初中第4节 能源与可持续发展优秀复习练习题

课时22.4 能源与可持续发展（帮课堂）（解析版）

【学习目标】

1.知道能量的转化和转移有一定的方向性；

2.认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识；

3.认识可再生能源与不可再生能源，并能正确区分；

4.了解未来理想能源的特征。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、能量的转移和能量的转化的方向性

1.探究能量的转移或转化

2.节约能源

能量的转化、能量的转移，都是由方向性的，人们是在能量的转化或转移过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些能量则不能。因而我们所能利用的能源是有限的，需要节约能源。

【典例1】在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是（   ）。

A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体；

B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的；

C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的；

D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变

【答案】B。

【解析】A．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，一直到温度相同为止，故A正确，不符合题意；

BC．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变物体内能实质上是机械能和内能的相互转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，二者实质不同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；

D．根据能量转化和守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故D正确，不符合题意。

故选B。

知识点二、能源的消耗对环境的影响

1.人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面：

2.人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保护与自然、环境的和谐相处。不能因为利用能源会对环境造成污染而停止使用能源，也不能为了促进文明和社会发展而过量使用能源，对环境造成严重污染。科学的进步和社会的发展可以使能源的使用和环境保护做到有机统一、和谐发展。

【典例2】“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（　　）。

A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源；

B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用；

C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响

D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的

【答案】B。

【解析】A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；

B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确；

C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C错误；

D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D错误。

故选B。

知识点三、能源与可持续发展

1.能源与可持续发展

为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。

2.不可再生能源和可再生能源

3.未来的理想能源

未来的理想能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规能源，必须满足一下四个条件：

（1）必须满足够丰富，可以保证长期使用；

（2）必须满足够便宜，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）必须满足安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。

目前新能源的利用技术还不够成熟，还不能完全替代化石能源，如太阳能、核能的开发利用等，另外有可能还存在没有被人类发现的新能源，亟待人们去开发、利用。

【典例3】人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）。

A．现代生活离不开电，电力是一次能源；

B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一；

C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值；

D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源

【答案】B。

【解析】A．电能是二次能源，是消耗一次能源得到的，故A错误；

B．消耗能量时，有相当部分没有被利用，所以提高能量转化效率的重要措施之一是节能减排，故B正确；

C．有些新能源存在开发技术难、成本高问题，但新能源安全、清洁，不会严重影响环境的优点，故C错误；

D．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，但其消耗具有方向性，所以一定得节约能源，故D错误。

故选B。

【方法帮】

题型一：能量转移与转化的方向性

（1）能量转移的方向性：热量可以自发地由高温物体转移到低温物体，若反向转移则需要外界的干预，耗费额外的能量。

（2）能量转化的方向性：其他形式的能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为其他形式的能，内能向其他形式的能转化时，一定伴随着能量的损失。

【典例4】能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。它的具体阐述是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。核能______（填“是”、“不是” ）可再生能源。

