第十八章：能源与可持续发展
一、知识要点
（一）能源利用与社会发展
1、原子核内的饿各个粒子间还存在强大的吸引力—--核力，质子和饿中子是依靠核力结合在一起。当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量叫做核能。
2、把质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的饿过程叫做裂变，裂变过程中释放能量。裂变在极短的时间内相继分裂的现象叫做链式反应。原子弹就是根据链转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。
2、能量转化和守衡定律（包括能量转化与转移的方向性规律）是科学上的重要定律，它使
二、重难点例题分析
【例题1】（09湖南株洲）我市规划在攸县建造一座火力发电厂，以充分利用当地丰富的煤炭资源。火力发电所需要的煤不是（ ）
A、化石能源 B、一次能源 C、可再生能源 D、不可再生能源
【解析】煤是化石燃料可直接利用，用完就没有了，是不可再生的，所以是一次能源，不可再生能源，化石能源。
【答案】C
【例题2】（09湖北荆门）学习实践科学发展观，可持续发展的理念应当落实到各项工作中。以下做法不符合可持续发展要求的是
A．若可能，出行时尽量使用自行车
B．大力开发利用太阳能和风能
C．节约用水、用电、用气
D．大力发展以煤为燃料的火力发电
【解析】此类题是紧扣现实社会热点考查，是培养学生社会观科学观的题型，是今后考查方向。可持续发展就是要环保节能，开发新能源。
【答案】D
【例题3】（09广东梅州）关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是（ ）
A．人类大量使用太阳能会导致温室效应
B．因为能量是守恒的，所以不存在能源危机
C．现在人类社会使用的主要能源是煤、石油和天然气
D．核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站
【解析】太阳能是清洁能源不会造成温室效应，而过量使用化石燃料会造成温室效应，虽然说能量转化过程是守恒的，但能量的转化和转移是有方向性的，有些能源使后是不能再生的；核能的利用虽然用的是放射性物质，但一般不会造成污染。
【答案】 C
【例题4】（09浙江金华）2009年世界环境日主题为“地球需要你：团结起来应对气候变化”。世界自然基金会应对全球气候变化提出了“地球一小时”的倡议，希望个人，社区、企业和政府在每年3月最后一个星期六20：30——21：30熄灯一小时。下列应对气候变化的有关做法，不宜提倡的是（ ）
A．提高森林覆盖率 B．大量使用煤、石油等化石燃料
C．响应“地球一小时”倡议 D．开发新能源
【解析】能源与可持续发展要求我们，一要节约，二要利用好不可再生能源同时注意保护环境，三要大力开发新能源特别是清洁能源。
【答案】B
三、综合练习
（一）填空题
1.煤、石油、天然气、水能、风能、电能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪等能源中：
(1)属于不可再生能源的有___________.
(2)属于再生能源的有___________.
(3)属于一次能源的有___________.
(4)属于二次能源的有___________.
(5)属于化石能源的有___________.
(6)属于生物质能的有___________.
2.煤、石油、天然气称为______能源，也是______能源或______能源.
3.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生______，释放出巨大的______.我们现在开采的化石燃料获取的能量实际上是开采上亿年地球接收的______.
4.在利用太阳能方面有两种方式，一种是利用集热器把水等物质______;另一种方式是用太阳电池把______转化为______.
5.由于月球的引力作用，海水会周期性出现较大的涨落现象，这就是海水的潮汐.潮汐具有很大的______能，所以潮汐能是______能源或______能源.在海湾建起堤坝，装上水轮发电机，就可以利用潮汐能发电.当涨潮时，坝外海水的______能转化为水轮机的______能；当退潮时，坝内的海水______能转化为水轮机的______能.
6.太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为______能；空气流动成风，内能转化为______能；植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的______能；古代动植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，太阳能转化为这些燃料的______.
7.利用______能发电的电站叫核电站，核电站的核心是______，它以______作为核燃料.此物质______时会释放出巨大的能量.
8.______一直是人类发展经济的动力，也是产生______的重要来源.
