第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展一、選擇題1．關(guān)于能量和能源的利用，下列說法中正確的是（）A．化石能源、水能、風(fēng)能均是可再生能源B．目前的核電站都是利用核裂變釋放的能量來發(fā)電的C．太陽能無法被人類直接利用D．因為能量是守恒的．所以不存在能源危機(jī)2．根據(jù)媒體了解到，造成空氣污染的首要污染物是可吸入顆粒物和二氧化硫。下列對其形成原因的分析不合理的是（）A．環(huán)境綠化不好，粉塵隨風(fēng)飄揚B．生活和生產(chǎn)中燃燒煤炭C．工業(yè)生產(chǎn)排放廢水D．機(jī)動車排放尾氣3．關(guān)于我國能源的利用和能源的節(jié)約，下列說法正確的是（）A．我國化石燃料儲量豐富，只可以說是取之不盡、用之不竭的B．在能源的利用中，應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)C．核能的利用肯定會造成污染，所以不能開發(fā)核能D．太陽能的利用不會產(chǎn)生污染，所以應(yīng)集中全力開發(fā)太陽能4．下列各組能源中，均屬于不可再生能源的是（）A．煤、石油、天然氣B．太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能C．電能、汽油、風(fēng)能D．核能、水能、生物能5．長久性地解決人類對能源需求的根本方法是（）A．充分利用地球上化石燃料資源B．改進(jìn)工藝，提高能源利用率C．依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，不斷開發(fā)新能源D．盡可能地少用能源6．“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題。對此，以下措施可行的是（）A．人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費和人為毀壞物品B．關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C．各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站D．停止使用石油資源，而以核能和太陽能取代7．近年來某市面貌發(fā)生了很大變化，增加了許多綠地，在道路兩旁栽種了大量樹木，改善了城市環(huán)境。下列關(guān)于城市綠化作用的說法中，不正確的是（）A．植物的蒸騰作用，可以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度B．城市綠地面積的增加，可以改善空氣質(zhì)量C．在道路兩旁栽種樹木，可以減小車輛噪聲對居民的影響D．城市綠化后，可以減少工業(yè)廢氣和車輛尾氣的排放8．為節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率，下列措施中不能提高效率的是（）A．盡量使燃料充分燃燒B．盡量增加熱機(jī)的工作時間C．盡量減少廢氣帶走的熱量D．盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦9．未來的理想能源要能夠大規(guī)模替代常規(guī)能源，它必須滿足以下哪幾個條件（）A．必須足夠豐富，可以保證長期使用，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起B(yǎng)．相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模的使用C．必須足夠安全和清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境D．以上3個條件必須都滿足二、填空題10．冬天，火爐把自己的_________傳遞給房間里的空氣，供人們?nèi)∨?；到了春天，我們不能把這些能量重新收集起來供來年再用，一般情況下，_________只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。上述事例說明：能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有__________性的。11．目前，作為人類主要能源的_________能源，并非取之不盡，用之不竭的，因此我們應(yīng)該努力尋找一些理想的能源來代替它們，如_________和_________。由是否可以直接從自然界獲取，可以將能源分為_________能源和_________能源。對于一次能源：①太陽能、②風(fēng)能、③水能、④煤、⑤石油、⑥天然氣、⑦核燃料，其中_________（填寫序號）可以從自然界源源不斷地得到，稱之為可再生能源，而_________（填寫序號）一旦消耗就很難再生，稱之為不可再生能源。12．在太陽能、天然氣、石油、煤炭、風(fēng)能這些能源中，屬于可再生能源的是_____________________。