初中第4节 能源与可持续发展精品课时作业

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人教版九年级物理 第二十二章《能源与可持续发展》第4节 能源与可持续发展    精选练习一、夯实基础 1．冬天，火炉把自己的________传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用。一般情况下，_________只能从高温物体转移到低温物体，不能相反。上述事例说明：能量的转化、能量的转移，都是有_________性的。【答案】内能，内能，方向。【解析】能量的利用主要是转移和转化，火炉工作时燃料燃烧把内能转移到空气中，热传递的条件是要有温度差，内能从温度高的物体传递到温度低的物体。内能不能自发地从低温物体转移到高温物体，因为能量的转化和转移具有方向性。2．目前，作为人类主要能源的_________能源，并非取之不尽，用之不竭的，因此我们应该努力寻找一些理想的能源来代替它们，如_______和_______。由是否可以直接从自然界获取，可以将能源分为______能源和_______能源。对于一次能源：①太阳能、②风能、③水能、④煤、⑤石油、⑥天然气、⑦核燃料，其中_______（填写序号）可以从自然界源源不断地得到，称之为可再生能源，而_________（填写序号）一旦消耗就很难再生，称之为不可再生能源。【答案】化石，太阳能，风能。一次，二次。①②③，④⑤⑥⑦。【解析】现阶段人类使用的能源还是以化石能源为主，它的形成是由动、植物在地下经亿万年形成的，它的储量是有限的，短期内无法再生，属于不可再生能源。为了能源的可持续发展，要不断地开发新能源来替代化石能源，这些新能源要满足价格合理、获取方便、对环境污染小等特点，如太阳能、风能、水能等。根据能否直接从自然界获取，可以把能源分为一次能源和二次能源，一次能源是指能从自然界直接获得的，如煤、石油、天然气等，称之为可再生能源。二次能源无法从自然界直接获得，需要通过一次能源转化而来的，一旦消耗就很难再生，称之为不可再生能源。如煤、石油、天然气、核燃料等都是不可再生能源。3．如图1所示，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为____能，散失到空气中，但能量的总量_________；这些散失到空气的能量，不能自动地再次驱动滚摆，这说明能量的转化和转移具有_________。【答案】内，保持不变，方向性。【解析】滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，是机械能转化为内能。在运动过程中由于滚摆与绳子之间有摩擦、与空气有摩擦，使一部分机械能转化为内能，但机械能和内能的总量保持不变，这就是能量守恒。但能量的转化和转移是有方向的，消耗的机械能转化为内能，无法自动地再转化为机械能。4．导致全球变暖的原因是多方面的，其主要原因是现代工业大量使用　   　燃料（如煤、石油、天然气等）作为能源，排放出　   　等多种温室气体，这些温室气体使太阳的能量聚在地球周围，导致全球变暖，这就是常说的　   　。【答案】化石，二氧化碳；温室效应。【解析】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应。常见的温室气体主要有是二氧化碳，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等化石燃料排放出大量的二氧化碳气体进入大气使太阳的能量聚在地球周围，导致全球变暖，给人类带来了灾难性的后果。5.太阳能是未来的理想能源，它是清洁的    再生能源（选填“可”、或“不可”）；行驶中的太阳能汽车，其太阳能电池将太阳能直接转化为电能，进而再转化为汽车的       能。【答案】可、机械。【解析】太阳能是可再生能源；行驶中的太阳能汽车，其太阳能电池将太阳能直接转化为电能，电动机将电能转化为机械能。6. 有关“能源与可持续发展”的说法中正确的是（   ） A. 能量是守恒的，故不会有能源危机 B. 能量的转移与转化具有方向性，如消耗掉的内能不能收集起来再利用，因此要节约能源 C. 因水能清洁、安全，因此修建水电站利用水能发电，有百利而无一害 D. 风能、水能、太阳能、核能都可以在自然界源源不断地得到，它们都是可再生能源【答案】B。【解析】A选项：能量是守恒的，但能量的转化和转移是有方向的，例如消耗的机械能转化为内能，内能无法自动地再转化为机械能，所以随着人们消耗的能量越来越多，会有能源危机；该选项错误。 B选项：能量的转移与转化具有方向性，如消耗掉的内能不能收集起来再利用，因此要节约能源；该选项正确。 C选项：水能清洁、安全，修建水电站利用水能发电，但是也要考虑不利的一面，例如安全、气候影响等问题，有利也有害，该选项错误。 D选项： 风能、水能、太阳能都可以在自然界源源不断地得到，它们都是可再生能源，核能不是可再生能源；该选项错误。所以选B。7. 人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，由于人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是（    ） A. 石油 B. 太阳能 C. 天然气 D. 核能【答案】B。