9.天然气是一种清洁能源，国家“西气东输”重点工程的建设，对保护环境和解决沿海地区能源问题都有重大意义，天然气的燃烧值是5.2×107J/㎏，从新疆吐哈油田往上海每输送100㎏天然气，相当于输送了 J的能源。
10.氢弹是利用 核的 变制成的，原子弹是利用 核的 变制成的，相比起来，氢弹是一种比原子弹威力更 的核武器。
11.在能源家族中，人类现在最常用的能源是 能源，它是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，包括我们今天使用的 、 、 ，它是 ___________次能源的典型代表。
12.用 轰击比较大的原子核，使其分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这就是 。 和 就是利用这种反应制成的。
13.电能是由 的能转化而来的 次能源。它最终还要转化为光能、动能等其他形式的能，才能为人类所用，那么，为什么还要使用电能呢？因为电能便于 和 。现代社会离不开的各种各样的 ，是将电能转化为其他各种形式能量的转化器。
14.冬天，火炉把自己的 能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用，一般情况下， 能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反，上述事例说明：能量的转化、能量的转移，都是有 性的。
15．（09山西太原）人们常说，太阳是人类的“能源之母”，从能源能否可以在短期内从自然界中得到补充角度看，太阳能属于 能源（选续“可再生”或“不可再生”）；在石油、天然气、煤、核能中，不是间接来自太阳能的是 ．
16．（09贵州黔东南州)新能源的开发来源于物理学的进步。风力发电站工作时，将 能转化为电能，该能源属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。
17.( 09湖北襄樊)煤、太阳能、风能、水的动能，这些能源中，属于不可再生能源的是________。
18．（08广西南宁）起，南宁市机动车全面使用乙醇汽油。乙醇汽油的使用可以 有害气体的排放量，它是—种新型清洁能源，其中乙醇是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
19．目前，许多国家都在使用的二次能源有 能、 等。
20．现代人类的生活离不开能量，并且种类多样，如（1）电能 （2）太阳能 （3）化石能 （4）
核能等。下列是生活中用到的一些器具或生产工具，其中分别用到了哪种能量，填入序号。
a.太阳能热水器__________________； b.煤气灶_________________
c.电冰箱________________________； d.原子弹_________________
21、乙醇是生物质能，属于__________(选填“可”、“不可”)再生能源。2008年4月起广西使用乙醇汽油作为机动车的动力能源，完全燃烧0.14㎏的乙醇汽油放出热量为6.3×106J，它的热值为__________________J/㎏.
22、目前世界石油能源紧缺，石油属于___________(填“可再生”或 “不可再生”)能源，你生活中用到的可再生能源有____________（请说出它同时还属于 能源、 能源）、 （请说出它同时还属于 能源、 能源）、 （请说出它同时还属于 能源、 能源）
23.（09河南）2008年8月，我省第一个风力发电项目在三门峡投产发电。风力发电是将 能转化为电能．风力发电的优点是 。
（二）选择题
24.关于原子核的组成，下列说法正确的是（ ）
A.原子核由质子和电子组成 B.原子核由质子和中子组成
C.原子核由中子和电子组成 D.原子核由质子组成
25.下面能源中，不属于一次能源的是（ ）
A.地热能 B.潮汐能
C.电能 D.核能
26.下面各种能源中，属生物质能的是（ ）
A.煤 B.天然气
C.脂肪 D.太阳能
27.关于核能，下列说法中正确的是（ ）
A.任何物质都能得到核能
B.自然界只有在人为条件下才能发生核聚变
C.目前人类获得核能只有两条途径，即裂变和聚变
D.原子弹爆炸是利用核的聚变
28.太阳内能进行大规模的核反应是（ ）
A.核裂变 B.核聚变
C.核裂变和核聚变 D.无法确定
29.下列能源中，属不可再生能源的是（ ）
A.太阳能 B.核能
C.风能 D.生物质能
30.下列说法中正确的是（ ）
A.我国化石燃料储量丰富，取之不尽，用之不竭
B.太阳能是一种取之不尽，用之不竭的能源
C.电能是一次能源
D.核聚变已广泛用于人类生活、生产的活动中
31.当你从室外进入厨房闻到煤气异味时，下列操作中，你认为最安全的是（ ）
A.立即关闭煤气源,开启抽油烟机或电扇排出煤气
B.立即打开门和窗，关闭煤气源
C.立即打开电灯，寻找泄漏源
D.立即跑开，什么也不做
32.现代火箭常用液态氢作燃料，这是因为液态氢具有（ ）
A.较大的比热容 B.较大的动能
C.较大的热值 D.较多的热量
33.以下物质中不是能源的是（ ）
A.太阳 B.水流
C.煤 D.重晶石
34．（09·江苏）自然界中有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源．在下列能源中，属于不可再生能源的是（ ）