【答案】方向性；不是。

【解析】[1][2]能量在转化和转移的过程中，都是具有方向性的，不能反过来转化；核能在使用后，短时间内不能源源不断的获得，属于不可再生能源。

题型二：能源与环境

【角度1】温室效应

产生温室效应的根本原因是大气中的二氧化碳气体含量的增加，因而可以从这一点进行分析。

【典例5】全球气候变暖又称温室效应，这种现象主要是人类在生产、生活中排放的二氧化碳等温室气体增加而产生的。具体原因：

（1）工业生产中，大量利用煤作为燃料，向大气中排放大量的二氧化碳。

（2）交通工具、家庭炉灶等大量燃烧煤、石油等，排放二氧化碳。

（3）人类大量砍伐森林，减少了树木对二氧化碳的吸收。请说出2项危害和解决的措施：

危害一：______        措施：______

危害二：______        措施：______

【答案】气候反常，海洋风暴增多；地球上的病虫害增加；植树造林，改善环境；低碳出行，减少汽车尾气排放。

【解析】[1][2]二氧化碳的排放会导致两极地区的冰川大量融化，导致全球海平面上升，沿海低地的地区可能被淹没，措施为：开发新能源，减少矿物能源的使用。

[3][4]二氧化碳的排放会导致地球上的病虫害增加，措施为：植树造林，改善环境。

【角度2】能源与环境保护

环境污染与保护是当前社会关注的焦点，与之相关的考题是中考的热点之一。解答此类试题的关键是看题中的行为或举措是否能减少对环境的污染。

【典例6】有专家预言，水资源短缺将成为人类21世纪面临的最为严重的资源问题。下列做法能够有效解决我国缺水问题并且符合可持续发展原则的是（　　）。

①增加地下水开采量 ②减少农药、化肥的使用 ③直接利用工业和生活污水灌溉农田 ④改变灌溉方式，推广喷灌和滴灌  ⑤污水处理、达标排放  ⑥推广节水器具

A．③④⑤⑥    B．②④⑤⑥    C．①②③④   D．②③④⑤

【答案】B。

【解析】①增加地下水开采量来增加工农业和生活用水会使地下水资源枯竭，地面沉降塌陷，是饮鸩止渴的做法。

③直接利用工业和生活污水灌溉农田会使污水中的有害物质被植物吸收存储，通过食物链进入人体，毒害健康。

②和⑤可减少水污染，④和⑥可节约用水，都是有效合理的利用水资源的措施，故B正确。

故选B。

题型三：能源的可持续发展

【角度1】能源的分类

把握能源的分类方法，正确判断能源的类别：

（1）从不同角度划分，能源有不同的分类方式；

（2）在具体判断时，根据分类的角度的不同，同一种能源可以属于不同类别的能源。

【典例7】下列有关能源的说法正确的是（　　）。

A．核能是可再生能源；

B．化石能源只要合理利用就不会产生污染；

C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源；

D．风能、水能、太阳能都是清洁能源

【答案】D。

【解析】A．核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，故A错误；

B．化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，故B错误；

C．虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，故C错误；

D．风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，故D正确。

故选D。

【角度2】能源的开发及利用

解决能源问题有两种方法：一是提高常规能源的利用率；二是要积极开发新能源。但要从根本上解决人类对能源的长久性需求，必须不断开发新能源。

【典例8】前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”．下列对该事件的看法错误的是（　　）。

A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能；

B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量；

C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹；

D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源

【答案】D。

【解析】A．氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；

B．根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；

C．由科学常识知道，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从，更不能以讹传讹，故C正确；

D．该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。

【中考帮】

考点一:可再生能源与不可再生能源

【典例9】（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体） 下列能源，属于不可再生能源的是（　）。

A. 煤炭 B. 太阳能 C. 风能 D. 地热能

【答案】A。

【解析】A．煤炭是千百年前动植物遗体掩埋在地下形成的，短时间无法形成，会越用越少，故是不可再生能源，故A符合题意；

B．太阳能的寿命还有50亿年，是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，故B不符合题意；

C．空气流动形成了风，只要有太阳，就会形成温度差，就会造成空气流动，形成风能，故风能也是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，故C不符合题意；

D．地热能是因为地壳处于岩浆上而获得能量，是取之不尽用之不竭，故D不符合题意。

故选A。

该题要求同学们知道可再生能源和不可再生能源的概念，并能把一些常见的能源进行分类，这是物理核心素养的物理观念的体现。

考点二:能源与可持续发展

【典例10】（2022·百色）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（　　）。

A. 太阳能发电 B. 风力发电

C. 核能发电 D. 燃煤发电

【答案】D。

【解析】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发、利用或正在积极研究并有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等，燃煤不属于新能源。

故选D。

该题要求同学们养成节约能源、保护环境、促进可持续发展的良好习惯。这是物理核心素养中科学态度与责任的体现。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1．2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（　　）。

A．垃圾分类投放 B．野炊明火烧烤

C．节约用电 D．坚持绿色出行

【答案】B。

【解析】A．垃圾分类投放，有利于环境保护，还可以废物再利用，符合主题，故A不符合题意；

B．野炊明火烧烤，烧烤生成有害气体和烟尘，做法与这一主题不相符，不符合主题，故B符合题意；

C．节约用电既能减少化石能源的消耗，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，符合主题，故C不符合题意；

