第22章能源與可持續(xù)發(fā)展綜合題專題

1、新甫中學(xué)九年級(jí)物理第22章能源與可持續(xù)發(fā)展專題練習(xí)題知識(shí)點(diǎn)回顧:22.1能源 1、能源：凡是能為人類提供 的物質(zhì)資源，都可以叫做能源。A:能源的分類：一次能源：可以直接從獲取的能源，主要包括柴草、煤，石油，天然氣，風(fēng)能，太陽(yáng)能，地?zé)崮?，核能等；二次能源：無(wú)法從自然界直接獲取，必須通過(guò)才能得到的能源，如電力、蒸汽、焦炭、煤氣等。B :可再生能源，不可再生能源C:生物能源:由 提供的能量稱為生物質(zhì)能?；茉?在地下的 經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的如煤，天然氣等。2、三次能源革命：第一次能源革命： 。第二次能源革命： 的發(fā)明。第三次能源革命：可控 利用。22.2核能1、核能原子核 或 時(shí)釋放的巨大能量

2、叫做 熊。2、裂變用中子轟擊較大原,子核，使其 成兩個(gè)中等大小的原子核并釋放出巨大能量的現(xiàn)像叫做。應(yīng)用：里核電站。3、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子核發(fā)生裂變時(shí)，裂變 下去的現(xiàn)象叫做 反應(yīng)。4、聚變質(zhì)量很小的原子核在超高溫下 成新的原子核，釋放出更大的核能叫做 ,也 稱為熱核反應(yīng)。應(yīng)用：也、：皿5、核能的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：、產(chǎn)生能量。缺點(diǎn)：有可能帶來(lái)性污染。22.3太陽(yáng)能 1、太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)主要包括：太陽(yáng) 、層、層和太陽(yáng) 。2、太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：太陽(yáng)能十分 ;太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間;太陽(yáng)能分布 、獲取 、無(wú)需、和;太陽(yáng) 能、無(wú)。缺點(diǎn)：太陽(yáng)能的輻射功率 、;目前轉(zhuǎn)換效率還較 。利用方式： 轉(zhuǎn)換-太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱水器；轉(zhuǎn)

3、換-太陽(yáng)能電池；轉(zhuǎn)換綠色植物.22.4能源與可持續(xù)發(fā)展新甫中學(xué)九年級(jí)物理1、能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的性能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都是有, 性的,能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，并不是什么能量都可利用。2、能源消耗時(shí)對(duì)環(huán)境的影響污染；產(chǎn)生;物質(zhì)；流失及 化。3、人類未來(lái)的理想能源必須足夠 ,可以保證 使用；必須足夠 ,可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)技術(shù)必須 ,可以保證 規(guī)模使用；必須足夠 、,可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。專題練習(xí)：綜合題22.1能源.閱讀下列材料，回答問(wèn)題。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步 ，人們發(fā)現(xiàn)煤渾身都是寶，它不僅是一種重要能源，還是 一種十分重要的有機(jī)化工原料?！懊喝值堋敝凶冑|(zhì)程度最深的是無(wú)煙煤

4、，它的發(fā)熱量最高，火力強(qiáng)，煙塵很少，燃燒后灰渣不多，是一種很好的燃料。煙煤雖說(shuō)變質(zhì)程度比無(wú)煙煤差，發(fā)熱中等，卻是三兄弟中最有出息的，它不僅可以用來(lái)煉焦冶煉鋼鐵，而且還可以被汽化、液化用于生產(chǎn)和生活的許多方 面；褐煤變質(zhì)程度最差，發(fā)熱量最低，卻是很好的化工原料。把煤放到煉焦?fàn)t里，隔絕空氣，加熱到1 000 C左右時(shí)，可得到焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣 等產(chǎn)品。焦炭可用于生產(chǎn)煤氣、電極、合成氨、電石等 ，電石除了照明、切割和焊接外 ，還 是生產(chǎn)塑料、纖維橡膠的重要化工原料。焦?fàn)t氣是氣體燃料和化工原料。煤焦油是制造染 料、香料、合成橡膠、塑料、合成纖維、農(nóng)藥、化肥、炸藥、洗滌劑、除草劑、溶劑、瀝 青、油漆、