【解析】A选项：石油是从自然界直接获取的，是一次能源；不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，该选项不合题意。B选项：太阳能可以从自然界直接获取的，是一次能源；可以从自然界源源不断的得到，也是可再生能源，该选项符合题意；C选项：天然气是从自然界直接获取的，是一次能源；不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，该选项不合题意。D选项：核能是从自然界直接获取的，是一次能源；但短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，该选项不合题意。所以选B。8. 如图2所示，为某市空气中PM2.5的来源分布图。PM2.5是指直径小于等于2.5μm的颗粒物，其在空气中的浓度越高，就代表空气污染越严重。为减少PM2.5排放量，改善空气质量，下列措施不可取的是（  ）            A. 植树造林，增大城市绿地面积 B. 开发使用太阳能、核能等新能源 C. 加大火力发电投入，扩大火力发电规模 D. 推行城市公共自行车系统，打造绿色交通【答案】C。【解析】PM2.5是指大气中直径小于或等于 的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。A. 植树造林，增大城市绿地面积，植物进行光合作用，吸收二氧化碳等，放出氧气，该措施可取。B. 开发使用太阳能、核能等新能源，可以减少PM2.5排放量，改善空气质量，该措施可取。 C. 加大火力发电投入，扩大火力发电规模，只能增加PM2.5排放量，不能改善空气质量，所以该措施不可取，符合题意。 D. 推行城市公共自行车系统，打造绿色交通，可以减少PM2.5排放量，改善空气质量，该措施可取。9．如图所示，分别是某一年中国与世界能源消耗结构图，从图和所学的知识可知（　　）A．在这一年，中国水电消耗的比例比世界的小 B．世界消耗的能源以可再生能源为主 C．因为煤炭是可再生能源，所以中国以煤炭为主要能源 D．多烧煤少用天然气符合建设生态文明城市的要求【答案】A【解析】A：据图可以看出在这一年中中国的水电消耗的比例比世界小，中国占5.9%，而世界占6.4%，故A正确；B：由图可知世界的能源以煤、石油、天然气为主，而它们不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故B错误；C：中国是以煤炭为主要能源，煤是古代动植物遗体经过复杂漫长的过程形成的，属于化石能源，是不可再生能源；故C错误；D：天然气的主要成分是甲烷，燃烧后的产物是水与二氧化碳，无污染且产热量较高是较清洁的能源，而含硫的煤燃烧会生成二氧化硫污染空气，二氧化硫与雨水结合，从而形成酸雨，酸雨会破坏森林植被， 故D错误。10．下列关于能源的说法，正确的是（　　）A．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变 B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 C．如果大量利用太阳能，可以使太阳能在短期内消耗殆尽 D．水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源【答案】D。【解析】A选项：核反应堆中发生的是可控的核裂变，故A错误；B选项：天然气是我们在开采石油时同时开采出来的，是不可再生能源，不可能被无尽地开发利用，故B错误；C选项：太阳能是可再生能源，短时间之内是消耗不完的，故C错误；D选项：水能和风能也可以从自然界里源源不断的得到，是可再生能源，故D正确。所以选D。11.阅读以下材料，回答相关问题。 某地区有这样的路灯如图2所示：白天“吸住太阳光”、“揽住风力”，晚上发出“夜光”。这种风光互补路灯以自然界中可再生的太阳能和风能为能源，不消耗任何非再生能源，不向大气中排放污染性气体，因此污染排放量降低为零。长久下来，对环境的保护不言而喻，同时也免除了后期大量电费支出的成本。免除电缆铺线工程，无需大量供电设施建设。市电照明工程作业程序复杂，缆沟开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等基础工程，需要大量人工；同时，变压器、配电柜、配电板等大批量电气设备，也要耗费大量财力。而风光互补路灯都是单独个体，无需铺缆，无需大批量电气设备，省人力又省财力。（1）这种路灯利用了       能和         能来发电的；（2）这种路灯与传统路灯相比具有哪些优势（通过阅读回答出两点）：①                             ；②                             。【答案】（1）风能，太阳能；（2）①节约能源，无污染；②使用电压比较低，对人体安全。（合理均可）   【解析】①这种路灯利用了风能和太阳能来发电的；②这种路灯与传统路灯相比具有的优势有：节约能源、无污染、工作电压比较低，对人体安全。（合理均可）   12．目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能量使用的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识正在日趋增强（如图3是我国的节能标志），科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面，做着积极的努力。