第二节 能源的开发和利用
一、单选题
1.世界上有多种能源，其中有一种能源被称为绿色能源，它是由植物或动物粪便经微生物作用产生的一种
能源．这种能源是（ ）
A. 天然气 B. 液化气 C. 沼气 D. 以上都不对
2.下列属于一次能源的是（ ）
A. 电能 B. 太阳能 C. 汽油 D. 柴油
3.如图所示为核电站发电流程图．在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的转化顺序正确的是
（ ）
A. 核能﹣﹣化学能﹣﹣机械能﹣﹣电能 B. 核能﹣﹣内能﹣﹣机械能﹣﹣电能
C. 核能﹣﹣机械能﹣﹣内能﹣﹣电能 D. 核能﹣﹣内能﹣﹣化学能﹣﹣电能
4.下列说法正确的是（ ）
A. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
B. 汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力
C. 随着人们对资源的利用，自然界中的能量越来越少
D. 太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁、无污染的能源
5.下列能源中不是来自于太阳能的是（ ）
A. 水能 B. 风能 C. 潮汐能 D. 煤、石油、天然气
6.太阳中蕴藏无比巨大的能量，下列说法正确的是 （ ）
A. 太阳能是不可再生能源 B. 太阳能的应用会严重污染环境
C. 太阳能的应用具有广阔前景 D. 太阳能不能转 化成电能
7.下列四种能源，在使用中容易造成水土流失和沙漠化的是（ ）A. 石油 B. 天然气 C. 柴薪 D. 核能
8.太阳能来自于（ ）
A. 反射其它恒星的能量 B. 裂变 C. 链式反应 D. 聚变
9.中国目前使用的能源中所占比重最大的是（ ）
A. 水能和地热能 B. 煤和石油 C. 核能和潮汐能 D. 太阳能
10.如图所示的核动力航空母舰和直升飞机，关于它们所涉及的物理知识正确的是（ ）
A. 直升飞机悬停在空中时，不需要消耗能量
B. 航空母舰利用的核能是在核反应堆中轻核聚变释放的能量
C. 当甲板上的飞机都升空执行任务后，航空母舰在大海中的浮力将不变
D. 航空母舰上的雷达是利用电磁波来发现敌方的军事目标
11.核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ）
A. 核能→化学能→内能→电能 B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→机械能→电能 D. 核能→机械能→内能→电能
12.下列能源属于可再生能源的是（ ）
A. 风能 B. 天然气 C. 核能 D. 石油
二、填空题
13.科学研究发现，当光照到某些半导体时，半导体内将会产生电流，太阳电池就是利用这一原理制成的；
太阳电池是把________能转化为________能．14.太阳不但用________方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，而且还在为人类定期________地提
供巨大能量．
15.如图，2016 年 12 月 2 日的重庆笼罩在雾霾之中，远处的城市被“深埋”，请你结合生活体验，提出两
条改善雾霾天气的措施．
①________
②________
16.太阳能属于可再生的________（选填“清洁”或“不清洁”）能源．目前人们直接利用太阳能的方式
主要有两种：一种是用集热器把水等物质进行加热；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成________
能．
17.近年，我市部分居民用上了管道天然气，天然气属于 ________能源（填“可再生”或“不可再
生”）．点燃天然气，将食用油倒入锅中，通过 ________的方式使油的内能增加，温度升高；若油锅起
火，可采取的措施是 ________（写一条）．
三、解答题
18.小高家里原来用液化石油气烧水，每天用 60℃的热水 100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师
和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器．
（1）若用这台热水器每天可将 100kg 的水从 20℃加热到 60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有 70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气
多少 kg？（液化石油气的热值是 8.0×107J/kg）
（3）请你说出太阳能热水器的优点．（至少说出两条）
19.核能具有很大的优越性。它的能量密度非常高，是等量优质煤的 250 万倍。由于核裂变无需空气，核
电站排出的废气也很少，是一种非常清洁的能源。当然，核泄漏事故也是很可怕的。前苏联的切尔诺贝利
核电站由于核泄漏导致 28 人死亡，500 万人受到不同程度的核辐射。八年前，9.0 级的强烈地震引发的日
本福岛第一核电站发生核物质泄漏，引起国际社会对核能利用的担忧。不过，专家指出，只要我们采取行之有效的措施，是可以做到防患于未然，核能有广阔的发展前景的。结合材料，运用矛盾的观点，谈谈对