5、糖精、衛(wèi)生球等的“原料倉(cāng)庫(kù)” 。就連煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的硫氧化物也可用來(lái)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)硫酸；煤灰和煤渣，可用來(lái)制造水泥等建筑材料。噢！從煤里竟能得到這么多寶貝 ，怪不得它被人們譽(yù)為 “萬(wàn)能的原料、黑色的金子”呢! (1)根據(jù)煤在形成過(guò)程中變質(zhì)程度 ，可將煤分為 、和。其中 是最好的燃料。(2)煤焦化后的產(chǎn)物為 、和,它們都是重要的化工原料。煤氣是用 生產(chǎn)出來(lái)的，屬 次能源。中國(guó)世界(3)試想象一下，假若地球上的沒(méi)有煤了 ，生活會(huì)有彳f么變化？請(qǐng)列舉三例。.困擾人類可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素就是能源問(wèn)題，它的開(kāi)采、開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)存和綜合利用是世界各國(guó)科學(xué)家關(guān)注的重大課題。(1)目前，從一次能源消耗的構(gòu)成看，我

6、國(guó)及世界主要消耗的能源是煤、石油和天然氣。如右圖所示是我國(guó)與世界能源消耗結(jié)構(gòu)對(duì)比圖，從圖中可以看出，我國(guó)與世界能源消耗結(jié)構(gòu)的主要差新甫中學(xué)九年級(jí)物理是(2)目前世界能源結(jié)構(gòu)中仍以化石燃料為主，但化石燃料燃燒直接排放的氣體會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。其影響體現(xiàn)在：一是；二是。(3)據(jù)報(bào)道,科學(xué)家在深海發(fā)現(xiàn)了一種外表像冰的固態(tài)物質(zhì),成分是甲烷水合物(CH4 xH2O),我們稱為可燃冰。通常狀況下 ，可燃冰不穩(wěn)定，易分解、易燃，在低溫或高壓下呈固態(tài)。其儲(chǔ) 量超過(guò)煤和石油的總儲(chǔ)量，是一種很有前途的待開(kāi)發(fā)能源。請(qǐng)你分析可燃冰作為能源有什么優(yōu)點(diǎn)？目前，可燃冰未得到廣泛應(yīng)用的原因是什么？2.2核能.我國(guó)雖然有豐富的煤

7、炭、水力和石油資源，但由于我國(guó)人口眾多，人均擁有量并不多，而且資源分布很不均勻：水力資源70%布在西南地區(qū)，煤炭已探明的儲(chǔ)量 80加布在北方；南方人口占全國(guó)63%能量消耗名占全國(guó) 65%而核電站具有消耗的“燃料”少，成本低等 特點(diǎn)，只需要很少的核燃料，就能產(chǎn)生大量的電能；1 kWh電能的成本要比火電站低20%U上.因此，為消除我國(guó)能源儲(chǔ)藏與消耗上的不平衡，在華東、華南等地區(qū)發(fā)展核電站是迫切 需要的。通過(guò)閱讀上面這段話，回答下列問(wèn)題：(1)核電站具有 、等特點(diǎn)。(2)為了消除我國(guó)在能源儲(chǔ)藏與消耗上的不平衡性，在 、等地區(qū)發(fā)展核電 站是迫切需要的。.隨著社會(huì)發(fā)展到今天，能源危機(jī)開(kāi)始困擾人類。人們正

8、在尋找各種可能的未來(lái)的能源，以維持人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。2006年5月24日，歐盟、美國(guó)、中國(guó)、俄羅斯等國(guó)在布魯塞爾歐盟總部草簽了一系列關(guān)于國(guó)際熱核聚變?cè)囼?yàn)反應(yīng)堆的協(xié)議。這是人類開(kāi)發(fā)新能源的一個(gè) 重大嘗試。熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下，利用氫的同位素笊、瓶在可控情況下發(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來(lái)的核能提供大量的熱量，就像造出一個(gè)“人造太陽(yáng)”。反應(yīng)后的生成物是無(wú)放射性污染的氨。于2010年建成的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，可以在16 min產(chǎn)生1.44 x 1012 J的熱量。據(jù)媒體報(bào)道:1 L海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于300 L汽油完全燃燒所釋放的熱量。請(qǐng)根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)

