課時22能源與可持續(xù)發(fā)展（原卷版）

課時21信息的傳遞考點1能源1．如圖所示是小亮家廚房安裝的天然氣報警裝置，一旦廚房天然氣發(fā)生泄露，該裝置就會發(fā)出“嘟嘟”的報警聲提醒用戶注意安全。該裝置在一定范圍內能發(fā)現(xiàn)泄露的天然氣，是因為天然氣在空氣中發(fā)生______現(xiàn)象；天然氣屬于______（填“可再生”或“不可再生”）能源。2．內燃機在壓縮沖程中主要將______能轉化為內能。天然氣是一種清潔燃料，它是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。某公交車在一段時間內消耗了420g天然氣，若這些天然氣完全燃燒，可放出熱量______J，這些熱量可使質量為______kg的水由20oC升高到100oC。有一種“渦輪增壓”（T型）轎車，通過給發(fā)動機更足量的空氣使汽油更充分地燃燒，比普通轎車（L型）更節(jié)能，排氣更清潔。同樣的汽油加在T型轎車內比加在L型轎車內熱值______（填“更大”或“一樣大”或“更小”）[天然氣的熱值為4.4×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?oC）]。3．（1）隨著我國北斗三號系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星，即第55顆組網(wǎng)衛(wèi)星，順利發(fā)射升空，標志著我國的北斗全球系統(tǒng)已經全部組網(wǎng)成功。我們利用北斗導航系統(tǒng)接收到的導航信息是通過________波傳播的，這種波________（選填“能”或“不能”）在真空中傳播；（2）太陽是人類能源的寶庫，太陽能是________（選填“可再生”或“不可再生”）能源?？键c2核能4．2021年12月15日，秦山核電站迎來安全發(fā)電30年。核電站利用核反應堆內發(fā)生核反應產生大量的熱將水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅動汽輪機運轉，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。下列說法正確的是（）A．核能是可再生能源 B．核反應堆內發(fā)生核聚變C．汽輪機將機械能轉化為內能 D．發(fā)電機的工作原理是電磁感應5．核電站核反應堆靠可控制的核______（填“裂變”或“聚變”）最終產生電能，核能屬于______（填“可再生”或“不可再生”）能源。核電站建在海邊，其原因之一是需要大量的水作為汽輪機的冷卻劑，這利用了水的______較大。500kg水吸收1.26×108J的熱量溫度會升高______℃。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]6．如圖所示，中國“人造太陽”——大型核實驗裝置“東方超環(huán)”（EAST）實現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運行，創(chuàng)造了世界新紀錄．“東方超環(huán)”的反應原理與太陽類似，即通過______（選填“裂變”或“聚變”）釋放巨大的核能，原子核能又轉化為______能，從而獲得上億度的高溫．考點3太陽能7．能源、信息和材料是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱，關于它們的下列說法中正確的是（）A．地球上的風能、水能、生物質能實際上都來自太陽能，但核能不是來自太陽能B．光纖通信是激光借助光的折射原理來傳遞信息的C．中央電視臺與武漢電視臺發(fā)射的電磁波在同一區(qū)域內傳播速度不相同D．衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站進行通信的8．閱讀短文，回答問題神舟號神舟系列為載人航天飛船，如圖是長征火箭將神舟十三號載人飛船發(fā)射升空的場景，中國載人航天技術的自主發(fā)展，向世界展示了民族創(chuàng)新能力的提高和國家綜合實力的提升。從“神十三”發(fā)回的圖片中，我們看到太空是那樣清澈美妙。不過，如將太空作為人的生存環(huán)境則是十分惡劣的。由于失去大氣層的防護，進入太空的宇航員易遭受宇宙射線等高能粒子的輻射，宇航員所面臨的主要問題還有低氣壓、大溫差等等。因此，宇航員進行太空行走時，一定要穿具有多種防護功能的艙外航天服。載人飛船在太空中飛行時，由于處在真空環(huán)境，它的艙門必須具有良好的密封性，為了檢驗飛船艙門的密封性能，科研人員采用了如下的方法：將待檢驗的飛船艙體M置于一個集氣空腔N中。