D．坚持绿色出行，减少汽车排放尾气产生污染，有利于环境保护，符合主题，故D不符合题意。

故选B。

2．使用下列哪种能源对环境污染最小（　　）。

A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能

【答案】D。

【解析】A．煤燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物质，对环境污染不是最小，故A不符合题意；

B．石油燃烧会产生碳氢化合物、氮的氧化物等，能污染环境，对环境污染不是最小，故B不符合题意；

C．天然气的主要成分是碳，燃烧时可能产生一氧化碳、含碳颗粒等烟尘，对环境污染不是最小，故C不符合题意；

D．太阳能是清洁能源，对环境无污染，对环境污染最小，故D符合题意。

故选D。

3．全球变暖已是大家非常关注的一种现象，它会给人类带来一系列的不利影响。下列现象不是由全球变暖带来的是（　　）。

A．海平面上升 B．春天来了桃花盛开

C．温度和降水的变化影响到作物产量 D．高温天气导致人类发病率增加

【答案】B。

【解析】ACD．全球气候变暖导致海平面上升，温度和降水的变化影响到作物产量，对人体的生理活动有害，高温天气导致人类发病率增加，故ACD不符合题意；

B．春天来了桃花盛开，是春季发生的现象，不是全球变暖带来的，故B符合题意。

故选B。

4．关于信息与能源，下列说法中，错误的是（　　）。

A．手机既能接收电磁波，也能发射电磁波；

B．水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源；

C．北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务；

D．核电站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范

【答案】B。

【解析】A．手机既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，故A正确，不符合题意；

B．水能是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约水资源，故B错误，符合题意；

C．卫星导航是利用电磁波传递信息的，故C正确，不符合题意；

D．核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，核废料有放射性，会对环境造成污染，因此必须制定严格的安全标准和规范，故D正确，不符合题意。

故选B。

5．联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（　　）。

A．大量砍伐树木；

B．大量使用农药和化肥；

C．工业废水直接排放；

D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里

【答案】D。

【解析】A．大量砍伐树木会造成水土流失，土地贫瘠，对环境有很大的危害，所以A不符合题意；

B．大量使用农药和化肥会破坏当地生态环境、导致土地板结、水体富营养化等，所以B不符合题意；

C．未经处理的工业废水中含有大量有害物质，有些物质在自然环境中不易分解，若直接排放，对当地环境的危害非常大，所以C不符合题意；

D．汞对人体是有害的，处理含汞的物质时不能采用简单填埋的方式，将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里集中合理处理，可以将危害降到最低，所以D符合题意。

故选D。

6．每年6月5日是世界环境日，保护环境人人有责，下列做法不符合这一主题的是（　　）。

A．开发氢燃料电池客车；

B．使用太阳能路灯；

C．分类回收垃圾；

D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空

【答案】D。

【解析】A．开发氢燃料电池客车，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故A不符合题意；

B．使用太阳能路灯，减少使用化石能源，可以减少污染物的排放，故B不符合题意；

C．分类回收垃圾，即能减少资源浪费又可防止污染环境，故C不符合题意；

D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空，污染空气，故D符合题意。

故选D。

7．随着科技的发展，新材料在生活中得到了广泛的应用，新材料除了“绿色能源”外还有______、______；下列能源中，属于“绿色能源”的是______ 选填“硅光电池”、“干电池”、“铅蓄电池”

【答案】纳米材料；超导材料；硅光电池。

【解析】形状记忆合金、纳米材料、超导材料、隐性材料、绿色能源都属于新材料；硅光电池是把太阳能直接转化为电能，用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源。

8．小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。

【答案】太阳能（光能）转化为电能；化学能转化为电能。

【解析】[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。

二、综合练（能力提升）

9．河北丰宁抽水蓄能电站是2022年中国冬奥会的电力保障项目之一。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（   ）。