如圖，滾擺在運動過程中，上升的高度會逐漸降低，它的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，散失到空氣中，但能量的總量_________；這些散失到空氣的能量，不能自動地再次驅(qū)動滾擺，這說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有_________。13．目前，化石燃料是人類生產(chǎn)、生活的主要能源。隨著全球能量使用的增長，化石燃料等不可再生能源將日趨枯竭。世界各國人民的節(jié)能意識正在日趨增強(qiáng)（如圖是我國的節(jié)能標(biāo)志），科學(xué)家也在開發(fā)新能源、研制節(jié)能產(chǎn)品、提高化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率等方面，做著積極的努力。請你回答：有待繼續(xù)開發(fā)、利用的能源有（至少答3種）：____________________________________。生產(chǎn)、生活中存在著化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。請你舉出一個在使用中由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的例子：____________________。（3）氫氣具有熱值高且__________________________的特點，因此被認(rèn)為是最清潔的燃料。三、解答題14．三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站，年平均發(fā)電量預(yù)計為8.5×1010kW·h，這些電能將送往華東、華中等九省市，所以人們講“三峽可以照亮半個中國”。據(jù)專家介紹，三峽水電站的年發(fā)電量相當(dāng)于一個每年消耗5×1010kg煤的火力發(fā)電站的年發(fā)電量。水能是廉價、清潔、可再生的能源。（1）已知煤的熱值是2.9×107J/kg，5×1010kg煤完全燃燒后，將放出多少熱量？（2）向大氣中排放過量的二氧化碳等氣體是造成“溫室效應(yīng)”的主要原因。三峽水電站與同等供電量的火力發(fā)電站相比，每年將少排放二氧化碳1.2×1011kg，在通常情況下，已知二氧化碳?xì)怏w的密度為1.98kg/m3，則這些二氧化碳?xì)怏w在通常情況下的體積約為多少？15．氫氣是一種有巨大發(fā)展前景的綠色能源，有人設(shè)想用電解水的方法制取氫氣開發(fā)氫能源?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知在220V、2A的條件下，通電36min可電解9.9g水，求電解這些水需要的電能是多少？（2）若氫氣的熱值為1.43×108J/kg，電解9.9g水能產(chǎn)生的1.1g的氫氣，則這些氫氣完全燃燒放出的熱量是多少？根據(jù)以上計算，用電解水的方法開發(fā)氫能源是否可行？說明理由。

第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展參考答案1.B解析：在一次能源中，煤、石油、天然氣等化石能源和核燃料屬于不可再生能源。目前的核電站利用了可控的核裂變，迄今為止，人們還不能使核聚變在人工控制條件下進(jìn)行。目前，人們直接利用太陽能的方式有兩種：一是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如太陽能熱水器；二是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，如太陽能電池。由于我們在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中利用能量，而能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有方向性，總會有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失在周圍環(huán)境中，可利用的能量只會減少，不會增加；我們目前的能源結(jié)構(gòu)以不可再生能源為主，所以，必須開發(fā)和推廣使用清潔的可再生能源。2.C解析：空氣污染中的可吸入顆粒主要是一些粉塵固體，工地的揚塵、工廠的粉塵、生活中的燃料的燃燒、汽車行駛等都會向空氣中排放固體小顆粒形成空氣污染。工業(yè)生產(chǎn)排放廢水會對水體污染，屬于液體廢棄物。3.B解析：化石燃料屬于一次能源，屬于不可再生能源。我國化石燃料儲量豐富，但由于不可再生，所以不是取之不盡的。人類發(fā)展的過程就是利用能源的過程，但在使用能源的過程中也會對環(huán)境造成污染，如化石能源的使用會產(chǎn)生固體廢棄物和有害氣體，對大地和大氣污染，所以在使用能源的同時要注意環(huán)境保護(hù)。