專題22 能源與可持續發展本專題中考考點和要求（“”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）評價目標和評價水平標準要求 知識性目標技能性目標體驗性目標了解認識理解獨立操作經歷認同內化1.結合實例說出能源與人類生存和社會發展的系。2.列舉常見的不可再生能源和可再生能源。3.知道核能等新能源的特點和可能帶來的問題。4.了解我國和世界上其他國家的能源狀況。對于能源的開發利用有可持續發展的意識。規律總結1：能源問題1.能源的種類（1）化石能源：我們今天使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動、植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。（2）生物質能：由生命物質提供的能量稱為生物質能。生物質能是化學能源的一種，他可以理解成機體物質發生化學變化時釋放的能量。（3）太陽能：由太陽輻射提供的能量。（4）風能、水能：都屬于自然界提供的機械能。（5）地熱能：由地球內部提供的能量。2.一次能源和二次能源像化石能源這樣可以直接從自然界中獲得的能源，我們稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到，所以稱電能這樣的能源為二次能源。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。常見的二次能源有：電能、汽油、柴油等。注意：辨別一次能源和二次能源的依據一次能源是可以直接從自然價獲得的能源；二次能源是由一次能源經過加工轉換而得到的，如電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。區分一次能源和二次能源的關鍵是看其是否經過加工轉換。3.人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉化而來的二次能源。由于電能便于輸送和轉化，又加上現代社會離不開各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進入現代文明社會的標志。人們使用不同的用電器，根據需要將電能轉化為其他各種形式的能量。4.談談21世紀的能源趨勢（1）能源危機：由于世界人口的急劇增加和經濟的不斷發展，能源的消耗持續增長。特別是近幾十年來，能源消耗增長速度明顯加快。所以開發新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內的重要課題。（2）解決能源問題的出路：隨著第三次能源革命序幕的拉開，核能成為主要能源。同時人類正著力開發取之不盡、用之不竭的太陽能，并取得了重大成就。核能、太陽能的開發和利用為人類的能源問題找到了新的出路。面對目前的能源趨勢，解決能源問題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學開發，節約使用；二是開發和利用新能源，如太陽能、風能、地熱能等。規律總結2：核能問題1.核能。質子、中子依靠強大的核力緊密的結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。但是，一旦質量較大的原子核發生分裂或質量較小的原子核相互結合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。2.核能屬于一次能源，也屬于新能源，釋放核能的方式有兩種：核裂變和核聚變。裂變與聚變的比較比較裂變聚變定義較大原子核分裂為較小原子核的過程質量很小的原子核結合成較大原子核的過程條件用中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大是否可控制可利用核反應堆控制鏈式反應的速度目前，核聚變速度還不能認為控制應用原子彈、核電站氫彈3.