A．风能和光能是不可再生能源；

B．该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能；

C．该电站可将抽水时所消耗的电能全部转化为水的势能；

D．发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用

【答案】B。

【解析】A．风能和光能是可再生能源，故A错误；

B．该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能，故B正确；

C．使用任何机械效率都不能达到100%，所以该电站抽水时所消耗的电能，不可能全部转化为水的势能，故C错误；

D．发电机原理是电磁感应，故D错误。

故选B。

10．城市环保建设——控制噪声是主要项目之一，下列哪种措施不能减弱噪声（　　）。

A．城区内禁止机动车鸣笛；

B．减少二氧化碳气体的排放；

C．在城市街道两旁多种植树木花草；

D．在汽车的排气管上装消声器

【答案】B。

【解析】A．市区内禁止机动车鸣笛是在噪声的产生处减弱噪声，故A不符合题意；

B．减少二氧化碳气体的排放可以改善空气质量，不能减弱噪声，故B符合题意；

C．城市街道两旁和空地多种草、多植树可以在噪声的传播过程中减弱噪声，故C不符合题意；

D．在汽车的排气管上装消声器可以在声源处减弱噪声，故D不符合题意。

故选B。

11．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。

⑴天然气属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

⑵水的内能增加了多少J？___；

⑶燃气灶烧水的效率是多少_____？

【答案】不可再生；7.392×105J；37.3%。

【解析】（1）天然气不可能在短时间内得到补充，是不可再生能源；

（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×105J，即水的内能增加了7.392×105J；

（3）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=m′q=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J；

燃气灶的效率：。

三、培优练（挑战自我）

12．天然气是一种重要的能源，也是一种清洁能源，小明家的燃气灶使用天然气作燃料。以下关于说法正确的是（天然气的热值为4.4×107J/kg）（　　）。

A．天然气是可再生能源；

B．经过技术改造小明家的燃气灶效率可达100%；

C．完全燃烧10g天然气放热4.4×105 J；

D．天然气燃烧不会产生空气污染

【答案】C。

【解析】A．天然气会越用越少，不能再短时间内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；

B．经过技术改造后，只能提高效率，但燃气灶效率不可能达到100%，故B错误；

C．质量为10g的天然气完全燃烧放出的热量为Q＝mq＝0.01kg×4.4×107J/kg＝4.4×105J

故C正确；

D．天然气燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳会产生温室效应，故D错误。

故选C。

13．下列说法中正确的是（　　）。

A．额温枪是利用红外线热效应来工作的；

B．手机之间通话是利用光纤传送的；

C．核电站是利用核聚变原理来发电的；

D．能量是守恒的，不存在能源危机

【答案】A。

【解析】A．生物可以发出红外线，额温枪是利用红外线热效应来工作的，故A正确；

B．手机可以发射和接收电磁波，是利用电磁波来传递信息的，故B错误；

C．核电站是利用核裂变原理来发电的，故C错误；

D．能量是守恒的，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量一旦消耗便很难再被人类所利用，因此会发生能源危机，故D错误。

故选A。

14．春节期间，小王一家四人自驾车外出旅游。她想知道她们全家上车后，车子对地面的压强是多少。她查阅随车资料知道该车自重1300kg，她们家人均体重60kg，她测得每个轮胎与地面的接触面积是200cm2。

(1)若不计行李重量，小斯全家坐上车后车子对地面的压力是______N，车子对地面的压强是______Pa（g取10 N / kg）；

(2)汽车是常见的交通工具，它包含着很多物理知识。请你用学过的物理知识简要回答下列问题：

①下列中的______（选填A、B、C）属于无污染汽车；

A．汽油汽车        B．柴油汽车          C．太阳能汽车     

②汽车轮胎表面做有花纹，其目的是______；

③小车司机和乘客要系好安全带，是为了防止______带来的危害。

【答案】1.54×104；1.925×105；C；增大摩擦；惯性。

【解析】(1)[1]小斯全家和车的总重G=mg=(4×60kg+1300kg)×10N/kg=1.54×104N

则此时车子对地面的压力F=G=1.54×104N

[2]车子对地面的压强

(2)①[3]太阳能是无污染能源，所以太阳能汽车是无污染汽车，而以汽油、柴油为燃料的汽车都会有尾气排放，对空气有污染。所以C选项正确。

②[4]汽车表面的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦。

③[5]司机和乘客都要系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，因为在车在急停时，人由于惯性往前冲，带上安全带可避免人在车内与车身撞击或飞出挡风玻璃外。