精品初三物理九年级能源与可持续发展.docx
《精品初三物理九年级能源与可持续发展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品初三物理九年级能源与可持续发展.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
精品初三物理九年级能源与可持续发展
能源与可持续发展
知识集结
知识元
能源
知识讲解
一、能源的定义：
能源就是向自然界提供能量的物质。
二、能源的分类：
1．按照来源分，分为一次能源和二次能源。
初中所学范围内，二次能源只有电能一种。
2．按可否短期内从自然界得到补充上划分，把能源分为可再生能源和不可再生能源。
*3．按能源的使用历史和范围分，把能源又分为新能源和常规能源。
新能源：
又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式。
指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
例题精讲
能源
例1.
（2019∙青山区二模）下列有关信息和能源说法正确的是（ ）
A．.地球上的风能、水能、核能实际上都来自太阳能
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的
C．煤、石油、水力，太阳能、风能等属于可再生能源
D．目前世界上已投入使用的核电站都是利用核聚变发电的
【答案】B
【解析】
题干解析:
A、地球上的风能、水能、生物质能都来源于太阳，核能不是来自太阳能，故A错误；
B、北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的，故B正确；
C、煤、石油属于化石能源，为不可再生能源，故C错误；
D、核电站利用原子核裂变反应产生的能量发电，故D错误。
例2.
（2019∙沙湾区模拟）下列关于信息的传递和能量的利用说法正确的是（ ）
A．利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
B．煤、石油、天燃气、太阳能等都是不可再生能源
C．倒车雷达是利用电磁波传递信息的
D．能量的转化、能量的转移，都是有方向性的
【答案】D
【解析】
题干解析:
A、声音传播需要介质，电磁波传播不需要介质；故A错误；
B、煤、石油、天然气都属于不可再生能源，太阳能是可再生能源，故B错误；
C、倒车雷达是利用超声波来传递信息的，不是利用电磁波，故C错误；
D、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，故D正确。
例3.
（2019∙槐荫区二模）下列四种新能源，属于不可再生的是（ ）
A．太阳能
B．风能
C．地热能
D．核能
【答案】D
【解析】
题干解析:
太阳能，风能，地热能，能短时期内从自然界得到补充，属于可再生资源；核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生资源。
故D正确，ABC错误。
例4.
（2019∙江阴市模拟）关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A．石油属于可再生资源
B．科学家利用超声波来监测地震、海啸等自然灾害
C．核电站利用核聚变时产生的能量来发电
D．“北斗”导航系统利用电磁波传递信息
【答案】D
【解析】
题干解析:
A、煤、石油、天然气等化石能源和核能在地球的储量是有限的，属于不可再生能源，故A错误；
B、声音可以传递信息，所以利用次声波可以预警地震、海啸等自然灾害，故B错误；
C、核电站利用可控的核裂变来发电的，故C错误；
D、“北斗”导航系统利用电磁波传递信息，故D正确。
核能
知识讲解
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能（nuclearenergy）。
我们现在主要利用的核能主要包括重核裂变，轻核聚变两种。
1．重核裂变
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能（如下图）。
这就是裂变中的链式反应。
原子弹和核电站应用的就是核裂变反应。
2．轻核聚变
如果将某些质量很小的原子核，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——氦核，也会释放出巨大的核能（如下图），这就是核聚变，有时把聚变也称为热核反应。
例题精讲
核能
例1.
（2019∙济宁一模）下列说法正确的是（ ）
A．核能是指原子核发生变化时所释放的能量
B．核废料可以像普通垃圾一样处理
C．原子弹和氢弹都是利用核裂变
D．目前核电站获得核能的途径是核聚变
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、核能是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量，故A正确；
B、核电站的核废料具有放射性，对环境危害很大，不能随意处置，故B错误；
C、原子弹是利用核裂变，氢弹是利用核聚变，故C错误；
D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故D错误。
例2.
（2019∙娄底模拟）著名核物理学家、“两弹一星”功勋于敏院士获2014年度国家最高科学技术奖。
他在氢弹原理突破中解决了热核武器物理中一系列基础问题，被誉为“中国氢弹之父”。
下列属于氢弹原理的是（ ）
A．核聚变
B．核裂变
C．先聚变后裂变
D．先裂变后聚变
【答案】A
【解析】
题干解析:
核聚变是指一个氘核和一个氚核在超高温下结合就变成了一个氦核，氢弹则是利用轻核的聚变制成的，故A正确。
例3.
