2019_2020学年九年级物理全册第二十二章能源与可持续发展单元讲析与提高含解析新版新人教版.docx

第二十二章能源与可持续发展单元讲、析与提高对本章知识点进行提炼、总结和详解一、能源凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。1.人类利用能源的历程：（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置-反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。2.一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，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，所以称电能为二次能源。我们今天使用的煤、石油、天然气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，所以称为化石能源。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。二、核能质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式：核裂变能和核聚变能。1.核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。2.核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。3.核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在浙江和广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。三、太阳能1.太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。2.太阳能的利用（1）间接利用太阳能：化石能源（光能-化学能）；生物质能（光能-化学能）。（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能-内能）；太阳能电池：（光能-电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。四、能源与可持续发展1.能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。2.能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。3.能源与可持续发展（1）不可再生能源和可再生能源：化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。而水的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理想能源的开发。未来的理想能源必须满足以下条件：必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析第二十二章能源与可持续发展在中考中所占分值较低，出现的概率也不大。本章主要要求是了解能源的概念以及各种能源的类型和特点，能源之间的转化，能源的开发与利用，环保与可持续发展等知识。本章作为了解、知道和认识的内容，在中考复习中需要重点知道一下内容：（1）对各种的能源的认识和特点；（2）核能的开发与利用；（3）太阳能的认识与利用；（4）能源与可持续发展的关系。在中考中，对本章的考查主要以选择题和填空题为主，其他题型也有以开放题形式出现；主要考查对本章知识点的理解和认识程度。所占分值一般在2-3分之间。所以，了解本章知识点、常考内容和主要考试形式，对做好本章复习具有很重要的实际意义。考点分类见下表。考点分类见下表考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点能源的分类选择题、填空题居多，考查对各种能源的认识核能与太阳能利用选择题、填空题居多，考查核能和太阳能的利用知识能源与可持续发展填空题、选择题居多，考查能源的利用和可持续发展一般考点不同间能源间的转化选择题、填空题居多，考查不同能源间的转化知识冷门考点能源的利用与生活开放题，通过实际生活考查能源在生活中的应用典例一：(2018威海)下列关于能源的说法，正确的是（）。A风能是不可再生能源；B太阳能、水能是二次能源；C人类已建成的核电站是利用核聚变发电的；D化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题【答案】D。【解析】A.风能可以循环作用，是不可再生能源，故A错误；B.太阳能、水能都可以从自然界直接获得，是一次能源，故B错误；C.人类已建成的核电站是利用核裂变反应发电的，故C错误；D.化石能源的大量使用向空气排放大量的污染性气体，造成了酸雨、雾霾等环境问题，故D正确；故选D。典例二：（2018龙东）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭，其具有主动躲避障碍物的功能，它在运动时将电能转化为能。机器人吸尘的工作原理是电机转动时使内部气体流速变大，压强（填“变大”或“变小”），从而使杂物进入吸尘器。【答案】机械；变小。【解析】（1）扫地机器人工作时消耗电能，获得机械能，故它在运动时电能转化为机械能；（2）根据流体压强和流速的关系可知，机器人吸尘的工作原理是电机转动时使内部气体流速变大，压强变小，小于外部大气压，在压强差的作用下使杂物进入吸尘器。故答案为：机械；变小。典例三：（2018滨州）太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生（选填”裂变”或”聚变”），释放出巨大的核能。