中考物理二轮练习专题能源 40页

‎2013中考物理二轮复习专题--能源 先请阅读下列材料：‎ 我们经常听到能源这个名词，容易望文生义，认为指的就是能量的来源。其实，这种理解并不确切。确切地说，能源是能为人类提供热、光、动力等有用能量的物质或物质运动的统称，包括矿物燃料、阳光、流水、波浪、薪柴等。‎ 能源是人类社会发展进步的物质基础。在当代，能源同信息、材料一起构成了现代文明的三大支柱。‎ 人类对于能源的开发利用大致经历了四个历史时期：古代柴草时期，新石器时代晚期的煤炭时期，19世纪中叶的石油时期及始于本世纪中叶的新能源时期。‎ 新中国成立前，我国的经济落后，能源的开发利用水平低下。解放后，我国大力开展能源建设，不仅在水力、煤炭、石油等能源的开发利用方面取得了巨大的成就，而且在研究开发各种新能源方面也取得了巨大成就。石油产量从解放前的零发展成为世界第四；1994年，世界上最大的水利工程——长江三峡水利工程正式开工，2003年将实现发电；21世纪初，我国建成的核电站将达到十余座；太阳能、潮汐能、海浪能等其他新能源也正在积极开发和利用之中。‎ 在能源的开发和利用中，包含了丰富的物理知识以及其他自然科学知识和社会科学知识。下面先以长江三峡水利工程为例展开讨论。‎ 长江三峡河段是当今世界上最大的水力资源宝库之一，最早提出修建三峡工程的是中国民主革命的先驱孙中山先生。自那以后，无数的专家学者对三峡工程倾注了极大的心血，终于在1992年4月3日第七届全国人民代表大会第五次会议上通过了《关于兴建长江三峡工程决议》，于是1993年进入施工准备阶段，1994年正式开工，1997年大江截流成功，计划2003年开始通航，首期发电，2009年全部竣工，总工期17年。下图是长江三峡水利工程的模型图。‎ 长江三峡工程位于长江西陵峡中段，坝址在湖北省宜昌市三斗坪。三峡工程是一座具有防洪、发电、航运及养殖和供水等巨大综合利用效益的特大型水利水电工程，其主要数据如下表所示，右面的三峡电站示意图。‎ 大坝 坝高（m）‎ ‎185‎ 电站 总装机数（台）‎ ‎26‎ 坝长（m）‎ ‎2335‎ 总装机容量（kw）‎ ‎1.820×107‎ 最大蓄水位（m）‎ ‎175‎ 平均年流量（m3）‎ ‎4.510×1011‎ 水库 总库容量（m3）‎ ‎3.930×1010‎ 通航 万吨级双线5级船闸（座）‎ ‎1‎ 防洪库容量（m3）‎ ‎2.215×1010‎ ‎3000吨级单线垂直升船机（座）‎ ‎1‎ 年平均发电量（kw·h）‎ ‎8.468×1010‎ 年单向通船能力（总吨数）（t）‎ ‎5×107‎ 发电厂内的发电机发出来的电一般只有1kV到20 kV。在电力传输过程中，先要用升压变压器将电压升高到几十万伏后，才接入输电电网；到了用电的地方，再用降压变压器将电压逐级降低到所需要的电压。长江三峡水电站发出的电能以500kV交流输电线分别向华中、川东送电，以600kV直流输电线向华东送电。‎ 采用超高电压输电的主要目的，是为了减少在传输线路上电能的损耗。我们知道，电炉通电后发热，是因为电流通过电阻丝时把电能转换成内能的缘故。远距离输电时输电线很长，它的电阻不能忽略，加上输电线路中有很大的电流，因此，电能在输电线上转换成内能的部分，就相当可观。‎ 长江三峡水利工程是世界上航运效益最为显著的水利工程。为了使船能通过大坝，将建造双线5级船闸和垂直升船机各1座，如图所示。‎ 如果将船只通过船闸比作爬楼梯的话，那么通过升船机则是坐电梯了。升船机为单线一级垂直摇斧式，采用全平衡钢丝绳卷扬的结构形式。承船厢长‎120m，窗‎18 m，一块可辅材一艘3000‎ 吨级客货轮，卷扬机最大提升高度‎113m，最大提升质量为11800t，年单向通过能力3500000t，每次过坝仅40min，预计2009年投入运行。‎ ‎1997年11月8日‎，是长江三峡工程值得纪念的一天。这天，奔腾的长江被拦腰截断，上游江水通过人们预先开挖好的导流明渠流向下游大江。一辆辆载重七十余吨重的大型自御卡车排成长龙，驶向长江江心，在那里投下大块大块的石料，锁住长江咽喉，如右图所示。这不禁使人们想起了当年葛洲坝截流时，投下的十余吨重的混凝土四面体石块被汹涌江水一下子冲向下游的惊险一幕。然而在长江三峡截流的过程中，长江好像变得“听话”了，在建设者面前不再咆哮。建设者们奋战9个小时后，大江截流成功。‎ 能源是人类社会活动的物质基础。大自然赋予人类的能源可分为常规能源和新能源两大类。技术上比较成熟、使用较普遍的能源叫做常规能源（如煤炭、石油等）。近几十年才开始利用或正在研究开发的能源叫做新能源（如太阳能、核能、地热能等）。‎ 能源的划分有多种方法。来自自然界、没有经过任何加工或转换的能源叫做一次能源。从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做二次能源。煤、石油、天然气、水力、太阳能等是一次能源，煤气、液化气、汽油、煤油、酒精等是二次能源。一次能源又可分为再生能源和非再生能源两大类。煤、石油是古代动植物经长期地质运动作用形成的，开采一点就少一点，这是不可再生能源；像太阳能、风力、地热或从绿色植物中制取的酒精等，它们可以取之不尽，用之不竭，是可再生能源。此外，能源还可分为燃料能源和非燃料能源，常规能源和新能源等。‎ 请回答下列问题：‎ 一．请根据材料的三峡电站示意图简要说明水力发电的原理。想一想，为什么建水电站要建拦河大坝？‎ ‎【参考答案】‎ 水电站发电是利用水的势能转化为动能，推动水轮机，水轮机带动发电机将机械能转化为电能。筑坝的目的是要形成水位落差提高水的势能，将原来分布在整个流域的机械能集中起来，提高水能的利用率。‎ 二．长江三峡具有丰富的水力资源。请根据材料中三峡工程的有关数据，计算长江三峡工程可利用的最大水能为多少？有百分之几转化为电能？26台发电机组全部建成发电后，按设计要求年发电时间为多少？