1、更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：第二十二章 能源与可持续发展1-4节一、学习目标认识：核裂变和核聚变；太阳能利用特点；再生能源和不可再生能源。二、学习过程一）、知识梳理能源与可持续发展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，
2、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。3.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
3、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。4.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。5.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。6.太阳能是氢
4、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。7.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。8.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
5、利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。9.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。10.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
6、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。二）、例题 练习 1关于信息与材料，下列说法正确的是（）A5G手机利用超声波传递信息B光纤通信用光波传递信息，光导纤维是导体C用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗D塑料容器对电磁波能起到屏蔽作用【答案】C【解析】A5G手机是利用电磁波传递信息的，故A错误；B光导纤维是用绝缘体材料制成的，
7、不是导体，故B错误；C如果用超导材料作为输电线，可大大降低输电过程中的电能损耗，所以利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，故C正确；D金属物质对电磁波能起到屏蔽作用，塑料容器对电磁波不能起到屏蔽作用，故D错误。故选C。2下列现象中，能用光的折射解释的是（）A电影放映B凹面镜取火C湖面倒影D光纤通信【答案】A【解析】A电影放映，属于凸透镜成像，由光的折射形成的，故A符合题意；B凹面镜取火，属于光的反射现象，故B不符合题意；C湖面倒影属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，故C不符合题意；D光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信
8、号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故D不符合题意。故选A。3关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（ ）A垃圾分类有利于环保和节约能源B用光导纤维制成的光缆，可以在很短时间内传递大量的信息C航空器材常采用密度大的合金，可以减小航空器的质量D若用超导材料制造输电线可以大大降低电能损耗【答案】C【解析】A垃圾分类有利于环保和节约能源，分类回收加以利用，故A正确，A不符合题意；B光缆可以在很短时间内传递大量的信息，故B正确，B不符合题意；C航空器材常采用密度小的合金，可以减小航空器的质量，故C错误，C符合题意；D若用超导材料制造输电线，电阻为零，可以大大降低电能损耗，故D正确，D不符合题意
9、。故选C。4光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，关于光纤以下说法正确的是（）A光纤是超导体B光波在光纤中不断折射向前传播C光波在光纤中的传播速度为3108m/sD光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰【答案】D【解析】AD光纤的材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，不导电，不会受外界磁场的干扰，故A错误，D正确；B光纤通信是利用光波在光纤中不断反射向前传播，故B错误；C光波属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度是3108m/s，在玻璃中的传播速度小于传播速度，故C错误。故选D。5如图所示，降落在月球背面的嫦娥四号登月探测器，借助鹊桥中继卫星向地球传送信息。利用的是（）A次声波B无线电波C红外线D超
10、声波【答案】B【解析】卫星是通过电磁波和地球进行信息交流的，借助鹊桥中继卫星向地球传送信息，利用的是电磁波，即无线电波。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。6关于信息传递，下列说法正确的是（）A一条光导纤维只能传输一条信息B5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息C用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真D北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务【答案】D【解析】根据光导纤维的性质分析作答；5G网络通信主要是利用电磁波传递信息的；根据数字通信的优点分析；卫星利用电磁波传递信息。 A光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的；光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据
