第二十二章能源与可持续发展第一节能源家族化石能源：煤、石油、天然气。
生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。
所有生命物质中都含有生物质能。
一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。
如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。
二次能源：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的能源称为二次能源。
如电能。
不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。
如煤、石油、天然气、核能。
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。
如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。
如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。
第二节：核能1、裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。
核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。
2、聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。
，也被成为热核反应。
氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
核能的优点和可能带来的问题：①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。
利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。
核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
第三节太阳能在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。
太阳能的利用：①利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）；②用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。
人教版九年级物理全册：第22章《能源与可持续发展》知识点梳理与汇总-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第二十二章能源与可持续发展第一节能源家族化石能源：煤、石油、天然气。
生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。
所有生命物质中都含有生物质能。
一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。
如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。
二次能源：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的能源称为二次能源。
如电能。
不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。
如煤、石油、天然气、核能。
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。
如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。
如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。
第二节：核能1、裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。
核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。
2、聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。
，也被成为热核反应。
氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
核能的优点和可能带来的问题：①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。
利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。
核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
第三节太阳能在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
第二十二章能源与可持续发展第1节能源导入一:问题导入播放人类利用能源的一些场景,比如水力发电、煤炭、石油、天然气等图片.问题1:人类利用的很多能源都是来自于太阳,那么这些能量都是由太阳提供的吗?回答1:学生观察图片和视频,了解人类能源的使用,知道生活生产离不开能源.人类使用的能量是通过不同的能源提供的,能量并非都来自太阳.问题2:人类使用的能量是无穷无尽的吗?导入二:情景导入资料介绍:截至2014年12月31日24时,三峡水电站全年发电988亿千瓦时,超过巴西和巴拉圭共同拥有的伊泰普水电站,创单座水电站年发电量新的世界最高纪录,并首度成为世界上年发电量最高的水电站.湖北武汉市一年用电量为350亿千瓦时左右,988亿千瓦时的发电量相当于武汉市两年半的用电量.相当于减少4900多万吨原煤消耗,减少近一亿吨二氧化碳排放.如果每千瓦时电能对GDP的贡献按10元计算,三峡电站全年发出的清洁电能,相当于为国家带动创造了近一万亿元财富.一、人类利用能源的历程思路一1.人类利用能源的历程展示一:介绍火的利用自从人类掌握了人工取火的方法之后,人类就开始了开发利用能源的进程.学生展示课前的调查资料,介绍人类利用能源的起始阶段,以及柴薪时代向煤炭时代的转折.展示二:化石能源的利用人类利用能源史上两次划时代革命转折,即煤炭代替柴薪成为主要能源.石油取代煤炭居于主导地位,创造了世界经济发展的奇迹.提出问题:内燃机中的能量转化,对生产和生活带来什么影响?教师:展示以蒸汽机、热机为代表的以化石能源为动力的各种机械,引发了世界性的工业革命.展示三:电能的利用教师:展示电磁感应现象的发现以及发电机的发明使煤、石油等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能.2.能源的分类学生分组讨论:请你对下列能源进行分类,并说出分类标准.煤、天然气、汽油、太阳能、核能、地热能、电能.学生讨论进行分组:1.按能源能否直接从自然界获得,可分为:一次能源:煤、天然气、太阳能、核能、地热能.二次能源:汽油、电能.2.按能源能否循环使用和不断补充,可分为:可再生能源:太阳能、地热能.不可再生能源:煤、天然气、核能.3.按能源的利用状况,可分为:常规能源:煤、天然气.新能源:太阳能、核能、地热能.4.按能源利用对环境的污染情况,可分为:清洁能源:太阳能、核能、地热能、电能、天然气.非清洁能源:煤、汽油.小结:一次能源和二次能源是根据能否直接从自然界获得划分的,二次能源一般是通过一次能源转化得来的.我们接触较多的二次能源是电能,电能便于传输和转化,在实际中应用广泛.你能说出电能在产生和使用过程中的能量转化吗?回答:发电机把机械能转化为电能;电视机把电能转化为光能和内能;电冰箱工作时压缩机把电能转化为机械能,压缩空气做功把机械能转化为内能;节能灯把电能主要转化为光能;电熨斗把电能转化为内能.[知识拓展]能源是提供能量的物质资源,能源的利用过程,实质上是能量的转化和转移过程,但是不能说能源就是能量,能源只有在使用时才能提供能量.思路二1.能源的概念概念:能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源.讲解:金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶需要能量,生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量.生产和生活中利用的这些能量,是通过不同的能源提供的.各种能源的广泛利用,极大地促进了人类文明的发展.2.能源的种类问题:我们的生活中都用到了哪些能源?回答:家庭生活中常用柴薪、煤炭、煤气、电能等.汽车等交通工具使用的是汽油和柴油;飞机飞行消耗航空煤油等.3.人类利用能源的历程展示图片:钻木取火.讲解:钻木取火使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变.开启了人类以柴薪为主要能源的时代.展示图片:砍伐森林.讲解:柴薪主要通过砍伐森林获得,现在,大面积砍伐森林会严重破坏地球的生态平衡.同时,由于燃烧柴薪获取能量的效率较低,人类需要开发其他的能源.展示图片:行驶中的蒸汽机火车.讲解:蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能.实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代,人类的主要能源也从柴薪转化为热值更高的煤.展示图片:煤炭.讲解:煤炭、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的.4.能源的类型展示图片:煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能.讲解:像化石能源这样能直接从自然界获取的能源称为一次能源.风能、水能、太阳能、地热能以及核能等均属于一次能源.展示图片:电能.讲解:消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源.像电能是消耗煤炭等一次能源得到的,是二次能源.电能的利用讲解:电能可以做什么?总结:供照明;供电炉类用电器产生热;驱动电动交通工具;供电子设备工作;供电风扇类用电器工作.[知识拓展]一次能源可以分为可再生能源和不可再生能源两大类.可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐能等等,它们在自然界可以循环再生.不可再生能源是在自然界中经过亿万年形成的,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少,总有枯竭的一天.包括:煤、石油、天然气、油页岩、核能等,它们不能再生,用掉一点少一二、21世纪的能源趋势阅读课本中“21世纪的能源趋势”,了解当今世界范围能源所面临的严峻问题,了解近年来世界能源消耗情况.展示资料,以百分比方式描述的我国和世界能源扇形图.分析世界与我国目前能耗结构比是否合理.学生分析能源消耗扇形图可以得出,能源消耗中化石能源消耗占比最大,可再生的清洁能源利用率太低.能耗结构比不合理.