‎ ‎【参考答案】‎ 从表中可得最大蓄水位h＝175 m，平均年流量V＝4.510×1011 m3；‎ 则可利用最大水能E＝ρVgh＝7.735×117J；‎ 转化为电能的百分比η＝39.4％。‎ 从表中可得总装机容量P ‎＝1.820×107kw，年平均发电量W＝8.468×1010kw·h；‎ 则年发电时间t＝W/t＝193.9d，‎ 所以26台发电机组全部建成发电后，按设计要求年发电时间约为194d。‎ 必须指出，发电机投入实际使用后，有一个保养、维修问题。因此每台发电机在一年里不可能是连续工作的。‎ 三．右面流程图反映了减少输电线路上电能损失的途径。讨论：在实际应用中可采取什么方法来减少远距离输电过程中电能的损耗，并说明理由。‎ ‎【参考答案】‎ 在实际应用中输电线的材料是选择矿产丰富、导电良好的铜或铝合金，为了便于架设，并减小电阻，选用截面较粗的导线，在输电中主要采用高压（或超高压）输电，以减小电流，减少电能浪费。随着超导技术的不断发展，相信不久的将来，会有超导输电技术的应用。‎ 四．1．既然提高输电电压能减少电能传输损耗，那么，输电电压能不能无限制提高呢？‎ ‎2．在郊外，你会看到高高的输电线钢塔上面悬挂着许多用陶瓷制成的绝缘装置，叫做绝缘子或绝缘套管（如图中箭头所示），目的是使高压电缆与钢塔之间有良好的绝缘。讨论：为什么绝缘子或绝缘套管要制成一节一节的？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．输电电压过高，会使输电线之间的空气被击穿，形成短路。此外，输电电压越高，在电闸合闸或断开时，越容易产生弧光发电，引发火灾等，因此输电电压不能无限制提高。‎ ‎2．空气中的灰尘会积在绝缘子的表面，这些污垢会导电，形成漏电。绝缘子做成一节一节的目的，是增大漏电沿表面“爬过”的距离，增大绝缘子的电阻，减小漏电的危险。‎ 五．1．长江三峡拦河大坝为混凝土重力坝。所谓重力坝就是利用坝的重力来达到使大坝稳定的目的。如右图所示为某一重力坝剖面示意图，图中的数据反映水的压强跟深度的关系。‎ 请画出大坝的主要受力示意图，说出各个力的名称。根据材料表内的有关数据，估算长江上游水对三峡大坝的水平作用力的大小。‎ ‎2．长江三峡大坝建在沿长江为‎110km，横跨长江约‎70km的花岗岩上。据资料和理论分析，当水库建成蓄水后，在库区有可能会引发地震。讨论；为什么大坝建造在花岗岩上？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．大坝受力示意图入右图所示：‎ 水平推力F＝3.58×1011N ‎2．大坝建造在花岗岩上的主要目的是防止大坝下沉，增加稳定性。‎ 六．请你估算此升船机完成年单向通航任务至少要消耗多少能量？‎ ‎【参考答案】‎ 设升船机每次以最大提升质量提升3000吨级轮船一艘，‎ 则年单向提升次数：n＝1.17×103次，‎ 年耗能量E＝1.53×1018J 七．讨论：为什么在三峡大江截流时，没有出现葛洲坝截流时惊险的一幕？‎ ‎【参考答案】‎ 水流的速度越大，对物体的冲击越大。在流量一定的情况下，截面越小，流速越大。三峡大江截流时，选择在长江流量较小的11月份。此外，人工导流明渠也起到了分流作用。‎ 八．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ 越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC它与金属丝接触良好，不计摩擦（C端在O点正下方处）。图中还有电动势为g的电源（内阻不计）和一只电压表。‎ ‎1．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大。‎ ‎2．如果OC为h，水流对小球作用力的大小为F，BC为l，小球质量为m（不计水对小球的浮力），当小球平衡时电压表示数为U。请写出F与U、ε、h的关系式。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．右图分别为小球P的受力示意图及按要求连成的电路图。‎ 由图可得F＝mglU/hε；‎ 若选取OC＝CB，则有F＝mgU/ε，将电压表的刻度重新定标，就可以直接从电压表上读出水流对小球产生的作用力。‎ 九．地球是人类的摇篮，但人类不能总生活在摇篮里。如今人们开始将目光投向浩瀚的宇宙，投向人类未来的天外家乡。然而，人类如何才能较为便利地抵达这些未来的“家乡”呢？‎ 凭借目前的航天技术，人类往返火星约需500天的时间。在这漫漫旅途中，长期失重将导致人的血容量大调整、造血功能受抑制、骨质疏松、情绪烦躁。科学家为解决宇航“交通”问题，正在研究多种方案。‎ 美国宇航局计划开发反物质发动机作为新型航天器的推进装置。在理论上，宇宙间可以存在与一般物质的原子核和电子质量相同、电荷相反的原子核和电子，它们会形成反物质，因此自然界就会存在物质与反物质。当这两种物质碰撞时可释放出比可见光强25万倍的伽马射线和巨大的能量。然而科学家至今在自然界中难觅反物质的踪影。‎ 目前，美国、俄罗斯科学家正致力于研究和开发核动力火箭。当核动力火箭处于工作状态时，被泵压入火箭发动机的液态氢在核反应堆产生的高温作用下会迅速气化膨胀，产生强大的推力。运用这种方法，核动力火箭的能源利用效率可比常规化学燃料火箭高出至少一倍。科学家称，用这种方法可使飞往火星的时间缩短为约300天，而他们下一个远景目标是，开发出飞行5至 10年即可到达邻近恒星星系的核动力航天器。‎ ‎①讨论：在宇航过程的哪些阶段会出现超重或失重现象。‎ ‎②1995年9月，科学家成功地进行了人工合成反氢原子的实验，请你根据氢原子的核式结构叙述反氢原子的结构。‎ ‎③请完成核反应方程式U＋nBa＋Kr＋3n＋280MeV。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．