11、向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频，故A错误；B5G网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故B错误；C相对于数字通信，模拟通信存在以下缺点：模拟信号容易丢失信息，模拟信号容易失真，模拟信号保密性差，故C错误；D我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务，该系统利用电磁波传递信息，故D正确。故选D。7关于电磁波和现代通信，下列说法错误的是（）A电磁波可以在真空中传播B移动电话是靠电磁波传递信息的C卫星只能作为传递电视信号的中继站D光纤通信具有传输信息量大、信号衰减小等特点【答案】C【解析】A电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，A正确，故A不符合题意；B移动电话是靠发
12、射和接收电磁波来传递信息的，B正确，故B不符合题意；C卫星中继通讯的应用范围很广，但卫星并不是只能作为传送电视信号的中继站，C错误，故C符合题意；D光纤通信是利用电磁波在光导纤维中反射，实现信息传输的，它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和通信质量高等优点，D正确，故D不符合题意。故选C。82020年6月23日9时 43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功，它是北斗 3 号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（）A该卫星在加速升空的过程中，受到了平衡力B该卫星进入同步轨道后，相对地面静止C该卫星运行一周的时间约为 365
13、天D该卫星与地面基站可通过超声波传递信息【答案】B【解析】A该卫星在加速升空的过程中，不是平衡状态，受到的力不是平衡力，故A错误；B该卫星进入同步轨道后，与地球的相对位置没有发生改变，相对地面静止，故B正确；C该卫星运行一周与地球的自转周期相同，为一天，故C错误；D该卫星与地面基站间为真空状态，不能通过超声波传递信息，应该通过电磁波，故D错误。故选B。9关于材料，下列说法正确的是（）A指南针是磁性材料制成的，指向地理南极附近的那端叫南极B避雷针是用绝缘体材料制成的C电热丝是用超导体材料制成的D家中的宽带光纤线主要是由铜导线制成的【答案】A【解析】A指南针是磁性材料制成的，因为地磁北极在地理南极
14、附近，磁感线由地磁北极指向地磁南极，指向地理南极附近的那端是南极，故A正确；B避雷针是将电荷导入大地，用导体材料，故B错误；C超导体材料电阻为0，根据焦耳定律，超导体材料不会发热，不能用来制作电热丝，故C错误；D光纤线是纯度非常高的玻璃丝，信号在光纤内反射传播，故D错误。故选A。10下列说法正确的是（）A从环境保护的角度来讲，优美的音乐一定不属于噪声B微波炉是用声波来加热食品的C电磁波不能在真空中传播D鼓声是由鼓面振动产生的【答案】D【解析】A如果音乐对别人生活、工作和学习造成了干扰就是噪声，故A错误；B微波炉是用微波来加热食品的，故B错误；C电磁波可以在真空中传播，故C错误；D敲鼓时鼓声是鼓
15、面振动产生的，故D正确。故选D。11能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（）ALED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的B卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的C“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的D太阳能是不可再生能源【答案】B【解析】ALED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的，不是超导体，故A错误；B电磁波可以在真空中传播，故卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的，故B正确；C超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故C错误；D对于太阳能等能够源源不断的
16、从自然界得到的能源是可再生能源，故D错误。故选B。12下列哪组能源都属于可再生能源（）A木炭、煤炭B石油、天然气C核能、太阳能D水能、风能【答案】D【解析】可再生能源是在短时间内能再次产生的，如水能、风能、太阳能、木炭等，不可再生能源如煤炭、石油、天然气、核能等，故D符合题意、ABC不符合题意。故选D。13我省积极利用区位优势，大力开发水力发电。下列能源与水能同属于可再生能源的是（）A核能B天然气C太阳能D石油【答案】C【解析】人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源。太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能
