中考物理一輪復(fù)習(xí)單元復(fù)習(xí)講練考專題64 能源與可持續(xù)發(fā)展 單元知識(shí)點(diǎn)講解與典型題解析（解析版）

第二十二單元能源與可持續(xù)發(fā)展專題64能源與可持續(xù)發(fā)展單元知識(shí)點(diǎn)講解與典型題解析新課標(biāo)對單元考點(diǎn)要求1.結(jié)合實(shí)例說出能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的系。2.列舉常見的不可再生能源和可再生能源。3.知道核能的特點(diǎn)和核能利用可能帶來的問題。4.從能源開發(fā)與利用的角度體會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要性。單元知識(shí)思維導(dǎo)圖單元考點(diǎn)知識(shí)講解考點(diǎn)1：能源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(dòng)、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。（2）生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是化學(xué)能源的一種，他可以理解成機(jī)體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)釋放的能量。（3）太陽能：由太陽輻射提供的能量。（4）風(fēng)能、水能：都屬于自然界提供的機(jī)械能。（5）地?zé)崮埽河傻厍騼?nèi)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(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、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(jù)一次能源是可以直接從自然價(jià)獲得的能源；二次能源是由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換而得到的，如電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。區(qū)分一次能源和二次能源的關(guān)鍵是看其是否經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換。3.人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的二次能源。由于電能便于輸送和轉(zhuǎn)化，又加上現(xiàn)代社會(huì)離不開各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進(jìn)入現(xiàn)代文明社會(huì)的標(biāo)志。人們使用不同的用電器，根據(jù)需要將電能轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量。4.談?wù)?1世紀(jì)的能源趨勢（1）能源危機(jī)：由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗持續(xù)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(fā)新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內(nèi)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(shí)人類正著力開發(fā)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(fā)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(xué)開發(fā)，節(jié)約使用；二是開發(fā)和利用新能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?。考點(diǎn)2：核能問題1.核能。質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密的結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結(jié)合是極其困難的。但是，一旦質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)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(zhì)量很小的原子核結(jié)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(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度目前，核聚變速度還不能認(rèn)為控制應(yīng)用原子彈、核電站氫彈3.核能的利用特點(diǎn)核能的優(yōu)點(diǎn)①核能十分巨大，它能極大的補(bǔ)充人類能源的不足，使用核能大大節(jié)約了常規(guī)能源②核能能夠解決能源分布不均衡的問題核能的缺點(diǎn)①核能屬于一次能源，且會(huì)越用越少②核能存在核污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對地球生物造成傷害③核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，在治理核廢料過程中，代價(jià)較高核電站應(yīng)用地域①核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區(qū)②核電站建在離人群較遠(yuǎn)的地區(qū)，避免對人畜造成傷害考點(diǎn)3：太陽能問題1.太陽的構(gòu)造：從內(nèi)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——?dú)浜司圩?。在太陽?nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，所以說太陽是一個(gè)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(dá)1500萬攝氏度，太陽核心釋放的能量向外擴(kuò)散可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約為6000℃，就像一個(gè)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?zé)崮芎统毕芤酝馑械哪芰慷紒碜蕴枺哉f太陽是人類能源的寶庫。