航天器在加速升空时，加速度超过重力加速度几倍甚至十几倍，此时航天器内物体处于超重状态。在正常航行时处于失重状态。‎ ‎2．反氢原子的原子核是反质子（质量数等于质子，带负电），核外正电子绕核旋转。‎ ‎3．U＋nBa＋Kr＋3n＋280MeV 十．风能是一种自然能源。据估计，太阳辐射到地球上的热能（内能）约有20％被转换成风能，相当于148000亿吨标准煤的能量，是现在全世界一年所消耗能量的100倍。‎ 风力机（又叫风车）是一种利用风能的设备。风力机有水平轴和垂直轴两种类型，如上图所示。‎ 水平轴风力机的旋转轴与迎面的风流平行。垂直轴风力机的旋转轴垂直于地面，所以又叫做立轴风力机。‎ 荷兰人在16世纪曾大量使用风车，风车成了荷兰的象征。‎ 我国早在14世纪就有关于风力提水的记载。中国传统式风车为“立帆式”，也叫“走马灯式”，是由帆演变而来的。它由一根木质主轴和6～8根支杆组成，每根支杆上悬挂一个布帆，风力推动布帆旋转，主轴以木齿轮连接提水机具。布帆可根据风力大小而升降，以控制风车转速，如右图所示。‎ 请你比较垂直轴风力机和水平轴风力机，说说垂直轴风力机的优点。试讨论中国“立帆式”风车控制风车转速的物理原理。‎ ‎【参考答案】‎ 为获得最大风力，水平轴风车要始终正对风向。而竖直轴风车能将各种风向的能转化为机械能，因此它具有结构简单的优点，具有很大发展前途。“立帆式”风车是通过控制力矩大小来控制风车转速的。‎ 十一．如右图所示，在量热器中注入适量的煤油，将两根相同的电热丝按右图所示接在带有三个接线柱的量热器盖板上，并浸入燥油中。按右图连接好电路，闭合电键，调节滑动变阻器选择合适的电流I，对煤油加热。利用温度计测量煤油温度变化Δθ（℃）的大小，用秒表测量加热时间t。表一、表二、表三是某同学进行三组实验的数据记录。请你观察表中数据，找出电路上放出热量跟哪些因素有关的规律，并完成表三。‎ ‎ 表一 实验次序 电阻 电流 通电时间（S）‎ 温度变化Δθ（℃）‎ ‎1‎ R I ‎360‎ ‎6‎ ‎2‎ R ‎1.5I ‎160‎ ‎6‎ ‎3‎ R ‎1.8I ‎112‎ ‎6‎ ‎ 表二 实验次序 电阻 电流 通电时间（S）‎ 温度变化Δθ（℃）‎ ‎4‎ ‎2R I ‎180‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎2R ‎1.5I ‎80‎ ‎6‎ ‎6‎ ‎2R ‎1.8I ‎56‎ ‎6‎ ‎ 表三 实验次序 电阻 电流 通电时间（S）‎ 温度变化Δθ（℃）‎ ‎7‎ R I ‎180‎ ‎3‎ ‎8‎ ‎0.8I ‎563‎ ‎6‎ ‎9‎ ‎2R ‎0.6I ‎9‎ ‎ 【参考答案】‎ R ‎ ‎750‎ 十二．冬天，天气寒冷，用自来水洗手会感到刺骨难忍。我们可以利用身边的材料来制作一个简易太阳能热水器，用热水来洗手。所需器材有：泡沫塑料盒，铜管（也可用塑料软管代替），玻璃板，黑色涂料（墨汁）。制作如右图所示。‎ 我们能采取哪些措施来提高热水器的热水温度和出水量？‎ ‎【参考答案】‎ 将来光面与太阳光垂直，将若干个简易太阳能热水器串联在一起，在密闭的盒内充CO2气体。‎ 十三．右图是一种飘浮在海面上的自动航标灯。它由A 灯泡，B 海浪动力式压缩泵，C 发电机，D 贮气容器，E 小汽轮发电机，F 蓄电池等组成。‎ 请你用能量转换的原理，将海浪使灯泡持续发光的工作顺序写在下面横线上。（只要列出字母编号） ‎ ‎【参考答案】‎ B、D、E、F．A 十四．由于气候寒冷，南极大陆成为强大的高压中心，形成由大陆中心吹向边缘的风暴，有世界“风极”之称，年平均风速17m/s～18m/s。若以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电，风车将20％的风能转化为电能，试计算风车的发电功率。（已知：空气密度为1.29kg/m3）‎ ‎【参考解答】‎ 每秒钟风能为2.49×105J/s 发电功率P＝49.8Kw 十五．潮汐主要是月球对海水的引力造成的。我国古代有“昼涨为潮，夜涨为汐”的说法，“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也”（葛洪《抱朴子·‎ 外佚文》）。这就是说，潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮。在理想情况下，潮汐总出现在地球离月球最近和最远的地方。在任何时刻，围绕地球的海平面总体上总有两个突起的“潮”和“汐”，如右图所示。‎ 中央电视台现场直播了2000年9月14日浙江海宁形如万马奔腾的钱塘江大潮。“由于热带风暴‘桑美’作怪，原本预报大潮到来的时间是11时50分，但大潮提前了半个多小时，使一些‘按时’来观潮的游人只能望洋兴叹。‎ 试讨论，潮汐的能量能不能利用？试设计一种利用潮汐能的方案。‎ ‎【参考答案】‎ 潮汐能利用的方案之一是“潮汐发电”。一般在海湾或河口筑堤坝，形成水库，随着涨潮或落潮的过程，将潮水通过水轮机推动发电机发电。右上图是法国郎斯潮汐电站示意。‎ 十六．把下列14种能源按要求填入下表，并指出哪些是不可再生能源。‎ ‎ 煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电。‎ 一次能源 二次能源 燃料能源 非燃料能源 ‎【参考答案】‎ 一次能源 二次能源 燃料能源 煤、石油、薪柴、天然气 汽油、酒精、液化气、煤气 非燃料能源 水力、铀、风力 热水、蒸汽、电 十七．1．关于能源，以下说法中不正确的是 ‎ A 煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能 B 柴草燃烧时释放的能量是生物能 ‎ C 核能和地热能来自地球自身 ‎ D 潮汐能来源于月球引力做功 ‎ 2．