我国人均能源拥有量处于世界较低的标准.思考下列问题:问题1:能耗结构比的不合理,会带来什么样的问题?回答1:无论是中国还是世界,化石能源消耗都占比过重.化石能源是不可再生能源,储量有限.要积极开发清洁的新能源,降低化石能源消耗比,实现能源的可持续发展.问题2:从我国能源人均拥有量偏低中你能感悟到什么?回答2:我国能源人均拥有量偏低,这就要求我们在实际使用能源时要节约能源,要更加迫切地去开发新能源和使用可再生能源.比如开发我国现在使用较少的水电、核能、太阳能等新能源.[知识拓展]新能源主要有太阳能、风能、地热能、生物质能等.其中生物质能经过几十年的探索后,国内外专家表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更会导致社会不健康发展.地热能如果大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,将引起生态环境恶化.风能和太阳能对于地球来讲取之不尽、用之不竭,健康无污染,必将成为今后替代能源的主力军.1.了解人类使用能源的历程:柴薪→煤炭→石油.2.人类从使用柴薪能源开始使用能源;蒸汽机的出现使煤、石油的使用越来越普遍,它引发了一次工业革命.汽轮机及大型发电机的出现,使电能的应用越来越广泛.3.能源的类型:一次能源是直接能从自然界获得的,比如煤、石油、天然气等;二次能源是通过一次能源转化得来的,比如电能等.4.了解21世纪的能源趋势.1.判断下列哪种说法正确()A.能源都来自太阳能B.电能是一种二次能源C.风能是一种二次能源D.天然气不是化石能源解析:像地热能和核能不是来自太阳能,A错误.一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供来分的,像电能是由其他形式能转化而来的,属于二次能源,B正确.像煤、石油、风能等是由自然界直接提供的,不需要转化,属于一次能源,C错误.天然气是千百万年前埋在地下的动植物,经过漫长的地质年代形成的,属于一次能源中的化石能源,D错误.故选B.2.小明学习了本节知识后,做了如下总结,其中不正确的是()A.地热能是不可再生的能源B.煤、石油、天然气都属于常规能源C.汽油、酒精属于二次能源D.木材、草类、肉类等有生命的物质提供的能量称为生物质能解析:地热能可以从自然界获得,能不断得到补充,属于可再生能源,A错误;煤、石油、天然气是已经大规模使用的能源,属于常规能源,B正确;汽油是利用石油提炼而成的,酒精是利用粮食、水果等发酵而成的,都属于二次能源,C正确;有生命的物质提供的能量称为生物质能,D正确.故选A.3.下面关于能量转化的说法,正确的是()A.用砂轮磨刀时,将内能转化为动能B.陨石进入大气层成为流星时,是内能转化为机械能C.壶中的水沸腾,壶盖不断跳动,是水的势能转化为壶盖的动能D.用打气筒给轮胎打气时,打气筒发热,是机械能转化为内能解析:能量的使用过程就是能量的转化或转移过程.砂轮磨刀,砂轮和刀的温度升高,把机械能转化为内能,A错误;陨石进入大气层成为流星时,与空气摩擦生热,使陨石温度升高,机械能转化为内能,B错误;壶中的水沸腾,壶盖跳动,把内能转化为机械能,C错误;用气筒打气时,气筒发热,把机械能转化为内能,D正确.故选D.4.人类发明和制造的各种机械和机器,都可以看作是用来控制能量的转化形式、发生地点或时间的能量转换器.按照这种观点,汽油机是把能转化为能的能量转化器;干电池供电时是把能转化为能的能量转化器;钻木取火是把能转化为能.解析:汽油机把燃料燃烧产生的内能转化为机械能,给机械提供动力;干电池供电时,内部的化学物质把化学能转化为电能;钻木取火消耗机械能,转化为木头的内能.【答案】内机械化学电机械内1.能源的概念.2.人类利用能源的历程.3.能源的类型,主要包括一次能源和二次能源.4.21世纪能源发展的趋势.一、教材作业【必做题】教材第169页动手动脑学物理的1,2题.【选做题】教材第169页动手动脑学物理的3题.第2节核能导入一:情景导入播放核爆炸时的视频,了解核能.导入二:问题导入同学们都知道,我国是个能源消耗大国,每年的各种能源如煤、石油、天然气等消耗巨大,近几年每年全国能耗总量折合标准煤都有30多亿吨,其中2013年全国能源消费总量折合37.5亿吨标准煤,2014年能源消费总量折合38.9亿吨标准煤.38.9亿吨是什么概念?如果把这些煤堆成1 m高,1 m宽的堤坝,长度约为2.8×106 km,这个长度约等于地球到月球距离的7倍.大家想一想,长期这样下去,肯定会发生能源危机.我们应该采取什么样的措施来解决能源危机呢?生甲:要不断开发新能源,平时多注意节约能源.生乙:开发利用取之不尽、用之不竭的太阳能.一、核能展示原子结构的挂图或投影,回忆原子的结构组成.学生回忆原子结构:原子是由原子核和核外电子组成的,电子在绕核运动.问题:原子核是原子中最小的结构吗?电子为什么会绕核运动?回答:原子核也是可分的,它是由质子和中子组成的.原子核中的质子带正电,电子带负电,原子核吸引电子绕核转动.原子的质量几乎都集中在原子核上,质子和中子的质量几乎相同.原子核的体积相对于原子的体积来说非常小,相当于足球场上的一个鸡蛋.质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此十分牢固,要使它们分裂或结合是极其困难的.但是,一旦原子核发生变化时,就可能释放出惊人的能量,这种能量被称为核能.学生观察原子结构图片,了解原子结构,知道核能.说说对原子结构的认识.学生结合刚才的学习总结原子结构:原子是由原子核和核外电子组成的,电子带负电,原子核带正电.原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的.