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专题 21 能源与可持续发展
1、了解日常生活中的各种能源，人类利用能源的过程，不同形式能量的相互转化，新能源的开发与利
用；
2、了解核能的优点和可能带来的问题；
3、了解能源与人类生存和社会发展的关系；
4、能说出不同能源的特点；
5、了解在现实生活中能量转化与转移有一定的方向性。
要点一、能源
凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
[归纳梳理]
1、人类利用能源的历程：
（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。
（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气
等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置---反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序
幕。
2、一次能源和二次能源
像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界
直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，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，所以称电能为二次能源。
我们今天使用的煤、石油、天然气是千百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。
常见的化石能源有：煤、石油、天然气。
常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。
常见的二次能源有：电能。
例1：下列关于能源的说法正确的是（ ）
A．水能、风能和电能都是一次能源
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，可能使太阳能在短期内消耗殆尽
D．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源
例2：下列能源中，属于可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．天然气 C．煤炭 D．石油
要点二、核能
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极
困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，
这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式：核裂变能和核聚变能。
[归纳梳理]
1、核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制
链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
2、核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核
（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有
时聚变也称为热核反应。
3、核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在浙江和
广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电
站，核电发电量接近全球发电量的1/5。
例1：和平与发展是当今世界的主流，但是也存在某些不安定因素，加强国防建设有必要，下列有关说法
正确的是（ ）
A．第二次世界大战末的1945年8月日美国在日本广岛投掷原子弹，原子弹是利用聚变的原理制成的
B．1976年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，氢弹的威力比原子弹更大，氢弹是利用聚变的原理制成
的
C．我国的第一座核电站是浙江嘉兴的秦山核电站，核电站是利用聚变获得的能量来发电的
D．核电非常清洁，没有污染
例2：如图所示是一种核反应的过程，这种反应的原理可用于制造（ ）
A．原子弹 B．氢弹 C．导弹 D．普通炮弹
要点三、太阳能
1、太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上
的风能、生物质能都来源于太阳。
2、太阳能的利用
（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）
生物质能（光能----化学能）
（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）
太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。
（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影
响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。
例1：以下对“光现象”的描述正确的是（ ）
A．红外线是红色的，紫外线是紫色的
B．太阳的热主要以紫外线的形式传到地球上
C．人眼能看到所有的光
D．光具有能量例2：太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．乙图中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．丙图中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．丁图中，太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
要点四、能源与可持续发展
1、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。
我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也
是有代价的，所以我们应节约能源。
2、能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，危害人体
健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污
染。
3、能源与可持续发展
（1）不可再生能源和可再生能源
化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。而水
的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。
人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。
常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。
常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。
（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理
想能源的开发。未来的理想能源必须满足以下条件：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，可以保证不会严重影响环境。
例1：绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一、组委会在几年的筹办过程中，努力践行绿色理念。在电力方
面，考虑充分利用张家口的地理优势，使用清洁能源和可再生能源，实现绿电入网，请你推荐使用下列哪
一组能源（ ）
A．核能 氢能B．风能 太阳能 C．地热能 天然气 D．煤石油
例2：“世界环境日”的主题重点是应对空气污染。下列做法不利于减少空气污染的是（ ）
A．积极推广使用新能源公交车
B．限制、禁止燃放烟花爆竹
C．田间焚烧秸秆，净化环境
D．火力发电厂进行脱硫、控尘处理
类型一、能源
1．（2022·山东青岛·统考中考真题）能源危机已成为国际性问题，世界各国越来越重视节约能源。下列属
于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能
2．（2022·湖南湘西·统考中考真题）下列能源中属于二次能源的是（ ）
A．电能 B．风能 C．太阳能 D．地热能
类型二、核能
3．（2022·贵州贵阳·统考中考真题）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取
得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（ ）
A．核能 B．动能 C．机械能 D．重力势能
4．（2022·陕西·统考中考真题）核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是（ ）