先對艙體M充入壓強為1.0×105Pa的空氣，再把集氣空腔N抽成真空，若艙門漏氣，一段時間后便會有氣體從艙體M進入集氣空腔N中?？蒲袉T設計了如圖甲所示電路，利用RM、RN兩個完全相同的壓敏電阻來測量艙體M和集氣空腔N中的壓強。已知艙體M的容積為V，集氣空腔N真空部分的容積為4V，不計艙體M器壁的體積，整個過程溫度不變。電路中R0的阻值為10Ω，電源電壓為9V。壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣體壓強變化的關系如下表：壓敏電阻受到的氣壓（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0壓敏電阻對應的電阻值（Ω）504030221512108654（1）神舟飛船的兩側各設置了一個黑色、寬大的太陽能電池板，它可以將________能轉化為________能；（2）太空中的溫差很大，最高可達250℃以上，而最低能低至100℃以下，由此我們可以猜想，宇航員太空行走所穿的太空服___________；A．具有調節(jié)宇航服內內能的性質B．具有增加內能，隔熱能力好的性質C．具有降低內能，隔熱能力好的性質D．具有增加內能，熱傳遞能力好的性質（3）當開關S與b相連，若艙體M漏氣，則電壓表的示數(shù)將___________（選填“變大”或“變小”）；（4）當開關S與a相連，若電壓表示數(shù)為4.5V，則該時刻艙體M的氣壓為___________Pa；（5）實驗表明，一定質量的氣體在溫度不變時，壓強隨體積的變化如圖乙所示。若空氣從艙體M中逸出，經過一段時間后，M、N中的壓強相等，開關S接在b處，則此時通過R0的電流是___________A。9．“月下棹神舟，星夜赴天河”，2021年10月16日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場，翟志剛、王亞平、葉光富三位中國航天員乘神舟十三號再征太空，開啟了中國空間站有人長期駐留的時代。（1）如圖所示，長征二號F運載火箭正在發(fā)射的情景，它使用液態(tài)氫做燃料，主要是因為液態(tài)氫具有較大的___________；火箭也是一種熱機，在火箭點火發(fā)射時將內能轉化為___________能。（2）火箭發(fā)射塔修建在水池上，利用了水的___________較大，可以吸收更多的熱，從而保護了發(fā)射塔不被高溫燒毀；火箭發(fā)射時，會看到大量的“白氣”，這是由于水蒸氣遇冷___________形成的小小的水滴。（3）12月9日宇航員王亞平在空間站進行了太空直播授課，實現(xiàn)了天地互動，所需的電能主要來源于太陽能帆板。如圖所示，太陽能帆板是一種把太陽能能轉化為___________能的裝置，它相當于電路中的___________。10．太陽能熱水器是把太陽能轉化為內能的設備之一。某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×106J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，使熱水器中質量為100kg、初溫為25℃的水溫度升高到45℃。求：（1）熱水器中的水吸收的熱量Q；[已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]（2）熱水器的效率η；（3）若改用煤氣來加熱這些水，則需要完全燃燒多少千克的煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×107J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量有50%被水吸收）考點4能源與可持續(xù)發(fā)展11．下列關于能量的轉化，說法正確的是（）A．太陽能電池板工作時，光能轉化為內能B．電暖器工作時，電能轉化為化學能C．電池在對外供電時，電能轉化為化學能D．無軌電車在運行時，電能轉化為機械能12．城市環(huán)保建設——控制噪聲是主要項目之一，下列哪種措施不能減弱噪聲（）A．城區(qū)內禁止機動車鳴笛B．減少二氧化碳氣體的排放C．在城市街道兩旁多種植樹木花草D．在汽車的排氣管上裝消聲器13．2021年3月4日，新華社消息，我國自行研制的北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通以來，運行穩(wěn)定、持續(xù)為全球用戶提供優(yōu)質服務，系統(tǒng)服務能力步入世界一流行列。北斗導航系統(tǒng)是利用________實現(xiàn)定位導航；北斗衛(wèi)星所需要的電能是通過太陽能電池板由________能轉化而來，電能屬于________（選填“一次能源”或“二次能源”）。