一般情况下,质子所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相同原子核发生改变有两种情况,一种是质量较大的原子核裂变成质量较小的核;另一种是由两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核.这两种原子核发生改变的过程中都会伴随着巨大的能量释放.[知识拓展]原子在化学反应中是最小的微粒,无法再变化.原子由原子核和核外电子构成.原子核由质子和中子构成,而质子和中子由三个夸克构成.电子的质量为9.109×10-31二、裂变1.核裂变展示核裂变的资料:1934~1938年间,科学家利用中子轰击质量较大的铀235,使其裂变成两个质量较小的原子核,同时释放出2~3个新的中子.观看核裂变的资料,了解核裂变放出能量的过程.提出问题:铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能,那么是否要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢?根据观看裂变资料回答:在铀235裂变时就会释放出中子,所以在裂变的过程中,不需要外界不断地提供中子.实验:利用火柴模拟链式反应.问题:如果去掉其中火柴(1),火柴(2)(3)会燃烧吗?回答:抽掉其中一根火柴,其后面的火柴就不会燃烧,会使燃烧火柴的数量减少.展示链式反应原理的挂图或动画.链式反应如果不加以控制,大量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放巨大的能量,产生极大的破坏性,比如原子弹.播放纪录片广岛原子弹爆炸:观看原子弹爆炸产生的危害,感受核能的巨大.2.核能发电在链式反应中,可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度.那么可控的核裂变在实际中有什么应用呢?讨论回答:可以用于核能发电、核动力航母等.投影核电站图片,介绍我国核电站的情况.我国核电发展现状:截止到2014年,中国已经有6个投入运营的核电站,12个在建的核电站,数十个筹建中的核电站.问题:核电站运行中能源是由重核裂变提供的,有人认为核能是安全、洁净、廉价的能源.你认可这个观点吗?学生展开讨论,不同观点的同学进行辩论,学会用辩证的观点来认识核能的利用及危害.反方:核裂变时会释放巨大的能量,如果不加以控制,短时间内释放的能量会产生极大的破坏性.正方:如果控制链式反应的速度,可以让核能逐步缓慢地释放就可以为人类所使用.[知识拓展]裂变只有一些质量非常大的原子核,像铀、钍和钚等才能发生核裂变.铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其他原子,从而形成链式反应而自发裂变.撞击时除放出中子还会放出热,但是如果温度太高,反应炉会熔掉,而演三、聚变思路一我们已经知道重核可以裂变成质量较小的轻核,那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢?介绍轻核的聚变,将质量较小的原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量,这就是聚变.比如把氘和氚在超高温下结合成新的原子核——氦核.播放氢弹的视频或展示图片.氢弹就是利用氢核的聚变,在瞬间释放出大量的能量.但是到目前为止,科学家还没有找到可靠的控制核聚变的方法.通过可控聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题![知识拓展]氢弹是比原子弹威力更大的核武器,是利用核聚变来发挥作用的.核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程.只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等.核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大.比如太阳内部连续进行着氢聚变成氦的过程,它的光和热就是由核聚变产生的.思路二聚变——获得大量核能的另一重要途径教师:科学家们发现,某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时,也能释放出核能,这种现象叫做核聚变,简称聚变.学生:阅读教材上一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的聚变反应示意图.总结:一个氘核由一个质子和一个中子组成,一个氚核由一个质子和两个中子组成,它们发生聚变反应结合成由两个质子和两个中子组成的氦核时,要放出一个中子,并释放出核能.氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生,因此聚变又叫热核反应.事例说明:自然界中,太阳内部的温度高达1千万摄氏度以上,在那里进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热,正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说,地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.前面讲过,原子弹是利用重核裂变现象制成的,而另一种威力更大的核武器——氢弹,则是利用轻核聚变现象制成的.人们现在还不能有效地使聚变在人工控制下进行,从而和平利用聚变释放的核能.由于聚变不但放出的能量更多,而且使用的原料来源也极为丰富,比如可以从海水中提取.