知识汇总
知识点
一、能源家族
1、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，所用称电能为二次能源。
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。
2、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。
二、核能
要点诠释：
原子核在分裂或聚合时释放的巨大能量叫核能，也叫原子能。
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。
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
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，核能在许多经济发达国家已成为常规能源。
三、太阳能
要点诠释：
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
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）
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）一般应用在人造卫星、宇宙飞船、打火机、手表等方面。
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。
四、能源的开发与利用
要点诠释：
1、人类利用能源的过程经历了三次能源革命：
（1）第一次能源革命：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）第二次能源革命：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）第三次能源革命：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第三次能源革命的序幕。
2、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）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。
（3）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。
五、规律方法指导
本知识点试题特点是：联系生活，运用学过的知识分析和解释生活中的一些现象，如能源危机、能源污染、能源开发的原因，节约能源的意义和方法。
题型一般为填空、选择、综合简答题。
例题精析
类型一、能源家族
例1、一个多世纪以来，能源的消耗急剧增长，在太阳能、电能、石油中属于不可再生能源的是__。
解析：可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能。
不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能。
答案：石油
举一反三
能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，能源家族中有：
1、柴薪 2、煤炭 3、石油 4、水能 5、风能 6、太阳能 7、地热能等，在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有___________；会造成水土流失和沙漠化的有___________（填序号）
解析：柴薪、煤炭、石油的燃烧会产生大量有害气体，造成空气污染，而柴薪的大量砍伐加剧了水土的流失和沙漠化。
答案：1、2、3 1
总结升华：
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。
类型二、核能
例2、核电站一旦工作，就不能随意停下来，而电网白天用电量多，深夜用电量少，为了使核电站稳定工作，建设了抽水蓄能电站，深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，请分析深夜和白天抽水蓄能电站工作过程中包含哪些能的转化过程。
解析：核电站工作时核能转化为电能，深夜用电低谷时，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，电能转化为水的重力势能（机械能）。相当于间接地储存了核电站生产的电能，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放到山下水库，推动水轮机发电，将机械能转化为电能帮助电网调峰。
答案：深夜利用多余电能蓄水，核能转化为电能，再转化为水的机械能，白天水的机械能转化为电能。
举一反三
原子弹与核电站的根本区别是（ ）
Ａ、原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
Ｂ、原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
Ｃ、原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
Ｄ、原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
答案：C
总结升华：
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。
2、下列说法正确的是
Ａ、原子核由质子和电子组成，
Ｂ、原子、原子核、电子是按物体尺度由小到大的顺序排列的，
Ｃ、核能是再生能源，
Ｄ、目前，核电站利用核裂变产生的能量发电。
解析：原子核由质子和中子组成，选项A错误；原子、原子核、电子是按物体尺度由大到小的顺序排列的，选项B错误；核能不是再生能源，选项C错误。
答案：D
类型三、太阳能
例3、人们常说，太阳是人类的“能源之母”，从广义的角度看，太阳能不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且还包括由它引起的水能、风能和生物质能等，在石油、天然气、煤、地热能中，不是来自太阳的能源是___________，某型号太阳能庭院灯的技术参数如下表所示，该太阳能庭院灯的抗风力不小于___________，在充分充电后，即使是连续阴天，专用铅酸蓄电池使两盏节能灯正常工作所做的电功最大可以达到___________kW·h。
太阳能庭院灯
太阳能电池：多晶硅400W，太阳能电池组件
蓄电池：直流12V，免维护太阳能专用铅酸蓄电池
灯：12V 5W直流节能灯两盏
配有太阳能庭院灯专用控制器（过充及过放保护，光控，时控均可）
照明时间：10h/天，连续阴天4天
抗风力：大于等于150km/h
解析：石油、天然气、煤是上亿年前，生物通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能，经过一系列的变化成了煤、石油、天然气，相当于储存了上亿年前的太阳能，而地热能是地壳内的天然资源，
W=Pt=0.005kW×2×10h×4=0.4kW·h。
答案：地热能 41.7 0.4
精题演练
能源与可持续发展专题练习
一、选择题
1、下列哪种能源无法从自然界直接获取:（ ）
A.电能; B.太阳能; C.核能; D.地热能.
