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(共14张PPT)
第二十二章　能源与可持续发展
第1节　能源利用的现状和面临的挑战
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 我们今天大规模使用的煤、石油和天然气,是千百万年前埋在地下的 　动植物　经过漫长的地质年代形成的,称为 　化石　能源。
2. 化石能源等不能在短期内从自然界得到补充,这类能源叫作 　不可再生　能源;水能和风能等能源可以在短期内从自然界得到补充,叫作 　可再生　能源。
3. 可以直接从自然界获得的能源,我们称这样的能源为 　一次　能源。必须通过消耗一次能源才能得到的能源,叫作 　二次　能源。
动植
物　
化石　
不可再生　
可再生　
一次　
二次　
4. 人们在能量的 　转化　或 　转移　的过程中利用能量,而涉及热现象的能量转化和转移过程是有 　方向　性、不可 　逆　的。
5. 能源的利用是有 　条件　的,人们能利用的能源是 　有限　的。由于世界 　人口　的增加和 　经济　的不断发展,能源消耗量持续 　增长　。 　化石　能源是当今世界的主要能源,如果长期大规模开采, 　化石　能源最终将会消耗殆尽。
6. 在消耗各种能源时,不可避免地会对 　环境　造成影响,甚至对 　人　和 　环境　造成危害。
转化　
转移　
方向　
逆　
条件　
有限　
人口　
经济　
增长　
化
石　
化石　
环境　
人　
环
境　
1. 下列各组中,属于化石能源的是(　D　)
A. 电能、水能、风能
B. 太阳能、潮汐能、地热能
C. 液化气、沼气、酒精
D. 石油、天然气、煤
2. (教材P193练习T2变式)2022年底,攀枝花首批氢能公交车投入运行。下列能源跟氢能一样属于二次能源的是(　B　)
A. 风能 B. 电能
C. 水能 D. 太阳能
D
B
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3. (2024·盐城)“立式大风车”是一种由风力驱动使轮轴旋转的机械。下列与大风车所用能源同属于可再生能源的是(　A　)
A. 太阳能 B. 天然气
C. 石油 D. 煤炭
4. 煤、石油、天然气和铀矿等能源,一旦消耗就很难再生,为了人类的可持续发展,你会优先选择使用的能源是(　B　)
A. 石油 B. 太阳能
C. 煤 D. 天然气
A
B
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5. (教材P193练习T6变式)(2024·苏州)我国大力发展绿色清洁能源,减少碳排放保护环境,以下属于碳排放限制的是(　A　)
A
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6. 汽车刹车时,由于摩擦,汽车的机械能转化为地面、空气和轮胎的 　内　能,这些能量不能自动地用来再次开动汽车,这说明能量的转化、转移具有 　方向性　。
7. “低碳生活”是我们国家一直提倡的绿色发展理念,生活中常用的煤、石油、天然气、太阳能中,符合这一理念的能源是 　太阳能　;请你提出一种节约能源的绿色出行方式: 　使用共享单车(合理即可)　。
内　
方向性　
太阳能　
使用共享单车(合理即可)　
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8. (2024·广州)了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源,又属于可再生能源的一组是(　C　)
A. 煤炭、沼气 B. 石油、潮汐能
C. 风能、水能 D. 柴薪、天然气
9. 人类的发展离不开能源,“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。为了保护地球这个人类共同的家园,下列能源中属于我们更应该去积极开发和利用的是(　D　)
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 太阳能
C
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10. (2024·成都)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是(　B　)
A. 水力发电是将电能转化为机械能
B. 水能是一次能源,电能是二次能源
C. 利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D. 机械能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
B
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11. 人类社会的发展离不开能量。对于能量、能源的认识,以下说法不正确的是(　A　)
A. 太阳能、地热能、石油都是可再生能源
B. 物质世界运动形式的多样性,对应着能量的多样性
C. 由于能量转化具有方向性,所以人类需要节约能源
D. 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
A
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12. 节能减排、保护环境是全人类的共同责任,日常生活中,以下做法合理的是(　C　)
A. 随意把废旧电池丢到垃圾桶中
B. 将家中的电视机长时间处于待机状态
C. 关停高能耗、高污染的工厂
D. 将废水直接排放到江河中
C