核能的利用特點核能的優點核能十分巨大，它能極大的補充人類能源的不足，使用核能大大節約了常規能源核能能夠解決能源分布不均衡的問題核能的缺點核能屬于一次能源，且會越用越少核能存在核污染，產生核輻射，會對地球生物造成傷害核反應堆中會產生核廢料，在治理核廢料過程中，代價較高核電站應用地域核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區核電站建在離人群較遠的地區，避免對人畜造成傷害規律總結3：太陽能問題1.太陽的構造：從內到外一次是太陽核心、輻射曾、對流層、太陽大氣。2.太陽能的由來氫核聚變。在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，所以說太陽是一個巨大的“核能火爐”。3.太陽能的傳遞熱輻射。太陽核心的溫度高達1500萬攝氏度，太陽核心釋放的能量向外擴散可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約為6000，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。4.太陽是人類能源的寶庫（1）地球上除核能、地熱能和潮汐能以外所有的能量都來自太陽，所以說太陽是人類能源的寶庫。（2）化石能源的形式：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過程中還放出天然氣。今天我們開采的化石燃料來獲取能量，實際上是在開采上一年前地球所接收的太陽能。5.太陽能的利用。利用太陽能的四個渠道（1）綠色植物的“光化轉換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實現光能轉化為化學能。（2）空氣水分的“光機轉換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環，再通過風、水等形式釋放出來，實現光能轉化為機械能。（3）被海洋吸收，成為海洋內能。（4）直接被人們利用。人們直接利用太陽能的方式有兩種：集熱器的“光熱轉換”，實現太陽能轉化為內能；太陽能電池的“光電轉換”，實現太陽能轉化為電能。6.太陽能的優缺點（1）優點：太陽能作為一種新能源，它具有一些普通能源不可比擬的優點。太陽能取之不盡，用之不竭，太陽內部的熱核反應足以持續50億年，是人類可以利用的最豐富的永久性資源。太陽能分布廣闊，不需要挖掘、開采和運輸，透入少收益大。太陽能是一種清潔能源，使用時不會帶來任何污染。（2）缺點：太陽能雖然具有傳統能源所沒有的優點，但也有一些缺點給利用上帶來一些困難。太陽能到達地球上非常分散，需要裝置有相當大的接收面積，提高了接收裝置的造價。太陽能的利用受氣候、晝夜的影響很大。因此必須有貯存張志，這不僅增加了技術上的困難，也使造價增加。目前雖然已經制成多種貯存系統，但總是不夠理想，具體應用也有一定困難。太陽能轉換效率很低。規律總結4：能源與可持續發展1能源消耗對環境的影響，主要體現在以下幾個方面：（1）能源消耗會造成熱污染。化石能源在使用時會產生大量的內能，其中被利用的內能只是其中的一部分，還有相當一部分沒有被利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣就是造成城市熱島效應的原因之一。（2）大量燃燒化石能源會造成空氣污染和溫室效應的加劇。如燃燒石油和天然氣、煤等會產生大量的CO2、SO2、氮氧化物等氣體，除污染空氣和加劇溫室效應外，還會形成酸雨，導致水、土壤酸化，對植物、建筑物、金屬構件等造成危害。（3）一些欠發達國家用柴薪能源除會造成空氣污染、產生廢物外，還會加劇水土流失和沙漠化。（4）作為第三次能源革命的標志核能的開發和利用，也不是絕對清潔和安全的，處理不當會造成有害輻射。2人類不應當無限制的向大自然索取，我們必須在提升物質文明的同時，保持與自然、環境的和諧與平衡。不要因為利用能源時會對環境造成污染而停止使用能源，也不要因為能源的利用促進了文明和社會的發展而對環境造成嚴重污染。使用能源和保護環境可以做到有機的統一和諧的發展。要解決這個問題，當然離不開科學技術的進步和社會的發展。