2、下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是: （ ）
A.核能; B.柴草; C.煤; D.风能.
3、远古人类最早利用的能源是: （ ）
A.地热能; B.风能; C.太阳能; D.核能.
4、第二十九届奥林匹克运动会将于2008年8月8日至8月24日在北京举行。星期天，同学们沿奥运火炬传递路线骑自行车去宣传奥林匹克精神。骑自行车出行所消耗的能量类型是: （ ）
A．生物质能; B．化石能源; C．太阳能; D．风能.
5、下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是（ ）
A. 太阳能 B. 核能 C. 石油 D. 天然气
6、在核电站内，从核能到电能，下列能量转换的过程中，正确的途径是：（ ）
A．核能→内能→电能;
B．核能→机械能→内能→电能;
C．核能→内能→机械能→电能;
D．核能→机械能→电能.
7、铀核的裂变不断地自行继续下去的现象叫：（ ）
A．裂变; B．聚变; C．链式反应; D．以上三种说法都不对.
8、原子弹和核电站的根本区别是：（ ）
A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变;
B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变;
C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速度;
D.原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速度.
9、对裂变的链式反应加以控制，使核能平稳缓慢地释放出来的装置叫：（ ）
A．原子弹; B．氢弹; C．核电站; D．核反应堆.
10、下列设备中不是利用核裂变的是（ ）
A．氢弹 B．原子弹 C．核电站 D．核潜艇
11、（10·百色）在图中，以消耗不可再生能源来获取电能的设备是（ ）
12、为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A．核电站产生的核废料对环境无污染，可以随意处置
B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C．核电站使用的核燃料是石油或天然气
D．核电站发电的能量转化过程是：核能一内能一机械能一电能
13、关于核能的获得，下列说法中正确的是：（ ）
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置;
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式;
C．核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发电机转化为电能的装置;
D．目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变.
14、下列设施或过程不属于利用太阳能的是：（ ）
A．太阳能电池； B．太阳能热水器； C．核电站； D．植物的光合作用.
15、关于太阳能的利用，下列说法中错误的是: （ ）
A．太阳能可以转化为内能; B．太阳能不能直接转化成电能;
C．利用太阳能安全、清洁、无污染; D．太阳能取之不尽，用之不竭.
16、关于太阳能的转化，下列说法中错误的是: （ ）
A．太阳能可转化为风能和水能; B．太阳能可转化为动植物的化学能;
C．太阳能可转化为核能和地热能; D．太阳能可转化为物体的内能.
17、目前有一种新型太阳能公共卫生间，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方试是( )
A. 太阳能转化为内能，再转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能
C. 太阳能转化为内能，再转化为化学能 D．大阳能转化为电能．再转化为光能
18、空气质量日报是环境监测部门对一个地区空气质量状况所做的监测报告。目前计入空气主要污染物的是可吸入颗粒物、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物。下列情况能直接造成空气污染的是: （ ）
A、把煤作为主要燃料; B、随意丢弃塑料垃圾;
C、随意丢弃废电池; D、利用太阳能、风能等清洁能源 .
19、内能的利用在人类社会发展史上具有重要意义，人类第一次工业革命的标志是（ ）
A．汽油机 Ｂ．发电机 Ｃ．电动机 Ｄ．蒸气机
20、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.
21、下列属于新能源的是：（ ）
A.太阳能、潮汐能、地热能、核能; B.煤、石油、天然气;
C.太阳能、水能、风能、地热能; D.太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、核能.
