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第二十一章 能源與可持續(xù)發(fā)展 知識網(wǎng)絡構(gòu)建 高頻考點透析 序號 考點 考頻 1 能源的分類 ★★★ 2 核能的來源與利用 ★★ 3 太陽能的開發(fā)與利用 ★★ 4 新能源的開發(fā)與利用 ★★ 知識能力解讀 （一）能源的分類 分類方法 分類 定義 常見種類 按是否從自然界中直接獲取 一次能源 從自然界直接獲取的能源 風能、太陽能、地熱能、核能、化石能源等 二次能源 通過一次能源轉(zhuǎn)化而來的能源 電能、汽油、酒精等 按能否再生 不可再生能源 消耗后不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充的能源 化石能源、核能等 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到的能源 水能、風能、太陽能、生物質(zhì)能等 從開發(fā)的年代上分 常規(guī)能源 指當前已被人們廣泛利用的能源 煤、石油、天然氣、水能等 新能源 指目前尚未被人們廣泛利用而正在研究推廣應用的能源 太陽能、風能、地熱能、核能、潮汐能、海水溫差能等 從能源的來源上分 化石能源 是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的 煤、石油、天然氣等 生物質(zhì)能 由生命物質(zhì)提供的能量 木材、草類、肉類等 （二）核能 1． 2．核能：質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能，目前獲得核能有兩條途徑：核裂變和核聚變。 3．核裂變 （1）核裂變：把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應稱為核裂變。 （2）核裂變的原理——鏈式反應：原子核持續(xù)裂變，并釋放出大量的核能，如圖所示。 `` 提示：核電站的核心設備是核反應堆，是可控制的鏈式反應，原子彈爆炸是不加控制的鏈式反應。 （3）核電站中的能量轉(zhuǎn)化過程：核電站的發(fā)電過程如圖所示。其中，核反應堆是核電站的核心部分，它以鈾為核燃料，反應堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，通過蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。其能量的轉(zhuǎn)化過程為核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→蒸汽輪機的機械能→電能。 4．核聚變：將質(zhì)量很小的原子核在超高溫下結(jié)合成新的原子核，并釋放出能量的過程。如圖所示，氫彈是利用核聚變制成的。太陽內(nèi)部在時刻不停地發(fā)生核聚變。核聚變放出的能量比核裂變放出的能量要大。 （三）太陽能 1．太陽是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，太陽是人類能源的寶庫，如化石能源、地球上的風能、生物質(zhì)能者來源于太陽。 2．太陽能的利用 間接利用太陽能：化石能源（光能→化學能）、生物質(zhì)能（光能→化學能）。 直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能→內(nèi)能）。太陽能電池（光能→電能）一般應用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、無人燈塔、海上航標燈等方面。 太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術課題。 （四）未來的理想能源必須滿足的條件 （1）必須足夠豐富，可以保證長期使用。 （2）必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起。 （3）相關的技術必須成熟，可以保證大規(guī)模使用。 （4）必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環(huán)境。 （五）材料的物理性質(zhì) 主要有導熱性、導電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性等。 1．硬度：描述材料的堅硬程度，即阻止其被刮傷、刮破或產(chǎn)生凹陷能力的物理量。在實際生活中常用莫氏硬度來評價材料的硬度。 2．延展性：有延展性的可以鍛打成片、拉成絲，無延展性的易破碎、斷裂；大部分金屬都具有延展性，常見的玻璃、陶盜等材料沒有延展性。 3．材料的發(fā)展：經(jīng)歷了石器、青銅器、鐵器三個階段。 解題方法技巧 （一）能源分類的方法 （1）按能源產(chǎn)生的方式可分為一次能源和二次能源。 （2）按人類開發(fā)早晚和使用情況可分為常規(guī)能源和新能源。 ①常規(guī)能源：如煤、石油、天然氣以及水能等人類已經(jīng)利用多年的能源。 ②新能源：如核能、太陽能、潮汐能、地熱能等人類最近才開始利用的能源。 （3）按能源消耗后是否在短期內(nèi)從自然界得到補充的角度可分為可再生能源和不可再生能源。 （二）能源利用的綜合計算 以能源為切入點的綜合主要涉及以下幾個方面：能源的分類、能量的轉(zhuǎn)化、能源問題、環(huán)境污染問題等。常結(jié)合吸熱公式、電能或電功率公式、熱值公式及效率公式進行綜合考查。 跨越思維誤區(qū) 對能源的分類容易混淆 從是否可再生的角度，能源分為可再生能源和不可再生能源?；茉?、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源；而風能、水能、太陽能、生物質(zhì)能可以在自然界里源源不斷地得到補充，所以它們屬于可再生能源。有些同學將可再生能源和不可再生能源相混淆。 物理思想方法 模型法 我們在研究核裂變的鏈式反應時，由于它是原子核之間的反應，所以人們用肉眼無法觀察到，人們經(jīng)常抽象出一種特定的物理模型，形象地描述其變化過程。 中考考點鏈接 （一）中考考點解讀 本章主要考點有：日常生活中常見的各種能源，不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化，核能的優(yōu)點和可能帶來的問題，不同能源的特點。試題大多緊密聯(lián)系生活，運用學過的知識分析和解釋生活中的一些現(xiàn)象，如能源危機、環(huán)境污染、能源開發(fā)的原因、節(jié)約能源的意義和方法，題型一般為填空題、選擇題、綜合簡答題。 （二）中考典例剖析 1．能源的分類 2．太陽能的利用 3．能量轉(zhuǎn)化的方向 4．能源消耗對環(huán)境的影響