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第二十二章
能源与可持续发展人教版原卷版
第二十二
能源
可持续发展
人教版
原卷版
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能源与可持续发展
考点精讲
考点1:新材料
1. 半导体:半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,常见的半导体材料有硅、锗等.
半导体二极管具有单向导电性,电流只能从它的一端流向另一端,不能反向流动.
2. 超导体:有些材料温度在降到足够低时,电阻会变为零,人们利用它的零电阻特性实现远距离、大功率送电,超导磁悬浮现象被人们用来实现交通工具的无摩擦运行.
3. 纳米材料:指制成的基本单元大小限制在1~100 nm范围内的材料,这大约相当于10~100个分子紧密排列在一起的长度;可以提高材料的强度和硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性等;可以应用在医疗卫生、电子制造等方面.
典例分析
【例1】(2021·浙江温州市·中考真题)小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上,加热纸条(如图),木棒上的纸条立即燃烧,而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的( )
A.密度 B.导热性 C.硬度 D.延展性
【例2】(2021·湖南邵阳市·中考真题)下列有关材料的说法正确的是( )
A.航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
B.温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响
C.铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引
D.光导纤维是用金属铜制成的
考点2:能源分类
1.能源概念:能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源。
2.生活中的能源:内能、光能、机械能、电能、核能等。
3.类利用能源的历程
(1)钻木取火(柴薪) 蒸汽机(煤)
(2)煤、石油、天然气是称为化石能源,是当今世界一次能源的三大支柱。
4.能源的类型
(1)能直接从自然界获取的能源称为一次能源,如地热能、水能、风能。
(2)由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源,如汽油、柴油、(水力、风力、太阳能)发电。
典例分析
【例1】因为电能便于输送和转化,已成为现代社会离不开的一种能源。电能属于( )
A. 一次能源 B. 二次能源 C. 可再生能源 D. 不可再生能源
【例2】(2021·福建中考真题)如图所示,下列发电站发电过程中,利用不可再生能源发电的是( )
A.核电站 B.风力发电站
C.水力发电站 D.太阳能发电站
【例3】关于能源,下 列说法正确的是
A. 电能、地热能都是一次能源
B. 风能、水能、太阳能都是不可再生能源
C. 核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的
D. 大量氢核的裂变,可以在瞬间释放出巨大的核能
(1)一次能源和二次能源
①一次能源:可以从自然界直接获取的能源,如化石能源(煤、石油、天然气)、风能、太阳能、地热能以及核能等.其中化石能源是当今世界的主要能源.
②二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源,如酒精、汽油、柴油、电能等.
(2)常规能源和新能源
①常规能源:人类已经利用多年的能源,如煤、石油、天然气以及水能等.
②新能源:如核能、太阳能、潮汐能、地热能等人类近些年才开始利用的能源.
(3)可再生能源和不可再生能源
①可再生能源:指可以在自然界里源源不断地得到的能源,如水能、风能、太阳能、生物质能等.
②不可再生能源:指越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,如煤、石油、天然气等.
