第22章能源與可持續發展[基礎達標練]知識點1能源1．如圖所示的四種能源中，屬于可再生能源的是（）A．可燃冰 B．石油C．天然氣 D．潮汐能2．關于中國科技成果的應用事例中所涉及的物理知識，下列說法正確的是（）A．“超導材料”可以用于制作輸電導線和電熱器的發熱板B．長征二號F運載火箭發射升空時將內能轉化為機械能C．太陽能發電站利用的太陽能屬于不可再生能源D．手機微信“搖一搖”是利用超聲波來傳遞信息的3．隨著全球變暖和“碳中和”目標的提出，要求我們大力開發清潔能源。下列能源中，屬于清潔可再生能源的是（）A．風能 B．天然氣 C．石油 D．煤炭4．一次能源：可以從自然界_________的能源為一次能源。如煤、石油、天然氣、風能、水能、潮汐能、太陽能、地熱能、核能、柴薪等；二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為_________。如電能。5．風是地球上的一種自然現象。風能作為一種新型清潔能源，屬于___________（填“一次”“二次”）能源。風力發電首先是利用風力帶動風車葉片旋轉，把風的動能轉化為風輪的機械能，風輪帶動發電機發電，風力發電機的原理為___________。從能源利用等角度說說使用風能的優點___________（答出一點）。知識點2核能6．如圖是核能發電原理圖，下列說法正確的是（）A．核能是可再生能源，核電站是利用重核裂變來釋放核能B．能量轉換：核能→機械能→熱能→電能C．原子彈對裂變的鏈式反應不加控制，核電站控制裂變的鏈式反應速率D．核電站使用的核燃料是石油或天然氣7．能源、信息和材料是現代社會發展的三大支柱，關于能源、信息和材料，下列說法正確的是（）A．太陽能和核能都屬于不可再生能源B．目前世界上的核能發電站是利用核聚變原理發電的C．電磁波的頻率越高，傳播的速度就越大D．晶體二極管具有單向導電性8．裂變：用中子_________較重的原子核，使其_________為較輕原子核的一種核反應。核反應堆中的鏈式反應是_________，原子彈的鏈式反應是不可控的。核電站利用核能發電，目前核電站中進行的都是_________反應。9．原子彈是利用不加控制的___________釋放的核能；核電站是利用___________釋放的核能，它的核心設備是___________。10．意大利物理學家以系統的實驗和觀察推翻了純屬思辨的傳統的自然觀，開啟了實驗物理時代，制造了人類第一架望遠鏡，譽為實驗物理的先驅者。今年2月27日，對烏克蘭的特別軍事行動中，俄羅斯總統普京下令將以核彈為代表的戰略威懾力量轉入特殊戰備狀態，用于戰爭的核彈主要指原子彈，爆炸時原子核發生______（選填“裂變”或“聚變”），釋放出巨大核能，它的出現使人類自身處于隨時可能被毀滅的境地。知識點3太陽能11．近年，我國在信息、材料和能源等領域取得了輝煌的成績。以下說法正確的是（）A．太陽能是未來理想能源的一個重要發展方向，它來源于太陽內部氫核的裂變反應B．量子計算機中的電子器件都是超導體制成的C．核電站是利用可控的核聚變釋放的能量發電的D．5G和4G通訊信號的電磁波在真空中傳播的速度相等12．太陽是太陽系中唯一的恒星，每時每刻向外輻射太陽能。下列關于太陽能的敘述中，錯誤的是（）A．煤、石油、天然氣等化石燃料中的能量最終來自太陽能B．生態系統的能量流動是從生產者固定太陽能開始的C．地球上的水循環是由太陽能推動的D．太陽能來源于太陽內部的核裂變13．下列生活、生產實例與所包含物理知識的說法中，錯誤的是（）A．用太陽能集熱器加熱和用太陽能電池獲取電能，是直接利用太陽能的兩種方式B．司機駕車時必須系安全帶，這是對慣性的利用C．電飯煲通電后會發熱，是利用了電能可以轉化為內能D．潛水艇是通過水艙蓄水、排水改變自重，實現浮沉14．太陽能具有_________、_________，清潔_________等優點。15．太陽是人類的“能源之母”，地球上除核能、地熱能和潮汐能以外，幾乎所有能源都來自太陽。太陽能分布廣闊、獲取方便，既是清潔能源，又是_______（填“可再生”或“不可再生”）能源。小明家的太陽能熱水器裝水50kg，這些水升高2℃所吸收的熱量是_______J。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]16．“祝融號”火星車使用太陽能電池板供電，太陽能屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。核電站是利用核反應堆發生核______（選填“裂變”或“聚變”）時提供的能量發電的。知識點4能源與可持續發展17．