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《能源与可持续性发展》专题复习指导
来源查字典物理网| 2012-12-29 发表| 学习园地分类:物理试题

学习园地

课程标准对《能源与可持续性发展》提出了如下主要的考查要求:能通过具体事例,说出能源与人类生存和社会发展的关系,了解不同历史时代人类利用的主要能源。能结合实例,说出不可再生能源和可再生能源的特点。了解核能的优点和可能带来的问题,了解当前处理核废料的常用办法。了解世界和我国的能源状况。了解我国和世界上核能利用的最新进展。

关注能源安全,合理的利用能源,对于能源的开发利用要有可持续发展的意识。综观近几年各地中考测试题,该部分考查的题型主要以选择、填空为主,计算题也时有出现,但并不是单纯的能源与可持续性发展的题目,而是学科内综合性试题,这类题目的综合性较强。

知识总揽

重点精讲

重点1:能源的利用、核能

考点评述:

这部分内容在中考中虽不是重点,但能源问题在现代生活中日益突出,将会越来越引起人们的重视;主要考查能源的分类、能源的利用情况、核能的利用与链式反应、裂变与聚变认识,考查重点是能源的利用与分类。常见的题型是选择和填空。

知识回顾:

1.能源的分类

根据能源的获得方式可以分为一次能源和二次能源,从自然界里直接获得的能源就是一次能源,如风能、水能、化石燃料等,一次能源通过转化得到的能源是二次能源,如电能等。根据能源能否及时得到补充可分为可再生能源(如:水能、风能、太阳能等)和不可再生能源(如:化石燃料、核能等)。

2.核能

(1)定义

原子核分裂或聚合而获得的能量称之为核能。核电站、原子弹、氢弹及太阳能等都是核能的利用。

(2)链式反应

链式反应有两种:一种是重核的裂变,另一种是轻核的聚变,这两种反应方式是获得核能的两种途径。在上例中,核电站和原子弹内发生的反应是裂变,而氢弹爆炸和太阳能内都发生的核聚变。现在人们已经能够让裂变平稳地进行,而聚变尚未完全得到控制。

考题赏析:

例1(08江苏镇江)现代社会,人们越来越关注能源问题,下列能源属于可再生能源的是( )

A.煤 B.石油 C.风能 D.天然气

解析:可再生能源就是能够再生,循环利用的能源,选项中的煤、石油和天然气都属于化石燃料,他们是由古代动植物经过漫长的年代所形成的,它们用一点就少一点,短时间内不能再生了,而风能则是由于太阳使空气的温度发生变化所形成的,是取之不尽的,属于可再生能源。故选C。

点评:由于可再生能源具有循环性,所以可是说是取之不尽,用之不竭的,因而是将来能源发展的方向,人们开发和利用的新能源主要是针对可再生能源进行的。

例2(08广东茂名)在水能、地热能、电能中属于二次能源的是_________________。到目前为止,核电站只能利用___________变释放的核能来发电。

解析:一次能源是指从自然界中直接得到的能源,水能和地热都是直接从自然界中得到的,而电能则需要转化才能得到,属于二次能源。在现阶段,核聚变还没有得到控制,当今核电站是均是利用重核的裂变来发电的。

答案:电能 核裂变

点评:我们开发和利用的能源是一次能源,但为了方便使用,我们一般要将它们转化成二次能源来利用,在一般的考试中,电能是最常见、最便于利用的二次能源。

重点2:太阳能、能源与可持续性发展

考点评述:

这部分内容主要考查太阳能在生活中的应用,能源危机、能源的利用与环境保护等方面,考查题型有填空题、选择题、阅读理解题和综合性,考查方式比较灵活,考查面较大,特别是综合性的题,所运用的知识基本涵盖了初中物理的全部内容。

知识回顾:

1.太阳能

太阳能来源与太阳内部氢核的聚变,化石燃料、风能、水能等均来自于太阳能,人们利用太阳的方式主要有两种,一种是直接利用太阳能来加热,如太阳能热水器,太阳灶等;另一种是利用太阳能来发电,如太阳能电池等。

2.能源与可持续性发展

人们利用能源的方式有两种,一是能的转移,如太阳能热水器,另一种是能的转化,我们对能源的利用主要是能的转化,把一次能源转化成我们可以使用的能源。能的转化与转移具有方向性和守恒性。从人们对能源的利用历程来看,能源危机已经来临。人们在使用能源时也会对环境造成污染。

考题赏析:

例3(08浙江湖州)石油是一种重要的能源,但又是不可再生的能源,目前人类正面临着石油短缺、油价上涨的挑战。探求能源利用的新途径是人类亟待解决的课题。以下探究能源利用的途径不恰当的是( )

A.更多地利用木材 B.更多地利用太阳能 C.增加风力发电量 D.增加核发电量

解析:木材也是一种能源,但过多使用木材会造成植被破坏、燃烧木材时形成的烟雾对大气又会造成污染,多过地利用木材是不恰当的。故应选A。

点评:本题把能源的利用与环境保护结合起来,但并没有直接说明考查的是这方面的内容,考查的点比较隐蔽,考查方式比较灵活。

例4(08山东潍坊)目前,许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯。白天太阳能电池板给红绿灯供电,同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上蓄电池又给红绿灯供电,使红绿灯能连续工作,其主要参数见下表:

光电转换效率η

有效受光面积S

灯泡额定电压U

40%

0.5m2

24V

(1)若每天有效受光时间为6h,每平方米的面积上太阳辐射的功率为103W,求这种太阳能电池板每天获得的电能。

(2)若太阳能红绿灯由红、黄、绿三灯组成.每天获得的电能,可使它连续正常工作40h,求:太阳能红绿灯正常工作时的功率和电阻。

解析:太阳能电池板每平方米的面积上太阳辐射的功率为103W,而它的有效受光面积S=0.5m2,故可知太阳能电池板上太阳辐射的有效功率为0.5×103W。

每天有效受光时间为6h,所以太阳能电池板接受到的太阳辐射能W=Pt=0.5×103W×6×3600s=1.08×107J

而光电转换效率η=40%,所以每天太阳能电池板获得的电能W有效==Wη=1.08×107J×40%=4.32×106J

太阳能红绿灯工作红绿灯是并联的,且是连续交替工作,故可以把它们看做是一盏灯连续工作40h,所以它们的功率P有效===30W

所以它们的电阻:R===19.2Ω

答案(1)4.32×106J (2)30W 3.2Ω

点评:本题考查的是电学与能源的综合性题目,考查的知识面较大,但解题思路却比较单一,只要运用相关的公式进行计算即可。

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