核能中使用的核燃料具有放射性，如果沒有安全防護(hù)措施，會造成污染，但隨著科技的發(fā)展，人類采用多種安全措施，能確保核燃料不泄漏，在一些發(fā)達(dá)國家，核電已經(jīng)成了一種重要的常規(guī)能源。太陽能屬于新能源，在使用中環(huán)保，無污染。但由于技術(shù)還不成熟，所以目前只在一些特殊環(huán)境下使用。4.A解析：根據(jù)能源使用后能否從自然界短期內(nèi)獲得補(bǔ)充，可以把能源分為可再生能源和不可再生能源。例如煤、石油、天然氣等化石能源，它們是動植物經(jīng)億萬年形成的，所以短期內(nèi)無法從自然界獲得補(bǔ)充。像風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等使用后，在短期內(nèi)能從自然界獲得補(bǔ)充。5.C解析：人類現(xiàn)在大規(guī)模使用的能源大都是化石能源，它是動植物在地下經(jīng)億萬年形成的，但按照現(xiàn)階段的使用速度，很快就能用完，短時間內(nèi)無法再生，所以化石能源不能成為人類長久性使用的能源。改進(jìn)工藝，可以提高能源利用率，但不能從根本上解決能源問題。依靠科技進(jìn)步，開發(fā)新能源，才能實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。6.A解析：由于現(xiàn)在過度依賴化石能源，而化石能源又是不可再生能源，所以會出現(xiàn)能源危機(jī)，但不能因為化石能源不可再生，而停止一切化石能源的使用。我們要加快開發(fā)新能源，找到化石能源的替代品。水能和風(fēng)能都是可再生能源，但受地域、環(huán)境影響較大，并不適合在所有地方建水力和風(fēng)力發(fā)電站。由于核能和太陽能都屬于新能源，尤其太陽能還是可再生能源，但由于受技術(shù)和成本的影響，現(xiàn)在還不能大規(guī)模的使用。7.D解析：在道路兩旁栽種樹木，利用了水的蒸騰，水蒸發(fā)吸熱具有調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的作用。城市綠地的增加，植物能吸附灰塵，改善空氣質(zhì)量。由于樹木蓬松多孔，也能在傳播過程中吸收噪聲。城市綠化，可以減少空氣中的粉塵，但無法減少工業(yè)廢氣和車輛尾氣的排放。8.B解析：為了解決能源使用的可持續(xù)性，要提高能源的利用率。提高熱機(jī)的效率就是在輸出有用能量的情況下，盡量減少消耗的能源，燃料充分燃燒，相同質(zhì)量的燃料燃燒放出的熱量多。可以充分利用廢氣帶走的熱量，減少熱損失。熱機(jī)各部件間的摩擦?xí)囊徊糠帜芰?，使用的能源會有部分消耗在摩擦損失上。熱機(jī)的工作效率與工作時間無關(guān)。9.D解析：隨著化石能源的大量消耗，尋找新能源已經(jīng)非常迫切了，未來選擇的理想能源來替代常規(guī)能源，未來的能源必須足夠豐富，可以保證長期使用；必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境等。10.內(nèi)能內(nèi)能方向解析：能量的利用主要是轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，火爐工作時燃料燃燒把內(nèi)能轉(zhuǎn)移到空氣中，熱傳遞的條件是要有溫度差，內(nèi)能從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體。內(nèi)能不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，因為能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。11.化石太陽能風(fēng)能一次二次①②③④⑤⑥⑦解析：現(xiàn)階段人類使用的能源還是以化石能源為主，它是由動、植物在地下經(jīng)億萬年形成的，它的儲量是有限的，短期內(nèi)無法再生，屬于不可再生能源。為了能源的可持續(xù)發(fā)展，要不斷地開發(fā)新能源來替代化石能源，這些新能源要滿足價格合理、獲取方便、對環(huán)境污染小等特點，如太陽能、風(fēng)能、水能等。根據(jù)能否直接從自然界獲取，可以把能源分為一次能源和二次能源，一次能源是指能從自然界直接獲得的，如煤、石油、天然氣等，二次能源無法從自然界直接獲得，需要通過一次能源轉(zhuǎn)化而來的。12.太陽能、風(fēng)能保持不變方向性解析：可再生能源是指從自然界中獲得，消耗后，在較短的時間內(nèi)能得到補(bǔ)充，如太陽能來自太陽，可以長時期使用。風(fēng)能是間接來自于太陽，太陽照射，使空氣的溫度升高，形成對流形成風(fēng)，所以風(fēng)能也是可以長期使用。其余的能源在地球上的儲量都是有限的，并且使用完后短期內(nèi)無法得到補(bǔ)充。