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第二十一章 能源與可持續(xù)發(fā)展 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 高頻考點(diǎn)透析 序號(hào) 考點(diǎn) 考頻 1 能源的分類 ★★★ 2 核能的來(lái)源與利用 ★★ 3 太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用 ★★ 4 新能源的開(kāi)發(fā)與利用 ★★ 知識(shí)能力解讀 （一）能源的分類 分類方法 分類 定義 常見(jiàn)種類 按是否從自然界中直接獲取 一次能源 從自然界直接獲取的能源 風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能、化石能源? 二次能源 通過(guò)一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的能源 電能、汽油、酒精等 按能否再生 不可再生能源 消耗后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源 化石能源、核能等 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到的能源 水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等 從開(kāi)發(fā)的年代上分 常規(guī)能源 指當(dāng)前已被人們廣泛利用的能源 煤、石油、天然氣、水能等 新能源 指目前尚未被人們廣泛利用而正在研究推廣應(yīng)用的能源 太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能、海水溫差能? 從能源的來(lái)源上分 化石能源 是千百萬(wàn)年前埋在地下的動(dòng)、植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的 煤、石油、天然氣等 生物質(zhì)能 由生命物質(zhì)提供的能量 木材、草類、肉類等 （二）核能 1． 2．核能：質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能，目前獲得核能有兩條途徑：核裂變和核聚變。 3．核裂變 （1）核裂變：把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)稱為核裂變。 （2）核裂變的原理——鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：原子核持續(xù)裂變，并釋放出大量的核能，如圖所示。 `` 提示：核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，是可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，原子彈爆炸是不加控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 （3）核電站中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程：核電站的發(fā)電過(guò)程如圖所示。其中，核反應(yīng)堆是核電站的核心部分，它以鈾為核燃料，反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過(guò)蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程為核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→蒸汽輪機(jī)的機(jī)械能→電能。 4．核聚變：將質(zhì)量很小的原子核在超高溫下結(jié)合成新的原子核，并釋放出能量的過(guò)程。如圖所示，氫彈是利用核聚變制成的。太陽(yáng)內(nèi)部在時(shí)刻不停地發(fā)生核聚變。核聚變放出的能量比核裂變放出的能量要大。 （三）太陽(yáng)能 1．太陽(yáng)是氫原子核在超高溫時(shí)聚變釋放的巨大能量，太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)，如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能者來(lái)源于太陽(yáng)。 2．太陽(yáng)能的利用 間接利用太陽(yáng)能：化石能源（光能→化學(xué)能）、生物質(zhì)能（光能→化學(xué)能）。 直接利用太陽(yáng)能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能→內(nèi)能）。太陽(yáng)能電池（光能→電能）一般應(yīng)用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、無(wú)人燈塔、海上航標(biāo)燈等方面。 太陽(yáng)能來(lái)源豐富，不需要運(yùn)輸，無(wú)污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽(yáng)能帶來(lái)一些新的技術(shù)課題。 （四）未來(lái)的理想能源必須滿足的條件 （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。 （五）材料的物理性質(zhì) 主要有導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性等。 1．硬度：描述材料的堅(jiān)硬程度，即阻止其被刮傷、刮破或產(chǎn)生凹陷能力的物理量。在實(shí)際生活中常用莫氏硬度來(lái)評(píng)價(jià)材料的硬度。 2．延展性：有延展性的可以鍛打成片、拉成絲，無(wú)延展性的易破碎、斷裂；大部分金屬都具有延展性，常見(jiàn)的玻璃、陶盜等材料沒(méi)有延展性。 3．材料的發(fā)展：經(jīng)歷了石器、青銅器、鐵器三個(gè)階段。 解題方法技巧 （一）能源分類的方法 （1）按能源產(chǎn)生的方式可分為一次能源和二次能源。 （2）按人類開(kāi)發(fā)早晚和使用情況可分為常規(guī)能源和新能源。 ①常規(guī)能源：如煤、石油、天然氣以及水能等人類已經(jīng)利用多年的能源。 ②新能源：如核能、太陽(yáng)能、潮汐能、地?zé)崮艿热祟愖罱砰_(kāi)始利用的能源。 （3）按能源消耗后是否在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的角度可分為可再生能源和不可再生能源。 （二）能源利用的綜合計(jì)算 以能源為切入點(diǎn)的綜合主要涉及以下幾個(gè)方面：能源的分類、能量的轉(zhuǎn)化、能源問(wèn)題、環(huán)境污染問(wèn)題等。常結(jié)合吸熱公式、電能或電功率公式、熱值公式及效率公式進(jìn)行綜合考查。 跨越思維誤區(qū) 對(duì)能源的分類容易混淆 從是否可再生的角度，能源分為可再生能源和不可再生能源?；茉础⒑四軙?huì)越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；而風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能可以在自然界里源源不斷地得到補(bǔ)充，所以它們屬于可再生能源。有些同學(xué)將可再生能源和不可再生能源相混淆。 物理思想方法 模型法 我們?cè)谘芯亢肆炎兊逆準(zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)，由于它是原子核之間的反應(yīng)，所以人們用肉眼無(wú)法觀察到，人們經(jīng)常抽象出一種特定的物理模型，形象地描述其變化過(guò)程。 中考考點(diǎn)鏈接 （一）中考考點(diǎn)解讀 本章主要考點(diǎn)有：日常生活中常見(jiàn)的各種能源，不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化，核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題，不同能源的特點(diǎn)。試題大多緊密聯(lián)系生活，運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析和解釋生活中的一些現(xiàn)象，如能源危機(jī)、環(huán)境污染、能源開(kāi)發(fā)的原因、節(jié)約能源的意義和方法，題型一般為填空題、選擇題、綜合簡(jiǎn)答題。 （二）中考典例剖析 1．能源的分類 2．太陽(yáng)能的利用 3．能量轉(zhuǎn)化的方向 4．能源消耗對(duì)環(huán)境的影響