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20.2　开发新能源
一、选择题
1．下面所说的哪个不是太阳能的优点 (　　)
A．清洁
B．对环境不造成污染
C．分布广阔，获取方便
D．受天气影响大
2．太阳能是优先开发的新能源之一，关于如图20－2－3所示太阳能的利用，下列说法中不正确的是(　　)
图20－2－3
3．下列关于太阳能的说法，错误的是(　　)
A．太阳能是一次能源
B．太阳能是由核聚变产生的
C．当前我国能源消费以直接利用太阳能为主
D．太阳能是可再生能源
4．下列关于核能的说法中正确的是(　　)
A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
C．核反应堆可将核能直接转化成电能
D．我国已建成可控核聚变反应堆
5．如图20－2－4所示为核电站发电流程图，在核电站发电过程中，能量转化的先后顺序是 (　　)
图20－2－4
A．核能→化学能→机械能→电能
B．核能→机械能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→内能→化学能→电能
6．关于核能和太阳能，下列说法中错误的是(　　)
A．裂变也称为热核反应，裂变时会释放出巨大的核能
B．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆
C．太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源
D．太阳能和核能均属于一次能源
7．对比图20－2－5中我国2017年发电量和2030年预测发电量，预测 (　　)
图20－2－5
A．火电发电量将减少
B．水电发电量将增加
C．我国将以核能发电为主
D．风电发电量占总发电量的比例将减小
二、填空题
8．大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站。它获取核能利用的是图20－2－6中________(选填“甲”或“乙”)所示途径，太阳核心每时每刻都在发生图________(选填“甲”或“乙”)所示的爆炸。核能属于____________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
图20－2－6
9． 目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，核电站利用原子核________(选填“聚变”或“裂变”)释放的能量发电，电能属于____________(选填“一次能源”或“二次能源”)。
10．近几年某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1.7×107 J。用300 m2集热管接收的太阳能代替煤，煤的热值是3×107 J/kg，平均一个星期可节约煤________t(假设煤完全燃烧)。太阳能为__________(选填“一次能源”或“二次能源”)。
三、计算题
11．由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热。小荣家新安装了一台这种热水器(如图20－2－7所示)，铭牌如下表。
图20－2－7
额定电压220 V
容积100 L
额定功率2000 W
频率50 Hz
请解答下列问题：
(1)太阳能热水器贮满水，水温从20 ℃升高到50 ℃时，需要吸收多少热量？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)用电加热时，热水器正常工作的电流为多少？(结果保留一位小数)
(3)贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20 ℃升高到50 ℃，其中50%的热量由电辅助加热提供。若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？
详解详析
1．D
2．C　[解析] 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B正确；太阳能信号灯先将太阳能转化为电能，再将电能转化为光能，故C错误；太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再将电能转化为飞机的机械能，故D正确。
3．C　
4．B　[解析] 核电站的核反应堆发生的链式反应是可以控制的，故A错误；核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性，因此一般深埋在人烟稀少的地方，故B正确；核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故C错误；我国已建成可控核裂变反应堆，故D错误。
5．C　6.A　
7．B　[解析] 由图可知我国2017年火电发电量为46627亿千瓦时，2030年火电发电量为47570亿千瓦时，火电发电量将增加，故A错误；由图可知我国2017年水电发电量为11898亿千瓦时，2030年水电发电量为15900亿千瓦时，水电发电量将增加，故B正确；由图可知到2030年我国核能发电量占总发电量的4%，火力发电量占总发电量的55%，以火力发电为主，故C错误；由图可知我国2017年风电发电量占总发电量的5%，2030年风力发电量占总发电量的12%，风电发电量占总发电量的比例将增加，故D错误。
8．乙　甲　不可再生　[解析] 获得核能的途径一是重核裂变，二是轻核聚变；图乙中进行的是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，是核裂变，核电站利用可控的核裂变发电，图甲中是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，是核聚变；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。因而太阳具有巨大的能量。核能不能从自然界源源不断地获得，一旦消耗便不可再生。
9．不可再生　裂变　二次能源　[解析] 核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。电能是由一次性能源转化而来的，故属于二次能源。
10．1.19　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1.7×107 J，则300 m2集热管一个星期接收的太阳能：Q太＝1.7×107 J×300×7 ＝3.57×1010 J，又由题意知，煤完全燃烧放出的热量：Q放＝Q太＝3.57×1010 J，由Q＝mq得，平均一个星期可节约煤的质量：m＝＝＝1190 kg＝1.19 t。太阳能可以从自然界直接获取，为一次能源。
11．(1)水的体积：V＝100 L＝100 dm3＝0.1 m3，由ρ＝的变形式m＝ρV得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg，水吸收的热量：Q吸＝ cm△t温＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J。
(2)由P＝UI的变形式I＝得，热水器正常工作的电流：I＝＝＝9.1 A。
(3)由题意知，提供热量需消耗的电能：W＝Q吸×50%＝1.26×107 J×50%＝6.3×106 J，由P＝的变形式t＝得，热水器正常工作需要的加热时间：t时＝＝＝3150 s。

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