【答案】聚变。【解析】在太阳内部，太能之所以能发光发热，实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。答案：聚变。典例四：(2018益阳)下列关于核能说法正确的是( )。A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的；B.核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方；C.核反应堆可将核能直接转化成电能；D.我国已建成可控核聚变反应堆【答案】B。【解析】A、核电站的核反应堆发生的链式反应是可以控制的，故A错误；B、核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般埋在人烟稀少的地方，故B正确；C、核能发电的能量传递和转化过程是：核能水和蒸汽的内能发电机转子的机械能电能，故C错误；D、我国已建成可控核裂变反应堆，故D错误。故选B。以近三年各地中考真题为选材，对本章常考热点进行示例详解示例一：（2018德州）图中是德州市安装的一种太阳能路灯，太阳能电池将太阳能转化为_能提供给路灯，太阳能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源。【答案】（1）电；（2）可再生。【解析】太阳能电池将太阳能转化为电能提供给路灯，太阳能取之不尽用之不竭，可从自然界不断获得，属于可再生能源。示例二：(2018常德)许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（）。A太阳是一个巨大的“核能火炉”；B太阳能为二次能源；C太阳能属于可再生能源； D太阳能清洁，无污染【答案】B。【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”, A正确；太阳能可以从自然界直接获取为一次能源,B不正确；太阳能属于可再生能源，并且清洁无污染,C、D正确,选B。答案B。示例三：（2018玉林）保护环境，人人有责。如图所示，下面哪种现象更有利于对环境的保护（）。【答案】D。【解析】A、汽车排放的尾气产生有害气体，故A错误；B、水污染有三大来源：工业污染、农业污染、生活污染，养殖场任意排放会污染水造成水污染，故B错误C、工厂释放烟雾，造成大气污染，故C错误；D、使用太阳能路灯，节约能源，减少污染，有利于对环境的保护，故D正确。故选D。示例四：（2018滨州）利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了能，实现了对电池的充电，混合动力型汽车节约了汽油，减少了尾气排放，是节约能源的一种可行的办法。【答案】电。【解析】混合动力型汽车制动时，由于要克服摩擦做功，所以汽车的一部分动能转化为内能，而另一部分动能通过发电机转化为电能。答案：电。以近三年各地中考试题和模拟题为选材，以常考热点为突破点进行提升训练一、选择题1（2018岳阳）关于能源和能量的说法正确的是（）。A煤和石油都是不可再生能源；B汽车可以从排放的尾气中吸收能量，不消耗新的能源，返回原地；C达芬奇设想永动机是可以制成的；D目前核电站是利用核聚变来发电的【答案】A。【解析】A煤和石油都是不可再生能源，正确。B汽车可以从排放的尾气中吸收能量，不消耗新的能源，返回原地，错误，能量转化有方向性，散失在空中的内能无法再次利用。C达芬奇设想永动机是可以制成的，错误，永动机不可能制成。D目前核电站是利用核聚变来发电的，错误，核电站利用核能裂变来发电。故选A。2.(2018遵义)下列有关材料、能源、信息的说法正确的是（）。A天然气属于可再生能源；B手机充电过程中将化学能转化为电能；C手机通话是利用超声波传送；D半导体材料可制成二极管、三极管等元件【答案】D。【解析】A、天然气在地球上的储量是有限的，利用之后无法再生，属于不可再生能源，故A错误；B、手机充电时，电能转化为化学能，手机在工作时，储存在电池内的化学能转化为电能，故B错误；C、手机就是利用电磁波的发射和接收来实现信息传递的，故C错误；D、二极管、三极管都是半导体材料锗、硅等制作而成的，故D正确。故选D。3.(2018河南)下列关于信息与能源的说法中，正确的是（）。A.不同频率的电磁波在真空中传播速度不同；B.光纤通信是利用光的反射传递信息的；C.当前运行的核电站是利用核聚变发电的； D.任何形式的能量都可以自发的相互转化【答案】B。【解析】本题综合考查通信与能量知识。所有频率的电磁波在真空中传播速度相同A项错；核电站发电是利用核裂变的，C项错；有的能量转化需要一定的条件，D项错；B项的说法是正确的。故选B。4.（2018武汉）关于能量和能源，下列说法错误的是（）。A电能必须通过消耗一次能源才能得到，是二次能源；B我们今天使用的煤、石油、天然气，都是化石能源；C能量的转化和转移有时是有方向性的；D自然界的能量是守恒的，它既不能创生，也不能消灭【答案】C。【解析】A、电能需通过消耗一次能源才能获得，叫做二次能源，故A正确；B、化石能源是指由远古时代的动植物在地壳中经过几亿年转化而来的燃料，包括石油、煤和天然气，故B正确；C、内能不能自动地从低温物体转移到高温物体，汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地用来再次开动汽车，这些例子都说明了能量的转化和转移总是具有方向性，故C错误；D、能量既不能创生，也不会消灭。在能的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故D正确。故选C。5.（2018淮安）下列能源的大量使用，会造成空气污染加剧的是（）。A天然气 B地热能 C太阳能 D风能【答案】A。【解析】地热能、太阳能、风能属于可再生能源，都是未来的理想能源，安全清洁，不会严重影响环境；而天然气是化石能源，属于不可再生能源，会给空气造成很大的污染；故选A。