我国“九五”期间已建成投产和已开工兴建的核电站共有浙江、广东、辽宁、江苏等4座，这些电站的选址都在沿海岛屿，这主要是为了 ‎ A 考虑辐射安全 ‎ B 便于核废料处理 C 便于运输设备 D 减小可能的核泄漏所造成的影响 ‎【参考答案】‎ ‎1．B 本题属能源科学，涉及物理学、化学、地理和生物学等多学科知识的综合。柴草燃烧是剧烈的氧化反应，燃烧时释放的化学能将转化为产生的气体及周围物质所增加的内能，而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能，因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光，通过光合作用，叶绿素将水和二氧化碳制成淀粉，从能的转化观点来看，在此过程中太阳能转化成化学能贮存在植物中，通过燃烧，化学能又转化成内能。‎ ‎2．D 本题属环境科学，涉及物理知识、环保、防止核污染等问题。核电站的核心部分是核反应堆。在反应堆里利用中子有控制地轰击重核，使之发生裂变，使核能得到有控制的释放。反应堆外部有很厚的水泥防护层，用以吸收同时产生的中子流和其他辐射，在正常情况下核电站是安全的，但为了防止可能发生的意外失控，核电站的选址常在荒漠或人烟稀少的沿海小岛上，如果一旦发生核泄漏可尽可能减小由此造成的生态环境破坏对人群的影响程度。‎ 十八．地球上的潮汐现象与月球位置有关。‎ ‎1．大潮时人们看到的月相是 ‎ A 新月 B 上弦月 C 下弦月 D 满月 ‎2．引起潮汐的原因 ‎ A 地球的自转 B 地球的公转 C 地球对月球的吸引力 D 太阳、月球对地球的吸引力 ‎3．利用潮汐可以发电，某海湾围海面积S，涨潮与落潮水位差为h，海水密度为ρ，每次潮汐可以发电的海水势能为 ‎ A ρsh2 B ρsh2/‎2 C ρsh‎2g D ρsh‎2g/2‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．A、D ‎2．D ‎3．D 十九．阅读材料，回答问题：‎ ‎1．某无色液体A，通电时生成无色气体B和C，B能使带火星的木条着火，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰且只生成A。则B、C的化学式分别为 ‎ ‎2．若已知每摩尔气体C燃烧后生成A气体时放出2858kJ的热量，试写出其燃烧的热化学方程式： ‎ ‎3．能源可分为一级能源和二级能源。自然界以现存形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。有人认为，气体C是一种优质能源，你认为气体C作为能源的最突出的优点是 ‎ ‎4．也有人认为气体C作为能源是不现实的，你的意见呢？你如果认为现实，答出现实的理由。如果认为不现实，则答出不现实的理由。（不少于20字）‎ ‎5．一大型气球内充入气体C ‎112L（标准状况），球的质量为‎80g，要使气球升空，所挂物质的质量应少于多少克？（设空气密度为‎1.29g/L）‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．O2、H2‎ ‎2．2H2（g）＋O2（g）==2H2O（g）＋571.6kJ ‎3．燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染 ‎4．答不现实，现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高，另外是氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难。（注意：如果学生答的是“现实”，只要理由合情合理也可给分。）‎ ‎5．‎‎64.48g 二十．能源是人类生存和发展的重要支柱：‎ ‎1．人类历史进程的各个阶段，如石器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代等各个时代的主要的动力来源分别是 、 、 、 。‎ ‎ 2．人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能。捕获太阳能的生物主要是绿色植物。绿色植物能够通过光合作用把太阳能转化为化学能，光合作用的总反应式为 光合作用释放的氧气则来源于参加反应的 ‎ ‎3．煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能等等多年来大量使用的能源，称为 能源。而核能、地热、海洋能、沼气、电能、太阳能、风能等都被称为 能源。‎ ‎①煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要。写出煤、石油、天然气燃烧供热时的化学反应方程式（试以它们各自的主要成分C、CnH2n＋2和CH4代表）： 、 、 。在质量相同时，燃料 对环境造成的负面影响（温室效应）最小。‎ ‎②水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源。若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），落差为 h（m），发电效率为η，则全年发电量A（kw·h—千瓦·时）是多少？‎ ‎4．能源按其是否自然存在来分，可以分为 和 。天然的形式存在于自然界的能源叫做 ，如 、 、 、 、 、 、 等。需要人工制取的能源叫做 ，如 、 、 ‎ ‎ 、 等。太阳是一个巨大的能源，它不断地向外辐射能量，其中辐射到地面的总功率为 8×1013千瓦，直接利用太阳能不会污染环境。太阳能通过四个渠道被人类利用： ① ‎ ‎② ‎ ‎③ ‎ ‎④ ‎ ‎5．在核电站中，反应堆里铀核的裂变将 能转化为 能；蒸汽推动汽轮机运转，将 能转化为 ；汽轮机带动发电机发电，将 能转化为 能。