太陽能既是清潔能源又是________（選填“可再生”或“不可再生”）能源。14．閱讀《碳中和與能源結構》并回答題。碳中和與能源結構碳中和是指企業(yè)、團體或個人在一定時間內通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身直接或間接產生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳"零排放"。我國政府將采取有力的政策和措施，使二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。目前大多數(shù)的電能來源于燃燒化石能源而獲得，煤炭是火力發(fā)電的主要燃料，在燃燒化石能源的過程中必定會有碳排放，因此不能簡單地認為使用電力汽車就可以減少碳排放。在我國碳排放總量中，煤炭排放的占比超過了60%，而煤電的碳排放約占煤炭總排放的一半，因此在電力工業(yè)中實現(xiàn)能源轉型，是電力脫碳，實現(xiàn)碳中和的重要途徑。優(yōu)化和升級能源結構，要減少以煤炭為主的化石能源，提高新能源、可再生能源和其他能源的合理利用。目前比較成熟的是風力發(fā)電和光伏發(fā)電，據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年我國風電、光伏發(fā)電量占全國發(fā)電總量的9.67%，火力發(fā)電量占全國總發(fā)電量的70%。風力發(fā)電和光伏發(fā)電無需化石能源又環(huán)保，為何不能像火力發(fā)電一樣被廣泛應用呢？第一個原因是風力發(fā)電和光伏發(fā)電有非連續(xù)的特點，具有不穩(wěn)定性，比如太陽能受光照時間制約，風能受風力和風向制約。第二個原因是儲電困難。電網(wǎng)只能容納約15%的非穩(wěn)定型發(fā)電的電能，風能和太陽能發(fā)出來的電，電網(wǎng)是無法全部容納的。電能的存儲有物理和化學兩種方式。物理的方式主要是通過勢能等與電之間的相互轉化，比如抽水蓄能，利用電力系統(tǒng)負荷低谷時的剩余電量用水泵把水抽到高處，把電能轉化為水的勢能，當系統(tǒng)發(fā)電量不足時，再讓水流下來推動發(fā)電機發(fā)電?；瘜W儲能主要是依靠電池，把電力系統(tǒng)剩余電量存儲到電池中。但以上儲能方式還無法解決大規(guī)模儲能問題。今后我們的風力發(fā)電和光伏發(fā)電會越來越多，發(fā)電量的波動性也會更強，對電網(wǎng)的時時調度要求會更高，風力發(fā)電和光伏發(fā)電的存儲和運輸是目前急需解決的技術問題。（1）風力發(fā)電和光伏發(fā)電目前還不能廣泛應用的原因是①___________②___________。（2）請你列舉兩條在日常生活中有利于實現(xiàn)碳中和的具體做法或建議。①___________。②___________。15．請閱讀《“冰絲帶”——國家速滑館》回答問題。“冰絲帶”——國家速滑館國家速滑館（如圖1所示），它有一個晶瑩美麗的呢稱——“冰絲帶”。場館的曲面幕墻系統(tǒng)，由3360塊曲面玻璃單元拼裝而成，打造出象征速滑運動員高速滑動的“絲帶”造型。國家速滑館是2022年北京冬奧會北京主賽區(qū)標志性場館，也是唯一新建的冰上競賽場館。館內擁有亞洲最大的冰面，面積達1.2萬平方米。其中包括3條400米速滑比賽道、1條速滑比賽練習道、2塊多功能冰場及1塊活動冰場（如圖2所示）。國家速滑館力求打造出世界上平原地區(qū)“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度，冰面要平整，冰溫要均勻，是必不可少的條件。工人師傅們制出的混凝土冰板層水平高差在4毫米左右，非常平整。制冰時，混凝土冰板層下方總長約為130km的管道內輸入的是低溫的液態(tài)二氧化碳。液態(tài)二氧化碳在管道中直接蒸發(fā)，使混凝土冰板層的溫度降低到零下十幾攝氏度，通過灑水作業(yè)，凍成厚度為幾毫米的冰面，經過很多次這樣的工序，厚度幾十毫米的冰面才能凍結成功。冰面溫差被控制在0.5℃以內，有利于運動員創(chuàng)造好成績。不同冰面可進行分區(qū)制冷，對每塊冰面單獨控溫，實現(xiàn)場館“同時運行、不同使用”。場館制冰系統(tǒng)集成設計和冰板結構設計兩個關鍵設計方案已取得專利。二氧化碳制冷劑是環(huán)保性最好的冷媒之一，碳排放值趨近于零。同時，二氧化碳跨臨界直接蒸發(fā)制冷過程中排出的余熱還可以回收再利用，滿足觀眾席供暖、運動員生活熱水、融冰池融冰、冰面維護澆冰等能源需