6.(2018西宁)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法错误的是（）。A在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，人类特别重视太阳能的利用；B超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线；C. 卫星导航在传递信息过程中依靠电磁波；D.光纤通信具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离、大容量信息传输【答案】B。【解析】A、理想能源应满足几个特点：环保，来源广泛，容易转化。太阳能是理想能源，在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，注重新能源、理想能源的使用，故A正确。B、超导体的电阻为0，电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，电阻为零无法将电能转化为内能。故B错误。C、卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面。故C正确。D、光纤通信是利用激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离、大容量信息传输。故D正确。故选B。7.（2018桂林）下列能源中属于可再生能源的是（）。A风能 B石油 C煤 D天然气【答案】A。【解析】煤、石油和天然气是化石能源，不可在短时间内形成，故属于不可再生能源，只有风能是可再生能源，即选项A符合题意；故选A。8.（2018怀化）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，属于不可再生的能源的是（）。A水能 B风能 C太阳能 D煤炭【答案】D。【解析】ABC、水能、风能、太阳能，能够源源不断的从自然界得到，属于可再生能源，故ABC错；D、煤炭属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故D正确。故选D。9.（2018黄石）下列关于能量转化与能源，说法不正确的是（）。A电风扇通过电动机，能将电能转化为风能；B电磁感应现象中，有其他形式的能量转化为电能；C地热、天然气、电能都属于二次能源；D虽然能量是守恒的，但是我们仍需节约能源【答案】C。【解析】A、电风扇通过电动机，能将电能转化为风（机械）能，故A正确；B、在电磁感应现象中，导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是机械能转化为电能，故B正确；C、地热、天然气属于一次能源，电能属于二次能源，故C错误；D、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变，但是能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化，因而人类可利用的资源是有限的，所以我们仍然要注意节约能源，故D正确。故选C。10(2018荆门)关于信息与能源，下列说法中，错误的是（）。A水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源；B焚烧秸秆既污染环境又浪费能源，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发；C北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务；D核电站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范【答案】A。【解析】A、水能是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约水资源，故A错误；B、秸秆燃烧会浪费能源，污染环境，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发，故B正确；C、卫星导航是利用电磁波传递信息的，故C正确；D、核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，核废料有放射性，会对环境造成污染，因此必须制定严格的安全标准和规范，故D正确。故选A。11.（2017岳阳）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（）。A手机通话是利用电磁波来传递信息的；B随着科技的发展永动机不久将会实现；C煤、太阳能、天然气都是可再生能源；DLED灯中的发光二极管由超导材料制成【答案】A。【解析】各种形式的能量在一定的条件下可以转化。燃料燃烧将化学能转化为内能。A手机通话是利用电磁波来传递信息的，正确。B随着科技的发展永动机不久将会实现，错误，永动机不可能实现。C煤、太阳能、天然气都是可再生能源，错误，煤、天然气不是可再生能源。DLED灯中的发光二极管由超导材料制成，错误，发光二极管是半导体材料制成的。故选A。12.（2017随州）课本中的插图“太阳能凉帽。电池板把太阳能转化为扇叶的动能”（如图），引发了小聪一些联想，他的下列表达错误的是（）。A.太阳能实质上是太阳内部核及应释放出的能量；B.太阳能为“二次能源”，也是不可再牛能源；C.太阳光中的可见光是电磁波；D.太阳光可以在真空中传播【答案】B。【解析】A、在太阳内部具有高温高压的环境，可以产生聚变反应，从而放出大量的能量。故A正确；B、在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能，这就是太阳能，所以太阳能不是二次能源，而是直接从自然界获取的一次能源，是可再生能源。