能量既不会 ，也不会 ，它只会从 ，或者从 ，而能的总量保持不变，这就是能的转化和守恒定律。‎ ‎6．人类利用和开发能源的过程体现了什么哲学道理？‎ ‎7．为了保证我国社会主义现代化建设顺利进行，国家已把能源的利用和开发作为经济建设和社会发展的战略重点。我国目前最主要的能源品种是 ，其蕴藏量最丰富的省（区）是 ，其产量最多的省（区）是 列举我国能源利用的主要问题。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．人力 畜力 燃煤的动力 电力 ‎2．略 ‎3．常规 新 ‎ ‎①反应方程式略 ‎ CH4（产生的二氧化碳最少）‎ ‎②8.76×104QhηkWh ‎4．一次能源 二次能源 一次能源 煤 石油 天然气 草木燃料 风 流水 地热 太阳能 二次能源 电能 汽油 氢能 酒精 ‎①通过植物光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放 ‎②通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等形式释放出来 ‎③被海洋吸收，成为海洋的内能 ‎④被人们直接利用 ‎5．核 内 内 机械 机械 电 消灭 创生 一种形式转化成另一种形式 一个物体转移到另一个物体 ‎6．①体现了在实践过程中必须尊重客观规律 ‎②体现了人可以认识和利用规律 ‎③体现了人对自然的认识、对人与自然关系的认识在实践过程中不断深化 注：若从联系和发展的角度回答问题，可酌情给分 ‎7．煤 山西 山西 能源地区分布不均，能源生产与能源消费地区不匹配。人均能源消费量低，能源利用率低，单位产值能耗大。能源消费构成不尽合理。广大农村仍大量用木材、秸秆等作为燃料 本题综合了历史、生物、化学和物理学科的知识，与人类实际生活紧密联系在一起，本题涉及到能量的转化和守恒、能源的污染、太阳能和原子能的利用等重要问题。目的在于从小就培养学生合理利用好一次能源，积极开发新能源的意识。‎ 本题充分展示了能源的主要作用。使学生认识到任何生产过程都离不开能源，人们的生活也离不开能源。从历史上看，能源的开发利用有力地推动了社会的进步和发展；从目前看，能源是提高人们生活水平和进行现代化建设必不可少的物质基础、如果没有能源，人类社会将无法生存。本题涉及知识面广，综合能力要求并不太高，但是问题本身十分重要，是当前科学界和社会上普遍关心的热点问题，要求学生学会用历史唯物主义和辩证唯物主义的观点观察、分析和解决社会热点问题。‎ 二十一．氢是一种洁净能源，其燃烧值为1.43×108J/kg。地球上的氢多以化合态（主要是水）形式存在。在开发氢能源时，若用电解水的方法获得氢气（在20kV，500A下，24h可电解水9t），问此方法是否有价值？‎ ‎【参考答案】‎ 将电解水所消耗的电能与电解水得到的氢气所能提供的能量进行比较，就可判断此法是否有价值。‎ 电解水所产生的氢气的质量为1000kg 产生的氢气可提供的能量：Q＝1.43×1011J 电解水所消耗的电能：W＝8.64×1011J 可见Q＜W，所以这种方法无实用价值。‎ 二十二．读英国有关能源增长与核电站分布图回答以下问题：‎ l．20世纪50年代以来，煤炭生产量出现 的趋势，但石油生产量出现 趋势，原因是 ‎ ‎2．20世纪70年代后，石油生产量出现 趋势，石油主要用于 运输；核能生产量出现 趋势，核能主要用于 。核电站在地理分布上有什么特点 ，为什么？‎ ‎3．原子核用中子轰炸铀235，写出铀核裂变可能核反应的一个方程式。核裂变过程中，又放出更多的 ，仍然可以去轰击，这种反应叫 反应。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．下降 上升 石油的燃烧率高，北海油田得到大量开采 ‎2．下降 公路 上升 发电 多分布在沿海地区 便于核废料（废热水）的排放 ‎3．U＋n→Sr＋Xe＋10n 中子 连锁 二十三．随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。核能应用作为第三次技术革命的标志之一，受到人们普遍的重视。‎ ‎1．早在本世纪40年代就发生了与核能有关的重大历史事件，试举一例。‎ ‎2．二次世界大战后，开始了和平利用核能的时代。到80年代，我国已有两座自行设计并正式并网使用的核电站。它们分别是 省境内的 和 省境内的 。试从影响工业布局因素的角度，简述在上述两地建造核电站的理由。‎ ‎3．按产业部门分类，核电业属于 产业。我国开发这一新能源，体现了邓小平理论中关于 的重要观点。‎ 核电站中采用核反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。‎ 完成下列核反应方程式：＋→＋＋3＋8＋反中微子（反中微子的质量数和电荷数均为零）‎ ‎②写出核裂变反应和一般化学反应的不同点（请答3点）‎ ‎③核电站在热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质，试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由。‎ ‎5．依据上述核反应方程式，计算：‎ ‎①1kg铀235全部裂变产生多少kJ的能量？‎ ‎②需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量？‎ 已知：铀（U）核的质量为235.0439u，中子（n）质量为l.0087u，钕（Nd）核的质量为142.9098u，锆（Zr）核的质量为 89.9047u，1u=1.6606×10－27kg，燃烧1kg标准煤能产生2.93×104kJ的热量。‎ ‎6．核反应除释放巨大的能量外，还可以用来生产各种放射性同位素。请分别阐明放射性同位素的辐射育种和临床治癌原理。