从几升海水中提出的氘在发生聚变后可以提供相当于燃烧1千多升石油放出的能量.那时地球上的全部海水就会成为巨大的能源库,至少可供人类使用上百亿年.目前世界上许多国家都在积极研究核聚变的人工控制.这一非常吸引人的重大课题,取得了一定进展.比如1991年,欧洲的科学家们首次做成了可控核聚变实验,这是科学史上一件大事,它标志着人类向获得理想的能源迈出了重要的一步.但要达到实用阶段,还需要攻克许多技术难题,未来的任务仍然相当艰巨.我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初,从70年代开始,集中选择了托卡马克为主要研究途径.中国新一代“人造太阳”实验装置“EAST”是由中国科学家独立设计建造的世界首个全超导托卡马克,于2007年建成并开始科学实验.近年来科研人员利用这个实验装置取得了多项研究成果.尤其是2012年创造了两项托卡马克运行的世界纪录:获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体;获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电.这分别是国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电、最长时间的高约束等离子体放电,标志着中国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列.高参数偏滤器等离子体是未来聚变托卡马克放电的最基本运行方式.目前国际上大部分托卡马克的偏滤器等离子体持续时间均在20秒以下,欧盟和日本科学家曾获得最长为60秒的高温偏滤器等离子体.由以上的介绍可知,人类和平利用核能的前景是美好的.在可控核聚变的研究中,我国必将做出自己的贡献.[知识拓展]由于核聚变需要极高的温度,要使高温等离子体中核聚变反应能持续进行,必须长时间维持上亿摄氏度的高温.因此一旦某一环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止.也就是说,聚变堆是次临界堆,绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核裂变电站的事故,因此它是安全的.1.原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成,电子带负电.原子的质量主要集中在原子核上,体积非常小.2.获得核能可以有两种途径:裂变和聚变.3.质量较大的原子核会裂变成质量较小的核,同时释放出大量的能量,在实际中可以用于核电站等.4.质量较小的原子核聚合成质量较大的原子核就是聚变,也会释放大量的能量.1.随着电子的发现,人们发现原子是有更小结构的,将视线引入原子的内部,而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成.某同学在关于原子和原子核的讨论中,总结了下列四种说法:(1)原子是由位于中心的原子核和核外电子组成;(2)带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动;(3)原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里;(4)原子核是由质子和中子组成的,质子的个数一定不等于中子的个数.其中正确的是()A.(1)(3)B.(1)(2)C.(2)(4)D.(3)(4)解析:分子是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核带正电,电子带负电.电子绕核高速旋转,原子核所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相等.原子核是由质子和中子组成的,质子带正电,中子不带电,原子核中质子数量与中子数量不一定相等,有的相等,有的不等.故选B.2.关于核能的下列说法中,不正确的是()A.核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的B.如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的能量,发生猛烈爆炸C.氢弹是利用轻核聚变制成的武器D.原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器解析:获得核能的途径有两个:重核裂变和轻核聚变.裂变是质量较大的原子核被中子撞击后分解为较小的原子核并释放巨大能量的过程,如果发生链式反应,会迅速放出大量能量,发生猛烈爆炸,这就是原子弹的原理.在裂变中可以通过控制中子的数量来控制反应速度,可控的核裂变可以用于核电站.聚变是质量较小的原子核聚合到一起变成较大的原子核,并放出巨大能量的过程,现阶段还没有找到控制聚变速度的方法,所以聚变主要用于氢弹,找到控制轻核聚变速度的方法是解决未来能源的一个重要途径.故选D.3.如图所示为核电站发电流程示意图.下列关于核能发电的表述中正确的是()。
![[精选]新人教版九年级物理全一册单元测试第22章 能源与可持续发展(含答案)](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/dacdb1855022aaea998f0fd3.webp)