9、進(jìn)行估算，并回答以下問(wèn)題：(1)若汽油的熱值為5X107 J/kg,300L汽油完全燃燒時(shí)能釋放多少熱量？(2)若汽油的密度為 0.7 X103 kg/m3,300 L汽油的質(zhì)量是多少？(1 L=1 x 10-3mi)(3)需要從多少升海水中提取氫的同位素，在發(fā)生聚變時(shí)才可以產(chǎn)生 1.44 X 1012 J的熱量？若這些熱量轉(zhuǎn)化為電能的效率為50 %，則它可以供給一臺(tái)功率是2kW的空調(diào)正常工作多少小時(shí)？新甫中學(xué)九年級(jí)物理.請(qǐng)閱讀下列材料，回答相關(guān)問(wèn)題。常規(guī)化石能源非常緊缺的今天 ，核能受到越來(lái)越高的重視。如今美國(guó)電力的21%是來(lái)自核電。核電站的大體組成如下圖所示，核材料在原子反應(yīng)堆中發(fā)生核反應(yīng)

10、產(chǎn)生大量的熱能，冷卻劑將這些熱能帶到熱交換器將水變成水蒸氣，水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，最終實(shí)現(xiàn)了核能到電能的轉(zhuǎn)換。(1)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)讓線圈在 中旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象在物理學(xué)中稱之為 現(xiàn)象。(2)從能源的分類來(lái)看，核能是屬于 (選填“一次能源”或“二次能源”)，核電站所需的核能是利用原子核 (選填“裂變”或“聚變”)所產(chǎn)生的。(3)核電站的核廢料具有 性，對(duì)環(huán)境會(huì)造成相當(dāng)大的危害 ,因此要將核廢料深埋到 人跡稀少的沙漠地帶。2.3太陽(yáng)能. 2008年北京奧運(yùn)會(huì)在我國(guó)舉行，各個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館的設(shè)計(jì)處處滲透著“綠色、科技、人文” 的理念。安裝在屋頂?shù)奶?yáng)能集熱管生活熱水系統(tǒng)，每年可以

11、節(jié)約電力500萬(wàn)千瓦時(shí)。在奧運(yùn)場(chǎng)館的玻璃幕墻、太陽(yáng)能草坪燈、路燈設(shè)計(jì)中，大量安裝了新型太陽(yáng)能光電池板，即 使只有微弱的月光，新型太陽(yáng)能電池板也可以照常發(fā)電。如果太陽(yáng)光垂直照射到地面，在 每平方米的面積上，平均每分鐘能得到.8.4 X 104的熱量，我們能利用太陽(yáng)光熱的效率是10%那么：(1)在面積為100平方米的屋頂上可以利用太陽(yáng)能的功率為多少千瓦？(2)如果每天獲取太陽(yáng)能按3小時(shí)算，一年(365天)此屋頂?shù)玫降目梢岳玫臒崃肯喈?dāng)于多少千克優(yōu)質(zhì)原煤完全燃燒的熱量？(已知 1千克優(yōu)質(zhì)原煤完全燃燒放出的熱量為2.7X107J).請(qǐng)閱讀下列短文，回答相關(guān)問(wèn)題。太陽(yáng)能飛機(jī)2015年3月9日，全球最大太

12、陽(yáng)能飛機(jī)“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”(如下圖所示)從阿聯(lián)酋首都阿新甫中學(xué)九年級(jí)物理布扎比起程，開(kāi)始環(huán)球飛行。2016年7月26日“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”成功降落在阿布扎比機(jī)場(chǎng) 完成人類史上首次太陽(yáng)能環(huán)球飛行計(jì)劃?！瓣?yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的機(jī)身和機(jī)翼均采用極輕的碳纖維材料。它的翼展達(dá)到72 m,比波音747-8型的翼展還要寬 3. 5 m。機(jī)長(zhǎng)22.4 m,接近一個(gè)籃球場(chǎng)的長(zhǎng)度，而質(zhì)量?jī)H有2 300 kg, 跟一輛中型轎車相差無(wú)幾。它的起飛速度為46 km/h,最大速度約140 km/h。電他“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的機(jī)翼、機(jī)身和水平尾翼上共貼敷了17 248片135科m厚的單晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。這些電池可以產(chǎn)生最大70 kW的功