22、关于新材料，新技术及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．超导材料可用来做保险丝
B．纳米技术是纳米尺度内的科学技术，纳米材料具有某些特殊性能
C．收音机中没有用到半导体材料
D．核能的利用一定不会造成环境污染
二、填空题
23、在①煤气、②沼气、③天然气、④地热能、⑤核能、⑥潮汐、⑦太阳能中，
属于一次能源的是________________； 属于二次能原的是_________________；
属于不可再生能源的是_________________； 属于可再生能源的是__________________；
24、在“太阳能、天然气、石油、煤炭、风能”这些能源（能源物质）中，属于“可再生能源”的是 _______ 和 _______ 。
25、能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一。能源家族成员：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能，其中：（1）属于化石能源的有 ；（2）属于可再生能源的有 ；在大量耗用各种能源时，（3）会造成空气污染的有 ；（4）会造成水土流失和沙漠化的有 。(填序号)
26、太阳能把地面的空气晒热，太阳能转化为________能；空气流动成风，又转化为________能；植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的________能；古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，转化为这些燃料的________能。
27、我国第一代“人造太阳”核实验装置已于2006年9月28日放电成功，它产生能量的方式和太阳相同，在超高温条件下氢的原子核发生了 (填“聚变”或“裂变”)，产生巨大能量。
28、（10·茂名）目前，核电站只能利用原子________变释放的核能来发电。现在世界都在关注节能减排问题，太阳能被人们列入使用的新能源。直接利用太阳能的方式：①太阳能转化成内能②太阳能转化成化学能；③太阳能转化成________能，太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
29、核电站是利用_______发电的，它的核心设备是_______，其发生的_______是可以控制的。
30、2011年3月11日，日本发生了里氏9级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损，核电站是通过 （选填“裂变”“聚变”）获得巨大能量，从而转化为电能，该核电站的核反应堆受损，已经发生 ，造成了严重污染。
31、日本福岛第一核电站发生的核泄漏事件，使核能和平利用成为舆论焦点。请列举核能利用的一条优点： ；一条缺点： 。
32、如图所示的是利用太阳能的三种方式．请你在空白方框内填上相关的科学术语．
33、目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能如： 。其二是把太阳能转化为电能，如 。
34、目前直接利用太阳能的方式有两种：一是用集热器把水等物质加热；二是用太阳能电池把太阳能转化成电能．2008年北京奥运会的三大理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”，奥运会场馆周围80％～90％的路灯利用 技术：奥运会90％的洗浴热水采用全玻真空 技术．
35、如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图．阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热，热空气从烟囱中上冲，带动发电机发电．这种发电站利用的能源是 能．这种发电站 （填“能”或“不能”）将获得的能量完全转化为电能．这种发电方式与火力发电相比优点是 （写出一条即可）．
36、随着科技的发展，人类对能源的需求量越来越大，人类在不断的开发新能源。你所知道的新能源有_____________ _、_________________ _(至少写两个)。
37、能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一.
能源家族中有：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能等，在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有 ；会造成水土流失和沙漠化的有 (填题序号)。
三、简答题
38、问.核能发电的优点和带来的问题.
39、问：人类历史上的三次能源革命是什么？它们对人类社会的进步分别起到了什么作用？
四、综合题
40、表一是某同学家的太阳能热水器铭牌上的部分数据，表二是装满水时太阳能热水器的水温变化情况。
表一
采光面积
容量
水箱尺寸
效率
支架材料
2.5m2
150L
Φ550mm×1500mm
50%
锌彩板
表二
时刻
9：00
9：30
10：00
10：30
11：00
11：30
12：00
温度/℃
44
45
47
49
52
54
55
时刻
12：30
13：00
13：30
14：00
14：30
15：00
温度/℃
57
58
60
61
62
63
（1）目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是________________________。
（2）太阳能热水器的支架与楼顶接触处均垫有一块面积较大的相同的砖块，这样做的好处是_____________________________。表二中数据显示在不同时段水的温度升高不同，原因可能是________________。
（3）在11：00－14：30这段时间内，楼顶每平方米的面积上太阳辐射的功率约为多少瓦？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
参考答案
一、选择题1、A 2、.D 3、C 4、A 5、A 6、C 7、C 8、C 9、D 10、A 11、D 12、D 13、C 14、 C 15、 B 16、C 17、B 18、A 19、D 20、D 21、A 22、B 【解析】考查点：新材料，新技术.分析：超导材料不能利用做保险丝，因为在一定温度下它的电阻为零.而收音机等大多数的家用电器都要用到半导体材料.核能利用不当也会造成环境污染.