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13. (2024·河北)风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北—雄安特高压交流输变电工程投运后,实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看,“张家口的风”属于 　可再生　(填“可再生”或“不可再生”)能源,它实际上来源于 　太阳　能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W,这样一个风电机组在此功率下稳定工作 　10　min产生的电能,相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。(焦炭的热值为3.0×107J/kg)
14. (2024·南充)作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 　不可再生　(填“可再生”或“不可再生”)能源,为了减少燃油汽车对环境的污染,我国大力发展新能源汽车。如今,我国电动汽车的多项技术已领跑世界,某型号的国产电动汽车的电池容量为200A·h,额定电压为400V,充满电后,它储存了 　80　kW·h的能量。
可再生　
太阳　
10　
不可再生　
80　
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15. 一年一度的“地球一小时”活动如期而至,多地地标建筑于同一时间减少不必要的照明,展现对生态保护的关注。此项活动是通过关灯的方式减少通电 　时间　来减少电能消耗的。据统计,每节约1度电,可减少1kg二氧化碳和0.03kg二氧化硫的排放。如果全市1h节约的电能约为2×104kW·h,相当于减少了 　20　t二氧化碳的排放。作为中学生,你应该有节能减排的意识,请你提出一条具体的节能建议: 　随手关灯(合理即可)　。
时间　
20　
随手关灯(合理即可)　
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15(共16张PPT)
第二十二章　能源与可持续发展
第3节　跨学科实践为节约能源设计方案
01
基础过关
02
能力进阶
目
录
1. 下列措施不属于建筑节能设计的是(　D　)
A. 使用双层中空玻璃
B. 安装太阳能热水器
C. 增加屋顶绿化
D. 采用高功率白炽灯
2. 工业余热回收系统的主要目的是(　B　)
A. 降低设备噪声 B. 减少能源浪费
C. 提高生产速度 D. 减少工人劳动强度
D
B
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3. 探究小组打算调研社区能源的利用情况。他们在制订调查计划后,实地考察了100户人家能源使用情况,并对收集到的资料进行整理,数据如下:
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项　目 是 否 节能行为优良率
家里的电器多数处在遥控待机状态 64户 36户 36%
家里使用节能灯具 75户 25户 75%
夏天待在空调房里,喜欢把温度调得很低 50户 50户 50%
能随手关掉不用的灯,不开长明灯 56户 44户 56%
居民节能行为调查统计表
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(1) 从表中可以知道,这个社区的居民在四项节能行为中,做得最差的一项的节能行为是 　家里的电器多数处在遥控待机状态　。
(2) 从表中可以知道,节能行为做得最好的一项是 　B　。
A. 家用电器处在遥控待机状态
B. 使用节能灯具
C. 随手关掉不用的电灯
(3) 为了培养居民的节能意识,下列做法不合理的是 　C　。
A. 在社区宣传栏张贴节能宣传页
B. 定期开展节能知识讲座
C. 社区部分居民已有节能意识,不用再进行节能宣传
家里的电器多数处在遥控待机状态　
B　
C　
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4. 小明家原先每月用电量为300kW·h,后来通过安装太阳能光伏系统后,自给率达到60%,计算小明家每月节约的电量和费用。[假设电价为0.6元/(kW·h)]
解:180kW·h　108元
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5. 结合深圳气候特点,某学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。
【活动目的】
从能量转化的角度出发,探讨利用可再生能源的途径和方法,完成隔热节能房屋的设计。
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【活动方案】
(一) 结合材料学等学科知识,为房屋选择合适的隔热材料。
(二) 结合地理学等学科知识,测算太阳能电池板的面积。
(三) 结合工程和技术操作,研究节能热水器。
【实施过程】
(一) 选取房屋的“隔热材料”。
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(1) 学习小组为了比较材料的隔热性能,找到厚度相等的三种材料,制成大小、形状和结构均相同的房屋模型。用白炽灯光模拟太阳光,房屋位置如图甲所示,将温度传感器分别放在房屋模型 　内　(填“内”或“外”)部的相同位置。闭合白炽灯开关,每隔1min,同时测量三个房屋模型的温度。
内　
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(2) 图甲中三个小屋的摆放位置不合理,原因是 　三个房屋与白炽灯的距离不同,光照强度不同　。
(3) 优化实验方案后进行实验,温度传感器的示数变化情况如图乙。根据图像分析,学习小组应选择 　泡沫板　做房屋的隔热材料。
三个房屋与白炽灯的距离不同,
光照强度不同　
泡沫板　
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(二) 测算太阳能电池板的面积。
(4) 学习小组计划在房屋屋顶安装太阳能电池板给房屋供电。安装在屋顶的太阳能电池板朝南放置,这样有利于获取 　太阳能　。
(5) 深圳某天1m2的太阳能电池板发电量为0.8kW·h,若当天家庭用电量为16kW·h,为了满足用电需求,太阳能电池板的面积至少为 　20　m2。
太阳能　
20　