A．风能 B．水能
C．太阳能 D．石油
35．下列说法中正确的是（ ）
Ａ．化石能源是二次能源 Ｂ．地热能源不是一次能源
Ｃ．太阳能是新能源 Ｄ．天然气是清洁能源
36．下列能源中属于新能源的是（ ）
Ａ．核能、太阳能、潮汐能、地热能 Ｂ．化石燃料、水能、风能
Ｃ．化石燃料、潮汐能、地热能 Ｄ．太阳能、化石燃料、核能
37．（09·湖南株洲）我市规划在攸县建造一座火力发电厂，以充分利用当地丰富的煤炭资源。火力发电所需要的煤不是（ ）
A．化石能源 B．一次能源
C．可再生能源 D．不可再生能源
38.台州的能源结构日趋多样化，其中利用化学能转化为电能的是（ ）
A、临海括苍风力发电厂 B、温岭江厦潮汐电站
C、玉环华能火力发电厂 D、仙居下岸水力电站
39．下列能源中，属于不可再生能源的一组是（ ）
①煤 ②核燃料 ③水能 ④石油
A．①②③； B．①②④；
C．①③④； D．②③④。
40.能源在利用时对环境污染最厉害的是（ ）
A．太阳能 B．风能 C．煤 D．电能
41. 火力发电厂靠燃烧煤发电，下列关于火力发电的说法正确的是（ ）
A、煤是可再生能源 B、利用电流的磁效应发电
C、发电时将电能转化为内能 D、会造成环境污染
42．下列不属于能源的是（ ）
A．煤炭 B．地热
C．柴油机 D．酒精
43．下列物质都属于新能源的一组是（ ）
A．电能、水能、风能 B．太阳能、地热能、核能
C．液化气、沼气、酒精 D．石油、天然气、煤
44．对能源的分类有不同的方法，一有种分类方法是将能源分为三类：第一类能源来自地球以外，第二类能源来自地球内部，第三类能源来自地球和其他天体的相互作用。人们已经利用的地热能和潮汐能分别属于（ ）
A．地热能是第一类能源，潮汐能是第二类能源。
B．地热能是第二类能源，潮汐能是第三类能源。
C．地热能是第三类能源，潮汐能是第二类能源。
D．地热能是第二类能源，潮汐能是第一类能源。
45．(08来宾)下列关于能源的说法中正确的是 ( )
A．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源
B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用
C．如果大量利用太阳能，可使太阳能在短期内消耗殆尽
D．水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源
46．目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料。关于煤气、天然气，下列说法正确的是 ( )
A、是一次能源，是可再生能源 B、是一次能源，是不可再生能源
C、是二次能源，是可再生能源 D、是二次能源，是不可再生能源
47.下列关于能源的说法，其中正确的是（ ）
A.能量就是能源 B.电能是一种一次能源
C.石油是一种可再生能源 D.生物质能是一种可再生能源
48.太阳每时每刻都在释放大量能量，这些能量来自（ ）
A.太阳内部电能转化为内能的过程
B.太阳内部大规模的核裂变过程
C.太阳内部大规模的核聚变过程
D.太阳内部可燃性物质的燃烧过程
49.“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题，对此以下措施可行的是（ ）
A.人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品
B.关闭现有的火力发电站
C.各地都要新建水力和风力发电站
D.停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代
50.以下节约能源的做法中不正确的是（ ）
A.输电过程中采用超高压输电
B.家庭电路中使用电子高效节能灯
C.将水电站更新改造为热电站
D.利用内燃机代替蒸汽机
51.水电站用拦河坝提高上游的水位，被提高了水位的水流下来时，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电，在这个过程中，能量的转化顺序是（ ）
A.动能转化为势能，再转化为电能
B.势能转化为动能，再转化为电能
C.内能转化为电能，再转化为动能
D.动能转化为电能，再转化为势能
52.关于核能的下列说法中不正确的是（ ）
A.核电站是利用原子核裂变的可控的链式反应产生的能量来发电
B.如果对核裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内会释放出巨大能量，发生猛烈的爆炸，这就是原子弹的原理
C.氢弹是利用轻核聚变制成的核武器
D.太阳内部不停地进行着核裂变，可能维持50亿年的时间
53.（课标创新题）（09·江西南昌）研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务.能源按不同的分类方式可进行不同分类.下列四组能源中，能归入图1所示阴影部分的一组是（ ）
A．煤炭、地热能、沼气
B．太阳能、风能、海洋能
C．水能、木柴、天然气
D．石油、海洋能、核能
（三）想一想
54.一辆太阳能汽车，在阳光下轻快地跑着，请简述汽车在运动中能量的转化？
55.请你据核能发电知识及火力发电知识的了解，谈谈核能比化石能源的明显优势.
