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1、專題20 能源與質量守恒定律
?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、狀結晶物質,1m3的可燃冰能釋放出約0.8m3的水和164m3的天然氣。下列關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的水質量小
C.在通常狀況下,天然氣和水可以結合成可燃冰
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、產生:太陽是一個巨大的核能火爐,在太陽
3、的內部每時每刻都在發(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目前的技術太陽能轉換的效率不高;
③受地球自轉、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)將太陽能轉化為化學能加以利用;(3)將太陽能直接轉化為內能利用。
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)保設備。根據(jù)你所學知識完成下列問題。
(1)太陽能是在太陽內部氫原子核發(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)在正在設想研發(fā)內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“光電轉化”、“光熱轉化”、“光化轉化”)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%轉化為水的內能,若光照6h可以使熱水器內初溫為15℃,質量為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)光電轉化;(3)水溫度升高到60℃。
【解析】
(1)在太陽內部,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:當原子核發(fā)生分裂或相互結合時釋放出的能量。
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、核燃料產生輻射,污染環(huán)境,使用不當會對地球上的生物造成巨大傷害。
5、其他新能源
(1)地熱能:地球內部蘊含大量的熱,熾熱的巖漿使地下水成為熱水和水蒸氣。利用地熱能可以發(fā)電,高溫蒸氣可以驅動機械轉動,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)風能:利用風車帶動發(fā)電機進行發(fā)電,清潔無污染。
例1(2018?郴州
8、)關于能源的說法,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)下列關于核能說法正確的是()
A.核反應堆中發(fā)生的鏈式反應是不可控制的
B.核電站產生的核廢料仍具有放射性,一般深埋在人煙稀少的地方
C.核反應堆可將核能直接轉化成電能
D.我國已建成可控核聚變反應堆
【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,核電站的核心設備是核反應堆,核反應堆是利用原子核的_________(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能的轉移與轉化
1、能的形式
2、能的轉移和轉化
在能得轉移過程中,能量從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的高溫部分轉移到低溫部分,能得形式沒有發(fā)生變化;而在能得轉化過程中,往往是從一種形式轉化為另外一種形式或轉化為多種形
10、式,能得形式發(fā)生了改變。
3、能的轉移和轉移具有方向性
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”,倡導保護環(huán)境。
11、光伏發(fā)電站的推廣實現(xiàn)了將_________轉化為電能,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,將太陽能轉化為電能,實現(xiàn)了太陽能到電能的轉化;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
能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從一種形式轉化為另一種形式,能量在轉移和轉化過程中,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、池可以把太陽能轉化為___________能,還有一部分太陽能轉化為其他形式的能,根據(jù)能量___________定律可知,轉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,可利用太陽能為內部鋰電池充電,但銷量低迷。某款太陽能充電寶內鋰電池容量為0.lkW?h.合___________J;在充足陽光下太陽能板產生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,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、室隨手關燈
B.用電水壺燒水時不蓋蓋子
C.白天總是用燈光代替自然光照明
D.夏天,房間里長時間設人時空調還一直開著
【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)成良好的用水習慣和保護好水資源。下列做法符合要求的是()
A.不關水龍頭 B.垃圾倒入河中
C.用噴灌技術灌溉農作物 D.邊冼漱邊放水
【答案】C
【解析】
A、洗手后不及時關閉水龍頭,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、用噴灌技術灌溉農作物,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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