（2019∙焦作二模）核能利用前景广，核电站为缓解我国用电紧张做出了巨大献。
核电来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应雄中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成内能来加热水产生蒸汽。
蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。
核电站的工作原理和火电厂相似，都是利用水蒸气推动发电机组发电的。
（1）核能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，其发电过程是先将核能转化为内能，再转化为机械能，最后转化为电能。
2）某核电站中的一台发电机组发电功率为100万千瓦，则该发电机组30天发电多少kW・h（一天工作24h）？
（3）若30天内产生的电能，用热电转换效率为30%的火力发电厂发电，需要完全燃烧多少吨煤？
若1t煤产生30kg粉尘，燃烧这些煤会产生多少粉尘？
（q煤=3.0×107J/kg）
【答案】
（1）不可再生；
（2）该发电机组30天发电7.2×108kW∙h；
（3）需要完全燃烧2.592×105t煤；燃烧这些煤会产生7.76×106kg粉尘
【解析】
题干解析:
（1）核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源；
（2）发电功率为P=100万千瓦=106kW，发电时间为t=30×24h=720h，因为P
，所以一月发电量为W=Pt=106kW×720h=7.2×108kW∙h=2.592×1015J；（3）因为η
，所以需要的热量：
Q
8.64×1015J，因为Q=mq，所以需要完全燃烧的煤的质量：
m
2.592×108kg=2.592×105t；燃烧这些煤会产生的粉尘质量为2.592×105×30kg=7.76×106kg。
例4.
（2019∙揭阳二模）人类的发展与进步离不开想象力，所以有了今年票房大卖的科幻片《流浪地球》（图1所示）；同样离不开科学家的智慧与坚持，终于在今年拍到了第一张黑洞的照片（图2所示）；更离不开像凉山大火中牺牲烈士及还在一线救灾的消防战士大无畏的献身精神（图3所示）。
（1）《流浪地球》电影讲到：
太阳急速老化，人类想到借助木星的“引力弹弓”，令地球零消耗改变方向、提升速度，最后到达比邻星。
太阳急速老化主要是太阳内部发生核____（选填“裂变”或“聚变”）；木星的“引力弹弓”能够令地球改变方向、提升速度，这说明力可以改变物体的______。
（2）北京时间2019年4月10日晚9时许，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。
这张黑洞来自于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。
照片是由事件视界望远镜项目组拍摄，事件视界望远镜（EventHorizonTelescope．EHT）是分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列，在这8座射电望远镜当中，要数阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）最为强大。
ALMA造价达14亿美元，是目前最为昂贵的地基望远镜之一、由所学的知识，我们知道1毫米=______米。
（3）2019年3月30日至4月13日，凉山彝族自治州木里县雅砻江镇立尔村、越西县大花乡瑞元村、冕宁县腊窝乡接连发生多起森林火灾。
着火点海拔近4000米，火势凶猛，是近年来四川省发生的最严重的森林火灾。
ZC-3V无人机救灾中发挥巨大的作用，ZC-3V无人机在海拔4000米高地轻松起飞，通过搭载30倍变焦的三轴稳定双光光电吊舱，随时拉近查看地面细节以及火势的近景情况，实时通过_____（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传回清晰稳定的画面，为现场应急指挥部提供第一手火情资料。
ZC-3V无人机在上升过程中重力势能不断____（选填“增大”或“减小”）。
【答案】
（1）聚变；运动状态；
（2）10-3；
（3）电磁波；增大
【解析】
题干解析:
（1）在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能；
（2）1米=1000毫米，1毫米=10-3米；（3）无人机在海拔4000米高地轻松起飞，通过搭载30倍变焦的三轴稳定双光光电吊舱，随时拉近查看地面细节以及火势的近景情况，实时通过电磁波传回清晰稳定的画面，无人机在上升过程中高度不断增加重力势能不断增大。
太阳能
知识讲解
太阳能的来源是核聚变。
太阳向外辐射的能量中，只有约20亿分之一传递到地球。
太阳能是一次能源，是可再生能源，是新能源，同时也是清洁的能源。
例题精讲
太阳能
例1.