3.不能再生能源和可再生能源化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。想水能、風能、太陽能、生物質能等可以在 自然界里源源不斷的得到，所以我們把它們稱為可再生資源。常見的不可再生能源有：煤、石油、天然氣、核能等。常見的可再生能源有：風能、水能、太陽能、生物質能等。注意：我們說講的“可再生能源”和“不可再生能源”都是針對一次能源而言的，即只有對自然界中自然存在，可直接取用的能源來講，才能說其屬于“可再生能源”或“不可再生能源”。4.未來的理想能源必須滿足的四個條件未來理想能源能夠大規模替代石油、煤和天然氣等不可再生能源。必須滿足以下幾個條件。第一，必須足夠豐富，可以保證長期使用；第二，必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；第三，相關的技術必須成熟，可以保證大規模使用；第四，必須足夠安全清潔，可以保證不會污染環境。【例題1】（2019銀川模擬題）可以直接從自然界獲得的能源叫一次性能源，必須通過消耗一次能源才能獲得的能源叫二次能源，石油、風能、天然氣、煤、電能等能源中，屬于可再生能源的兩種是 ，屬于二次能源的是 【答案】風能、電能；電能【解析】能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源一次能源是指可以從自然界直接獲取的能源如化石能源、風能、水能等；二次能源是指無法從自然界直接獲取，必須經過一次能源的消耗才能得到的能源如電能等風能、電能可以源源不斷的得到，是可再生能源；電能是必須通過一次能源的消耗才能獲得的，所以稱為二次能源【例題2】（2019山東省東營）目前，人類利用核能發電的主要方式是 （選填“核裂變”或“核聚變”）。隨著科技的發展，人類 （選填“會”或“不會”）制造出永動機。【答案】核裂變；不會。【解析】由于核裂變是可控的，故核電站中的核反應堆就是通過核裂變過程中釋放核能帶動發電機發電的；據能量的轉化和守恒定律知，由于能量的轉化或轉移具有方向性，人類是無法制成永動機的。【例題3】（2018福建）物理學家霍金常提醒人們關注能源和人類生存問題。下列屬于可再生能源的是（ ）A煤 B石油 C天然氣 D風能【答案】D【解析】從能源是否可再利用的角度可把能源分為可再生能源和不可再生能源。人類開發利用后，在現階段不可能再生的能源，屬于不可再生能源；在自然界中可以不斷再生的能源，屬于可再生能源。A煤屬于化石燃料，不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源；B石油屬于化石燃料，不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源；C天然氣屬于化石燃料，不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源；D風能是能夠源源不斷的從自然界得到的能源，屬于可再生能源。【例題4】（2019棗莊）關于原子、原子核、核能和能源，下列說法正確的是（ ）A原子由原子核和質于組成B原子核由質子和中子組成C太陽的驚人能量來自內部的核裂變D石油、風能、可燃冰屬于可再生能源【答案】B【解析】原子是由原子核和電子組成的，原子核又是由質子和中子組成的；太陽的能量來自于原子核的聚變；核能主要有兩種：核裂變和核聚變，核裂變是指用中子轟擊較大的原子核，使其變成兩個中等大小的原子核，核聚變是指兩質量較輕的核變成一個質量中等的核。能源從是否可再生角度劃分為可再生能源和不可再生能源。可再生能源：可以從自然界中源源不斷地得到的能源。例：水能、風能、太陽能、生物質能、潮汐能。不可再生能源：不可能在短期內從自然界得到補充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然氣）、核能。A原子由原子核和核外電子兩部分組成。故A錯誤；B原子核由質子和中子兩部分組成，質子帶正電，中子不帶電。故B正確；C太陽的能量來自大量的氘核的聚變。