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第15天 新能源與新材料 關(guān)于能源及能源的利用，下列說法不正確的是 A．由于我國(guó)煤和石油的儲(chǔ)量十分豐富，所以太陽能和核能的開發(fā)在我國(guó)并不重要 B．能源的利用過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程 C．現(xiàn)在人類社會(huì)使用的能源主要是煤、石油和天然氣 D．煤、石油和天然氣等化石能源歸根到底是來自太陽能 【參考答案】A 【知識(shí)補(bǔ)給】 能源與可持續(xù)發(fā)展 1．能源的概念：能夠提供能量的物質(zhì)叫做能源。 2．分類： （1）化石能源：千百萬年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的能源。如煤、石油、天然氣。 （2）一次能源：可以從自然界直接獲得的能源。如化石能源、太陽能、風(fēng)能、核能等。 （3）二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到。如：電能、酒精等。 3．人類利用能源的歷程： 第一次革命標(biāo)志：鉆木取火的利用。 第二次革命標(biāo)志：蒸汽機(jī)的時(shí)代。 第三次革命標(biāo)志：核能的利用。 6．能量的方向性：能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向的。 7．能源消耗對(duì)環(huán)境的影響：空氣污染、溫室效應(yīng)、水土流失和沙漠化等。 8．能源的利用要考慮可持續(xù)發(fā)展：一方面，應(yīng)該提高能源的利用率。另一方面，需要發(fā)展新的綠色能源。 9．未來理想能源必須滿足的幾個(gè)條件： （1）必須足夠豐富，可以保證長(zhǎng)期使用； （2）必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起； （3）相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用； （4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。 10．兩種能源： （1）不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源。如：煤、核能等。 （2）可以在自然界里源源不斷的得到的能源叫可再生能源。如：水能、太陽能等。 （xx成都外國(guó)語期中）福州江濱大道繽紛園入口處，安裝了兩盞“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀節(jié)能燈，如圖所示，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽能電池板．關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計(jì)解釋合理的是 A．太陽能電池板是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B．小風(fēng)扇是用來給路人吹風(fēng)的 C．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．蓄電池在夜晚放電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 （xx青島校級(jí)期末）節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，下列做法或現(xiàn)象中需要改進(jìn)的是 A．及時(shí)關(guān)掉未關(guān)緊的水龍頭，盡量做到一水多用 B．將廢紙、礦泉水瓶等達(dá)到廢品收購(gòu)站 C．養(yǎng)成人走燈滅的習(xí)慣，利用垃圾焚燒發(fā)電 D．汽車排出黑色的尾氣 人類歷史上不斷進(jìn)行著能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步，這就是所說的________。從利用自然火到人工火種的轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著以________為主要能源的時(shí)代的到來，這就是人類第一次能源革命。蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑，從此逐步以________大規(guī)模代替人力和畜力，它直接導(dǎo)致了第二次能源革命；20世紀(jì)40年代，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置________，拉開了以核能為代表的第三次能源革命的序幕。 （xx青島校級(jí)期末）建設(shè)核電站能有效緩解目前電力緊張的狀況。關(guān)于核電站，下列說法正確的是 A．核電站所使用的核燃料是煤和石油 B．核電站核反應(yīng)堆中發(fā)生的是可以控制的核裂變 C．核電站核反應(yīng)堆中發(fā)生的是可以控制的核聚變 D．核電站產(chǎn)生的核廢料可以當(dāng)作生活垃圾來處理 （xx泰州）為做好平昌冬奧閉幕式“北京8分鐘”演員的防寒工作，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)采用了石墨烯智能發(fā)熱服飾，確保演員穿著輕薄的演出服時(shí)不被凍傷，而且可以保證動(dòng)作足夠舒展，穿著舒適。下列相關(guān)分析不合理的是 A．石墨烯材料保溫性能好 B．石墨烯是一種超導(dǎo)材料 C．石墨烯材料韌性好，超輕薄 D．石墨烯服飾材料質(zhì)地柔軟，硬度小 （xx濟(jì)南模考）有關(guān)“能源、材料與社會(huì)”的說法中正確的是 A．水能、風(fēng)能和石油都屬于可再生能源 B．超導(dǎo)材料能實(shí)現(xiàn)用細(xì)電線輸送強(qiáng)電流 C．利用核裂變?cè)斫ǔ稍S多核能發(fā)電站 D．納米技術(shù)可以提高材料的硬度和磁性 納米技術(shù)是各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，1 nm=10-9 m。