第二十章能源与可持续发展1．（2017•怀化）2017年5月10日，我国在南海成功试采“可燃冰”，“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然气水合物，是一种储量丰富、高热值、环保的新能源．它属于（）A．可再生能源B．不可再生能源C．生物质能源D．二次能源2．（2016•枣庄）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）3.（2016•厦门）与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示，以下措施有利于优化我国能源结构的是（）A．继续发挥产煤大国的优势B．减小石油和天然气的比重C．严控核能、水电能的开发D．加大可再生资源的开发利用4．（2017•云南）可以直接从自然界获得的能源叫一次能源，必须通过消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，石油、风能、天然气、煤、电能等能源中，属于可再生能源的是，属于二次能源的是．5．（2017•黑龙江）南海地区蕴藏着大量化石能源，如天然气和可燃冰．据报道：近期我国对可燃冰的试开采已经取得了初步成功，引起世界瞩目．可燃冰属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源．北方山地区域，风力发电机随处可见，则电能属于（选填“一次”或“二次”）能源．6．（2017•菏泽）核电站发电流程如图所示，其能量转化过程为：核能→内能→能→电能．7．（2017•广西）广西金沙核电站建成后，将造福广西民众．核电站最后输出的是能；核能属于（选填“可”或“不可”）再生能源．8．（2017•长沙）2017年5月，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功．我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍，它与天然气、石油一样，都是（选填“可再生”或“不可再生”）能源；可燃冰燃烧时将化学能转化成为能．9．（2016•营口）如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，可以把电能直接转化成能，太阳能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它是太阳内部氢原子核发生（选填“裂变”或“聚变”）时释放出的核能．10．（2016•宜昌）人类目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是把太阳能转化为能，如太阳能热水器；另外一种是把太阳能转化为能，如光伏发电．11．（2017•河池）风力发电机将风能转化为电能，风能属于再生能源．若一台风力发电机一天发电9.2×109J，这些能量相当于完全燃烧kg的汽油放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）．12．（2017•黄石）某品牌太阳能热水器内装有50kg的水，阳光照射一段时间后，热水器中的水从15℃升高到55℃，热水器中的水吸收的太阳能为J；同样的水改用电加热，则消耗的电能为KW•h[已知水的比热容C水=4.2×l03J/（kg•℃），热水器热散失忽略不计]．13．（2017•鄂尔多斯）近几年我市蔬菜价格逐年攀升，但种植蔬菜的大棚逐年减少，小刚想利用所学的知识对大棚进行节能改造，查询资料可知，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上平均每天可接收的太阳能是1.7×107J．用300m2集热管接收的太阳能代替煤，煤的热值是3×107J/kg，平均一个星期可节约煤t（煤完全燃烧）．太阳能为（选填“一次能源”或“二次能源”）14．（2017•宜昌）2017年3月10日，我国在南海海底开采出天然气水合物，俗称“可燃冰”，它是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质，可燃冰能量密度大，1m3的可燃冰释放出约0.8m3的水和164m3的天然气，可燃冰是（选填，可再生、不可再生）能源，它的“能量密度大”是指它的选（填密度、内能、热量、热值）大．15．（2017•营口）太阳能属于（选填“一次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器加热，如某台太阳能集热器在天气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这相当于完全燃烧m3的煤气释放的热量；另一种是用太阳能电池将太阳能转化为．（煤气的热值为4.0×107J/m3）16．（2017•柳州）太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，假如太阳能热水器内盛有200kg、25℃的水，在阳光的照射下水温升高到75℃，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）．（1）太阳能热水器内水的温度变化了多少℃？（2）这些水吸收的热量是多少J？（3）若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？（已知干木柴的热值为q=1.2×107J/kg）17．（2016•广安）当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]（1）太阳能属于能源？（选填“一次”或“二次”）（2）热水器中水的质量是多少？（3）在此过程中，水吸收了多少热量？（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？18．（2017•攀枝花）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于能源、信息，下列说法正确的是（）A．太阳能是不可再生能源B．石油作为当今世界的主要能源，是可再生能源C．手机通信是利用电磁波来传递信息的D．“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的19．（2017•邵阳）关于能源、电磁波与信息技术的说法正确的是（）A．太阳能、风能、天然气是可再生能源B．光纤通信主要利用电信号传递信息C．手机既能发射电磁波也能接收电磁波D．卫星导航系统主要靠超声波来传递信息20．（2016•聊城）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E；（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3）答案与解析1.B．