下列說法正確的是（）A．原子核中帶正電的粒子是電子B．核廢水經過過濾并稀釋后對海洋環境無害C．目前核電站是利用核裂變反應發電的D．英國物理學家焦耳最先確定了電流、電壓、電阻間的定量關系18．“世界環境日”的主題重點是應對空氣污染。下列做法不利于減少空氣污染的是（）A．積極推廣使用新能源公交車B．限制、禁止燃放煙花爆竹C．田間焚燒秸稈，凈化環境D．火力發電廠進行脫硫、控塵處理19．如圖是用中子轟擊鈾235原子核產生氪核和鋇核的模型。下列敘述中正確的是（）A．該模型表示的是聚變B．該反應產生的中子可繼續轟擊其他鈾核形成鏈式反應C．該反應不會產生放射性物質D．不能用該反應獲得能量的方式來發電20．太空“出差”六個月，神舟十三號的電到底從哪里來？經過查找資料，小浩得知，神舟十三號的電力系統主要由太陽能電池板和儲能電池蓄電池組成，下面關于能量說法正確的是（）A．太陽能電池板將太陽能轉化為化學能 B．太陽能來源于太陽內部的核裂變C．蓄電池充電的過程將化學能轉化為電能 D．太陽能屬于一次能源21．細心的小東發現，安陽的有些路口安裝了帶有太陽能電池板的警示燈，如圖所示，白天，太陽能電池板將太陽能轉化成___________，并儲存起來；用___________材料制作的LED燈日夜發光，提醒著人們注意交通安全。22．如圖所示，衛星的太陽能電池帆板可以把太陽能直接轉化成_______能，給衛星提供動力，太陽能是_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，它是在太陽內部的氫原子核發生______（選填“裂變”或“聚變”）釋放出的能量。[能力提升練]23．建設人與自然和諧共生的美麗家園，打響藍天保衛戰，能源問題已成焦點，全球能源將發生巨大變革。下列關于能源問題的說法正確的是（）A．太陽能、石油、風能都屬于可再生能源B．能量的轉化和轉移都是有方向的，轉化和轉移的過程中能量的總量會減少C．核能是一種可再生能源，可再生能源是未來理想能源的一個重要發展方向D．目前核電站都是利用鏈式反應來釋放核能24．我們的生產生活總離不開能量及其轉化。下列說法正確的是（）A．現代生活離不開電，電力是一次能源B．水力、核能、地熱能、生物質能都屬于可再生能源C．燃氣灶燒水，只要調大火力，燃氣灶的加熱效率就提高D．衛星從遠地點向近地點運動的過程中，動能增大，勢能減小25．近年，我國科技事業迅猛發展，許多科技成就居于世界領先地位。以下關于我國的科技成就的說法中，正確的是（）A．水力、風力、太陽能發電都是利用不可再生能源B．超導光量子計算機中的所有電子器件都是超導體制成的C．春節期間，空間站航天員利用電磁波向祖國和人民送上節日祝福D．商用磁浮3.0版列車利用“5G”通信技術，是因為“5G”的傳播速度大26．“十四五”開局之年，我國重大科技成果競相涌現，創新能力持續提升，創新的“脈動”持續強勁。圖中有關信息、能源和材料的說法中正確的是（）A．“東方超環”（EAST）的反應原理與太陽類似，即通過核裂變反應釋放巨大的核能B．“深海一號”能源站的無人無纜潛水器在下潛的過程中，受到海水產生的壓強逐漸變小C．“纖維鋰離子電池”的規?；苽?，與已經應用的氫燃料電池都屬于綠色能源D．“量子U盤”將光存儲時間從分鐘量級推進至小時量級，其存儲介質光不屬于電磁波27．我國承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值之后逐步降低。請說出一種造成二氧化碳排放增加的常用能源名稱：___________，減少碳排放人人有責，請說出一種能夠對減少碳排放做出貢獻的出行方式：___________。28．北京冬奧會期間，三大賽區26個場館將全部使用“綠電”，這意味著奧運歷史上將首次實現全部場館100%綠色電能供應，為環保做出了巨大貢獻，“綠電”的來源可能是___________能，它的優點是___________。29．原子彈爆炸是由鈾原子核裂變產生的，首先由一個中子擊中一個鈾原子核使它裂變為兩個原子核。同時釋放出兩個中子，兩個中子各自又擊中一個鈾原子核，使每個鈾原子核裂變產生兩個原子核與兩個中子，那么經過6次裂變會產生_______原子核，經過100次裂變會產生_______個原子核。30．每年4月24日設立為“中國航天日”。我國的航天事業發展迅速，到目前為止，我們不僅有自己的同步通訊衛星，也有自主研發的“神舟”系列飛船，還有自行研制的全球衛星定位與通信系統（北斗衛星導航系統）?，F在請回答下列問題：（1）火箭發動機在沒有空氣的環境中_____（填“能”或“不能”）正常工作，月球車的大燈和尾燈之間是_____（選填“串”或“并”聯）的；（2）飛船在太空運行時，處于失重狀態的兩名航天員_____慣性（填“沒有”或“仍具有”）。