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．美国在日本的广岛和长崎投掷原子弹 ‎2．浙江 秦山核电站 广东 大亚湾核电站 上述两地工农业发达，人口密集，能源需求量大，而本地带核能能量密集，原料运输方便 上述两地技术力量雄厚，经济实力强，便于解决核电站建设投资大、技术难的问题 ‎3．第二 科学技术是第一生产力 ‎4．①Zr ‎②对单位质量的物质而言，核裂变反应释放的能量远远大于化学反应释放的能量。‎ 核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化（或核反应前后元素发生变化，化学反应前后则元素不变）‎ 一种同位素不论处于何种价态，它们的核反应性质是相同的，而它们的化学性质是不同的 同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的 ‎③钠钾合金熔点低，常温下为液态，可在管道中自由流动 钠钾合金是热的良导体 ‎5．①‎1kg铀共释放核能8.12×1010kJ ‎②需要燃烧2.77×103吨标准煤 ‎6．辐射育种的原理：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种 临床治癌的原理：杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂 二十四．右图是我国某省轮廓图，读后回答：‎ ‎1．该图是 省，有三个经济特区：①是 ，③是 ，⑥是 。在本省设立经济特区既便于利用当地 资源，又便于引进 ，发展新兴工业和出口加工业。‎ ‎2．该省有商品粮基地 ，并且盛产 经济作物，利用这种作物可建 厂。‎ ‎3．1999年12且20日零时中国将对其恢复行使主权并设立特别行政区的是 （写出图中数码及名称）。当中葡两国举行政权交接仪式时，美国旧金山（西八区）华人联合会将发贺电以示祝贺，他应在 （月、日、时）发电。‎ ‎4．国家在该省投资建 核电站（写出图中号码及名称），简要说明为什么要在这里建核电站？‎ ‎5．核电站功率为1.8×106kW，如果‎1克235U完全裂变产生的能量是8.2×1010J，并假定所产生的能量有90％转化成电能，那么每年需梢耗多少千克铀－235这种燃料？若改为煤作燃料一年需多少吨煤？（一年按365天计算，煤的燃烧值为2.94×107J/kg，煤的利用率也为90%）。‎ ‎6．由上述计算说明了核能具何优势？但又有什么不足之处？‎ ‎7．核能的这些特点含有什么哲学道理？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．广东 ① 汕头 ③ 深圳 ③ 珠海 劳动力外资 先进技术和设备。‎ ‎2．珠江三角洲 甘蔗 制糖厂 ‎3．⑤澳门 ‎1999年12月19日8时 ‎4．②大亚湾 因为该省工业发达对能源需求量大，而本地常规能源又十分缺乏。‎ ‎5．2.77×105（吨）‎ ‎6．说明核能具有能量巨大而且密集的优势，运输量少运转费用低，适应性强。但也有不足，对人员科技素质要求高，而且要处理核废料，防止放射性物质外逸造成核污染。‎ ‎7．说明矛盾是普遍存在的，要一分为二的认识事物，防止片面化。‎ 本题涉及地理、物理、政治三科知识，构思角度巧妙、恰当、新颖，既考查知识和技能，又考查学生思锥水平，使学生能通过数据、图表认识事物的特征和关系，能应用知识的迁移和信息的储备对社会事物进行系统的分析和多角度的描述。‎ 二十五．材料一 本世纪50年代，我国地矿工程技术人员在黑龙江省某区发现了大型油气田。本区位于松嫩平原内，外力侵蚀严重，地势低平。经多年地质勘探，判定本地区为大型背斜构造，储油的可能性极大。后经开采，原油喷出。本地区地质剖面图如右图所示。‎ 材料二 从油田里开采出来没有经过加工处理的石油叫原油，主要由各类烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。经过脱水和脱盐的石油主要是烃类物质，没有固定的沸点。因此给石油加热时，低沸点的烃先气化，经冷凝先分离出来。随着温度的升高，较高沸点的烃再气化，经冷凝而分离出来。这样继续加热和冷凝，就可把石油分成不同沸点范围的蒸馏物。这种方法叫作石油的分馏。为提高轻质液体燃料的产量，在石油工业上采用了裂化的方法，就是在一定的条件下，把分子量大的、沸点高的烃断裂为分子量小的、沸点低的烃的过程。裂化有热裂化和催化裂化。‎ ‎1．该区为大型背斜地质构造的判定依据是在地表自 A至B一线多点采集岩石标本经同位素方法测定，岩石年龄分布为 ‎ ‎ A 老——新——老 B 新——老——新 ‎ C 相当接近 D 新——较新——较老——老 ‎ ‎2．如图1所示，背斜构造内E、F、G分别代表的是 ‎ ‎ A 气、水、油 B 气、油、水 ‎ C 水、气、油 D 油、水、气 ‎3．与该背斜在构造上相近的储水构造是 ‎ ‎ A 潜水 B 承压水 ‎ C 断层储水 D 溶洞储水 ‎4．如图上所示，在井2位置再打一口井的话，其液体水头喷出高度与井1的液体水头喷出高度相比，情况为 ，为什么？‎ ‎ A 高度相等 B 根本不能喷出，无法比较 ‎ C 第一口井高出第二口井 D 第二口井高出第一口井 ‎5．石油主要组成的元素为 ‎ ‎ A 碳 B 氢 C 氧 D 磷 ‎6．画出实验室蒸馏石油的图示。‎ ‎7．写出十六烷热裂化的方程式。‎ ‎8．从环境效益和经济效益考虑，未来人类将怎样决定石油的应用方向？替代它的新能源有哪些？‎ ‎9．从世界经济的角度看，能源危机的产生其表象和本质问题是 ‎ ‎ A 产量问题 ‎ B 加工水平问题 ‎ C 价格问题 D 发达国家和发展中国家的控制与反控制 ‎【参考答案】‎ ‎1．B ‎2．B ‎3．B ‎4．A 如果连通器中只装有一种液体，那么连通的多容器中静止的液面总是水平的。