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(三) 研究节能热水器。
学习小组了解到有一款空气能热水器,其工作原理如图丙所示。液态工作介质经过蒸发器,吸收室外热空气中的热量后,蒸发成气态,进入压缩机,经压缩机压缩后,形成高温高压的气体,进入水箱中的冷凝管,释放热量后,变成液态,经过储液罐、过滤器、膨胀阀,再次回到蒸发器,开始下一个循环。当室外温度低或需要快速制热时,热水器还需要用水箱中辅热器的电阻丝加热,从而缩短加热时间。学习小组把水从冷凝管吸收的热量与工作介质循环所消耗电能(不含辅热器消耗电能)的比值记为D。
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(6) 压缩机通过 　做功　(填“做功”或“热传递”)方式改变工作介质的内能;高温高压的气体通过冷凝管后内能变 　小　。
(7) 在某一环境温度下,在空气能热水器水箱中装入200kg、初温为20℃的水,关闭其他用电器,记录电能表的示数为932.2kW·h,启动空气能热水器(辅热器不工作),2h后,水温达到50℃,电能表的示数如图丁所示。此过程中,水吸收的热量为 　2.52×107　J,空气能热水器的电功率P为 　700　W,则该空气能热水器的D值为 　5　。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
做功　
小　
2.52×107　
700　
5　
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【交流与评价】
(8) 学习小组根据上述活动方案完成了“隔热节能房屋”的设计,请根据以下评价表选择一个维度对该设计进行评价: 　节能情况:能省电;在屋顶安装太阳能电池板,电池板的面积设计合理,可以满足家庭用电的需要,安装空气能热水器,也能大大降低电能的消耗(合理即可)　(需说明理由)。
评价维度 合格 不合格
节能情况 能省电 不能省电
稳定性 供能稳定 供能不稳定
节能情况:能省电;在屋顶安装太阳能电池板,
电池板的面积设计合理,可以满足家庭用电的需要,安装空气能热水器,也能大大
降低电能的消耗(合理即可)　
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5(共16张PPT)
第二十二章　能源与可持续发展
第2节　新能源的发展
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 原子是由位于中心的 　原子核　和绕核运动的 　电子　组成的。原子核通常由 　质子　和 　中子　组成, 　质子　带正电荷,其电荷量跟 　电子　的电荷量相等, 　中子　不带电;质子的质量大约是 　电子　的1836倍, 　中子　和 　质子　的质量几乎相同。
2. 质量较大的原子核发生 　分裂　或者质量较小的原子核发生 　相互结合　,就可能释放出惊人的能量,这种能量就是 　核　能。
原子核　
电子　
质子　
中子　
质子　
电子　
中子　
电子　
中子　
质
子　
分裂　
相互结合　
核　
3. 如果对裂变中的链式反应不加控制,那么大量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放出极大的 　能量　,如 　原子弹　的爆炸。
4. 如果链式反应可控,那么就可以控制 　核　能的释放, 　核反应堆　中发生的就是可控链式反应。 核电站利用核反应堆将 　核　能转化为 　内　能,再通过汽轮机将 　内　能转化为 　机械　能,最后通过发电机将 　机械　能转化为 　电　能。
5. 核聚变是多个质量 　很小　的原子核,在超高温和高压下结合成新的原子核,并释放出巨大的 　核能　。有时把聚变也称为 　热核　反应。
能量　
原子弹　
核　
核反应堆　
核　
内　
内　
机械　
机械　
电　
很小　
核能　
热核　
6. 太阳能来源于内部的核 　聚变　。大部分太阳能以 　光　和 　热　的形式向四周辐射出去。
7. 人类除了间接利用存储在化石燃料中的太阳能外,还设法直接利用太阳能。目前直接利用太阳能的方式有两种,一种是用 　集热器　把水等物质加热,另一种是用 　太阳能电池　把太阳能转化成电能。
聚变　
光　
热　
集热器　
太阳能电池　
1. 1911年卢瑟福在实验的基础上提出了原子的核式结构模型,下列说法符合该结构模型的是(　A　)
A. 电子绕原子核高速旋转
B. 原子核内的质子带负电
C. 原子核几乎占据了整个原子的体积
D. 核外电子几乎集中了原子的全部质量
2. 我们用粒子轰击铀235的方法可以使它发生裂变,所用的粒子是(　C　)
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
A
C
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3. (2024·贵州)“华龙一号”核电机组是中国核电技术走向世界的“国家名片”。它发电时利用了核裂变释放的(　A　)
A. 核能 B. 动能 C. 光能 D. 势能
4. (2024·新疆)目前人类大规模利用核能发电的方式属于(　A　)
A. 可控核裂变 B. 可控核聚变
C. 不可控核裂变 D. 不可控核聚变
A
A
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5. 如图是核电站发电的原理图。核电站发电时的能量转化情况是(　A　)
A. 核能→内能→机械能→电能
B. 核能→化学能→机械能→电能
C. 核能→内能→化学能→电能
D. 核能→机械能→化学能→电能
A
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6. 太阳能是人类能源的宝库,下列有关太阳能的说法错误的是(　A　)
A. 太阳能是核裂变释放的核能
B. 太阳能属于可再生能源
C. 我们今天开采的化石能源来自上亿年前地球接收的太阳能
D. 太阳能电池是将太阳能转化为电能
A
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7. 如图为释放核能的两种方式,请回答下列问题。