核能的认识。
四、综合题
20.人类生存最重要的能源﹣﹣太阳能能源是人类生存与发展的基础之一．20 世纪以来，全球的人口增长
和经济发展，大大增加了对能源的需求，在各种能源中，化石燃料中的石油、天然气是当今世界的主要一
次能源．据世界能源委员会统计，已探明的石油、天然气可采按 1992 年各国的产量计算，分別只能开采 44
年和 60 年；虽然可采储量还可能会有新的发现，但社会需求也在增长，特别是考虑到第三世界国家的经
济发展，油气燃枓可供开采的时间不会很长．在化石燃料中，尽管煤的蕴藏量最丰富，但燃煤造成的严重
污染使其不大可能成为世界范围的主要能源．虽然核聚变反应可提供清洁的能源，在海洋中蕴藏着的 42
万亿吨核聚变的主要物质氘，但核聚变堆研究的难度很大，估计要到本世纪后期核聚变电站才有可能实现
商品化．因此，在展望世纪能源问题的前景时，可能不得不面对油气资源面临枯竭，核聚变发电又未能商
品化的一段时间 21 为保证这一时期内人类有充足的清洁能源供应，利用太阳能来发电也是一种必然的选
择．太阳能是最重要的可再生能源．地球上的各种能源无不与之密切相关．事实上，太阳在地球的演化、
生物的繁衍和人类的发展中，起了无比重大的作用，也为人类提供了取之不尽的能源．太阳内部不断进行
的髙温核聚变反应释放着功率为 3.8×1020 兆瓦的巨大辐射能量，其中只有二十亿分之一到达地球大气高
层；经过大气层时，约 30%被反射，23%被吸收，仅有不到一半的能量功率 8×1010 兆瓦到达地球表面．尽
管如此，只要能够利用其万分之几，便可满足今日人类的全部需要．
（1）太阳能是________能源．（选填“可再生”或“不可再生”）
（2）物质氘是发生核________的重要材料．（选填“聚变”或“裂变”）
（3）到达地球到达地球大气层的太阳能，大概有________的能量功率到达地球表面．（填百分比）
（4）今日人类对能量全部需要________能量功率 8×1012 兆瓦（选填“超过“或“不超过”）．
21.天气晴朗时，小明测得太阳能热水器 1h 内使质量为 50kg 的水从 20℃升高到了 30℃，问：
（1）水吸收了多少热量[c 水=4.2×103J/（kg•℃）]？
（2）若用加热的方式时同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少 m3 的液化气？[假设液化气燃烧
放出的热量 35%被水吸收，液化气的热值是 5.0×107J/m3]．答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，
产生的一种可燃气体．故选 C．
【分析】沼气属于绿色能源，它的优点是清洁无污染，节能．
2.【答案】B
【解析】太阳能是直接从自然界得到的，是一次能源；电能是由一次能源转化来的，是二次能源；汽油和
柴油不能从自然界中直接获得，是从石油中提炼出的，属于二次能源．故选 B．
【分析】直接从自然界得到的能源叫一次能源；通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源．
3.【答案】B
【解析】核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机
转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能．故能量转化的顺序正确的是核能→
内能→机械能→电能．
故选 B．
【分析】解决此题的关键是知道核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，用产生的高温、高
压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机发电的．
4.【答案】D
【解析】A、原子弹是利用核裂变原理，氢弹是核聚变，故 A 错误；
B、汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能无法收集起来再作为车行驶的动力，故 B 错误；
C、某一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少；一个物体的总能量减少，根据能量守恒定律
得知，必然有其它物体的能量增加，总的能量不变，故错误；
B、太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁、无污染的能源，故 D 正确．
故选：D．
【分析】原子弹是利用裂变释放出巨大能量的原理制成的；而氢弹则是利用轻核的聚变制成的．能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在
能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；
5.【答案】C
【解析】除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳
能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能“相区别．潮汐能和月亮有关，是由于月球的引力．故 ABD
不符合题意．故选 C
【分析】要解答本题需掌握：地球上很多能源都是间接来自太阳能，以及广义太阳能和狭义太阳能的区
别．
6.【答案】C
