初中物理第二十二章 能源与可持续发展第1节 能源课后测评

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1. 能列出不同历史时期人类利用的主要能源。
2. 结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3. 了解什么是一次能源、二次能源及其特点。
4. 了解我国和世界的能源状况以及21世纪的能源趋势。
【学习重点】
能源及其分类；了解世界和我国的能源状况。
【学习难点】
区分一次能源和二次能源，化石能源。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．凡是能提供 的物质资源，都可以叫能源。煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的，所以称为 。
2. 人类利用能源的历程
（1）火的利用：钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以 作为主要能源的时代。
（2）化石能源的利用：蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。化石能源是当今世界的 能源，推动了化石燃料工业的兴起，使人类进入工业化社会.
（3）电能的利用：19世纪以来， 现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的 能。
（4）核能的利用：20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以 能为代表的新能源利用的序幕。
3. 化石燃料、水能、风能等都是从自然界直接获取的能源，叫做 能源。无法从自然界直接获取，必须通过消耗 能源才能得到的能源称为 能源，例如 属于二次能源。
4．如图所示的曲线表示的是从1750年以来世界能源消耗增长和发展趋势：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续 。开发新 ，更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题。20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以 为代表的新能源利用的序幕。
【合作探究】
探究一、人类利用能源的历程
1. 能量
物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
2. 能源
能够提供 的物质资源叫做能源。生产和生活中利用的各种能量，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。
3. 常见的能源
（1）化石能源：我们使用的煤、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，所以称为化石能源。 能源是当今世界的主要能源。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能可以理解为生物机体物质发生化学变化时释放的能量。例如食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
（5）地热能：由地球内部提供的一种内能。
（6）电能：由其他形式的能转化而来的供各种用电器使用的能量。
想一想，为什么我们要使用电能，不直接使用石化能源呢？
①电能便于 。
②电能便于 ：电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量，为人类所用。
4. 人类利用能源的历程
（1）火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以 作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源。
柴薪燃烧时的能量转化：化学能转化为 能。
（2）化石能源的利用
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，直接导致了第二次能源革命。化石能源是当今世界的 能源，推动了化石燃料工业的兴起，使人类进入工业化社会.
蒸汽机工作时的能量转化：内能转化为 能。
（3）电能的利用
19世纪以来， 现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的 能。电能的利用是人类进入现代文明社会的标志。电能是由其他形式的能转化而来的，它最终还要转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用.
发电机的能量转化： 能转化为电能。
（4）核能的利用
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以 能为代表的新能源利用的序幕。
核能发电的能量转化：核能转化为电能。
5. 一次能源和二次能源
（1）一次能源：可以 从自然界获得的能源称为一次能源。
化石能源（煤、石油、天然气）都是一次能源，其他常见的一些能源：风能、水能、太阳能、地热能、核能等也都是一次能源。
（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗 能源才能得到的能源称为二次能源。
常见的二次能源：电能、汽油、柴油、酒精等。
6. 能源的分类
（1）按照获取方式分为： 能源和 能源。
（2）按照对环境的影响分为： 能源和 能源。
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等属于清洁能源；煤、石油、柴薪等属于污染能源。
（3）按照人类开发早晚分为： 能源和 能源。
煤、石油、天然气及水能等属于常规能源；核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等属于新能源。
【例题1】凡是能提供________的物质资源叫做能源。现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能以及电能。在这些能源中属于化石能源的有_________；属于一次能源的有_________ ；属于二次能源的有_______ 。
探究二、21世纪的能源趋势
1. 能源危机
【想一想】下表所示是把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算后与年代的关系，你发现了什么规律？
【分析】全世界的能源消耗量1950年为26亿吨，1987年为110多亿吨，2003年接近140亿吨，2007年达到160亿吨。近几十年来，能源消耗增长速度明显加快。
【总结】目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能 ，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发 能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。
2. 解决能源问题的出路——开发使用新能源
在物理学的发展过程中，随着对机械能认识的不断深入，风能和 能逐渐得到了较为广泛的应用。而随着科学家对物质结构研究的不断深入，20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以 能为代表的新能源利用的序幕。
（1）新能源
指人类 才开始利用的能源。例如，核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等都属于新能源。
（2）核能发电示意图
3. 《科学·技术·社会——石油危机和能源科学》
【想一想】什么是石油危机？怎样产生的？什么是能源科学？
（1）石油危机
石油是世界上许多国家的主要能源。盛产石油的中东国家是发达国家主要的石油供应国。
1973年爆发了第四次中东 ，由此引发了西方国家第一次石油危机。1980年，中东两个石油大国伊朗和伊拉克之间爆发 ，两伊战争猛烈冲击世界石油市场，引发了第二次石油危机。在此之后，1990年由于伊拉克攻占科威特引发了第三次石油危机。
（2）能源科学
石油危机在全球范围内引起了人们对能源问题的思考。例如，以石油作为经济发展的支柱是否可靠？以化石燃料为主的能源结构还能支撑多久？由能源问题引发的 的崛起，是人类进步的又一表现。它不仅研究能源的开发、利用和保护，而且还研究涉及生态环境、人口控制、社会经济可持续发展等一系列重大问题。
【例题2】如图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大
B．世界消耗的能源以化石能源为主
C．因为煤炭是二次能源，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
【精讲点拨】
1. 人类使用能源的历程
（1）钻木取火：开启了以柴薪作为主要能源的时代；
（2）蒸汽机：蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑；
（3）核能：拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
2. 能源的分类
可按照不同形式进行分类：
（1）按照获取方式分为：一次能源和二次能源。
（2）按照对环境的影响分为：清洁能源和污染能源。
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等属于清洁能源；煤、石油、柴薪等属于污染能源。
（3）按照人类开发早晚分为：常规能源和新能源。
煤、石油、天然气及水能等属于常规能源；核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等属于新能源。
【归纳整理】
第1节 能源
【课堂练习】
1．下列能源中，属于二次能源的是（ ）
A．煤 B．汽油C．太阳能 D．石油
2．下列不属于新能源开发利用的是（ ）
A．风能发电 B．太阳能发电 C．火力发电 D．潮汐能发电
3．当今世界的主要能源是_________，人们最方便的能源是______。
4．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。为了保护地球这个人类共同的家园，下列能源中哪一种是我们更应该去积极开发和利用的？（ ）
A．煤 B．石油 C．天然气D．太阳能
5．如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为______能，太阳能是_______（选填“一次能源”或“二次能源”）；
（2）这个装置中反射镜的作用是改变______；
（3）10kW•h的电能，如果由热电转化效率为30%的热电厂来供电，需要完全燃烧煤______kg。（煤的热值q煤＝3×107J/kg， 1kW•h＝3.6×106J）
6. 2022年11月25日，国内首台自主研制F级50兆瓦重型燃气轮机正式完工，标志着我国在重型燃气轮机领域完成了从无到有的突破。
（1）燃气轮机______（选填“属于”或“不属于”）热机。
（2）F级联合循环一小时发电量可达7万千瓦时，则该过程中其功率为______W，产生的电能是______（选填“一”或“二”）次能源。燃气轮机工作压强为18个大气压，该环境下手掌面积大小的零件上受到的压力约为______N（选填“2×102”、“2×103”或“2×104”）。
（3）已知F级燃气轮机的单循环热效率可达38%，E级燃气轮机的单循环热效率为34%。某装备E级燃气轮机的驱逐舰进行一次巡航任务需要消耗燃油760t，若改装成F级燃气轮机可节约燃____t。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？