A．原子核由质子和中子构成 B．原子核带负电
C．当前的核电站是利用核聚变原理工作的 D．核能是可再生能源
类型三、太阳能
5．（2022·广西柳州·统考中考真题）2022年6月5日，“神舟上四号”载人飞船与空间站天和核心舱成功
对接，我国三名航天员将在空间站工作生活6个月。空间站在工作时的能源主要来自（ ）
A．煤炭 B．地热 C．汽油 D．太阳能
6．（2022·湖北武汉·统考中考真题）下列关于太阳能的说法正确的是（ ）
A．太阳能属于二次能源B．太阳能属于不可再生能源
C．太阳是一个巨大的“核能火炉”
D．太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
类型四、能源与可持续发展
7．（2022·广西玉林·统考中考真题）下列关于环境保护和能源利用的说法正确的是（ ）
A．保护生态环境，“绿水青山就是金山银山”
B．在安静的图书馆大声说话
C．提倡减排，可不必提倡节能
D．电能是一次能源，它便于输送和转化
8．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成
续，下列说法正确的是（ ）
A．我国白鹤滩水电站中的发电机是利用电磁感应原理发电的
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D．现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于可再生能源
一、单选题
1．下列有关能源问题的说法中错误的是（ ）
A．煤、石油、天然气等化石能源是不可再生能源
B．因为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
C．水电站是将机械能转化电能
D．核能、太阳能等是具有广阔开发前景的新能源
2．意大利科学家、诺贝尔物理学奖得主卡罗·鲁比亚曾发表了关于能源领域与新能源开发方面的演讲，预
言在未来 20 年之内，人们将彻底放弃石油而使用氢气作为新一代汽车的燃料。这是因为（ ）
A．石油是可再生能源 B．氢气是一次能源
C．氢能源汽车几乎没有污染 D．氢燃料电池汽车行驶时将化学能转化为机械能
3．提倡节约用水，加强水资源保护。下列做法中错误的是（ ）
A．洗衣水拖地，再用来冲厕所
B．刷牙时不关水龙头
C．不向河水中排放工业污水D．水龙头放水时漏水，应及时修好
4．关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．天然气和汽油都属于一次能源
B．核电站利用核裂变发电
C．光纤利用电流传递信息
D．电磁波的频率越快，其传播的速度就越快
5．图中所示的发电设备，利用的是（ ）
A．风能 B．电能 C．太阳能 D．水能
6．如图是用中子轰击铀235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述中正确的是（ ）
A．该模型表示的是聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
7．如图是电子积木拼装的太阳能风扇车，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板将电能转化为光能
B．电风扇工作时，将电能转化为机械能
C．太阳能风扇车不需要导线，导线在电路中不是必要的
D．电路中只要有电源，即使电路断路也能形成电流8．太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中错误的是（ ）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．太阳能集热器可以吸收太阳辐射并转化为内能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
9．下列有关能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．核电站是利用核聚变来发电的
B．我国自主建立的北斗卫星定位系统，是用超声波传递信息的
C．光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的
D．煤、石油和天然气是一次能源，也是不可再生能源
10．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的
是（ ）
A．汽车车窗玻璃贴防晒膜 B．晚上学习时用护眼灯
C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙 D．用塑料薄膜建造温室大棚
二、多选题
11．节约能源人人有责，节约能源从我做起。关于“能量和能源”下列说正确的是（ ）
A．大量研究表明，自然界中的能量是守恒的，科学家们研究的结果概括为能量守恒定律
B．电壶烧水时电能转化为内能，这些内能不会再转为电能，说明能量的转化具有方向性
C．氢弹是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器，人类要爱和平
D．世界各个国家都可以随便开发利用核能，核能方便利用，无污染，是一种环保的能源
12．如图是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照
明灯，“脚踏”蓄电池。下列解释合理的是（ ）
A．光电池板是将太阳能转化为化学能
B．利用风力发电，将机械能转化为电能
C．照明灯工作时， 灯是将光能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电时，将化学能转化为电能13．大亚湾核电站是我国第一座大型的商用核电站，年发电量约为450亿千瓦时，为香港和珠三角地区的
经济社会发展和环境保护作出了巨大的贡献。如图所示核电站工作原理图中，核电站以核反应堆来代替火
电站的锅炉，核燃料在核反应堆中释放核能，核能转变为内能来加热水产生蒸气，蒸汽通过管路进入汽轮
机推动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．核能是一种清洁能源，所以使用时不需要在何防护
B．水蒸气推动汽轮机转动，水蒸气的内能转化汽轮机的机械能
C．核电站利用核能发电，核反应堆中发生的链式反应是可控的
D．质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，都能释放核能
14．下列从能量转化的角度说明的各个效率意义的说法中，正确的有（ ）
A．某太阳能电池的效率是16%，表示太阳能电池把接受的太阳能的16%转化为光能
B．某柴油机工作效率是35%，表示柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为化学能
C．某电动机工作时的效率是83%，表示电动机把其消耗的电能的83%转化为机械能
D．某电热水器工作效率是87%，表示电热水器把其消耗电能的87%转化成了水的内能
三、填空题
15．以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气，风能、水能、电能、太阳能、地热能。在这
些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在以下表格中。
一次能源 _____
二次能源 _____
化石能源 _____
16．以下列出了各种形式的能源，①煤，②太阳能，③风能，④电能，⑤地热能，在这些能源中 ，属于
一次能源的是_______，属于可再生能源的是______。
17．如图所示，点燃奥运圣火的装置凹面镜对光线有___________作用；天冷时，晒太阳会让自己感到暖
和是因为光具有能量，称为___________能；在拍摄蓝天白云的照片时，摄影师希望拍出的天更蓝，他会
选用___________色滤镜。18．“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的______（选填
“核裂变”或“核聚变”），太阳能属于______（选填“一次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主
要有两种，一种是用集热器加热，如某台太阳能集热器在天气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这
相当于完全燃烧______m3的煤气释放的热量。（q ＝4.0×107J/m3）
煤气
19．某地区把多余电能E 送往制氢装置产生氢气，电能不足时，通过发电装置把这部分氢气燃烧释放的能
1
量转化为电能E 送回电网。
2
（1）4.2kg氢气完全燃烧放出的热量能使14t的水升温______℃，不计热损失，氢气的热值是
，水的比热容是 ；
（2）下列属于不可再生能源的是______；（填序号）
①风能 ②煤 ③太阳能
（3）E______E（选填“>”“=”“<”）。
1 2
20．我国西部地区有丰富的风力资源，近年来开发建设了多座大型风力发电站，缓解了西部地区的电力紧
缺。风能的广泛使用是因为风能是_____能源（选填“可再生”或“不可再生”）。家庭用的太阳能热水
器给水加热，它是利用_____方式使水的内能增加的。