第22章能源与可持续发展一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）3．（3分）调查统计表明：火灾伤亡事故很多是由于缺乏自救常识造成的，缺氧窒息是致人死亡的首要原因．下列二、填空题（共6小题，每小题3分，满分18分）13．（3分）在太阳内部，_________在超高温条件下发生_________，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．14．（3分）太阳不但用_________方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，而且还在为人类定期_________地提供巨大能量．15．（3分）太阳是一个巨大的能源，它不断地向外辐射能量，其中辐射到地面的总功率为8×1013kW，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能通过四个渠道被人类利用：①_________；②_________；③_________；④_________．16．（3分）在能源的开发和利用中，太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源，在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来，地球每年所接收的太阳能有6×1017kW•h．（1）太阳发生聚变时释放的是_________能．（2）地球每年所接收的太阳能合_________J．（3）改变物体内能的方式有两种，“辐射”属于利用_________改变物体内能．17．（3分）中国故宫的汉白玉雕刻、雅典的巴特农神殿、罗马的图拉真凯旋柱近年来都受到了雨水的侵蚀．环境专家认为其原因是空气中_________和_________等致酸物质增多，雨、雪由于吸收了这些物质而造成酸度增加，形成酸雨，受酸雨的侵蚀所致．18．（3分）核能在军事上也有运用，世界上有少数几个国家已经掌握了制造原子弹、氢弹的技术，其中_________弹威力更大．原子弹在爆炸时有_________，而且爆炸遗留物由于具有_________，在很长一段时间内还会危及人类生命安全．三、解答题（共11小题，满分35分）19．（2分）如图为太阳能热水器工作原理的示意图，请你根据示意图说明其工作原理．20．（4分）蒸汽机的发明将人类带入了工业化社会，回答下列有关蒸汽机的几个问题．（1）蒸汽机在工作过程中包含哪些能量转化情况？（2）其损耗的能量有哪些？（3）这些能量能再次用来供蒸汽机工作吗？21．（3分）小亮的爸爸在夏天喝啤酒，为了能更好地解热，经常将啤酒放在冰箱内冻一段时间．过年时，小亮家里来了客人，爸爸会拿出白酒招待客人，可是冬天喝酒感觉太凉，想将酒温一下，在不能用火加热的情况下，能采取什么方法温酒？22．（2004•无锡）小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容量为120升．（1）水箱最多能装多少质量的水？（2）假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，则使一箱水温度从20℃升高到70℃，需要接收多少太阳能？（3）如果用2000W的电加热器加热，同样使这箱水温度从20℃升高到70℃，需加热多少小时？（设电加热器产生的热量全部被吸收）．23．能源是人类社会进步发展的重要物质基础．太阳能处处可以利用，并且清洁无污染，是一种理想的能源，太阳能热水器内盛有50kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了30℃，求：（1）水吸收了多少热量．[c水=4.2×103J/（kg•℃），q焦炭=3.0×107J/kg]（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量．24．福州的温泉蕴藏量大，埋藏浅，水温高，且地处闹市区，为国内罕见，但对地热资源的超量开采，已导致地下水位逐年下降，地面下沉等严重后果，所以要加强管理，依法开采．目前，城区地下热水开采量约达1.5×107kg/日，假设平均水温为60℃．（1）如果改用其他加热设备将这些水由20℃加热到60℃，需要吸收多少热量？（2）城区温泉的开发利用每年（按360天计）至少可节约用电多少千瓦时？25．（5分）据有关专家预测，我国目前最大的水电站﹣﹣﹣三峡水电站建成后，库区气温会受到一定影响：夏天将下降2℃左右，而冬天将升高2℃左右．请你解释产生这种现象的原因．26．（5分）图1和图2是释放核能的两种方式，请回答下列问题：（1）图1是_________反应，这是_________变的原理，不加以控制，是制造_________弹的原理．（2）图2是_________变的示意图，不能人为控制，是制造_________弹的原理．27．（6分）古人勤奋读书留下了许多典故，如“囊萤映雪”．（1）你知道萤火虫发光的原理吗？夏天，不妨在乘凉之时捉几只萤火虫体验一下萤光照明读书的感受．（2）荧光灯与普通电灯相比，这种光源更适合在充满瓦斯的矿井中当工作灯及排除磁性水雷时用以照明，请说明原因．（3）比较白炽灯、日光灯、生物光源，哪一种光源的发光效率最高？28．（5分）有一名同学在物理课外活动中提出一种设计方案：用水库的水发电，再用发的电把水抽回水库，那么抽水机和发电机就能不停地运转．这种方案对吗？为什么？29．（5分）怎样处理、利用垃圾一直是各个国家、各个城市所关心的环保问题，武汉市与荷兰、美国等国达成协议，在武汉建成高科技垃圾发电厂．垃圾发电的基本原理是从填埋物中抽取沼气，送到电厂作为发电的燃料．据理论推算：1m3垃圾可产生220m3的沼气，1m3沼气可发电2kW•h．若填埋垃圾6×106m3，该发电厂最多发电多少？参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）3．