解析：可燃冰在短时期内不能形成，属于非可再生资源，可燃冰属于矿物质能源，属于一次能源，故B正确．A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能2.A．解析：A、绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．3.D．解析：有图可以看出我国能源以煤为主，污染大且煤属于不可再生能源，储量有限所以应减少煤炭的使用，增加石油、天然气、非化石能源的使用，对于核能这样的非可再生能源，应在保证安全的情况下提倡使用，水能有条件的地方应大力提倡．4.风能；电能．解析：风能可以源源不断的得到，是可再生能源；电能是必须通过一次能源的消耗才能获得的，所以称为二次能源．5.不可再生；二次．解析：可燃冰在海底储量虽然丰富，但总量是一定的，所以属于不可再生能源；电能一般都是通过火力发电或水力发电等方式转化过来的，属于二次能源．6.机械．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．7.电；不可．解析：核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，核能是不可再生能源．8.不可再生；内．解析：页岩气、天然气、石油随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源；可燃冰在燃烧时，内部的化学能转化成内能．9.光；可再生；聚变．解析：太阳能电池板是把太阳转化成电能．LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能．太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能．10.内；电．解析：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，其二是把太阳能转化为电能．太阳能热水器是把太阳能转化为内能，太阳能电池是把太阳能转化为电能．11.可；200．解析：（1）风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；（2）由Q=mq得完全燃烧汽油的质量：m===200kg．12.8.4×106；2.33．解析：由题意知，水吸收的热量即为吸收的太阳能：Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（55℃﹣15℃）=8.4×106J；由题意知，W电=Q吸=8.4×106J=8.4×106×kW•h≈2.33kW•h．13.1.19；一次能源．解析：因为太阳能集热管每平方米面积上平均每天可接收的太阳能是1.7×107J，则300m2集热管一个星期接收的太阳能：Q太=1.7×107×300×7J=3.57×1010J，又题意知，煤完全燃烧放出的热量：Q放=Q太=3.57×1010J，由Q=mq得，平均一个星期可节约煤的质量：m===1190kg=1.19t．太阳能可以从自然界直接获取为一次能源．14.不可再生；热值．解析：“可燃冰”是由于海底天燃气被水分子包裹后在低温和压力作用下结晶形成的，形成的条件很严格，故“可燃冰”属于不可再生能源；在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；15.一次；1.3；电能．解析：（1）太阳能是直接吸收阳光来利用的，是一次能源；由题意知，Q放=Q吸=5.2×107J，由Q放=Vq得，需要完全燃烧煤气的体积：V===1.3m3；（3）太阳光通过太阳能电池就可以将太阳能转化为电能．16.解析：（1）太阳能热水器内水的温度变化值：△t=75℃﹣25℃=50℃；（2）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×50℃=4.2×107J．（3）由题知，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则Q放=Q吸=m′q=4.2×107J，需要干木柴的质量：m′===3.5kg．答：（1）太阳能热水器内水的温度变化了50℃；（2）这些水吸收的热量是4.2×107J；（3）若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要3.5kg 干木柴．17.解析：（1）太阳能是能够从自然界直接获得的，属于一次能源；（2）太阳能热水器中水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3，由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg；（3）在此过程中，水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃﹣8℃）=1.26×107J；（4）该热水器的效率：η=×100%=×100%=30%．答：（1）一次；（2）热水器中水的质量是100kg；（3）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；（4）该热水器的效率是30%．18.C．解析：A、对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源，故A错误．B、石油作为当今世界的主要能源，不可能在短时间得到补充，是不可再生能源，故B错误；C、手机是利用电磁波来传递信息的，故C正确；D、超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播．故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故D错误；19.C．解析：A、太阳能、风能是可再生能源，天然气消耗后不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；B、光导纤维是利用激光传递信息的，不是应用电信号，故B错误；C、手机既可以发射电磁波，也可以接收电磁波，故C正确；D、卫星导航系统靠电磁波来传递信息，故D错误．20.解析：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（46℃﹣26℃）=8.4×106J；（2）热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能：E=5×4.2×106J=2.1×107J；（3）根据题意知Q放=E=2.1×107J，则需要完全燃烧的天然气：V===0.3m3．答：（1）热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E是2.1×107J；（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量．。