滾擺在上下運動，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，在運動過程中由于滾擺與繩子之間有摩擦、與空氣有摩擦，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但機(jī)械能和內(nèi)能的總量保持不變，這就是能量守恒。但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性的，消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，無法自動地再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。13.（1）風(fēng)能、太陽能、核能（2）電池（3）燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境解析：現(xiàn)階段使用的大多是化石能源，在地球上的儲量是有限的，需要尋找新的能源來替代化石能源。如選擇一些可再生的能源，如風(fēng)能、太陽能、水能等，也可以選擇一些地球儲量豐富、可長期提供的能源，如核能中的聚變等。電能的獲得有多種途徑，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能是其中的一種，如電池等。氫氣燃燒后的產(chǎn)物是水，對環(huán)境沒有污染，所以它是一種清潔的能源。14.（1）1.45×1018J

（2）6×1010m3（3）21%解析：（1）水力發(fā)電是一種環(huán)保的發(fā)電形式，發(fā)電過程不會造成環(huán)境污染，水能也是一種可再生能源，可以作為化石能源的替代能源，在有條件的地方可以適當(dāng)發(fā)展。煤燃燒后放出的熱量為Q=m煤q=5×1010kg×2.9×107J/kg=1.45×1018J。（2）二氧化碳的體積約為。15.（1）9.504×105J（2）1.573×105J（3）不可行，因為電解水產(chǎn)生的氫氣燃燒后放出的熱量小于消耗的電能，有一部分能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能了。解析：消耗的電能可以利用W=UIt=220V×2A×36×60s=9.504×105J。氫氣燃燒放出的熱量為Q=mq=1.1×10-3kg×1.43×108J/kg=1.573×105J。比較電解水消耗的電能和氫氣燃燒放出的熱量，可以發(fā)現(xiàn)消耗的電能大于氫氣燃燒放出的熱量，原因是在電解水時一部分電能用于發(fā)熱等損失掉了。所以用電解水的方法開發(fā)氫能不可行。

第四節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展1、日本福島第一核電站發(fā)生的核泄漏事件，是核能和平利用成為輿論焦點.請列舉出核能利用的一條優(yōu)點:____________________________________；一條缺點:_____________________________________.2、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有________．熱量__________自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體；汽車制動時，由于摩擦動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能__________自動地再次開動汽車（后兩空選填“能”或“不能”）．3、如圖所示是太陽能LED照明路燈.它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部分構(gòu)成.LED是一種發(fā)光二極管，通過電流能夠發(fā)光，可以把電能直接轉(zhuǎn)化成_________能.太陽能是_________能源（填“一次”或“二次”）、清潔無污染，它是在太陽內(nèi)部，氫原子核發(fā)生__________（填“裂變”或“聚變”）反應(yīng)釋放出的核能.4、關(guān)于能源的利用，下列說法正確的是（）A、大量使用石油產(chǎn)品會造成大氣污染，所以應(yīng)該停止開采石油B、和平利用核能特別要注意防止核泄漏，以免造成環(huán)境污染C、修筑攔河壩建造水電站利用水能發(fā)電，有百利而無一害D、天燃?xì)馐且环N清潔能源，人類可以無窮無盡地開發(fā)5、上海世博會上最受歡迎的中國館，處處蘊含著“低碳”理念.下列做法不符合該理念的是（）A、提倡步行B、一水多用C、少用空調(diào)D、焚燒垃圾6、同學(xué)們都是未來理想能源的探索者和使用者。關(guān)于未來理想能源，下列說法不合理的是（）A、必須全部轉(zhuǎn)化為電能，可以保證大規(guī)模使用B、必須足夠豐富，可以保證長期使用C、必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起D、必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境7、2013年1月以來，全國中東部地區(qū)陷入嚴(yán)重的霧霾和污染天氣中，如圖所示．