故B错误；C、电磁波是一个大家族，太阳光属于电磁波的一种。故C正确；D、电磁波的传播不需要介质，太阳光本质是电磁波，所以可以在真空中传播；故D正确。故选B。13.（2017徐州）下列能源中，一旦消耗就很难再生的是（）A太阳能 B风能 C水能 D石油【答案】D。【解析】风能、水能和太阳能可以源源不断的得到，是可再生能源，故ABC不符合题意；石油是动植物体经过亿万年的时间形成的，一旦消耗就很难再生，是不可再生能源，故D符合题意。故选D。二、填空题14.(2018徐州)太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属于能源（填“清洁”或“非清洁”）；利用太阳能电池可以把太阳能转化为能，还有一部分太阳能转化为其他形式的能，根据能量定律可知，转化的总能量和接收的太阳能数量相同。【答案】（1）清洁；（2）电；（3）守恒。【解析】太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，所以属于清洁能源；利用太阳能电池可以把太阳能转化为电能，还有一部分太阳能转化为内能，根据能量守恒定律，能量只会发生转移或转化，能的总量不变，所以转化的总能量和接收的太阳能数量相同。15.(2018山西)能源即是国家经济发展的命脉，也是国家发展战略的重要支柱。我省多地有效调整能源结构，稳步发展安全高效的能源体系，合理利用如下三种发电方式，并取得了显著成效。(1)与C相比，A、B发电的共同优点是(写一条)。(2)A的能量转化方式是把能经过一系列变化转化成电能。【答案】（1）节约资源(或绿色环保/无废渣废气排放)；（2）风。【解析】（1）风力发电和太阳能发电与火力发电相比，既能节约化石燃料，又减少了污染物的排放，绿色环保；（2）风力发电是将风能转化为机械能再转化为电能；故答案为：（1）节约资源(或绿色环保/无废渣废气排放)；（2）风。16.（2018南京）天然气已经被广泛利用，它是一种（选填“可”或“不可”）再生能源，完全燃烧0.07m3天然气释放的热量为J，若这些热量的30%被水吸收，可以将4kg的水由20加热到。q天然气=4107J/m3，c水=4.2103J/（kg）【答案】不可；2.8106；70。【解析】（1）天然气属于化石能源，不可能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；（2）完全燃烧0.07m3天然气释放的热量：Q放=Vq=0.07m34107J/m3=2.8106J；（3）由题知，水吸收的热量：Q吸=30%Q放=30%2.8106J=8.4105J，由Q吸=cm（tt0）可得：8.4105J=4.2103J/（kg）4kg（t20），解得水的末温：t=70。故答案为：不可；2.8106；70。17(2018昆明)昆明冬天的早晨，会看到嘴里呼出的“白气”，这是现象。“卡路里”简称“卡，是热量的另一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的：在一个标准大气压下，1克水温度升高1吸收的热量。那么1卡=焦耳。一辆汽车发动机的效率是35%，那么该车完全燃烧1kg汽油做的有用功是J。c水=4.2103J/（kg），q汽a=4.6107J/kg【答案】液化；4.2； 1.61107。【解析】（1）昆明冬天的早晨，嘴里呼“白气”，是嘴里呼出的水蒸气遇冷的空气液化而成的；（2）c水=4.2103J/（kg）=4.2J/（g），根据卡的定义可得，1卡=4.2J。（3）在汽油机内完全燃烧1kg汽油能放出的热量：Q放=mq=1kg4.6107J/kg=4.6107J，由=可得W有=Q总=4.6107J35%=1.61107J，故汽油机转化为对外做的有用功为1.61107J，故答案为：液化；4.2； 1.61107。18.(2018吉林)十九大报告中指出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电站的推广实现了将转化电能，这种绿色能源具有的优点。【解析】利用光伏发电时，将太阳能转化为电能，实现了太阳能到电能的转化；太阳能发电具有清洁无污染（或环保；节能；取之不尽，用之不竭）等优点。故答案为：太阳能；清洁无污染。19.（2017白银）2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与先前发射升空的“天宫二号”完成了交会对接，如图所示。对接后以“天宫二号”为参照物，“神舟十一号”是_（选填“静止”或“运动”）的。“神舟十一号”和“天宫二号”进入预定轨道后为节省燃料，会打开两侧的太阳能电池板，太阳能电池板将_能转化为_能。【答案】静止；太阳；电。【解析】（1）“神舟十一号”飞船与“天宫二号”完成对接后，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”的位置不发生变化，所以“天宫二号”为参照物，“神舟十一号”是静止的；（2）太阳能电池板作用是将太阳能转化为电能。故答案为：静止；太阳；电。20.（2017乌鲁木齐）（1）准东皖南特高压输电输送的电能是由准东火电厂通过煤的燃烧获得的。煤属于（填“化石”或“非化石”）能源，由于煤的燃烧会产生大量二氧化碳。加剧地球的效应，故准东火电厂采用了先进技术以达到低排放环保要求。新疆的清洁能源风能和太阳能也十分丰富，风能属于（填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能路灯的能量转化方式属于（填“光热”、“光电”或“光化”）转换。【答案】（1）化石；温室；可再生；光电。【解析】煤是化石能源，属于不可再生能源，煤完全燃烧产生的二氧化碳加剧地球的温室效应；风能、水能和太阳能属于可再生能源；太阳能利用可以光热转换、光化转换或光电转换，能量转化过程中总量保持不变，太阳能路灯的能量转化方式属于光电转换。故答案为：（1）化石；温室；可再生；光电。13