【解析】A、太阳能是可再生能源，选项说法错误，不符合题意；
B、太阳能无污染，是一种清洁能源，选项说法错误，不符合题意；
C、太阳能储量非常大，是一种取之不尽用之不竭的永久能源，在现代生产、生活中有着广泛的应用，具
有广泛的前景，选项说法正确，符合题意；
D、可以通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，选项说法错误，不符合题意；
故选 C．
【点评】此题主要考查对太阳能的了解情况，人类对太阳能的利用主要是太阳能转化为内能和电能．
7.【答案】C
【解析】结合选项分析可知，下列四种能源，只有柴薪在使用中容易造成水土流失和沙漠化；故选 C．
【分析】大量砍伐树木会造成水土流失和沙漠化现象，所以要多植树造林，增大绿化面积．
8.【答案】D
【解析】【分析】太阳的能量来自于它内部发生的核聚变．
由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反
应．
故选 D
【点评】本题考查了太阳的能量来自于核聚变的知识．
9.【答案】B 【解析】水能、地热能、核能、潮汐能、太阳能是非常规能源，是正在积极研究、有待推广的能源；而煤
和石油是常规能源，也是中国目前使用的能源中所占比重最大的能源．故选 B．
【分析】常规能源是指已经大规模生产和广泛利用的能源，而新能源是指新能源又称非常规能源．是指传
统能源之外的各种能源形式，刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如：太阳能、地热能、
风能、海洋能、生物质能和核能等．
10.【答案】D
【解析】
A、直升机悬浮在空中，螺旋桨依然在转动，需要发动机提供动力，需要消耗燃料，所以 A 错误；
B、航母利用的核能是可控制的核能，是重核裂变产生的能量，所以 B 错误；
C、航母上在海面上处于漂浮状态，受到的浮力等于航母的自身重力，飞走部分飞机时，航母重力减小，
浮力减小，所以 C 错误；
D、雷达是靠发射和接收电磁波来发现敌方军事目标的，所以 D 正确．
故选 D．
【分析】（1）直升机的螺旋桨只要转动，就要消耗燃料；
（2）目前我们利用的可控制的核能是重核裂变时产生的核能；
（3）航母在大海中始终处于漂浮状态，根据沉浮条件判断出浮力的变化；
（4）雷达是靠发射、接收电磁波来工作的．
11.【答案】C
【解析】
在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机
械能转化为电能，最终输送到电网上，因此，选项 C 的描述符合题意．
故选：C．
【分析】结合流程图，搞清核反应堆、汽轮机、发电机中各自的能量转化情况，便可分析出整体的能量转
化过程．
12.【答案】A
【解析】 A、风能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故 A 符合题意；
B、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故 B 不符合题意；
C、核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故 C 不符合题意；D、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故 D 不符合题意．
故选 A．
【分析】从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源．人类开发利用后，在现阶
段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能
源．
二、填空题
13.【答案】太阳；电
【解析】太阳能电池可以把太阳能转化为电能的装置．故答案为：太阳；电．
【分析】太阳能是新型能源，当今社会使用非常广泛，根据太阳能使用的两种方式解答．
14.【答案】间接；直接
【解析】太阳时刻发生核爆炸，释放出巨大的能量，发出的太阳光向人类辐射能量，间接地向人类提供赖
以生存和发展的能量，人们也可以通过集热器直接利用太阳能来给水等物质加热，为人类长期地直接提供
巨大能量．故答案为：间接；直接．
【分析】随着科学技术的发展，人们发现，太阳不但用间接方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，
而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的又一新能源．
15.【答案】节能减排 ；提高热机效率
【解析】生活中，雾霾形成的主要原因还是各类工业、农业、生活的烟尘等颗粒物的排放造成的．因此可
采取的改善措施有：低碳生活、节能减排、提高热机效率、少开车、减少火力发电、秸秆禁烧、禁止吸烟
等．
故答案为：①节能减排；②提高热机效率（合理即可）．
【分析】根据根据对雾霾天气的形成原因的了解，结合实际可提出改善的措施．
16.【答案】清洁；电
【解析】太阳能可以直接被人类获取，并且人类在使用太阳能时，不会对环节造成污染，太阳能属于可再
生的清洁能源；通过太阳能电池就可以将太阳能转化为电能．故答案为：清洁；电．
【分析】人类在使用太阳能时，不会对环节造成污染，太阳能属于可再生的清洁能源；
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置．