（2019∙西安二模）我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼。
光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。
下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．光伏效应是将太阳能转化为电能
C．太阳能和电能都属于一次能源
D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
【答案】B
【解析】
题干解析:
A、太阳能属于可再生能源，故A错误；
B、光伏效应是在太阳光的照射下半导体材料产生电流的现象，此过程中把太阳能转化为电能，故B正确；
C、太阳能属于一次能源，可以直接利用；电能属于二次能源，从其它能源转化而来，故C错误；
D、地球上化石能源的总量是有限的，总有一天会开发殆尽；太阳能至少在太阳存在的时间内是取之不尽用之不竭的，故D错误。
例2.
（2019∙宣威市校级模拟）太阳能是优先开发的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法不正确的是（ ）
A．
图中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．
图中，太阳能热水器通过热传递的方式将太阳能转化为水的内能
C．
图中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．
图中，环球航行的太阳能飞机将太阳能不是直接转化为飞机的机械能
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；
B、太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B正确；
C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；
D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D正确。
例3.
（2018秋∙大名县期末）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机上电池的化学能
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；
B、太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B错误；
C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；
D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。
例4.
（2019∙威海模拟）近日，嫦娥三号着陆器如图相机指向机构顺利完成休眠唤醒后的再次转动拓展任务，月球周围的环境与地球周围的环境有许多不同之处，比如：
月球表面昼夜温差很大，高达330℃；月球上没有空气，近似真空…根据以上信息，可初步得出的正确结论是（ ）
A．月球车是用汽油机驱动的
B．太阳能电池板将太阳能直接转化为机械能
C．地面控制中心利用电磁波来遥控月球车
D．月球车使用超声波探测仪来探测前方的障碍物
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、月球上没有空气，汽油无法燃烧，所以无法用汽油机来驱动月球车，A不正确；
B、太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故B不正确；
C、超声波的传播需要介质，月球上没有空气，不能传播超声波，地面控制中心利用电磁波来遥控月球车，故C正确；
D、超声波的传播需要介质，月球上没有空气，不能传播超声波，所以月球车不能使用超声波探测仪来探测前方的障碍物，故D不正确。
可持续资源
知识讲解
（1）人类历史上不断进行着的能量转化技术的进步就是所谓的能源革命．
钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命．从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来．这就是人类的第一次能源革命．
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑．人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，它直接导致了第二次能源革命．
以核能的利用为代表的是人类的第三次能源革命，核能逐渐成为常规能源．
（2）化石能源是当今世界的主要能源，电能是最方便的能源．
能源危机与能源消耗对环境的影响
（1）由于世界人口的急剧增长和经济的不断发展，能源的消耗急剧增长，目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗，所以节约能源已成为当今社会的一大问题．
（2）能源的利用不可避免地会对环境照成影响，大量燃烧化石能源势必会造成空气污染和温室效应的加剧，过分开发柴薪能源又加剧了水土流失和土地沙漠化．
（3）能源危机具体表现在
①能源转化的方向性：
并不是所有的能源都能够被人类所利用．
②能源分布的不匀性：
地球上几乎全部的能源都来源于太阳，但是由太阳能转化成的各种能量形式在地球上的分布并不均匀，如在沙漠地带，太阳能充足，但却无人居住．
③由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机
未来的理想能源
（1）常见的理想能源有：
核能、太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能等．
（2）未来的理想能源必须满足如下条件：
①必须足够丰富，可以保证长期使用；
②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
④必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重的后果
能源与人类生存和社会发展的关系
（1）能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础．纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替．
（2）能源利用对人类社会的发展进步起着重要作用，就目前来看，全球能源利用主要有以下几个特点：
①全球能源分布不均，各地能源品种、数量差异大；
②石油危机日趋严重，煤炭资源日渐匮乏；
③能源危机已成为全球性发展问题．
（3）能源危机已经成为一个很典型的全球性问题．前几次能源危机都是由于暂时原因导致的能源产量的暂时下降，跟能源（指石油、天然气、煤三种化石能源）资源量没有多大关系；而现在的能源危机是以石油为代表的化石能源资源总量已达极限、产量即将出现拐点、同时人类又没有找到能够大量替代化石能源的新能源而导致的结果，俨然已是人类社会发展的正真危机．
例题精讲
可持续资源
例1.