（3分）调查统计表明：火灾伤亡事故很多是由于缺乏自救常识造成的，缺氧窒息是致人死亡的首要原因．下列二、填空题（共6小题，每小题3分，满分18分）13．（3分）在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生聚变，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．14．（3分）太阳不但用间接方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，而且还在为人类定期直接地提供巨大能量．15．（3分）太阳是一个巨大的能源，它不断地向外辐射能量，其中辐射到地面的总功率为8×1013kW，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能通过四个渠道被人类利用：①通过植物的光合作用，把太阳能转化和储存起来，以生物质能和化学能的形式被利用；②通过大气和水分的循环转化成风能和水能，以机械能的形式被利用；③被海洋吸收，成为海洋的内能；④被人类直接利用来给物体加热．16．（3分）在能源的开发和利用中，太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源，在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来，地球每年所接收的太阳能有6×1017kW•h．（1）太阳发生聚变时释放的是核能．（2）地球每年所接收的太阳能合 2.16×1024J．（3）改变物体内能的方式有两种，“辐射”属于利用热传递改变物体内能．17．（3分）中国故宫的汉白玉雕刻、雅典的巴特农神殿、罗马的图拉真凯旋柱近年来都受到了雨水的侵蚀．环境专家认为其原因是空气中二氧化硫和氮氧化物等致酸物质增多，雨、雪由于吸收了这些物质而造成酸度增加，形成酸雨，受酸雨的侵蚀所致．18．（3分）核能在军事上也有运用，世界上有少数几个国家已经掌握了制造原子弹、氢弹的技术，其中氢弹威力更大．原子弹在爆炸时有巨大的破坏性，而且爆炸遗留物由于具有放射性，在很长一段时间内还会危及人类生命安全．三、解答题（共11小题，满分35分）19．（2分）如图为太阳能热水器工作原理的示意图，请你根据示意图说明其工作原理．20．（4分）蒸汽机的发明将人类带入了工业化社会，回答下列有关蒸汽机的几个问题．（1）蒸汽机在工作过程中包含哪些能量转化情况？（2）其损耗的能量有哪些？（3）这些能量能再次用来供蒸汽机工作吗？21．（3分）小亮的爸爸在夏天喝啤酒，为了能更好地解热，经常将啤酒放在冰箱内冻一段时间．过年时，小亮家里来了客人，爸爸会拿出白酒招待客人，可是冬天喝酒感觉太凉，想将酒温一下，在不能用火加热的情况下，能采取什么方法温酒？22．（2004•无锡）小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容量为120升．（1）水箱最多能装多少质量的水？（2）假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，则使一箱水温度从20℃升高到70℃，需要接收多少太阳能？（3）如果用2000W的电加热器加热，同样使这箱水温度从20℃升高到70℃，需加热多少小时？（设电加热器产生的热量全部被吸收）．得，kg/m由公式ρ=得，3 3 3=23．能源是人类社会进步发展的重要物质基础．太阳能处处可以利用，并且清洁无污染，是一种理想的能源，太阳能热水器内盛有50kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了30℃，求：（1）水吸收了多少热量．[c水=4.2×103J/（kg•℃），q焦炭=3.0×107J/kg]（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量．=24．福州的温泉蕴藏量大，埋藏浅，水温高，且地处闹市区，为国内罕见，但对地热资源的超量开采，已导致地下水位逐年下降，地面下沉等严重后果，所以要加强管理，依法开采．目前，城区地下热水开采量约达1.5×107kg/日，假设平均水温为60℃．（1）如果改用其他加热设备将这些水由20℃加热到60℃，需要吸收多少热量？（2）城区温泉的开发利用每年（按360天计）至少可节约用电多少千瓦时？25．（5分）据有关专家预测，我国目前最大的水电站﹣﹣﹣三峡水电站建成后，库区气温会受到一定影响：夏天将下降2℃左右，而冬天将升高2℃左右．请你解释产生这种现象的原因．26．（5分）图1和图2是释放核能的两种方式，请回答下列问题：（1）图1是链式反应，这是裂变的原理，不加以控制，是制造原子弹的原理．（2）图2是聚变的示意图，不能人为控制，是制造氢弹的原理．27．（6分）古人勤奋读书留下了许多典故，如“囊萤映雪”．（1）你知道萤火虫发光的原理吗？夏天，不妨在乘凉之时捉几只萤火虫体验一下萤光照明读书的感受．（2）荧光灯与普通电灯相比，这种光源更适合在充满瓦斯的矿井中当工作灯及排除磁性水雷时用以照明，请说明原因．（3）比较白炽灯、日光灯、生物光源，哪一种光源的发光效率最高？28．（5分）有一名同学在物理课外活动中提出一种设计方案：用水库的水发电，再用发的电把水抽回水库，那么抽水机和发电机就能不停地运转．这种方案对吗？为什么？29．（5分）怎样处理、利用垃圾一直是各个国家、各个城市所关心的环保问题，武汉市与荷兰、美国等国达成协议，在武汉建成高科技垃圾发电厂．垃圾发电的基本原理是从填埋物中抽取沼气，送到电厂作为发电的燃料．据理论推算：1m3垃圾可产生220m3的沼气，1m3沼气可发电2kW•h．若填埋垃圾6×106m3，该发电厂最多发电多少？。
