第16章 能源与可持续发展
一、填空题
1．最大的天然能源是__________能。
2．太阳把地面晒热，太阳能转化为________能。热空气上升，空气流动形成风，太阳能转化为__________能。植物吸收太阳光，发生光合作用，太阳能转化为______能。太阳把地面和水面晒热，一部分水蒸发到高空形成雨雪落下来，太阳能转化为_______能。
3．任何物质的原子都是由_______和_________组成。原子核是由带_________的和__________电的中子组成。
4．核能是________发生变化的过程中释放出的能量，它又叫________能。获得核能的两条途径是_________和_________。
5．核电站是利用___________的能量来发电的。它的优点是只需消耗很少的________，就可以产生大量的________能。
6．核电站的核心是__________，它以________为核燃料，反应堆中放出的_________能转化为高温蒸汽的_________能，通过汽轮发电机转化为________能。核电站必须防止___________，避免造成污染问题。
7．按照能源的获取方式来分，能源分为两大类__________、___________。
8．有效__________占_________的比例叫能源的利用率。
9．解决能源问题的途径是_________________。
10．各种形式的能之间可以在一定条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
| 能量转化 | 实例 |
| 化学能转化为电能 | 使用干电池供电 |
| 用电热水器烧水 | |
| 机械能转化为内能 |
11．新能源和生态环保，是本世纪关注的两大热点，而太阳是一个巨大的能源，取之不尽，用之不竭，并且直接利用太阳能不会造成环境污染。二年来，我国太阳能产业发展十分迅速，如太阳能热水器就是把太阳能直接转化为__________能，供飞船使用。
12．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化。煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭。液化气与煤相比，热方面突出的优点是_________；环保方面突出的优点是__________。若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃，至少需要燃烧___________m3的液化气。[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），液化气的热值是5.0×107J/m3]。
二、选择题
13．下列对太阳能的直接转化，下列说法中错误的是（ ）
A．用太阳灶将太阳能转化为内能
B．用硅光电池将太阳能转化为电能
C．用光合作用将太阳能转化为化学能
D．上述情况转化都不能直接发生
14．下列关于太阳能的说法中错误的是（ ）
A．太阳能十分巨大，供应时间长久
B．太阳能分布广阔，处处可以利用
C．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
D．太阳能安全、清洁、不会造成环境污染
15．从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（ ）
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．核能→内能→电能
D．核能→电能
16．对能源的分类有不同的方法，一般情况下，将能源分成三类，第一类能源来自球以外，第二类能源来自于地球内部，第三类能源来自于地球和其他天体的相互作用，人们已经利用太阳能和核燃料分别属于（ ）
A．太阳能属第一类能源，核燃料属第二类能源
B．太阳能属第二类能源，核燃料属第三类能源
C．太阳能属第二类能源，核燃料属第一类能源
D．太阳能属第一类能源，核燃料属第一类能源
17．下列能源中不属于一次能源的是（ ）
A．石油 B．天然气 C．柴油 D．风能
18．下列将太阳能直接转化为内能的是（ ）
A．太阳能电池使灯泡发光 B．植物进行光合作用
C．太阳能热水器烧水 D．以上都不是
19．提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（不止一个选项正确）（ ）
A．让燃料充分燃烧 B．采用保温隔热措施，减少热量的散失
C．充分利用余热和减少有害摩擦 D．增加能量的转化环节
20．放射性现象揭示了（ ）
A．原子有内部结构，可以再分 B．原子核有内部结构，可以再分
C．原子核有质子和中子组成 D．原子核内存在电子
21．下列实例中，不属于能源的是（ ）