（2）化石能源的形式：遠(yuǎn)古時(shí)期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體的化學(xué)能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學(xué)變化、地層的運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(gè)渠道（1）綠色植物的“光化轉(zhuǎn)換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲(chǔ)存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。（2）空氣水分的“光機(jī)轉(zhuǎn)換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、水等形式釋放出來，實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（3）被海洋吸收，成為海洋內(nèi)能。（4）直接被人們利用。人們直接利用太陽能的方式有兩種：①集熱器的“光熱轉(zhuǎn)換”，實(shí)現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②太陽能電池的“光電轉(zhuǎn)換”，實(shí)現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能。6.太陽能的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：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(yōu)點(diǎn)。①太陽能取之不盡，用之不竭，太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)足以持續(xù)50億年，是人類可以利用的最豐富的永久性資源。②太陽能分布廣闊，不需要挖掘、開采和運(yùn)輸，透入少收益大。③太陽能是一種清潔能源，使用時(shí)不會(huì)帶來任何污染。（2）缺點(diǎn)：太陽能雖然具有傳統(tǒng)能源所沒有的優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)給利用上帶來一些困難。①太陽能到達(dá)地球上非常分散，需要裝置有相當(dāng)大的接收面積，提高了接收裝置的造價(jià)。②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(shù)上的困難，也使造價(jià)增加。目前雖然已經(jīng)制成多種貯存系統(tǒng)，但總是不夠理想，具體應(yīng)用也有一定困難。③太陽能轉(zhuǎn)換效率很低?？键c(diǎn)4：能源與可持續(xù)發(fā)展1.節(jié)約能源：由于能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性，目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗，所以節(jié)約能源，已成為緊迫的問題。解決辦法：(1)形成前民節(jié)能意識(shí)，提高能源的利用率；(2)注重技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)新能源，特別是開發(fā)利用核能和太陽能等綠色能源。2.能源消耗對環(huán)境的影響(1)環(huán)境污染：燃料燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體，不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵，污染大氣，危害人體健康，影響動(dòng)植物正常生長。(2)環(huán)境影響：水土流失，土地沙漠化。(3)環(huán)境保護(hù)的主要措施：改進(jìn)燃燒設(shè)備，盡量使燃料充分燃燒；加裝消煙裝置，減少煙塵排放量；普及使用煤氣和天然氣，以代替家用煤爐；集中供熱，以減少煙囪數(shù)目，即提高了燃料的利用率又減少了污染；開發(fā)利用污染小的新能源。單元考點(diǎn)解題規(guī)律總結(jié)一、能源的分類分類標(biāo)準(zhǔn)類型區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例產(chǎn)生方式一次能源可以從自然界直接獲取風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、太陽能等。二次能源不可以從自然界直接獲取電能等。是否可再生可再生能源可以從自然界源源不斷地得到。風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等。不可再生能源消耗后不可在短期內(nèi)從自然界補(bǔ)充?；茉?、核能等。構(gòu)成化石能源經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成。煤、石油、天然氣等。生物質(zhì)能由生命物質(zhì)提供的能量。動(dòng)植物體內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)能等。二、能源與可持續(xù)發(fā)展1．能源消耗對環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）能源消耗會(huì)造成熱污染。化石能源在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)能，其中被利用的內(nèi)能只是其中的一部分，還有相當(dāng)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(yīng)的原因之一。（2）大量燃燒化石能源會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng)的加劇。如燃燒石油和天然氣、煤等會(huì)產(chǎn)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(yīng)外，還會(huì)形成酸雨，導(dǎo)致水、土壤酸化，對植物、建筑物、金屬構(gòu)件等造成危害。（3）一些欠發(fā)達(dá)國家用柴薪能源除會(huì)造成空氣污染、產(chǎn)生廢物外，還會(huì)加劇水土流失和沙漠化。