请你回答：（1）有待继续开发、利用的能源有（至少答3种）：                               。（2）生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化。请你举出一个在使用中由化学能转化为电能的例子：                                              。（3）氢气具有热值高且                        的特点，因此被认为是最清洁的燃料。【答案】（1）风能、太阳能、核能；（2）电池；（3）燃烧产物不污染环境。【解析】（1）现阶段使用的大多是化石能源，在地球上的储量是有限的，需要寻找新的能源来替代化石能源。如选择一些可再生的能源，如风能、太阳能、水能等，也可以选择一些地球储量丰富、可长期提供的能源，如核能中的聚变等。（2）电能的获得有多种途径，化学能转化为电能是其中的一种，如电池等。（3）氢气燃烧后的产物是水，对环境没有污染，所以它是一种清洁的能源。二、巩固提高13．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是（    ）A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品B．关闭现有的火力发电站C．各地都要新建水力和风力发电站D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代【答案】A【解析】由于现在过度依赖化石能源，而化石能源又是不可再生能源，所以会出现能源危机，但不能因为化石能源不可再生，而停止一切化石能源的使用。我们要加快开发新能源，找到化石能源的替代品。水能和风能都是可再生能源，但受地域、环境影响较大，并不适合在所有地方建水力和风力发电站。由于核能和太阳能都属于新能源，尤其太阳能还是可再生能源，但由于受技术和成本的影响，现在还不能大规模的使用。所以，人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品，该措施可行。故选A。14．未来的理想能源要能够大规模替代常规能源，它必须满足以下哪几个条件（    ）A．必须足够丰富，可以保证长期使用，必须足够便宜，可以保证多数人用得起B．相关的技术必须成熟，可以保证大规模的使用C．必须足够安全和清洁，可以保证不会严重影响环境D．以上3个条件必须都满足【答案】D【解析】随着化石能源的大量消耗，寻找新能源已经非常迫切了，未来选择的理想能源来替代常规能源，未来的能源必须足够丰富，可以保证长期使用；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，以保证不会严重影响环境等。所以选D。15．关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是（    ）A．化石能源、水能、风能均是可再生能源B．目前的核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的C．太阳能无法被人类直接利用D．因为能量是守恒的，所以不存在能源危机【答案】B【解析】在一次能源中，煤、石油、天然气等化石能源和核燃料属于不可再生能源。目前的核电站利用了可控的核裂变，迄今为止，人们还不能使核聚变在人工控制条件下进行。目前，人们直接利用太阳能的方式有两种：一是把太阳能转化为内能，如太阳能热水器；二是把太阳能转化为电能，如太阳能电池。由于我们在能量的转化和转移过程中利用能量，而能量的转化和转移有方向，总会有一部分能量转化为内能散失在周围环境中，可利用的能量只会减少，不会增加，会存在能源危机；我们目前的能源结构以不可再生能源为主，所以，必须开发和推广使用清洁的可再生能源。目前的核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的。综合以上分析，选项ACD错误，B正确。所以选B。16．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。能源家族中：①煤炭、②地热能、③石油、④天燃气、⑤水能、⑥风能等，属于不可再生的是　   　；不是直接或间接来自于太阳的是　   　（填序号）。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化具有　   　性。【答案】①③④； ②；方向。【解析】（1）在上述能源中，煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，而水能、风能、地热能、是可再生能源；同时煤炭、石油、天燃气、水能、风能等是直接或间接的来自太阳，而地热能不是来自太阳；（2）能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具有方向性。17．如图4所示，2020年11月2日的上海笼罩在雾霾之中，城市被“深埋”，请你结合生活体验，提出两条改善雾霾天气的措施。①　                  　；②　                  　。【答案】①节能减排   ②提高热机效率（合理即可）。【解析】生活中，雾霾形成的主要原因还是各类工业、农业、生活的烟尘等颗粒物的排放造成的。因此可采取的改善措施有：低碳生活、节能减排、提高热机效率、少开车、减少火力发电、禁止吸烟等。18. 太阳能是人类取之不尽、用之不竭的、清洁的____再生能源（填“可”或“不可”）。“阳光动力2号”飞机运行中的全部能耗都是利用太阳能电池板为其提供的，为确保“阳光动力2号”飞机着陆时的能见度，飞机上安装了16盏LED着陆灯，每盏着陆灯的功率只有10W（其光照强度相当于200W的白炽灯）。如果着陆过程需要10分钟，则每盏LED着陆灯着陆过程消耗的电功是_______焦。【答案】可；6000.【解析】（1）太阳能是在短期内可以再生的，所以是可再生能源；