故C錯誤；D石油、可燃冰屬于化石燃料，不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源。風能在自然界中可以不斷再生、連續利用，屬于可再生能源。故D錯誤。【2019年題組】一、填空題1.（2019山東泰安）習近平總書記提出綠水青山山就是金山銀山”，倡導保護環境。光伏發電是將轉化為電能。核能作為一種新能源，正在逐步被人們開發和利用，核電站是利用核能發電，其核燃料在反應堆內是通過核（選填“裂變”或“聚變”）的方式，把核能轉化為電能輸送到國家電網，供千家萬戶使用。【答案】太陽；裂變。【解析】（1）太陽能電池在太陽光照射下發電，是將太陽能轉化為電能；（2）核裂變和核聚變都能釋放能量，對于核裂變是可控的，如核潛艇的核反應堆就是通過核裂變提供能量的，對于核聚變過程不可控，如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量。光伏發電系統發電時太陽能轉化為電能；核能主要包括核裂變與核聚變，由于核聚變的反應目前還不可控，故核電站主要是利用了核裂變獲得能量。2.（2019岳陽）太陽是巨大的“核能火爐”，是人類能源的寶庫。（1）太陽光通過三棱鏡，被分解成七色光束的現象叫做 （2）核能在些發達國家已成為常規能源，它是 能源（選填“可再生”或“不可再生”）。【答案】光的色散；不可再生【解析】本題考查光的色散和能源。（1）太陽光是混合光，由各種色光混合而成的，經過三棱鏡可以分散為各種色光，這種現象叫光的色散。（2）能源分可再生能源和不可再生能源，核能與煤、石油能源類似，屬于不可再生能源。3.（2019杭州）可燃冰，石油、煤都屬于 （選填“可“或“不可”）再生能源。若可燃冰的熱值為4107J/m3，完全燃燒lm3的可燃冰可放出的熱量是 J，這些熱量有60%被水吸收，可把 kg的水從20加熱到80水的比熱容C=4.2103J/（kg）【答案】不可；4l07；95.2【解析】（1）可燃冰、石油、煤開發使用后，會越來越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們都屬于不可再生能源；（2）1m3天然氣完全燃燒產生熱量：Q放=Vq=1m34107J/m3=4107J；（3）由題知，水吸收的熱量：Q吸=60%Q放=60%4107J=2.4107J；由Q吸=cm（tt0）可得加熱水的質量：m=Q吸/ c（tt0）95.2kg。二、選擇題5.（2019湖南郴州）自然界有些能源一旦消耗就很難再生，因此我們要節約能源。下列能源屬于不可再生能源的是（）A石油B風能C水能D太陽能【答案】A【解析】太陽能、水能、風能等在短時間內可以再次產生，是可再生能源，化石能源是短時間內不能再次產生的，是不可再生能源，故A符合題意。6.（2019海南）下列能源中，屬于可再生能源的是A. 石油 B. 風能 C. 煤炭 D. 太陽能【答案】BD【解析】本題主要考查能源的分類。像煤、石油、天然氣，這些能源短時間內不能得到補充屬于非可再生能源，而風能太陽能可以由自然界源源不斷地提供，屬于可再生能源。故選BD。7.（2019吉林）我國核動力潛艇的相關技術已十分成熟，目前正在加緊研究將大功率核動力用于航空母艦的技術，關于核動力航母說法正確的是 （ ）A.航母使用的核能屬于可再生能源B.航母核反應堆里發生的是核聚變C.航母核反應堆中發生的鏈式反應是可以控制的D.航母核反應堆產生的核廢料對環境沒有污染【答案】C【解析】航母使用的核能屬于不可再生能源，故A錯誤；航母核反應堆里發生的是核裂變，故B錯誤；航母核反應堆中發生的鏈式反應，是可以控制的，否則無法為我們所用，故C正確；航母核反應堆產生的核廢料會產生核污染，應選擇無人區深埋處理，故D錯誤。三、綜合計算題8（2019蘇州模擬題）“共享單車”普及后王老師由原來開汽車上班改成騎“共享單車”上班，如圖所示的“共享單車”，它具有GPS定位功能，方便人們用手機尋找到附近“共享單車”的具體位置，它的前貨倉底板是一個太陽能電池板，為GPS功能供電（1）太陽能電池板工作時，把光能轉化為 能GPS工作是靠 來實現定位的（2）王老師上班騎車的平均速度為15km/h，騎行時間為20min，比以前開汽車走相同的路上班要減少二氧化碳排放多少千克？