航天員是通過_____與指揮中心聯系（填“超聲波”或“電磁波”）。飛船在太空成功完成數千個運行動作，是通過噴射燃氣來實施變軌、姿態確定的（即改變運行的高度、運行方向），這是應用了物理學中_____的原理；（3）未來兩三年我國將完成中國空間站的建設?？臻g站運行時，其動力補充來源于_____次能源的太陽能，它是來自太陽內部_____（選填“聚變”或“裂變”）時釋放的核能。空間站以7.8×103m/s的速度運行一年，通過的路程為_____光年。31．（1）2022年3月份的北京冬奧會上，中央廣播電視總臺研發的一款特種攝像設備“獵豹”4K軌道攝像機系統，被專門用于冬奧會速度滑冰賽事的轉播工作，讓個別國家一貫喜歡作弊犯規的運動員無所遁形。攝像機是利用_______（填“u＞2f”或“2f＞u＞f”）范圍內成縮小像的性質工作的，比賽中由于_______運動員到達終點時很難馬上停下來。（2）2021年10月16日，長征二號運載火箭將神舟十三號載人飛船成功送入太空空間站，火箭發射時用液體氫作燃料，這是因為液態氫的_______大，返回艙進入大氣層落回地面過程中溫度會升高，這主要是通過_______方法使返回艙內能增加。（3）2022年4月份，面對北約及其盟友的制裁，俄羅斯祭出了自己的能源與核武器兩大法寶來對應。能源武器主要是指作為_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源的天然氣出口；核武方面，俄羅斯成功試射了一枚“薩爾馬特”洲際彈道導彈，它可以攜帶利用核_______（選填“裂變”或“聚變”）原理工作的原子彈。32．請閱讀《光伏發電》并回答問題。光伏發電光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應，將光能轉化為電能的一種技術。通常其工作系統主要由太陽能電池、控制器和蓄電池等部分組成，簡化電路如圖所示。當太陽光照射太陽能電池發電時，控制器發射控制信號將開關S1閉合、S2斷開，太陽能電池向蓄電池充電；當控制信號將開關S1斷開、S2閉合時，蓄電池向外供電。太陽能電池吸收光能，使其兩端出現異種電荷的積累，太陽能電池的兩端產生電壓，將光能轉化成電能，這就是“光生伏特效應”。光-電轉化效率是太陽能電池的一個關鍵參數指標，所謂“光-電轉化效率”簡單的理解就是指太陽能電池將照射到它表面的光能轉化成電能的效率，可以用太陽能電池產生的電能除以太陽能電池接收到的太陽能來計算。目前實際應用中，單晶硅太陽能電池轉化效率較高，投入使用時的效率可達到15%。太陽能是可再生能源，比石油、煤炭等不可再生的礦物能源的利用更加有利于環境保護。自2015年以來，我國光伏發電累計裝機容量不斷增長，到2020年裝機容量已達到。未來太陽能光伏發電技術將會持續突破、擁有廣闊的發展前景。請根據上述材料，回答下列問題：（1）太陽能屬于_________（選填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）控制信號將圖中開關S1閉合、S2斷開時，電路中的電源是_________；（3）單晶硅太陽能電池板的主要的材料為_________（選填“導體”、“半導體”或“超導體”）；（4）如果在太陽照射條件較好的天氣里，用E1表示一段時間內太陽能電池產生的電能，用E2表示在這段時間內太陽能電池接收到的太陽能，則太陽能電池的光-電轉化效率的表達式為：k=_________。33．小致在項目化學習中，對太陽能在生活中的應用展開研究。（1）太陽能是______能源（選填“可再生”或“不可再生”），太陽核心處溫度很高，是由于大量氫原子______（選填“核聚變”或“核裂變”）反應變成氦原子，釋放巨大能量。（2）共享單車在車筐底部覆蓋著太陽能發電板，如圖甲所示，通過陽光給里面的蓄電池充電。此時在太陽能發電板和蓄電池的電路中，發電板相當于______（選填“電源”、“用電器”或“開關”）。（3）人類利用太陽能的實質，是將太陽能轉化為其他形式的能量，主要包含三種方式：光熱轉換、光化轉換、光電轉換，植物進行光合作用屬于以上哪種轉換方式______。（4）太陽能熱水器主要是通過______的方式增加水的內能，如圖乙所示，若它接收陽光垂直照射的面積是2m2，每平方米每秒接收到的太陽能為1000J，熱水器中水的質量為100kg，垂直照射7min，水的比熱為4.2×103J/（kg?℃）。若不計一切熱量損失，水溫可以升高()℃34．如圖所示，某太陽能汽車質量為350kg。（1）汽車上太陽能電池板將太陽能轉化為__