（2）每盏LED着陆灯着陆过程消耗的电功W=Pt=10W×10×60s=6000J．19. 阅读下列有关能源问题的材料，完成题后问题。 能源是人类社会生活的物质基础。人类利用能源大致经历了三个时期：柴薪时期、煤炭时期和石油时期。可是，煤炭资源在许多国家即将耗尽，如果以现今的开采和消耗速度，石油也只能再用一百多年了。如图6所示是世界能源的主要来源统计图。            （1）上面的文字和统计图’给我们提出一个重要的课题：                。（2）解决能源问题的措施之一是开发新能源，你知道值得开发和利用的新能源是               。（3）节约能源，人人有责！说说你在日常生活中可以为节约能源养成的两个好习惯： ①                 ；②                 。【答案】（1）人类面临能源危机；（2）地热能；（3） ① 随手关灯；② 骑自行车上学。【解析】（1）从统计表可以看出，世界能源的来源主要是石油、煤、天然气等一次能源。人类社会发展的过程，是利用和消耗能源的过程，一次能源的过度开发和利用，造成了今天的能源危机；（2）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。要解决能源危机，既要合理使用传统能源，更要开发、利用新能源，如：太阳能、地热能、风能、潮汐能、生物质能和核能等。（3）在日常生活中，从小事做起，从身边的事做起，节约能源，提高能源利用率。20. 近年来，一些地区推广使用乙醇汽油（乙醇俗称酒精）。乙醇汽油是由 的乙醇与 的汽油混合而成。（1）乙醇汽油燃烧过程是                 能转化为内能的过程；（2）按照能源分类，由于乙醇是由植物发酵而成，所以乙醇属于       （填“可再生”或“不可再生”）能源。使用乙醇汽油较使用汽油的好处有（请你说出一条）：                。【答案】（1）化学；（2） 可再生；污染小。【解析】（1）乙醇汽油燃烧过程是化学能转化为内能的过程；（2）凡是可以再生的能源都可以称为可再生能源；使用乙醇汽油较使用汽油的好处有：乙醇燃烧生成二氧化碳和水；可有效的降低汽车尾气排放，改善能源结构。（合理即可）21. 请阅读下列材料，回答问题。地球是我们的家园，它有大气层和磁场，表面的71%被水覆盖，其余部分是陆地，平均密度约为5.52×103千克/米3，全球地表平均温度约为15℃。地球内部有大量炽热的岩浆。在极大的压力下，岩浆便会从薄弱的地方冲破地壳，喷涌而出，造成火山爆发。剧烈的火山爆发会将大量的温室气体带入大气层，从而对全球气候产生影响。同时作为人类生存和发展的重要物质基础，煤炭、石油、天然气等化石能源的利用也会引起温室气体排放。根据联合国气候变化专门委员会的评估报告显示能源消费结构与全球温室气体排放量具有相关性（具体见图7）。报告资料还指出1906-2005年全球地表平均温度上升了0.74℃，20世纪后半叶北半球平均温度可能是近1300年中最高的，本世纪气候变化的幅度可能还会增大。① 人类生存和发展的重要物质基础是_________（选填“化石能源”或“其他可再生能源”）。② 根据材料，全球温室气体排放量最多的是__________气体。③ 根据材料，为了应对全球气候变化，我们可以采取哪些措施？ ____________。 【答案】①化石能源；②化石能源的CO2；③开发无污染新能源、提高能源的效能、减少二氧化碳气体排放、植树造林等。（合理即给分）【解析】① 人类生存和发展的重要物质基础是化石能源。②根据材料，全球温室气体排放量最多的是化石能源的CO2气体。③因为煤炭、石油、天然气等化石能源的利用也会引起温室气体排放。所以为了应对全球气候变化，我们可以开发无污染新能源、提高能源的效能、减少二氧化碳气体排放、植树造林等。（合理即给分）22. 如图所示的是现代城市火电厂的外观图，它是通过燃烧煤来发电的企业，其发电效率（煤完全燃烧放出的内能的比例）可达39.6%（煤的热值q=3.0×107J／kg）。求：                            （1）煤是        （填“可再生”或“不可再生”）能源。（2） 1千克煤最多生产多少度电能?（3） 1千克煤生产的电能最多可供一只100W电灯正常使用多久?【答案】（1）不可再生；（2）3.3 kW·h；（3）33h。【解析】（1）水能、风能、太阳能、生物质能等都是能源源不断地从自然界得到，所以是可再生能源；化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源。（2）已知燃料的热值和质量，求出产生的电能W=Q=qm=3.0×107 J／kg×3.0×107 J=3.3 kW·h； （3）已知电能和电功率，可求出工作时间根据公式P=W/t     =3.3 kW·h/0.1KW=33h