二、填空题
23、③④⑤⑥⑦；①②；①③⑤；②④⑥⑦
24、
25、（1）②③④， （2）①⑤⑥⑦， （3）①②③④，
（4）① （有多个选项的空，漏一个可不扣分，有错或漏两个以上则不给分）
26、内 机械 化学 化学 27、聚变
28、核裂 电 可再生
29、核能 核反应堆 链式反应
30、裂变 核泄漏
31、清洁(或“经济”、“安全”) 核辐射污染(或“核废 料污染”) 32、热能 光电转换 化学能
33、太阳能热水器，太阳能电池
34、太阳能发电 (第二种) ；太阳能集热(第一种).
35、太阳（光） 不能 清洁（经济等）
36、太阳能 核能 37、①、②、③，①
三、简答题
38、核电站只需消耗很小的核燃料,就可以产生大量的电能,核电站特别适用于缺少煤、石油、水能等能源的地区;核电站如果保护措施不当,会造成放射性物质泄漏,核费料的处理会造成放射性污染.
39、答：钻木取火是人类的第一次能源革命，导致了以柴薪作为主要能源的时代；蒸汽机的发明是人类的第二次能源革命，人类的主要能源变为化石能源，人类从此以机械动力大规模代替人力和畜力；核能的利用是人类的第三次能源革命，核能正逐步成为常规能源．
四、综合题
40、（1）把太阳能转化成电能
（2）减小支架与楼顶接触处的压强；不同时段太阳能热水器吸收的太阳能不同（不同时段太阳光的强弱不同；不同时段气温不同；不同时段太阳光照射的角度不同等）
（3）Q=cmΔt=cρVΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×103 kg/m3×150×10-3m3×（62℃-52℃）=6.3×106J
太阳辐射的功率P=Q/Stη=6.3×106J/（2.5m2×3.5×3.6×103s×0.5）=4×102W
【解析】考查点：太阳能。分析：
（1）直接利用太阳能的方式还有把太阳能转化为电能；
（2）由于太阳能热水器注满水后总重力较大，所以在与楼顶接触处垫有一块面积较大的相同的砖块，目的是为了减小太阳能支架对楼顶的压强，防止破坏楼顶；根据焦耳定律Q=cmΔt可知，如果太阳能能够在相同时间内吸收相同的热量，则其温度升高是均匀的，但是温度升高不均匀说明太阳能吸收热量是不均匀的，故其原因可能是不同时段太阳能热水器吸收的太阳能不同（不同时段太阳光的强弱不同；不同时段气温不同；不同时段太阳光照射的角度不同等）；在11：00－14：30这段时间内，水温由52℃上升到62℃，水的质量可以根据参数中的容量计算出来，再根据焦耳定律可计算出这些水吸收的热量，即：Q=cmΔt=cρV（t-t0）=4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×103 kg/m3×150×10-3m3×（62℃-52℃）=6.3×106J，太阳辐射的功率即为太阳每秒钟辐射在每平方米的热量，所以采光面积S=2.5m2，光照时间为t=3.5h=3.5×3.6×103s，η=50%=0.5，所以太阳辐射的功率P=Q/Stη=6.3×106J/（2.5m2×3.5×3.6×103s×0.5）=4×102W。
难点分析：此题难点在于计算太阳辐射的功率，关键是要明确太阳辐射的功率即为太阳每秒钟辐射在每平方米的热量，再根据效率公式结合太阳辐射功率进行计算。
