统是在空旷的地面上建 使水的温度升高，但因水处于高压下，它并 立高大的中央集热器。塔的周围安装一定 不沸腾，水被泵到热交换器里，引起了其他 数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到 水的沸腾，产生高温高压的水蒸气推动汽轮 塔顶的集热器，使腔体内产生高温，高温物 机，从而带动发电机发电。水蒸气在冷凝器 质加热水并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行 中被液化为水，然后循环使用 发电，如图所示，下列关于塔式太阳能发电 通过上述材料回答以下问题： 系统的说法中不正确的是( 反皮 251 初中学业水平考试总复习·物理川 电网 蒸汽冷疑凝器集热器 下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约 束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通 过 (选填“裂变”或“聚变”)释放巨 发电机 燕汽机 大的核能，原子核能又转化为 ,从 定口镜 而获得上亿摄氏度的高温。 A.塔式太阳能发电系统的能量转换是：太 阳能→内能→机械能→电能 B.定日镜是平面镜，将太阳光反射到塔顶 的集热器上 C.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 16.我国在南海海底开采出天然气水合物，俗称 裂变，释放出巨大的核能 “可燃冰”，它是由天然气和水在高压低温的 D.太阳能是一次能源，且是可再生能源 条件下形成的类冰状结晶物质，可燃冰能量 14.人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为 密度大，1m3的可燃冰释放出约0.8m3的 其他形式的能，如图画出了太阳能转化的方 水和164m3的天然气，可燃冰是 框图，其中矩形表示太阳能的转化方式、椭 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，它的 圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳 “能量密度大”是指它的 (选填“密 能所转化的另一种形式的能。请在图中的 度”“内能”“热量”或“热值”)大。 相应处填入正确的术语。 17.如图所示为太阳能路 ① ;②@ :③ 灯，白天通过太阳能电 点能 池板将太阳能转换成 光电转换 光化锌换 能输送到蓄电 能则 植的 池中以 能的形 朱热程 式储存起来，夜晚光控开关闭合，蓄电池又 把储存的能量转换成 能输送至路 15.如图所示，中国“人造太阳” 大型核实验 灯，最终大部分能量转化成光能给行人和 装置“东方超环”(EAST)取得重大突破，创 车辆照明。 造世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态 252U (220V) :收频率，不是改变发射频率，所以错误。 (3)Pg=R,+R8360+44n=5W ②调制器就是把声音变为电流信号，再通 (4)水吸收的热量：Q=cm△1=4.2×：过电磁波发射出去的，所以正确。 10J/(kg·℃)×2kg×(80℃-25℃)= ③5G信号本身就是电磁波，所以说没有 4.62×10J. 电磁辐射的说法错误。 U 恒温调奶器加热状态下的电功率：P知 ④手机利用电磁波通讯，所以正确。 R ⑤红外线与X射线都属于电磁波，不需要 (220V) =1100W, 442 介质，声波需要介质，所以正确。 500s内消耗的电能W=P。t=1100W× ⑥现在的电祝台转播一般都是通过卫星 500s=5.5×105J, 转发电磁波来传播信息的，所以叫“X×卫 视”，所以正确。 恒温调奶器的加热效率：？= 公 【答案】①错 ②对③错④对⑤ 4.62×10」=84% 对 ⑥对 5.5×103J A基础通关测评 第二十一章 信息的传递 :1.B2.A3.B4.C5.A6.C7.D a评价要点 8.光年电磁波9.电电磁 一、电磁波的产生和传播 第二十二章 能源与可持续发展 变式11A【解析】收音机是利用电：a基础通关测评 磁波传递信息，A正确：导航仪是与卫星之间： 一、常见的能源及分类 传递信息，卫星处在太空中没有空气，所以不1.B2.B3.A4.B5.C 可以是超声波，B错误：倒车雷达发射的是超：二、能量转化和转移具有方向性的常见实例 声波而不是电磁波，C错误：电磁波包括无线6.B7,B 电波、红外线、可见光、紫外线等，D错误。正：三、核能的特点和核能利用可能带来的问题 确答案是A :8.不可再生裂变内能 二、电磁波的波长、频率等特点及应用场景 :9.C 变式11B【解析】利用公式W=P::10.(1)裂变(2)热交换器 分析可知，用电器消耗的电能不仅与功率有 (3)核内机械电 关，还与用电时间有关，不知道用电时间的多11，C 少，就不能判断消耗电能的多少，故A错误：电：四、能源与可持续发展 视节目是通过发射塔发射信号传播的，不同的12.太阳能裂变 二次能源 电视台发射的频率不同，故换台就是改变电视13.C 机的接收频率，故B正确：手机是通过发射和14.①光热转换 ②太阳能电池 化学能（生 接收电磁波来实现通信的，故C错误：红外测： 物质能) 温仪测人体温度时，是满捉人体发出的红外15.聚变内能 线，而不是向人体发射红外线，所以D错误。：16.不可再生热值 变式12【解析】①每个电视台采用不17.电化学电 同频率的电磁波发射，换台是改变电视机的接！ —276