（4）作為第三次能源革命的標(biāo)志——核能的開發(fā)和利用，也不是絕對清潔和安全的，處理不當(dāng)會(huì)造成有害輻射。2．人類不應(yīng)當(dāng)無限制的向大自然索取，我們必須在提升物質(zhì)文明的同時(shí)，保持與自然、環(huán)境的和諧與平衡。不要因?yàn)槔媚茉磿r(shí)會(huì)對環(huán)境造成污染而停止使用能源，也不要因?yàn)槟茉吹睦么龠M(jìn)了文明和社會(huì)的發(fā)展而對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。使用能源和保護(hù)環(huán)境可以做到有機(jī)的統(tǒng)一和諧的發(fā)展。要解決這個(gè)問題，當(dāng)然離不開科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展。3.不能再生能源和可再生能源化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為不可再生能源。想水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)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(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)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(gè)條件未來理想能源能夠大規(guī)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(gè)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(shù)人用得起；第三，相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；第四，必須足夠安全清潔，可以保證不會(huì)污染環(huán)境。單元對點(diǎn)例題解析考點(diǎn)1：能源的分類【例題1】（2022湖南湘潭）有關(guān)能源和能量，下列說法正確的是（）A.電能是一次能源B.只有裂變才能釋放出核能C.風(fēng)能是可再生能源D.能量是守恒的，我們不需要節(jié)約能源【答案】C【解析】A．電能需通過消耗一次能源才能獲得，是二次能源，故A錯(cuò)誤；B．核反映包括核裂變和核聚變，核裂變和核聚變都能釋放出核能，故B錯(cuò)誤；C．風(fēng)能是由大氣的流動(dòng)形成的，風(fēng)能可以從自然界源源不斷獲得，為可再生能源，故C正確；D．能量是守恒的，但是能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化是有方向性的，所以節(jié)約能源勢在必行，故D錯(cuò)誤。故選C。【例題2】（2022黑龍江龍東）2022年5月15日，是天問一號著陸火星一周年日子，目前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，累計(jì)獲取并傳回原始科學(xué)數(shù)據(jù)約940GB，這些數(shù)據(jù)是通過__________將信息傳回地球的；如圖所示，該火星車是利用電能來驅(qū)動(dòng)的，電能屬于__________次能源。【答案】電磁波二【解析】探測器上裝備有無線電信號發(fā)射器，獲得的信息能發(fā)出無線電信號，即電磁波，將探測的數(shù)據(jù)傳回地球。電能不能從自然界直接獲得，必須通過消耗其它能源才能獲得，所以電能屬于二次能源。考點(diǎn)2：新能源【例題3】（2022湖南益陽）中國成功研發(fā)出了先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆的第4代核反應(yīng)堆發(fā)電技術(shù)，于2021年9月底在甘肅武威啟動(dòng)試運(yùn)行，創(chuàng)造了又一項(xiàng)奇跡，其技術(shù)應(yīng)用屬于世界首次。釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少、使用氟化鹽作為冷卻劑無需耗費(fèi)大量水資源和熱轉(zhuǎn)換效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。下列有關(guān)釷基熔鹽堆的說法正確的是（）A.釷基熔鹽堆不產(chǎn)生核廢料B.釷基熔鹽堆需要大量水作冷卻劑，因此不可以建在內(nèi)陸C.釷基熔鹽堆的熱轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆還要低D.釷基熔鹽堆是利用核裂變放出的能量【答案】D【解析】A．由題意可知，釷基熔鹽堆具有產(chǎn)生的核廢料非常少，不是不產(chǎn)生核廢料，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，釷基熔鹽堆使用氟化鹽作為冷卻劑無需耗費(fèi)大量水資源，因此可以建在內(nèi)陸，故B錯(cuò)誤；C．由題意可知，釷基熔鹽堆具有熱轉(zhuǎn)換效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．釷基熔鹽堆是利用核反應(yīng)堆的裂變的可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的能量，故D正確。故選D?！纠}4】（2022湖北武漢）下列關(guān)于太陽能的說法正確的是（）A.太陽能屬于二次能源B.太陽能屬于不可再生能源C.太陽是一個(gè)巨大的“核能火爐”D.太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】C【解析】A．太陽能屬于一次能源，故A錯(cuò)誤；B．太陽能屬于可再生能源，故B錯(cuò)誤；C．太陽內(nèi)部發(fā)生的是核聚變，可以提供大量的能量，太陽是一個(gè)巨大的“核能火爐”，故C正確；D．太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。故選C?？键c(diǎn)3：能源與可持續(xù)發(fā)展【例題5】（2022湖南邵陽）我市積極利用區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，在城步南山、新邵龍山、邵東黃帝嶺、洞口蘇寶頂?shù)鹊胤浇⒘孙L(fēng)力發(fā)電站。下列能源中與風(fēng)能同屬于可再生能源的是（）A.煤炭 B.石油 C.太陽能 D.天然氣【答案】C【解析】ABD．煤炭、石油和天然氣都是經(jīng)過地質(zhì)年代形成的，在短期內(nèi)不能得到