1.(2020·江苏省南京市)下列能源中,属于可再生能源是( )
A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 核燃料
2.(2020·湖北省荆州市)下列关于能源的说法正确的是( )
A. 煤、石油、天然气属于可再生能源
B. 煤、石油、天然气属于一次能源
C. 风能水能、地热能属于不可再生能源
D. 风能、水能、地热能属于二次能源
3.(2020·江苏省无锡市)煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣,最科学的方法是检验煤炭的( )
A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 温度
4.(2020·湖北省天门、仙桃、潜江、江汉油田)煤、石油、页岩气、可燃冰都是化石能源,同时也是_____能源和_____能源。(选填“一次”“二次”“可再生”或“不可再生”)
考点3:新能源
一、核能
1. 核能
(1)原子结构:以水分子为例:它由一个氧原子和两个氢原子组成。
①原子由原子核和核外电子组成,如氢原子由原子核和一个核外电子组成。
②氧原子由原子核和八个核外电子组成。原子核有八个质子和八个中子,由于中子不带电,所以正负电荷量仍然相同。
(2)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时,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能。
2. 裂变
(1)发生裂变的条件:用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。外界中子停止轰击,裂变也就停止了。
(2)链式反应:用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子会继续轰击其他铀核。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。
(3)核电站利用核能发电
3. 聚变:氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。可控聚变尚未实现。
二、太阳能
1. 太阳——巨大的核能火炉
(1)太阳距地球1.5亿千米,直径大约是地球的110倍,体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍,核心温度高达1 500万摄氏度。
(2)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。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸,太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
(3)太阳表面温度约6 000 ℃,太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年,而且还能继续“燃烧”50亿年。
2. 太阳是人类能源的宝库
(1)太阳光已经照耀我们的地球近50亿年,是我们今天所用大部分能量的源泉。
(2)我们开采化石燃料,实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。
3. 太阳能的利用
(1)光热转化:用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。
(2)光电转化:太阳能电池可以将太阳能转变为电能;在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。
4. 太阳能技术的优缺点:
典例分析
【例1】(2021·四川南充市·中考真题)2021年1月,南充籍总设计师刑继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行,标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列,核反应堆是通过可控______(选填“裂变”或“聚变”)反应释放核能的设备;图是小明家电能表月初、月末的示数,若小明家所在地区每度电的电费为0.5元,则他家本月电费为______元。
【例2】(2021·浙江湖州市·中考真题)太阳是太阳系中唯一的恒星,每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中,错误的是( )
A.煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B.生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C.地球上的水循环是由太阳能推动的
D.太阳能来源于太阳内部的核裂变
1.(2020·江苏省盐城市)我市积极利用区位优势,大力开发风力发电。下列能源中与风能同属于可再生能源的是( )
A. 煤 B. 天然气 C. 石油 D. 太阳能
2.(2020·湖南省岳阳市)关于能源和信息的说法,正确的是( )
A. 北斗卫星导航系统是利用电磁波导航的
B. 电话的听筒是把声音信息转换成电流信息
C. 煤、石油、天然气都是可再生能源
D. 目前人类已建立核电站,是利用核聚变发电
3.(2020·甘肃省金昌市)2020年2月,某品牌混动版全球首款“太阳能动力”量产汽车首发上市,这是首次将太阳能光伏发电车顶搭载到混动车型上。关于太阳能汽车,下列说法正确的是( )
A. 太阳能是一种不可再生能源
B. 图中车顶太阳能电池可将太阳能转化为电能
C. 车内电动机的工作原理是电磁感应现象
D. 太阳能汽车外形呈流线型,快速行驶时对地面的压力比静止时大
4.(2020·江苏省无锡市)如图所示,是由大量反射镜组成的太阳能发电装置。图中的各个反射镜在计算机的控制下,使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上,集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机,从而带动发电机发电,下列说法中正确的是( )
A.太阳能是可再生能源
B.一天中反射镜的朝向不需要做任何调整
C.水蒸气推动汽轮机做功时,机械能转化为内能
D.汽轮机带动发电机发电时,电能转化为机械能
5.(2020·湖北省黄石市)中国是一个负责任的大国,为构建人类命运共同体而不懈努力,实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类,如图,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是( )
A. 煤炭、沼气 B. 太阳能、风能 C. 水能、天然气 D. 石油、核能
6.(2020·云南省)较轻的原子核结合成为较重的原子核发生____(选填“核裂变”或“核聚变”)可以释放出巨大的核能,太阳的能量源自于这样的核反应。冬天的早晨大雾弥漫,太阳升起后浓雾渐渐散去,雾气消散是___现象(填物态变化名称)。
7.(2020·辽宁省本溪市、铁岭市、辽阳市)我国具有完全自主知识产权的百万千瓦级核电技术电站—“华龙一号”首堆年底即将投产。核燃料在核反应堆中发生的是______(填“裂变”或“聚变”),核能是______(填“可再生”或“不可再生”)能源。
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