(1) 图甲是 　链式　反应,这是 　裂　变的原理,不加以控制,是制造 　原子　弹的原理。
链式　
裂　
原子　
(2) 图乙是 　聚　变的示意图,不能人为控制,是制造 　氢　弹的原理。
聚　
氢　
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8. (教材P199练习T5变式)人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能,如图所示画出了太阳能转化的框图,其中矩形表示太阳能的转化方式,椭圆表示转化的装置或物体,菱形表示由太阳能所转化的另一种形式的能。请填写正确的术语:① 　光热转换　;② 　太阳能电池　;③ 　化学能　。
光热转换　
太阳能电池　
化学能　
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9. 关于核反应,下列说法正确的是(　D　)
A. 只有裂变才能释放出核能
B. 氢弹爆炸是利用裂变释放出的核能
C. 核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的
D. 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
D
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10. 某路灯,白天光伏电池对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,如图是这一过程中的能量转化图(图中a、b、c分别表示某种形式的能量)。下列判断正确的是(　A　)
A. a是电能,b是电能,c是光能
B. a是电能,b是机械能,c是光能
C. a是机械能,b是内能,c是光能
D. a是内能,b是光能,c是电能
A
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11. (2024·广东)在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 　聚变　(填“聚变”或“裂变”),释放出巨大的核能。太阳能属于 　可再生　(填“可再生”或“不可再生”)能源。请写出太阳能的一个优点: 　清洁、无污染(合理即可)　。
12. 为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活,某太阳能热水器容量为100L,太阳能转换为水的内能的效率为50%,在10h的太阳照射下水温升高60℃(水未沸腾)。[q天然气取4.2×107J/kg]
聚变　
可再生　
清洁、无污染(合理即可)　
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(1) 求热水器中水需要吸收的热量。
解:(1) 由ρ=得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg,水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×60℃=2.52×107J
(2) 求辐射至热水器上的太阳能功率。
解:(2) 由η=×100%得,热水器平均10h所接收的太阳能Q太===5.04×107J;辐射至热水器上的太阳能功率P====1400W
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(3) 若通过燃烧天然气将水升高相同温度,则至少需要完全燃烧多少千克的天然气
解:(3) 由题意可知,天然气放出的热量Q放=Q吸=2.52×107J,由Q放=mq得,天然气的质量m天然气===0.6kg
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12(共20张PPT)
第二十二章　能源与可持续发展
第二十一、二十二章复习
01
知识网络
02
考点突破
03
素养提升
目
录
考点一　电磁波的海洋
1. 将一根导线的一端与电池的负极相连,另一端与电池的正极时断时续地接触,旁边的收音机就会发出“喀啦喀啦”的声音,这是因为收音机收到了电池与导线产生的(　C　)
A. 超声波
B. 次声波
C. 电磁波
D. 光波
C
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2. 如图是电磁波家族,真空中各种电磁波的传播速度相同。某种通信使用的甲频率是4×109Hz,消毒柜工作时使用的乙频率是1.4×1015Hz,根据所给信息可推测下列判断正确的是(　B　)
A. 甲的波长比乙的波长短
B. 甲、乙均属于电磁波
C. 甲、乙频率均属于无线电波
D. 甲频率属于红外线
B
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3. 电磁波在人们生产、生活中扮演着非常重要的角色。下列关于电磁波的说法中错误的是(　B　)
A. 微波炉是用电磁波来加热食品的
B. 倒车雷达利用电磁波获取信息
C. 收音机利用电磁波接收信息
D. 卫星导航主要依靠电磁波传递信息
B
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考点二　广播、电视和移动通信
4. 在无线电通信接收设备中,有一个接收装置叫调谐器,其作用是(　C　)
A. 产生高频电流
B. 使高频电流随声音信号变化
C. 得到所需要的带有声音信号的高频电流
D. 把信号还原成声音
5. 2024年2月22日,某折叠手机横空出世,它的卫星通信、5G、芯片、传感器、操作系统等高科技都与物理有关,则该手机与卫星之间传输的信号是(　B　)
A. 机械波 B. 电磁波
C. 超声波 D. 次声波
C
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考点三　卫星通信和光纤通信
6. 关于地球同步通信卫星,下列判断中正确的是(　A　)