A．煤炭 B．地热 C．柴油机 D．酒精
22．绿色植物的光合作用就是将（ ）
A．太阳能转化为内能 B．太阳能转化为化学能
C．化学能转化为内能 D．机械能转化为化学能
三、实验、计算题
23．水能是可再生资源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”能源。若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），落差为H（m），发电效率为
，则全年发电量是多少度？（g=10N/kg）
24．由于地球和月球、太阳相互产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上潮汐能蕴藏量为10亿kW，我国为1.1亿kW。我国东南沿海某海湾经测量面积为1.0×107m2时，涨潮时水深为20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变，退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建成潮沙水力发电站，水的势能变为电能的效率是10％，每天有2次涨潮，问该电站一天能发的电能是多少焦？
25．太阳能热水器是通过吸热板完成把太阳辐射能转化为水的内能的装置。某学校兴趣小组对投射到地面上的太阳辐射功率进行了一次估测（太阳的辐射功率是指单位时间内投射到地面上的太阳辐射能）。他们测得小明家太阳能热水器的吸热板面积是2.5m2。水箱里水的质量是200kg，并测得太阳光正对吸热板照射875s，水箱里的水温升高了1℃。若太阳辐射能转化为水的内能的效率是60％，请你计算：
⑴在此时间内，水箱里的水吸收的热量；
⑵投射到每平方米吸热上的太阳辐射功率[
=4.2×103J/(kg·℃)]
开放探究题
1．近几十年来，由于人类消耗的能源急剧增加，森林、草原遭到破坏，大气中二氧化碳的含量不断上升。二氧化碳气体像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收太阳光的热量不易散失，从而导致全球变暖，这种现象叫“温室效应”。为了保护环境，降低大气中二氧化碳的含量，防止“温室效应”的进一步加剧。从二氧化碳的释放角度考虑，可采取的措施有 ；从二氧化碳的吸收角度考虑，可采取的措施有 。
2．太阳能是人类能源的宝库．太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．太阳能集热器主要由集热板和贮水器两部分组成，如图16-4所示．
(1) 贮水器总比集热板的位置高．请你猜想这样做的原因．
（2）利用相关知识说明并用实验验证你的猜想．
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习题解析：
一、 1．太阳 2．内 机械 化学 机械
3．原子核 核外电子 正电 质子 不带
4．原子核内部结构 原子 重核裂变 轻核聚变
5．原子核裂变的链式反应所产生 燃料 电
6．反应堆 轴 核 内 内 机械 放射线外泄 7．一次能源 二次能源
8．利用的能量 使用的总能量
9．提高能源的利用率 节约能源 因地制宜充分利用当地现成的能源 开发新的能源，开发和推广清洁的可再生能源
10．电能转化为内能 摩擦生热 11．内能 电
12．热值大 污染小 1.22×10-2
二、13．D 14．C 15．B 16．A 17．C 18．C 19．ABC 20．B 21．C 22．B
三、23．每秒钟落下的水质量为 
，每秒钟落下的水做功
，每秒流水发电的电能
。全年发电量
，即全年可发电
度。
24．一次涨潮，退潮后水坝内水的势能增加：
，则水的势能可转变为电能，
，每天2次涨潮，则该电站一天能发电
.
25．⑴
⑵则吸收太阳能：
，吸热板上太阳的辐射功率为
。每平方米吸热板上的太阳辐射功率为：
。
开放探究题
1．第一空：①减少煤（石油或天然气）等燃料的燃烧；②开发利用清洁能源，如太阳能、风能、水能、地热、潮汐能等。（其它合理答案同样正确）
第二空：①植树造林；②禁止乱砍滥伐；③养花种草；④保护植被。（其它合理答案同样正确）
2．（1）水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，以便集热板对冷水继续加热．
（2）说明：水在4℃时密度最大，水温上升密度减小，向上流动；冷水密度大，向下流动，形成对流，保持集热板由水温较低，以利对水继续加热．
实验验证举例：将一桶（或盆）水（要有一定深度）放在太阳光下晒一段时间，用手测试上层和底部的水温，则上层的水温高于底部，证明热水浮在上层．
取一烧杯冷水，用酒精灯加热烧杯底部，底部水温升高后热水上升，上层的低温水下降，能观察到水形成的对流．