中央氣象臺將大霧藍(lán)色預(yù)警升級至黃色預(yù)警．德州市環(huán)保局也提出要進(jìn)一步改善城市空氣質(zhì)量，創(chuàng)造更加適宜的人居環(huán)境．以下措施與改善空氣質(zhì)量無關(guān)的是（）A、加大煤改電、煤改氣力度，推廣使用清潔能源B、加大老舊機(jī)動車更新力度，提高尾氣排放標(biāo)椎C、減少學(xué)生戶外運動時間，避免呼吸道疾病D、限制節(jié)日爆竹燃放，減少有害氣體排放．8、下列說法正確的是（）A、江蘇田灣核電站是利用核裂變方式來發(fā)電的B、天然氣是可再生能源C、太陽能熱水器中的水是通過做功來改變內(nèi)能的D、“永動機(jī)”是可以制造出來的9、下面四種能源使用時，會造成空氣污染的是（）A、煤炭B、水能C、風(fēng)能D、太陽能10、2013中國國際節(jié)能減排展覽會于2013年3月21日在北京召開，提倡低碳工業(yè)、低碳建筑、低碳交通、低碳生活，走可持續(xù)發(fā)展之路．下列的做法符合“低碳生活”要求的是（）A、若有可能，出行時盡量使用自行車B、廢電池隨便丟棄C、為了方便而使用一次性塑料袋D、大力發(fā)展以煤為燃料的火力發(fā)電11、我們在節(jié)約能源的同時，還應(yīng)開發(fā)和利用新的能源．作為未來的理想能源應(yīng)滿足一定的條件．下列不符合理想能源必要條件的是（）A、必須足夠豐富，可以保證長期使用B、必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起C、必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境D、必須足夠昂貴，可以保證節(jié)約使用12、下列做法有利于環(huán)境保護(hù)的是（）A、開發(fā)潔凈能源B、丟棄廢舊電池C、大量使用化肥D、焚燒廢棄塑料13、關(guān)于能量和能源的利用，以下說法正確的是（）A、核電站是利用化學(xué)能來發(fā)電的B、水能、風(fēng)能和化石能源均是可再生資源C、太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置D、電能可以使電燈發(fā)光，同時產(chǎn)生內(nèi)能，而這些內(nèi)能無法自動地轉(zhuǎn)化為電能14、能源、信息和材料是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱.關(guān)于能源、信息和材料，下列說法錯誤的是（）A、在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)?！薄暗吞忌睢钡慕裉欤祟愄貏e重視太陽能的利用B、超導(dǎo)材料可應(yīng)用于電飯鍋和遠(yuǎn)距離輸電線C、衛(wèi)星導(dǎo)航在傳遞信息過程中主要依靠電磁波D、光纖具有抗干擾、信號衰減小的特點，適用于遠(yuǎn)距離、大容量信息傳輸15、關(guān)于能源與環(huán)境，下列說法正確的是（）A、光的應(yīng)用不會造成環(huán)境污染，城市建筑可以隨意使用玻璃幕墻B、彩電、空調(diào)、手機(jī)等家用電器在使用中，對人和環(huán)境不會產(chǎn)生任何不利的影響C、石油、煤、天然氣的開采和使用不會造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞D、太陽能是一種既無污染，又取之不盡的新能源16、近年來，我國沿海地區(qū)利用潮汐現(xiàn)象建成了潮流能發(fā)電站，其原理就是利用海水的流動來推動發(fā)電機(jī)工作.從能量轉(zhuǎn)化的角度，潮流能發(fā)電是將（）A、海水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能B、海水的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能C、電能轉(zhuǎn)化成海水的勢能D、電能轉(zhuǎn)化成海水的機(jī)械能17、從人類生存的環(huán)境考慮，未來用于汽車的理想燃料是（）A、天然氣B、煤C、氫氣D、石油18、物理課上，同學(xué)們正以“科技創(chuàng)新讓上海世博更精彩”為主題開展活動.以下是幾位同學(xué)介紹世博會中的物理知識，其中不正確的是()A、圖甲：中國館主要部分呈現(xiàn)紅色，是因為反射日光中的紅色光B、圖乙：園區(qū)多處使用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C、圖丙：多數(shù)場館頂部有雨水回收系統(tǒng)，水從頂部流下時重力勢能不變D、圖?。河慰偷却齾^(qū)大量采用噴霧降溫技術(shù)降低氣溫，主要利用水汽化吸熱19、我國提出要建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)