13、率，這些電力可以輸出給四臺(tái)單臺(tái)功率為13. 5 kW的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四扇 4 m直徑的雙葉螺旋槳給飛機(jī)提供動(dòng)力?！瓣?yáng)光動(dòng)力2號(hào)”白天會(huì)爬升到 8 500 m的高度以避開(kāi)氣流并最大化利用太陽(yáng)能 ，此時(shí) 的溫度急劇升高，而夜晚則半滑翔飛行，逐漸降低到1 500 m的高度，其速度并不大，因此夜 里對(duì)能源的需求也大大減少?！瓣?yáng)光動(dòng)力2號(hào)”的機(jī)身和機(jī)翼均采用極輕的碳纖維材料。“極輕”的物理含義指的新甫中學(xué)九年級(jí)物理4,太陽(yáng)能屬于 能源(選填“可再生”或“不可再生”).學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)們猜想太陽(yáng)電池發(fā)電量可能與太陽(yáng)光照強(qiáng)度、接收太陽(yáng)光照的面積及接收太陽(yáng)光照的時(shí)間有關(guān)，那么究竟有什么關(guān)系呢？為此他們進(jìn)行了

14、如下探究：探究設(shè)計(jì)：用太陽(yáng)電池給手機(jī)電池充電.所需器材：相同型號(hào)的太陽(yáng)電池4個(gè)，相同型號(hào)的手機(jī)電池4塊(電池電量已耗完),硬紙板1張，手表1塊.實(shí)驗(yàn)步驟：a,用太陽(yáng)電池在陽(yáng)光充足光照強(qiáng)的地方給手機(jī)電池充電至滿，用時(shí)5 h;b.在與a同一光照強(qiáng)度的地方用另一個(gè)太陽(yáng)電池給另一塊手機(jī)電池充電3 h,未能充滿;c.在與a同一光照強(qiáng)度的地方用硬紙板蓋住第三個(gè)太陽(yáng)電池接收面的一半，再給第三塊手機(jī)電池充電5h,未能充滿；d,用第四個(gè)太陽(yáng)電池在背陰處給第四塊手機(jī)電池充電5h,未能充滿.根據(jù)他們的探究，請(qǐng)回答：比較步驟 a和d,可以得出： .比較步驟 可以得出：光照強(qiáng)度及接收光照時(shí)間相同時(shí)，太陽(yáng)電池發(fā)電量隨接收

15、光照面積增大而增大.5.光伏發(fā)電就是利用太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)光照射下發(fā)電。某市啟動(dòng)了 “光伏工程”示范項(xiàng)目在某中學(xué)的教學(xué)樓頂安裝了總功率為20 kW的光伏發(fā)電系統(tǒng)。(1)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時(shí)，能轉(zhuǎn)化為 能。一天的有效光照時(shí)間按 8 h計(jì)算，該光伏發(fā)電系統(tǒng)一天共發(fā)電多少千瓦時(shí)？(3)該光伏發(fā)電系統(tǒng)一周的發(fā)電量，如果由熱電轉(zhuǎn)換效率為 30%勺熱電廠來(lái)完成，需要完全燃燒多少千克煤？(煤的熱值q煤=3.0 X107 J/kg)(2) “陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”吸收 能轉(zhuǎn)化為電能，電能再轉(zhuǎn)化為飛機(jī)需要的其他形式能。(3) “陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”從夜晚航行轉(zhuǎn)為白天航行過(guò)程中，飛機(jī)的重力勢(shì)能逐漸 。(4)在狹小的機(jī)艙內(nèi)，兩名瑞士飛行員將輪流駕駛，飛行5個(gè)晝夜，速度按80 km/h計(jì)算，飛行的距離是多少 km?3.隨著社會(huì)的發(fā)展，能源危機(jī)越來(lái)越困擾人類。為了維持人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，各個(gè)國(guó)家 都在尋找各種可能的未來(lái)能源，熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下利用氫的同位素笊、 瓶在可控情況下發(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來(lái)的核能提供大量的熱量，就像一個(gè)“人造太陽(yáng)”。反應(yīng)后的生成物是無(wú)放射性污染的氨。預(yù)計(jì)建成的核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，可以在16 min產(chǎn)生1.44 x 1012 J的熱量。據(jù)媒體報(bào)道:1L海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量