‎ ‎5．A、B ‎6．如右图所示。‎ ‎7．C16H34→C8H18＋C8H16‎ ‎8．今后石油将主要在化工、医药、纺织等行业，替代它的新能源有水能、核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能等。‎ ‎9．A、D 二十六．自1999年欧佩克部长会议达成了限产保价协议以来，国际原油价格上涨了三倍以上，创下了海湾战争以来的最高纪录。美国东北地区的取暖用油和煤气价格上涨了一倍以上，许多中低收入家庭不堪重负，怨声不断。克林顿发表谈话，对石油高价表示严重不安，指出稳定的石油价格对美国经济强劲增长十分有利。‎ ‎1．欧佩克组织属于 ‎ A 专业性组织 B 世界性组织 C 政府间组织 D 经济性组织 ‎2．此材料说明了 ‎ A 能源的重要性 ‎ B 当前能源问题已成为世界的重要问题 C 政治对经济有重要影响 D 我国应注重能源建设。‎ ‎3．从经济规律上看，上述情况 ‎ A 是对等价交换原则的否定 B 表明价值规律的作用受到了削弱 C 表明产品价格是由供求关系决定的 D 是价值规律发生作用的表现形式 ‎4．第一次能源危机是什么时间发生的？原因和实质是什么？‎ ‎5．我国石油开采工业的基本方针是什么？‎ ‎6．用发展的观点阐述能源价格居高不下对沙特、科威特等国经济的影响。‎ ‎【参考答案】第1题考查了国际组织的有关知识；第2题考查了能源、政治与经济关系的有关知识，其中涉及到“美国、日本、西欧既是世界上经济三极，又是主要的能源消费者”、“中国已是石油进口国”等隐性知识；第3题考查了价值规律的有关知识；第4题、第5题分别考查了能源危机、石油工业的基本知识；第6题考查了对政治、地理知识的综合运用能力。‎ ‎1．A、B、C ‎2．A、B、C、D ‎3．D ‎4．时间是20世纪70年代 原因：中东地区的石油输出国为了反对美国等工业大国对该地区石油的控制和掠夺，实行石油提价。因此，靠大量进口廉价石油发展工业的国家，工业品的成本提高，资本家的利润减少，因而呼喊“能源危机”。‎ 实质：是工业大国同石油输出国之间的掠夺与反掠夺、控制与反控制的一场斗争。‎ ‎5．稳定东部，发展西部，积极发展天然气和海上油气田。‎ ‎6．事物是变化发展的，要用发展的观点看问题。在沙特、科威特等国，石油出口收入在国民经济中占有重要地位。油价居高不下，短期内会给沙特、科威特带来巨大的经济收入，但却损害了石油进口国的利益，导致需求减少，从而损害了沙特、科威特等国长远利益。‎ 二十七．读《世界能源消费构成的变化》和《中国能源消费构成的变化》图（如下图）分析回答下列问题。‎ ‎ 天然气 水电和核电 煤炭 石油 世界能源消费构成的变化分布 我国能源消费构成的变化分布 ‎1．世界能源消费中 能源的比例逐渐降低，石油、天然气的比例到1990年约占 ％，这种消费产生的影响是 ‎ ‎2．中国的能源消费以为主，1990年仍占总能源消费的 %，这说明我国以后能源消费结构应 ‎ ‎3．曲线①E的拐点说明 曲线②C的拐点说明 曲线③F点后，煤炭比例上升说明 ‎ ‎4．煤炭、石油是人类使用规模最大的能源。因此人们通常称它们为 能源。除煤炭、石油外还有 等，而核能、地热、沼气被称作为 能源。现在 能和 能有新的利用方式，因此都称为 能源。‎ ‎5．我国广大农村大力推广沼气，一方面 ，另一方面 。‎ ‎6．水能相对其他能源，具有更大的优势，一是可以 ，二是 。若葛洲坝水电站平均流量为Q（m3/s），水流落差为H，发电效率为K，如果每千瓦时可以创造M元产值，全年按365天计算则可以创造多少经济产值？‎ ‎7．我国东南部沿海人口众多，经济发达，但能源供应不足这说明我国能源的主要问题是 为了缓和能源供求矛盾，在东南沿海应加快 的建设。‎ ‎【参考答案】‎ 本题以世界四大热点问题之一——能源问题为背景，将地理、物理、化学、政治诸科有机的统一起来的综合题，有助于学生知识结构的全面发展。题目以图表形式表达题意，对于培养学生利用数据进行分析，利用图象进行表达，利用表格进行归纳的能力极为有益。‎ ‎1．煤炭 55％ 有些国家因不产石油或石油很少，对石油进口依赖性很大 ‎2．煤炭 75％ 改变单一依靠煤炭能源的局面，向多样化迈进 ‎3．①80年代后，核能比重增长很快 ‎②煤炭所占比重略有上升，主要是石油提价 ‎③中国经济发展很快，能源需求大量增加，煤炭的产量增加比石油、天然气大，价格要低 ‎4．常规 天然气、水能、生物能 新 太阳 生物 新 ‎5．减少对环境的污染，实行秸杆还田，增加土壤的有机质和肥力。‎ ‎6．减少对森林的破坏，保护植被，减少水土流失，实行良性循环。‎ 再生利用 没有污染 产值：G＝8.76×107QHKM元 ‎7．能源地区分布不均，生产消费地区不匹配，消费结构不尽合理，利用率低，单位产值能耗大 核电 二十八．1994年12月14日，李鹏总理在湖北省宜昌市三斗坎举行的长江三峡工程开工典礼大会上宣布，世界上最大的水利枢纽工程——长江三峡工程正式开工。‎ 三峡工程事关重大，涉及地震、环境、泥沙、移民、军事等十多个相关问题，一旦失误，后患无穷。本着实事求是、对人民负责的态度，党和国家组织了两次举世关注的大规模论证。数百名国内一流专家以超脱的身份，不受任何干扰地埋头工作近五年，最后得出结论：三峡工程技术上合理，经济上可行，建比不建好，早建比晚建好，建议国家尽早批准实施。1992年4月3日，全国人大七届五次会议表决通过了《关于兴建长江三峡工程决议》，宣布三峡工程由论证转入实施阶段。‎ 三峡工程具有很高的综合经济效益。库容3.92×1010m3的三峡水库，汛期拦蓄洪水，可把荆江防洪标准由19年一遇提高到100年一遇。放水发电则每年可向全国输送840亿度电。水涨船高，万吨船队每年有10个月可直抵重庆。三峡工程对我国的科技发展也有积极的促进作用。‎ 三峡工程的建设，将解除中华民族的一大心腹之患，也将竖起一座中华民族创造新世界的丰碑。