當(dāng)材料晶粒的直徑小于1 nm時(shí)，材料的性質(zhì)就會(huì)出現(xiàn)奇異現(xiàn)象。如各種塊狀金屬有各種不同的顏色，但當(dāng)其細(xì)化到納米級(jí)的顆粒時(shí)，都成了黑色；實(shí)驗(yàn)室里使用的“還原鐵粉”是黑色的，而“還原銅粉”仍為紫紅色粉末；納米氧化鋅能吸收雷達(dá)電磁波，可用作隱形飛機(jī)的涂料。下列說法正確的是 A．還原鐵粉的顆粒小于納米尺寸 B．鐵粉和銅粉都是納米材料 C．黑白照片底片上的銀顆粒大于納米尺寸 D．隱形飛機(jī)是肉眼看不到的飛機(jī) “可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)使用潛力同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，這說明“可燃冰”的_____很大。若以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可以使_____kg的水升高40 ℃。[c水=4.2103 J/（kg℃），q煤氣=4.2107 J/kg] 小張家安裝有一臺(tái)太陽能熱水器。查閱說明書知道：該熱水器接收太陽能的總有效面積為2.5 m2，接受太陽能的平均功率為700 W/m2，則1小時(shí)內(nèi)該熱水器可接收到的太陽能為_____J；若該熱水器僅能把接收的太陽能的40%供水吸收，則1 h內(nèi)可以將質(zhì)量為60 kg的冷水溫度升高_(dá)____℃。 綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)是北京奧運(yùn)的三大主題，其中國(guó)家體育館“鳥巢”工程采用太陽能電力這一綠色能源。其中有一個(gè)功率約為130 kW的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，若該系統(tǒng)正常工作10 h，可以得到___________J的電能。若這些電能是由效率為33%的燃煤發(fā)電機(jī)組提供的，需要消耗煤的質(zhì)量為___________kg。（q煤=3107 J/kg） A【解析】這種新能源的路燈，“肩扛”太陽能電池板也可以把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；“頭頂”的小風(fēng)扇可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，這樣只要有風(fēng)，這種路燈也可以發(fā)電，填補(bǔ)了一點(diǎn)陰天和晚上不能發(fā)電的空白，有利于路燈晚上照明使用；蓄電池在夜晚放電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；所以明確“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀節(jié)能燈的各部分功能后，即可得知A選項(xiàng)正確。故選A。 能源革命 柴薪 機(jī)械動(dòng)力 核反應(yīng)堆 【解析】人類歷史上不斷進(jìn)行著能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步，這就是所說的能源革命．從利用自然火到人工火種的轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著以柴薪為主要能源的時(shí)代的到來，這就是人類第一次能源革命。蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑，從此逐步以機(jī)械動(dòng)力大規(guī)模代替人力和畜力，它直接導(dǎo)致了第二次能源革命；20世紀(jì)40年代，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的第三次能源革命的序幕。 B【解析】A、核電站使用的是核原料，也稱核燃料，而不是傳統(tǒng)的煤和石油，故A錯(cuò)誤；B、C、目前人類可以和平利用的核能是核裂變，所以核電站核反應(yīng)堆里發(fā)生的是可控的核裂變，故B正確，C錯(cuò)誤；D、核廢料仍具有放射性，會(huì)環(huán)境，所以不能當(dāng)作生活垃圾來處理，故D錯(cuò)誤。故選B。 AB【解析】石墨烯智能發(fā)熱服飾是石墨烯電熱膜施加電壓后能夠產(chǎn)生較高熱量，即利用的是它有良好的導(dǎo)熱性，而不是保溫性能好，故A的分析不合理；超導(dǎo)是指溫度降到一定程度時(shí)導(dǎo)體電阻為0的現(xiàn)象，做演出服不需要超導(dǎo)材料，即B的分析不合理；根據(jù)題意知道，要求保證動(dòng)作足夠舒展、穿著舒適，說明石墨烯材料的韌性好、超輕薄，并且質(zhì)地柔軟，硬度小，故CD的分析合理，故選AB。 A【解析】由題目可知金屬細(xì)到納米級(jí)的顆粒時(shí)均為黑色，鐵粉為黑色，銅粉為紫紅色，故銀顆粒小于納米尺寸，銅粉顆粒不是納米尺寸，也不是納米材料，BC錯(cuò)誤；隱行飛機(jī)并不是肉眼看不到的飛機(jī)，而是能吸收雷達(dá)電磁波，能夠躲藏雷達(dá)掃描的飛機(jī)。故選A。 熱值 2 500 【解析】1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫這種燃料的熱值。在同等條件下，物體質(zhì)量相同，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大；由公式可知，1 kg煤氣完全燃燒放出的熱量為，所以1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為，由公式可知，水的質(zhì)量為。 6.3106 10 【解析】太陽能熱水器一小時(shí)接受的太陽能W=700 W/m22.5 m213 600 s=6.3106 J，水吸收的熱量Q吸=Wη=6.3106 J40%=2.52106 J，根據(jù)Q吸=cm?t得。 4.68109 473 【解析】W=Pt=130 000 W103 600 s=.4.68109 J；若這些電能是由效率為33%的燃煤發(fā)電機(jī)組提供則W=Q放η=mqη，可得。