17、源；天然气、核能和石油不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C符合题意。故选C。14“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然气水合物，是一种储量丰富、高热值、环保的新能源。它属于（）A三次能源B一次能源C生物质能源D二次能源【答案】B【解析】古代低等生物遗骸大量沉积，经过漫长的地质年代形成石油及天然气，海底的天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的固体物质即“可燃冰”。“可燃冰”为甲烷的水合物，遇火即可燃烧且热值高，是一种环保、高效的新能源。可燃冰在短时期内不能形成，属于不可再生资源，可燃冰属于矿物质能源，属于一次能源。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。15能源、信息
18、和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（）A太阳能、风能和核能都是可再生能源B光纤通讯是依靠超声波来传递信息的C移动通信是用电磁波传递信号的D超导材料可用于电饭锅的发热元件【答案】C【解析】（1）像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源叫可再生能源；像煤、石油、天然气，一旦消耗就很难再生的能源叫不可再生能源；（2）光导纤维是利用频率比较高的激光来传递信息的；（3）移动通信都是利用电磁波中的微波来传递信息的，因为微波传递信息量大；（4）超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的。 A太阳能、风能可以长期提
19、供是可再生能源，核能一旦消耗就很难再生不是可再生能源，故A错误；B光导纤维是利用激光来传递信息的，故B错误；C移动通信都是用电磁波中的微波来传递信号的，因为微波传递信息量大，故C正确；D超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，而电饭锅是利用电流的热效应工作的，所以超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故D错误。故选C。 16近期，世界在建的最大规模水电站中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（）可再生能源不可再生能源常规能源新能源ABCD【答案】A【解析】水能可以从自然界源源不断得到，是可再生能源，水能已经大范围使用，不属于新能源，是常规能源，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。17下列
20、能源中，属于可再生能源的是（）A煤B风能C石油D核燃料【答案】B【解析】煤、石油、核燃料属于不可再生能源；风能属于可再生能源。故选B。18下列能源属于清洁能源的是（）A煤B柴薪C石油D太阳能【答案】D【解析】A煤在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空气污染物，不是清洁能源，故A不符合题意；B柴薪燃烧时能产生空气污染物，不是清洁能源，故B不符合题意；C石油在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘等空气污染物，不是清洁能源，故C不符合题意；D太阳能在使用时，不会对环境造成污染，故属于清洁能源，故D符合题意。故选D。19贵州省正在推行能源结构转型，目前存在多种类型的发电方式，如图所示。下列发电
21、站利用不可再生能源发电的是（）A乌江渡水电站 B六盘水光伏发电站C纳雍火力发电站D龙里风力发电站【答案】C【解析】火力发电主要是燃烧煤来提供能量的，煤炭会越用越少，不可能在短时间内补充，是不可再生能源；太阳能、风能、水能可以源源不断的得到，是可再生能源，所以利用不可再生能源发电的是火力发电，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。20更迅速便捷地传递信息、寻找绿色可再生能源、研制具有各种特殊性能的新材料是当前科技界的三大研究方向以下说法错误的是（）A5G手机是利用电磁波传递信息的B核能是人类大力开发的新能源，它是可再生能源C输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗D电脑中的集成芯片是由半导体材料
22、制成的【答案】B【解析】A手机是利用电磁波进行通讯的，故A正确，不符合题意；B核能被利用后短时间内不能恢复，是不可再生能源，故B错误，符合题意；C输电线若采用超导材料可以减小电阻，减小导线上产生的热量，从而减小了电能的损耗，故C正确，不符合题意；D电脑中的芯片是由半导体材料制成的，故D正确，不符合题意。故选B。21下列关于能源、信息的说法正确的是（）A煤改气后所用的天然气属于可再生能源B能量是守恒的，所以我们不需要节约能源C北斗导航卫星与地球之间利用电磁波通信D“5G”传输信息速度快，是因为“5G”的传播速度大【答案】C【解析】A天然气属于化石能源，使用后在短期内不能再从自然界从新获取，是不可
23、再生能源，故A错误；B能量是守恒的，但能量的转移和转化是具有方向性的，所以我们要节约能源，故B错误；C电磁波能传递信息，且电磁波的传递不需要介质，北斗导航卫星与地球之间就是利用电磁波通信的，故C正确；D所有电磁波的传播速度都是相同的，“5G”传输信息速度快，是因为5G信号的电磁波能承载的信息量更多，故D错误。故选C。222021年5月15日，天问一号巡视器利用降落伞和反推火箭在火星表面减速着陆，环绕器仍在环绕火星运动，下列说法正确的是（）A环绕器的帆板利用的太阳能是不可再生能源B环绕器是通过超声波向地面发送信息的C巡视器在火星表面减速着陆时，机械能不变D巡视器在火星表面减速着陆时，势能减小，动