‎ ‎1．远距离送电时，如果输电的电压升高为原来的n倍，则输电线上因电阻产生的电能损耗将是原来的 ‎ A n2倍 B n倍 C 1/n2倍 D 1/n倍 ‎2．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S，导线的总长度为L，输电线上损耗的电功率为P’，用户得到的电功率为P用，下面关于P和P用的表达式中正确的是 ‎ A P’＝ B P’＝ C P用＝P－ D P用＝P（1－）‎ ‎3．不同的工矿企业，使用的能源不尽相同，有的用煤，有的用石油制品，有的用电……。为了便于统计能源的总消耗，可以把它们折算成标准煤来统一计量，标准煤的热值规定为29.26MJ/kg，电的热值规定为11.09MJ/kW·h。例如，一家工厂每月消耗5 ‎000m3‎煤气和1 000度电，则该厂消耗的能量相当于3.045t标准煤。据此可计算三峡水电站一年发840亿度电相当于多少吨标准煤？这些煤可供这家工厂烧多少年？‎ ‎4．水是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源。若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），下落时水的流速为v（m/s），发电效率为η，则全年发电量是多少度（kw·h）？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．C ‎2．B、D ‎3．3.184×107t 8.7×105y ‎4．8760Qη(gh＋v2/2)‎ 二十九．阅读下列材料与长江水系图，回答下列问题：‎ 长江三峡河段，是当今世界上最大的水力资源宝库之一，最早提出修建三峡工程的是中国民主革命的先驱，自那以后，无数的专家、学者对三峡工程倾注了极大的心血，终于在1992年4月3日全国第七届人民代表大会第五次会议上通过了《关于兴建长江三峡工程决议》，于是1993年进入施工准备阶段，1994年正式开工，1997年大江截流成功，划2003年开始通航。首期发电，2029年全部峻工，总工期17年。‎ 三峡工程采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案，坝高设计为185米，蓄水位175米，总库容393亿米3（其中防洪库容221.5亿米3）电站装机26台，装机容量为1820万千瓦，年发电量为847亿千瓦小时，通航设计为双线5级船闸一座，可通航万吨级船队，垂直升船机1座，可快速通过3000吨级轮船，年单向通船能力为5000万吨，按1993年5月底价格，工程静态投资为900.9亿元。‎ 三峡工程位于我国内陆的腹心位置，工程建成以后，不但能带动华中，西南以及整个长江流域的经济腾飞，而且能协调我国东西部的经济发展，并且有效地减轻洪水对长江中下游地区生态与环境的破坏、改善中下游平原湖区的人类生存环境，减轻洞庭湖的萎缩和泥沙淤积，增加中下游枯水期流量，改善水质，有利于中下游血吸虫的防治。‎ 三峡电站建成后，其电力主要输往华中华东地区，少部分供重庆、川东地区，它能缓解华中、华东地区能源供应紧张状况，减轻铁路运输压力，创造巨大的经济效益，同时以清洁的水电替代火电，每年可减少煤炭消耗4000～5000万吨，少排入CO2 1亿吨、SO2 200万吨、CO 1万吨、氮氧化合物37万吨及排放的废水、废渣。因此三峡工程是一座具有防洪、发电、航运及养殖和供水等巨大综合利用效益的特大型水利水电工程。‎ ‎1．右图中A、B两城市的名称为 、 。长江三峡自东向西依次是指 峡、 峡、 峡。‎ ‎2．三峡地区是指 ，其蕴藏最丰富的两种资源是 和 。‎ ‎3．文中“中国民主革命的先驱”是指 ，文中三峡工程“决议”的通过体现了 原则。‎ ‎4．三峡工程巨大的环境效益主要是指 ‎ ‎5．如果按1993年价格每千瓦小时电量能创造工农业产值6元计算，三峡电站建成后每年可以增加 元的产值提供电力保证，假如将三峡电站的电能输往‎1000km 的上海，如果用相同的电线，从减少输电损耗出发，宜选用50万伏高压输送，还是11万伏高压输送？为什么？（要求通过计算说明）‎ ‎6．从自然区位看，三峡位于我国地势的第 级和第 级阶梯过渡地带，从战略区位看三峡所起的作用是 。从交通区位看，长江三峡扼守 ，它能使整个航线成为名符其实的 。‎ ‎7．有人认为：长江三峡是闻名中外的旅游胜地；三峡水库蓄电后，原来特有的急流险滩等景观消失，部分风景名胜和文物古迹被淹，有些景点虽然存在，却将失去其从前的魅力。‎ 但也有人认为：三峡景观不会有太大的变化，奇峰秀色还有，峭壁陡岩尚存[如最享盛名的巫山神女峰（900米）]三峡工程建成后，在水库及支流上游还会形成一些新的旅游点，“高峡出平湖”的宏伟景观将成为当代世界奇观。‎ 试对以上两种不同的观点，谈谈你的看法。‎ ‎8．长江三峡的工程建设和开发体现了什么哲学道理？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．宜昌 重庆 西陵峡 巫峡 瞿塘峡 ‎2．宜昌至重庆的三峡工程淹没区及周围地区 水能资源、旅游资源 ‎3．孙中山 民主集中制 ‎4．①防洪——能改善中下游湖区的生态环境，改善长江干流泥沙淤积，沿岸湖泊萎缩，改善长江水质和防治血吸虫病。‎ ‎②发电——能节约煤炭，减少因排放而造成的大气、环境的污染。‎ ‎5．5000多亿元 选用50万伏高压输电到上海，减少途中线路损耗。‎ ‎6．二级 三级 带动华中、西南乃至整个流域的经济发展，协调东西的发展 长江上游河道 黄金水道 ‎7．本题为开放式问题，不要求答案一致，只要观点鲜明，证据确凿，说理清楚，均正确。‎ ‎8．①物质决定意识 ‎ ②一切从实际出发，具体问题具体分析 ‎ ③矛盾的主要方面与次要方面的关系 ‎ ④尊重客观规律，充分发挥人的主观能动性 ‎ ⑤事物相互联系与变化发展