17.【答案】不可再生；热传递；用锅盖盖住锅【解析】天然气不能源源不断地从自然界获得，也不可重复利用，故天然气属于不可再生能源；
点燃天然气，将食用油倒入锅中，通过热传递的方式使油的内能增加，温度升高；
若油锅起火，可采取的措施是用锅盖盖住锅，断绝氧气的供给，同时停止加热，从而灭火．
故答案为：不可再生；热传递；用锅盖盖住锅．
【分析】能够源源不断地从自然界获得或可以重复利用的能源是可再生能源；不能源源不断地从自然界获
得或不可重复利用的能源，叫不可再生能源．
改变物体内能的方式有两种：做功与热传递；隔断氧气可以灭火．
三、解答题
18.【答案】（1）∵C=4.2×103J/（kg•℃），m=100kg，△t=t﹣t0=60℃﹣20℃=40℃，
∴水吸收的热量为：
Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）=1.68×107J．
（2）∵Q 吸=Q 放×70%，
∴液化石油气燃烧放出的热量为：Q 放= = =2.4×107J，
∵Q 放=m 气 q 气，
∴液化石油气的质量为：m 气= = =0.3kg．
（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境清洁无污染、能量
巨大；节约能源（省钱）；取之不尽用之不竭等．
答：（1）这些水吸收的热量是 1.68×107J．
（2）平均每天可节约液化石油气 0.3kg．
（3）清洁无污染、能量巨大．
【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式 Q 吸=cm△t 求水吸
收的热量．
（2）由题知，液化石油气燃烧放出的热量有 70%被水吸收，即 Q 吸=Q 放×70%，从而可以计算出液化石油气
燃烧放出的热量；再利用 Q 放=mq 求需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量．
（3）从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点．19.【答案】①任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚持
全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另一
方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质由
矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面，分清主支流。核能能量密度高，是一种非常清
洁的能源这是矛盾的主要方面，是主流。核泄漏所造成的安全性问题是矛盾的次要方面，是支流。对于矛
盾的次要方面我们也不能掉意轻心，我们要采取行之有效的措施，做到防患于未然。权衡利弊，核能的优
越性是主要的，核能有广阔的发展前景。
【解析】【分析】任何事物都包含着对立统一的两个方面，矛盾的对立统一(或矛盾的普遍性)要求我们坚
持全面的观点看问题，防止片面性。核能具有两重性，一方面它能量密度高，是一种非常清洁的能源;另
一方面核泄漏所造成的安全性问题又令人担忧。②矛盾的主要方面和次要方面辩证关系原理。事物的性质
由矛盾的主要方面所决定，看问题善于把握矛盾的主要方面。
四、综合题
20.【答案】（1）可再生
（2）聚变
（3）47%
（4）不超过
【解析】（1）太阳能是在短期内可以再生的，所以是可再生能源；（2）据课本知识可知，物质氘是发生
核聚变的重要材料；（3）据材料中的“经过大气层时，约 30%被反射，23%被吸收”可知，到达地球到达
地球大气层的太阳能，大概有 1﹣30%﹣23%=47%的能量功率到达地球表面；（4）据“仅有不到一半的能量
功率 8×1016 兆瓦到达地球表面．尽管如此，只要能够利用其万分之几”可知，今日人类对能量全部需要
不超过能量功率 8×1016× =8×1012 兆瓦；故答案为：（1）可再生；（2）聚变；（3）47%；（4）
不超过．
【分析】（1）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．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；而风能、水能、太阳能、生物质能，
可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．（2）物质氘是发生核聚变的重要材料；
（3）据材料中的内容分析即可判断；（4）据材料中的内容分析即可判断．
21.【答案】（1）水吸收的热量：
Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（30℃﹣20℃）
=2.1×106J；
（2）由η= ×100%可得，液化气完全燃烧释放的热量：
Q 放= = =6×106J，
由 Q 放=mq 可得，所需液化气的体积：
V= = =0.12m3．
【解析】【分析】（1）已知水的质量、水的比热容以及水的初温和末温，根据 Q 吸=cm（t﹣t0）求出水吸
收的热量；（2）根据η= ×100%求出液化气完全燃烧释放的热量，根据 Q 放=Vq 求出需要液化气的体
积．
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