24、能减小【答案】D【解析】A太阳能是取之不尽用之不竭的，是可再生能源，故A错误；B真空不能传声，但电磁波可以在真空中传播，所以，环绕器通过电磁波将信息传回地面控制中心，故B错误；CD巡视器在减速着陆时，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小，即机械能减小，故C错误，D正确。故选D。23人们将信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱，材料是能源和信息的基础。下列有关说法正确的是（）A太阳是人类能源的宝库，太阳能属于可再生能源B超导体目前被大量应用在生活中C5G时代的人和物连接、物和物连接是利用声音来传递信息的D人造地球卫星由近地点向远地点运动时，重力势能转化为动能【答案】A【解析】A根据能够源
25、源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源，所以太阳能属于可再生能源，故A正确；B超导实现需要极低温度，尚未普及，故B错误；C5G时代的人和物连接、物和物连接是利用电磁波来传递信息的，故C错误；D人造地球卫星由近地点向远地点运动时，动能转化为重力势能，故D错误。故选A。24下列说法正确的是（）A化石能源是可再生能源B欧姆最早测出了大气压强的值C注射器抽取药液，利用了连通器原理D“天问一号”火星探测器利用电磁波向地球传递信息【答案】D【解析】A化石能源使用后在短期内不能再从自然界重新得到补充，是不可再生能源，故A错误；B托里拆利最早测出了大气压强的值，故B错误；C用注射器抽取药液时，针筒内的气压小于
26、外界大气压，药液在大气压的作用下被压入针筒，是利用了大气压，故C错误；D太空中是真空状态，电磁波能传递信息，且电磁波的传递不需要介质，所以“天问一号”火星探测器利用电磁波向地球传递信息，故D正确。故选D。25下列关于汽车的说法错误的是（）A汽车尾气污染环境B汽车发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能C汽车使用的汽油属于可再生能源D汽车发动机工作时提供机械能的是做功冲程【答案】C【解析】A汽车尾气污染是指由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。汽车污染是由汽车排放的废气造成的环境污染，故A正确，
27、A不符合题意；B汽车发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能驱使汽车前进，故B正确，B不符合题意；C汽油是化石能源转化而来的，汽车使用的汽油属于不可再生能源，故C错误，C符合题意；D做功冲程将燃料燃烧时的内能转化为汽车的机械能，因此汽车发动机工作时提供机械能的是做功冲程，故D正确，D不符合题意。故选C。26大力开发可再生能源，是当今人类社会的共识，下列属于可再生能源的是（）A天然气B水能C核燃料D石油【答案】B【解析】天然气、核燃料、石油在使用之后，短期内无法从自然界得到补充，属于不可再生能源；水能是取之不尽的，可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
28、27下列能源中，属于可再生能源的是（）A煤B石油C风能D天然气【答案】C【解析】ABD煤、石油和天然气不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故ABD不符合题意；C风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故C符合题意。故选C。28下列说法不正确的是（ ）A太阳光是由多种色光混合而成的B一切物体都具有内能C光是一种电磁波D核能属于可再生能源【答案】D【解析】A光的色散说明太阳光是由多种色光混合而成的，故A正确，不符合题意；B一切物体都具有内能是正确的，故B正确，不符合题意；C光的本质是一种电磁波，故C正确，不符合题意；D核能短时间内不能再生，不属于可再生能源，故D错误，符合
29、题意。故选D。29关于信息、能源、材料的描述中，下列说法正确的是（）A北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息B人类开采的石油，是上亿年前地球接收的太阳能C核能是二次能源，也是不可再生能源D集成电路上的芯片是利用超导材料制成的【答案】B【解析】A北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息，故A错误；B人类开采的石油，是化石能源，本质是上亿年前地球接收的太阳能，故B正确；C核能是一次能源，也是不可再生能源，故C错误；D集成电路上的芯片是利用半导材料制成的，故D错误。故选B。30能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法不正确的是（）A超导体和电磁铁都属于高新技术材料B水能、风能、太阳能都属于可再生能源C“北斗导航系统”是利用电磁波向地面传递信息的D中考实行网上阅卷，条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料【答案】A【解析】A超导体，是高新技术材料，电磁铁是常规材料，故A错误，符合题意；B太阳能、风能、水能可以从自然界源源不断的得到补充，因此是可再生能源，故B正确，不符合题意；C卫星导航是利用电磁波传递信息的，所以“北斗导航系统”是利用电磁波向地面传递信息的，故C正确，不符合题意；D二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料，故D正确，不符合题意。故选A。31下列说法中正确的是