（王老師開汽車上班的油耗為10L/100km，燃燒IL汽油要排放二氧化碳2.4kg）【答案】（1）電；電磁波；（2）要減少二氧化碳排放1.2千克【解析】（1）太陽能電池板能把太陽能轉化為電能；GPS工作是靠電磁波來實現定位的；（2）由v=s/t可知王老師通過的距離為：s=vt=15km/h1/3h=5km；則通過5km的路程消耗的汽油為：V=5km=0.5L，燃燒IL汽油要排放二氧化碳2.4kg，則燃燒0.5L汽油要排放二氧化碳1.2kg。【2018年題組】一、填空題1.（2018海南）海南有豐富的太陽能資源，太陽能熱水器使用廣泛。太陽能是_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽能熱水器在加熱水時，把太陽能轉化為______。【答案】可再生 內能【解析】太陽能具有取之不盡，用之不竭的特點，所以屬于可再生能源；太陽能熱水器在加熱水時，涉及的能量轉化是：太陽能轉化為內能。2.（2018山東泰安）“風能、電能、水能、煤炭”中屬于二次能源的是 、屬于不可再生能源的是 。【答案】電能；煤炭【解析】（1）從自然界直接獲得不需要加工的能源是一次能源，對一次能源通過加工轉化而獲得的能源是二次能源；（2）能從自然界源源不斷獲得的能源是可再生能源，不能從自然界源源不斷獲得的能源是不可再生能源。風能、水能、煤炭可以直接從自然界獲得而不需要加工轉化，它們都屬于一次能源；電能是消耗一次能源、經過加工轉換而獲得的是二次能源；水能、電能、風能都能從自然界源源不斷獲得，都屬于可再生能源；煤炭短時間內從自然界得不到補充，屬于不可再生能源。3.（2018海南）今年3月23日，科學家在海南瓊北成功完成了第一口干熱巖鉆井，干熱巖是地熱能中最具有開發潛力的一種 清潔能源（選填“可再生”或“不可再生”）。為建設美麗、生態海南，我省鼓勵使用電動汽車，電動汽車在行駛過程中是將電能轉化為 能。【答案】可再生；機械【解析】（1）能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；（2）根據電動汽車行駛時消耗和獲得的能量可判斷其能量轉化。干熱巖是可以源源不斷地從自然界得到補充的，是可再生能源；電動汽車在行駛過程中，消耗電能，獲得機械能，因此，是將電能轉化為機械能。二、選擇題4.（2018吉林）在我國西部建有不同類型的發電站，下列發電站在發電過程中，利用不可再生能源發電的是（）【答案】A【解析】能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；根據可再生能源和不可再生能源的特點來作答。A.燃氣發電站利用天然氣進行發電，天然氣不能從自然界源源不斷獲得，也不能重復利用，是不可再生能源，則燃氣發電站是利用不可再生能源發電的，故A符合題意；BCD、太陽能、風能、水能夠源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，太陽能電站、風電站、水電站是利用可再生能源發電的，故BCD不符合題意。5.（2018濰坊）關于能源和能量的說法正確的是（ ）A煤和石油都是不可再生能源B汽車可以從排放的尾氣中吸收能量，不消耗新的能源，返回原地C達芬奇設想的永動機是可以制成的D目前的核電站是利用核聚變來發電【答案】A【解析】考查了能源的分類、能量守恒定律以及核能的利用，屬于綜合性題目。（1）能源源不斷從自然界獲得的能源是可再生能源，不能源源不斷從自然界獲得的能源是不可再生能源；（2）雖然自然界中的能量是守恒的，它既不會消滅，也不會創生，但由于能量的轉化或轉移具有方向性（如水只能從高處流向低處；熱量只能從高溫物體傳向低溫物體），所以自然界里無論什么運動都會產生熱，熱向四周擴散，成為無用的能量，如不補給能量，任何運動著的機器都會停下來；（3）核能發電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發電的。