（2019∙阳信县二模）近几年，如皋市的家用汽车保有量急剧攀升，导致市区道路拥堵日益加剧，以下说法不正确的是（ ）
A．发动机把燃料的化学能完全转化成了机械能和内能
B．及时清理后备箱的闲杂物品能够减少能源的无谓浪费
C．排气管的黑烟在污染环境的同时还伴随着能量的浪费
D．加油时能闻到浓浓的汽油味是因为分子在不停地运动
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、由于燃料不能完全燃烧，所以发动机不可能将燃料的化学能完全转化成了机械能和内能，故A错误；
B、及时清理后备箱的闲杂物品可以减轻车的重力，可以节约能源，故B正确；
C、黑烟是燃料不完全燃烧造成的，浪费了能源，同时还污染了环境，故C正确；
D、加油时闻到汽油味是由于汽油分子在不停地做无规则运动，故D正确。
例2.
（2019∙德州模拟）我国是一个水资源短缺、干旱灾害频繁的国家，解决水资源短缺问题的重要措施就是节约用水。
下列有关节水办法中不可行的是（ ）
A．减少每个人每天的饮用水
B．用洗衣机洗少量衣服时，水位不要太高
C．在农业生产中推广滴灌技术
D．洗脸水用后可以洗脚，养鱼的水可以用来浇花
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、每个人每天的饮用水是为了符合人体健康要求的，不能为了节水而损害人的健康，这是一种错误的做法，故A符合题意。
B、用洗衣机洗少量衣服时，水位不要太高可以节约用水，故B不合题意。
C、喷灌技术，与以前的大水漫灌相比，防止了水分的蒸发与渗漏，防止了水分的流失。
故C不合题意。
D、洗脸水用后可以洗脚，养鱼的水可以用来浇花，这样可以节约用水，故D不合题意。
例3.
（2019∙花都区校级二模）“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，希望人们在每年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．开发新能源
C．响应“地球一小时”倡议
D．大量使用煤、石油等化石燃料
【答案】D
【解析】
题干解析:
提高森林覆盖率、开发响应“地球一小时”、倡议新能源都是应对气候变化的有利做法，只有大量使用煤、石油等化石燃料不符合题意；
例4.
（2019∙滨州模拟）结合图阅读以下材料，回答问题。
地球的温室效应
太阳通过热辐射把能量输送到地面，温暖了地球，养育了万物。
地表受热后，也会产生热辐射，向外传递热量。
由于地球表面有一层大气层，大
气中的二氧化碳气体会减弱这种向外的热辐射，因此地表的温度会维持在一个相对稳定的水平。
这就是温室效应。
适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的，然而现代工业大量燃烧煤炭和石油，产生了更多的二氧化碳；另外，由于人类大量砍伐森林，削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。
这些都加剧了地球的温室效应。
这是近年来全球气候变暖的重要原因。
如果地球表面的温度过高，将会导致两极的冰雪融化，使得海平面上升，淹没城市，大片良田盐碱化。
温度的升高还会影响全球气候，使得一些地区暴雨成灾，而另外一些地区干旱少雨，促使土地荒漠化。
在因特网上进入任何一个有搜索功能的网站，输入关键词“温室效应”，你就能从中学到更多有关温室效应的知识。
（1）为了有效地防止环境污染和地球温室效应的加剧，下列燃料中最理想的是（ ）
A．煤B．石油C．氢D．草木燃料
（2）以下不能引起地球温室效应的是（ ）
A．现代工业的发展
B．工厂废气大量排放
C．汽车、飞机尾气的大量排放
D．过多使用化肥农药。
【答案】
（1）C；
（2）D
【解析】
题干解析:
（1）煤、石油、草木燃料燃烧时都能生成大量的二氧化碳，二氧化碳是一种主要的温室气体；并且煤燃烧时还能生成二氧化硫等有毒的气体，能污染空气。
而氢气燃烧生成水，不污染环境。
故最理想的燃料是氢，即C符合题意。
（2）温室效应是指由于二氧化碳排放量增大，而导致的地球变暖的现象，现代工业的发展、工厂废气大量排放、汽车、飞机尾气的大量排放都会造成二氧化碳排放过量，加剧温室效应，而过多使用化肥农药会造成土壤板结、污染水源，与温室效应无关。
故D符合题意。
当堂练习
升级会员 