56.列举实例说明能量的转移和能量的转化有方向性？
57.我们生活在电的时代，电能的来源很多，应用很广泛……
（1）列举出自然界存在的各种形式的能（三项以上），可以较为方便的转化为电能。
（2）列举出使用电能对减少污染、保护环境有利的三个具体的例子。
（四）实验探究题：
58.我国已自行建造了核潜艇，核潜艇可以在大洋中长期潜行而不需要补充燃料，想一想，核潜艇是利用什么作燃料的？当核潜艇中的核燃料停止反应时，核潜艇上会一片黑暗，请你据此现象从“能量转化”的角度设想一下核潜艇中所用的电能是怎样得来的？
59.小明要研究不同物体吸收太阳辐射的能力，他设计并进行了下面这个简单的实验：将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同的烧瓶中，用白纸和黑纸分别将瓶子包起来，然后将两个瓶子放在太阳光下，每隔3分钟测一次瓶中水的温度。经过30分钟的实验，小明将得到的两瓶中水的温度变化情况记录在下表中：
对上述实验中小明得出的数据进行分析，我们得出的结论是什么？
（五）做一做
60.有一个伞形太阳灶每分钟每平方米吸收太阳能3.0×104 J，如果它的使用效率为40%，吸热面积为，则此太阳灶的功率是多少？
61.火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，在整个发电过程中能量转化的情况如下，请你在方框中填入相应的能量形式.
（六）综合题
62.太阳能是个巨大的能源，其总辐射功率为3.8×1023 kW，即每秒钟向周围空间辐射的热量相当于1.3×标准煤完全燃烧时放出的能量.你能算出这些能量为多少焦？这些能量能使多少吨水的温度从升高到？
63.能源的可持续发展，除了开发新能源外，节能也是一个重要环节.我国研制生产了一种电子高效节能灯，一只11 W的这种灯照明亮度相当于60 W的白炽灯.如果把国内7000万只60W的白炽灯都换成这种灯，按每灯每天正常工作3 h计算，1年可节能多少焦？这些能量相当于完全燃烧多少吨的煤而放出的热量？（煤的热值为3.4×107 J/kg）
64.有一台太阳能热水器，贮水量为100㎏，在太阳照射数小时后，所贮水的温度从升到，水吸收的热量是多少焦？如果采用电能来加热这些水，假如电能的利用率可以达到70%，电价为0.53元/千瓦时，则需电费多少元？
（七）小调查
65．太阳能热水器已成为家用热水器的主流，观察并调查太阳能热水器的最大优势是什么？它在安装时与其他热水器有什么不同？
参考答 案
1.(1）煤、石油、天然气、原子能
(2）水能、风能、潮汐能、地热能、沼气、太阳能、脂肪
(3）煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、太阳能、原子能、地热能、沼气、脂肪
(4）电能 (5）煤、石油、天然气
(6）沼气、脂肪
2.化石 一次 不可再生3.聚变 能量 太阳能4.直接加热 太阳能 电能
5.机械 一次 可再生 机械 动 重力势 动6.内 动 化学 化学能
7.核 核反应堆 铀 裂变8.能源 环境污染 ×109 10.轻 聚 重 裂 强大 11.化石 煤 石油 天然气 一 12.中子 核裂变 原子能 核电站 13.其它形式 二 输送 转化 用电器 14.内 内 方向
15．可再生 核能16．风；可17.煤18．减少；可再生19．电；煤气
20．a（2）；b（3）；c（1）；d（4）21可；4.5×10722、不可再生；太阳；一次；新。生物质；一次；常规23.风；清洁、便于转化
24.B 25.C 26.C 27.C 28.B 29.B 30.B 31.B 32.C 33.D34．D 35．C 36．A 37．C
38. C39．B40. C41. D42．C43．B44．B45．D46．B47.D 48.C 49.A 50.C 51.B 52.D
53.B
54.太阳能电池将太阳能转化为电能，电动机将电能转化为机械能.
55.优点：只需较少的核物质，就能获得巨大的能量，可大大减少运输量；核电站成本比火电站成本小；核发电不会对空气造成污染.
56.冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，不能把这些内能重新收集起来，来年再用，说明能量的转移有方向性。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了地面、空气的内能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，说明能量的转化有方向性。
57.（1）化学能、水能、风能、地热能、潮汐能、核能、太阳能；（2）蓄电池的电力驱动车，代替燃烧柴油、汽油的汽车，没有环境污染；电饭锅、电热水器等电热器代替了燃烧的燃料，清洁卫生，没有污染；电能转化为光能（如电灯），没有环境污染。
58.核潜艇是以铀为燃料,其所用的电能是从核能转化而来的；先是核能转化为内能，再转化为机械能，再转化为电能。
59.黑色物体吸收辐射的本领比白色物体强
60.解：W总=3×3×104 J=9×104 J
W有=W总η=3.6×104 J，
P=W有/t=600 W. 61.内能 机械能 电能
62.解：Q=qm=4.42×1026 J
m=Q/( c·Δt)=0.26×=0.26×1019 t.
63.解：W节=Pt=7×107×（60-11）×3×3600×365 J=1.35×1016 J
m=W节/q=4×106 t. 64. 1.26×107J 2.65元
65．太阳能热水器最大优点是节约能源.装在室外，并且让太阳能直接照射的地方.