A煤和石油都是化石能源不能源源不斷獲得，是不可再生能源，故A正確；B能量的轉化是具有方向性的，所以汽車不能從排放的尾氣中吸收能量，故B錯誤；C給永動機一個動力后，永動機在一定時間內能夠保持轉動，但由于摩擦力的存在，將有一部分能量以熱量的形式散失掉，如果不補充能量，則機器不能永遠運動，所以自然界中不可能存在永動機，它違背了能量守恒定律，故C錯誤；D核能發電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發電，故D錯誤。三、綜合題7.（2018天津）閱讀短文，回答問題：為了滿足人們對能源不斷增長的需要，科學家們設想在空間建立太陽能電站來利用太陽能這種空間太陽能電站建在地球同步軌道上，其工作過程如圖所示在太陽能收集板上鋪設太陽能電池，通過它把太陽能轉化成電能，再通過天線將電能以微波的形式發送至地面接收站已知太陽能收集板長10km、寬5km，太陽光在它的表面處每平方米的功率為1.4103W，太陽能電池的光電轉化效率為10%，微波的頻率為2.5109Hz，空間太陽能電站向地面的輸電效率可達80%（1）太陽發出具大能量來源于太陽內部的氫原子核發生的___（選填“核聚變”或“核裂變”）（2）太陽能電站相對于地面接收站是______（選填“運動”或“靜止”）的，空間太陽能電站工作時，地面接收站的接收功率是_______W（3）試計算在輸電過程中所使用的微波的波長【答案】（1）核聚變（2）靜止，6109W（3）0.12m【解析】（1）太陽能內部是由于較輕的氫原子核在高溫下發生聚變而釋放出核能（2）太陽能電站建在地球同步軌道上，太陽能電站的轉動和地球的轉動是同步的，地球怎么轉電站也怎么轉，所以它相對地球的位置沒有發生變化，處于相對靜止太陽能電池板面積S=5103m104m=5107m2，太陽能電站的發電能力E=PS=1.4103W/m25107m210%=7109W地面接收站接收到的電能是W=E=7109W80%=5.6109W（3）光在空氣中速度為C=3108m/s，頻率f=2.5109Hz，則波長=0.12m9（2018長春）新能源純電功汽車因其環保、節能、高效、維護方使等諸多優勢，將來有望取代燃油車成為人們日常使用的重要交通工具，現在常德市的出租汽車中就已出現了純電動汽車的靚麗身影。電動汽車提供能量的裝置為車內的電池組，當它給電動機供電時，電動機將驅動車輪行駛。如圖所示為國內某型號的純電動汽車，若該車和車內乘客的總質量為2.4103kg每個車輪與地血的接觸面積為0.01m2當該車在水平路面上以25m/s的速度勻速行駛時，它受到的阻力約等于人和車總重的0.02倍，此時電池組加在電動機兩端的電壓為320V，通過電動機的電流為60A若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計，求：（1）該電動汽車此時對地面的壓強；（2）該電動汽車將電能轉化為機械能的效率；（3）該電動汽車電動機線圈的電阻。【答案】（1）6105Pa；（2）6.25%；（3）2。【解析】（1）電動汽車對水平地面的壓力：F=G=mg=2.4103kg10N/kg=2.4104N，受力面積S=4S0=40.01m2=0.04m2，電動汽車對水平地面的壓強：p=6105Pa；（2）電動汽車在水平路面上勻速行駛，則汽車受到的牽引力F=f=0.02G=0.022.4104N=480N，汽車勻速行駛牽引力做功的功率：P有用=Fv=480N25m/s=1.2104W；電動汽車行駛消耗的電功率：P電=UI=320V60A=1.92104W；則該電動車將電能轉化為機械能的效率：=100%=100%=62.5%；（3）若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計，則電動機線圈的發熱功率為：P熱=P電P有用=1.92104W1.2104W=7.2103W，根據P=I2R可得：線圈的電阻R=2。