A. 同步卫星的转动周期和地球自转周期相同,相对于地面是静止的
B. 同步卫星在空中静止不动
C. 同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周
D. 同步卫星作为传播微波的中继站,地球上空至少要4颗才能将信号覆盖全球
A
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7. 关于光纤通信,下列说法正确的是(　C　)
A. 光纤适用于短距离、小容量传输信息
B. 光信号在光纤中以声音的速度传播
C. 光在光纤中多次反射后,从一端传到另一端
D. 光纤抗干扰能力弱、传播距离短
C
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考点四　能源利用的现状和面临的挑战
8. 下列能源中,不属于一次能源的是(　A　)
A. 电能 B. 风能
C. 太阳能 D. 水能
9. (2024·西藏)西藏蕴藏丰富的清洁能源可用于发电,下列发电站利用不可再生能源的是(　B　)
A. 那曲风电场
B. 拉萨火电厂
C. 纳金太阳能电站
D. 羊八井地热电站
A
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10. 近几年我国新能源汽车的普及率越来越高。关于能源与能量,下列说法正确的是(　B　)
A. 新能源汽车的能量转换效率可达到100%
B. 面对能源危机,我们应合理开发新能源
C. 能量的转化和转移是没有方向性的
D. 新能源汽车对环境不会造成破坏
B
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考点五　新能源的发展
11. (2024·内江)以下能源形式中,不属于新能源的是(　C　)
A. 核能 B. 风能
C. 焦炭 D. 太阳能
12. “华龙一号”是由中国两大核电企业研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术,使核能的利用更安全、更经济。下列关于核能的认识,正确的是(　B　)
A. 核能是可再生能源
B. 核电站的能量转化:核能→内能→机械能→电能
C. 核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D. 核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程完全相同
C
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13. 如图的装置被称为“人造太阳”,有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是(　C　)
A. “人造太阳”核变时的污染较小
B. “人造太阳”将是一种新型能源
C. “人造太阳”通过裂变获得核能
D. “人造太阳”通过聚变获得核能
第13题
C
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14. Wi-Fi是一种短距离无线网络通信技术,为无线上网提供了极大的方便。Wi-Fi传递信息是利用(　A　)
A. 电磁波 B. 超声波
C. 次声波 D. 红外线
15. 关于现代通信,下列叙述错误的是(　B　)
A. 通信公司研究的5G技术是利用电磁波通信的
B. 电磁波的频率越低,在空气中传播的速度越小
C. 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站,进行通信
D. 光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
A
B
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16. 全球碳排放引起的气候异常对我们的生活已经产生了影响。我国已郑重宣布:中国将采取有力政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取于2060年前实现“碳中和”。以下能源的大力开发和利用,不利于尽早实现“碳中和”的是(　A　)
A. 天然气 B. 太阳能
C. 风能 D. 核能
A
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17. 下列关于核能及其利用,说法正确的是(　C　)
A. 任何两个原子核都可以发生聚变
B. 目前人类已建立核电站,利用核聚变发电
C. 在核电站中,发生的是可以控制的链式反应
D. 在核电站中,厚重的保护层,是为了避免核燃料从内部逸出
C
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18. (2024·泸州)根据国家能源局发布数据,2024年1~3月,我国风电、太阳能发电装机容量突破11亿千瓦。电能属于 　二　次能源;风力发电是将空气的 　动　能转化为电能;太阳能是来自太阳内部发生的核 　聚变　(填“裂变”或“聚变”)释放的能量。
二　
动　
聚变　
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(1) 　电　。(2) 　内　。(3) 　裂　。
电　
内　
裂　
19. 小阳学习太阳能和核能后,建立了如图所示的利用核能的知识结构图,请你帮他补全空格处的内容。
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20. 如图所示为一款内置微型“GPS”(全球定位系统)的专用鞋。当穿着它离开指定的区域时,鞋中的“GPS”便会自动发送使用者所在的位置信息,该信息被卫星接收后再发送到手机。小梦认为即使穿上鞋子到太空,手机也可以接收到使用者的位置信息。你认为她的说法是 　正确　(填“正确”或“错误”)的,你的判断依据是 　电磁波可以在真空中传播　。
正确　
电磁波可以在真空中传播　
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