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1、專題20 能源與質(zhì)量守恒定律
?知識點1人類利用能源的歷史
1、能源定義:凡是能提供能量的物質(zhì)資源都叫能源。
2、能源的歷史
2、能源的分類
3、三次能源革命
能源革命
標(biāo)志
主要能源
第一次
鉆木取火
柴薪
第二次
蒸汽機的發(fā)明
化石能源
第三次
核反應(yīng)堆
核能
4、能源危機
目前作為人類主要能源的化石能源雖然儲量豐富,但終究有限,而且開發(fā)利用后不能再生,所以化石能源危機終將出現(xiàn)。
例1(2018?梧州)2017年5月18日,我國首次在南海神狐海域試采可燃冰成功,可燃冰意為可以燃燒的“冰”,是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰
2、狀結(jié)晶物質(zhì),1m3的可燃冰能釋放出約0.8m3的水和164m3的天然氣。下列關(guān)于可燃冰的敘述正確的是()
A.可燃冰屬于不可再生能源
B.1m3的可燃冰比0.8m3的水質(zhì)量小
C.在通常狀況下,天然氣和水可以結(jié)合成可燃冰
D.可燃冰外形像冰,是天然氣冷卻后得到的固體
【答案】A
【解析】
例2(2018?樂山)在我國西部建有不同類型的發(fā)電站,下列發(fā)電站在發(fā)電過程中,利用不可再生能源發(fā)電的是()
A.燃氣電站 B.風(fēng)電站
C.水電站 D.太陽能電站
【答案】A
【解析】
?知識點2太陽能-永恒的動力之源
1、產(chǎn)生:太陽是一個巨大的核能火爐,在太陽
3、的內(nèi)部每時每刻都在發(fā)生核聚變,并釋放出巨大的能量。
2、優(yōu)點
①太陽能供應(yīng)時間長;
②太陽能十分巨大;
③太陽能分布廣闊,獲取方便;
④太陽能安全,不污染環(huán)境。
3、不足
①太陽能雖然巨大,但是分布太分散;
②目前的技術(shù)太陽能轉(zhuǎn)換的效率不高;
③受地球自轉(zhuǎn)、氣候、季節(jié)等因素影響,造成不穩(wěn)定,輻射變化大,無法持續(xù)使用。
4、使用方式
(1)、利用太陽能發(fā)電;(2)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能加以利用;(3)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能利用。
例1(2018?百色)下列選項中,屬于可再生能源的是()
A.鈾礦 B.太陽能 C.天然氣 D.煤炭
【答案】B
【解析】
A、鈾
4、礦屬于化石燃料,不能短時期內(nèi)從自然界得到補充,屬于不可再生能源,故A錯誤;
B、太陽能從自然界里源源不斷的得到補充,屬于可再生能源,故B正確;
CD、天然氣、煤炭屬于化石燃料,不能短時期內(nèi)從自然界得到補充,屬于不可再生能源,故CD錯誤。
例2(2018?盤錦)美國“勘測衛(wèi)星”-“苔絲”通過“凌日法”,即行星從其母星前飛過時,會遮擋一部分恒星的光,來確定行星的存在,這是利用光的_______________;“苔絲”利用太陽能電池板提供電能,太陽能是____________(選填“可再生”或“不可再生”)能源;“苔絲”通過_____________向地球傳輸數(shù)據(jù)。
【答案】直線傳播;可再
5、生;電磁波。
例3(2018?張家界)為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽能的熱水器、太陽能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備。根據(jù)你所學(xué)知識完成下列問題。
(1)太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生(選填“聚變”或“裂變”)時釋放的能量;太陽能屬于能源(選填“可再生”、“不可再生”)。
(2)某團隊現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽能電池板的新型屋頂瓦片,實現(xiàn)更好的節(jié)能。這種瓦片是通過(選填“光電轉(zhuǎn)化”、“光熱轉(zhuǎn)化”、“光化轉(zhuǎn)化”)方式直接利用太陽能的。
(3)太陽能熱水器利用真空熱水管給水加熱,如圖某太陽能熱水器接收太陽能的面積為3m2,每平方米面積上1h得到太
6、陽輻射的能量平均為2.5×106J,該熱水器僅能把接受太陽能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15℃,質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少℃?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【答案】(1)聚變;可再生;(2)光電轉(zhuǎn)化;(3)水溫度升高到60℃。
【解析】
(1)在太陽內(nèi)部,氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變,釋放巨大的核能;太陽能是一種新型的可再生能源,越來越被廣泛利用;
(2)太陽能電池板的新型屋頂瓦片是通過光電轉(zhuǎn)化方式直接利用太陽能的。
?知識點3核能-造福人類的神火
1、核能:當(dāng)原子核發(fā)生分裂或相互結(jié)合時釋放出的能量。
2、方式:
7、一是原子和裂變;二是原子核聚變。
3、優(yōu)點
⑴、核能十分巨大,能極大的補充人類能源不足,使用核能大大的節(jié)約常規(guī)能源;
⑵、核能能夠解決能源分布不平衡的問題。
4、缺點
⑴、不可再生;
⑵、核燃料產(chǎn)生輻射,污染環(huán)境,使用不當(dāng)會對地球上的生物造成巨大傷害。
5、其他新能源
(1)地?zé)崮埽旱厍騼?nèi)部蘊含大量的熱,熾熱的巖漿使地下水成為熱水和水蒸氣。利用地?zé)崮芸梢园l(fā)電,高溫蒸氣可以驅(qū)動機械轉(zhuǎn)動,帶動發(fā)電機發(fā)電。
(2)海洋能:浩瀚無邊的海洋蘊藏著巨大的波浪能、海流能、潮汐能,等是取之不盡的清潔能源。
(3)風(fēng)能:利用風(fēng)車帶動發(fā)電機進行發(fā)電,清潔無污染。
例1(2018?郴州
8、)關(guān)于能源的說法,正確的是()
A.核電站是利用核聚變來發(fā)電的
B.地球上的風(fēng)能、水能、核能實際上都來自太陽能