10（2018北京）閱讀短文，回答問題能源問題日日漸嚴重，現在全世界都非常重視能源問題，一方面大力發展科學技術，努力努力開發和利用新能源；另一方面想方設法提高能源利用率，并重視節約能源。盡管目前能源相當短缺，但是能源的開發前景是廣闊的，首先地球上的水相當豐富，如果高效地把水分解成氫氣和氧氣，世界的能源問題可以得到解決。第二，一旦可控核聚變能夠實現，可以說將永遠解決人類能源的需求。聚變的核燃料，儲量非常豐富（主要在海水中），假如地球上儲量的1%被加以利用，找現在的能源消耗計算，可滿足人類未來幾億年對能源的需求。第三，太陽能是取之不盡、用之不竭的，太陽內部不斷地進行核反應，一年中輻射到地面的總能量為1.471018KWh；等于全世界一年生產的總能量之和的兩萬多倍。由于太陽能太分散，現在太陽能的利用規模很小，在到達地面的能量中，被人類直接利用的只有萬分之零點一，若提高光電轉換效率，我們將可以大規模直接利用太陽能發電。太陽能開發潛力巨大；第四，隨著科技的發展，人類像發現何能一樣，還會不斷發現其他新能源并生產人造能源。（1）解決能源問題的根本途徑是什么？（2）對于太陽能的使用，我們面臨的主要問題是哪些？（3）就人類現有技術和認識，結合本文章的介紹，你認為應該迫切開發和利用哪些新能源以環節能源危機？【答案】（1）開發利用新能源；提高能源利用率；節約能源。（2）分散，受時間、天氣限制。光電、光熱轉換，效率低。（3）充分利用海水資源，進一步掌握可控核聚變技術。【解析】認真閱讀短文，收集有用信息，根據學過的能源利用問題就可以容易解決本題。【2020年模擬壓軸題組】一、填空題1（2020廣西北部灣模擬）中國援建了巴基斯坦的核電站，核電站的核反應堆利用原子核的_______（選填“裂變”或“聚變”）釋放核能。Wi-fi無線上網是利用______（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞信息。【答案】裂變 電磁波【解析】目前的核電站的核反應堆都是利用原子核的裂變釋放核能的；Wi-fi無線上網是通過電磁波來傳遞信息的。2（2020齊齊哈爾三中模擬）能源家族中，有煤，石油、風能、水能，核能、太陽能等，屬于不可再生能源的有；電能是（選填“一次能源”或“二次能源“）。它可以使電動機轉動，同時產生內能散失在空氣中，但這些內能卻無法自動轉化為電能，該現象說明能量轉化具有性。【答案】煤、石油、核能； 二次能源；方向。【解析】（1）能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；（2）可以從自然界直接獲取的能源叫一次能源，不能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叫二次能源；（3）能量在轉化的過程中具有方向性，很多能量轉化的實例都說明了這一點。煤、石油、核能一旦消耗就很難再生，屬于不可再生能源；風能、水能、太陽能可以長期提供或再生，屬于可再生能源；電能是由其他形式的能轉化而來的，屬于二次能源；能量在轉化或轉移的過程中，其總量保持不變。電能可以使電動機轉動，同時產生內能散失在空氣中，但這些內能卻無法自動轉化為電能。該現象說明能量的轉化具有方向性。3（2020沈陽模擬）天然氣已經被廣泛利用，它是一種 （選填“可”或“不可”）再生能源，完全燃燒0.07m3天然氣釋放的熱量為 J，若這些熱量的30%被水吸收，可以將4kg的水由20加熱到 q天然氣=4107J/m3，c水=4.2103J/（kg）【答案】不可；2.8106；70【解析】（1）天然氣屬于化石能源，不可能在短期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源；（2）完全燃燒0.07m3天然氣釋放的熱量：Q放=Vq=0.07m34107J/m3=2.8106J；（3）由題知，水吸收的熱量：Q吸=30%Q放=30%2.8106J=8.4105J，由Q吸=cm（tt0）可得：8.4105J=4.2103J/（kg）4kg（t20），解得水的末溫：t=70。二、選擇題4（2020天津模擬）在我國西部建有不同類型的發電站，下列發電站發電過程中，利用不可再生能源發電的是（ ）A燃氣電站 B風電站 C水電站 D太陽能電站【答案】A【解析】天然氣不能從自然界源源不斷獲得，也不能重復利用，是不可再生能源，則燃氣發電站是利用不可再生能源發電的，故A符合題意；太陽能、風能、水能夠源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，故BCD不符合題意。5（2020深圳模擬）許多城市在推廣利用太陽能，城市交通指示燈及路燈照明系統已大量使用太陽能，下列關于太陽能的說法不正確的是（ ）A.太陽是一個巨大的“核能火爐” B.太陽能為二次能源C.太陽能屬于可再生能源D.太陽能清潔、無污染【答案】B【解析】太陽能為一次能源，選項B的說法錯誤，選項ACD的說法均正確。故選B。三、綜合計算題6（2020河北模擬）2019年4月10日，人類發布了首張黑洞照片，為解開星系演化之謎提供了寶貴資枓。（1）質量巨大的天體，像太陽一樣，其內部一直發生著核 （填“聚變或“裂變”反應，并 （填“吸收或“釋放”）大量的能量，當天體的能量即將耗盡時.在自身 （填“重力”或“慣性”）的作用下發生塌縮，就形成了黑洞。(2照片中的黑洞距離我們5500萬 （填“年”或“光年），它是根據接收到的高能射線經過計箅機處理而形成的，高能射線的傳播速度為 m/s；研究人員在計算機屏幕上將黑洞邊緣環狀（明亮）部分用紅色顯示，紅光 （填“屬于或“不屬于”）光的三原色。【答案】（1）聚變 釋放 重力 （2）光年 3108 屬于 【解析】本題綜合考查核能、天體、光學等知識。（1）質量巨大的天體，其內部發生著核聚變，并通過輻射的形式，向外輻射能量。當天體的能量即將耗盡時，在自身重力的作用下發生坍塌，就形成了黑洞。（2）宇宙中的天體之間的距離單位用光年，高能射線是一種電磁波，其傳播速度為3108m/s。光的三原色包含紅光、綠光、藍光。7（2020湖南郴州模擬）我市風能資源豐富，現各地陸續安裝了風力發電機。風力發電機的原理是利用自然風吹動發電機風葉轉動，帶動內部發電機組發電。某興趣小組提出了一個問題：風力發電機的發電功率大小可能與哪些因素有關？他們針對這個問題提出如下猜想：猜想一：風力發電機的發電功率大小可能與風速大小有關猜想二：風力發電機的發電功率大小可能與風葉長度有關猜想三：風力發電機的發電功率大小可能與風葉個數有關猜想四：針對以上猜想一和猜想二，該興趣小組設計了實驗方案，準備了以下主要實驗器材：小型風力發電機（含形狀相同長度分別為10cm、15cm、20cm的風葉共三組）、電吹風、電壓表、導線若干。實驗過程中，先將電壓表連接在小型發電機輸出電路兩端，電壓表示數可反映發電機的發電情況。用電吹風吹出的風模擬自然風，正對發電機風葉吹風，進行多次實驗，實驗數據記錄如下：實驗序號風葉長度/cm電吹風檔位風葉個數電壓表示數/v110弱30.5210中30.8310強31.2415中31.3520中31.8根據以上實驗回答下列問題：（1）本實驗是通過 來反映發電機發電功率大小的；（2）比較實驗序號為 （填上表中實驗序號）三次實驗所得數據，可驗證猜想 （選填“一”或“二”），結論是：其他條件都相同時，風速越大，風力發電機的發電功率越大。（3）比較實驗序號為2、4、5三次實驗所得數據，可驗證猜想 （選填“一”或“二”），結論是： 。【答案】（1）電壓表示數；（2）1、2、3；一；（3）二；其他條件都相同時，風葉長度越大，風力發電機的發電功率越大。【解析】（1）由“將電壓表連接在小型發電機輸出電路兩端，電壓表示數可反映發電機的發電情況”知，本實驗是通過電壓表示數的變化來反映發電機發電功率大小的：示數越大，發電功率越大；（2）從實驗結論可以看出，實驗探究的是發電功率大小與風速的關系，所以要保持風葉長度和風葉個數相同，改變風速，因此選擇的是實驗序號的1、2、3；（3）在2、4、5三次實驗過程中，電吹風檔位相同，也就是風速相同，風葉個數相同，但風葉長度不同，并且發現：風葉長度越大，電壓表示數越大，說明發電功率與風葉長度有關。所以結論為：其他條件都相同時，風葉長度越大，風力發電機的發電功率越大。17