C.煤、石油、天然氣屬于化石能源
D.既然能量是守恒的,所以不需要節(jié)約能源
【答案】C
【解析】
例2(2018?益陽)下列關(guān)于核能說法正確的是()
A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不可控制的
B.核電站產(chǎn)生的核廢料仍具有放射性,一般深埋在人煙稀少的地方
C.核反應(yīng)堆可將核能直接轉(zhuǎn)化成電能
D.我國已建成可控核聚變反應(yīng)堆
【答案】B
【解析】
例3(2018?南充)中國在核電事業(yè)上,已取得輝煌成就,其援建巴基斯坦的核電站,即將于2019年
9、投入使用,核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆,核反應(yīng)堆是利用原子核的_________(選填”裂變”或“聚變”)來發(fā)電的;手機是我們現(xiàn)在越來越普遍的通信工具,手機是利用__________傳遞信息的。
【答案】裂變;電磁波。
【解析】
核電站是利用可控制的原子核裂變產(chǎn)生的能量來發(fā)電的。手機既能發(fā)射電磁波,也能接收電磁波,手機靠電磁波傳遞信息。
?知識點4能的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
1、能的形式
2、能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化
在能得轉(zhuǎn)移過程中,能量從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分,能得形式?jīng)]有發(fā)生變化;而在能得轉(zhuǎn)化過程中,往往是從一種形式轉(zhuǎn)化為另外一種形式或轉(zhuǎn)化為多種形
10、式,能得形式發(fā)生了改變。
3、能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移具有方向性
所以能源的利用是有條件的,也是有代價的,因此,我們要愛護資源,節(jié)約資源。
例1(2018?營口)如圖所示是太陽能LED照明路燈,LED是一種發(fā)光二極管,它是由_______材料制成的,可以把電能直接轉(zhuǎn)化成______能,太陽能是__________(選填“可再生”或“不可再生”)能源、清潔無污染,它是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生_________(選填“裂變”或聚變”)釋放出巨大的能量。
【答案】半導(dǎo)體;光;可再生;聚變。
【解析】
例2(2018?吉林)十九大報告中提出:“綠水青山就是金山銀山”,倡導(dǎo)保護環(huán)境。
11、光伏發(fā)電站的推廣實現(xiàn)了將_________轉(zhuǎn)化為電能,這種綠色能源具有__________的優(yōu)點。
【答案】太陽能;清潔無污染。
【解析】
利用光伏發(fā)電時,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)了太陽能到電能的轉(zhuǎn)化;太陽能發(fā)電具有清潔無污染(或環(huán)保;節(jié)能;取之不盡,用之不竭)等優(yōu)點。
?知識點5能量守恒定律
能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中,能的總量保持不變。
例1(2018?徐州)太陽能在利用過程中對環(huán)境無污染或污染很小,屬于__________能源(填“清潔”或“非清潔”);利用太陽能電
12、池可以把太陽能轉(zhuǎn)化為___________能,還有一部分太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,根據(jù)能量___________定律可知,轉(zhuǎn)化的總能量和接收的太陽能數(shù)量相同。
【答案】清潔;電;守恒
【解析】
例2(2018?常州)太陽能充電寶上表面貼有太陽能板,可利用太陽能為內(nèi)部鋰電池充電,但銷量低迷。某款太陽能充電寶內(nèi)鋰電池容量為0.lkW?h.合___________J;在充足陽光下太陽能板產(chǎn)生5V電壓。0.25A電流為鋰電池充電,充電效率為80%,將鋰電池從無電狀態(tài)下充滿,太陽能板需要輸出___________J的電能。若每天充足太陽光照10小時,需要___________天才能將鋰電池充滿
13、。
【答案】3.6×105;4.5×105;10
【解析】
(1)因為1kW?h=3.6×106J,所以0.1kW?h=0.1×3.6×106J=3.6×105J;
?知識點6能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展
1、能源與環(huán)境
2、讓天更藍、水更清、地更綠
為了減少利用能源時對環(huán)境的污染和破壞,做到可持續(xù)發(fā)展,我們不僅要改進利用傳統(tǒng)能源技術(shù),同時還要開發(fā)無污染的“綠色能源”。
3、綠色能源的開發(fā)和利用
綠色能源是指對環(huán)境無污染的新能源。開發(fā)空間廣闊,潛力巨大大,如遼闊豐富的海洋資源。
例1(2018?桂林)下列行為中屬于節(jié)約用電的是()
A.離開教
14、室隨手關(guān)燈
B.用電水壺?zé)畷r不蓋蓋子
C.白天總是用燈光代替自然光照明
D.夏天,房間里長時間設(shè)人時空調(diào)還一直開著
【答案】A
例2(2018?湘西州)水是人類生存環(huán)境的重要組成部分,而我國是嚴(yán)重缺水的國家,因此我們每個人都需要提高節(jié)水意識、養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣和保護好水資源。下列做法符合要求的是()
A.不關(guān)水龍頭 B.垃圾倒入河中
C.用噴灌技術(shù)灌溉農(nóng)作物 D.邊冼漱邊放水
【答案】C
【解析】
A、洗手后不及時關(guān)閉水龍頭,自來水白白浪費。故A不符合要求;
B、垃圾倒入河中,會污染水源。故B不符合要求;
C、用噴灌技術(shù)灌溉農(nóng)作物,大大節(jié)約了水資源。故C符合要求;
D、邊洗漱邊放水,自來水白白浪費。故D不符合要求。
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