2019-2020学年高中物理 第五章 能源与可持续发展 第1节 能源与人类生存的关系 第2节 能源利用与环境问题学案 教科版选修3-3

第1节能源与人类生存的关系 第2节能源利用与环境问题1.知道什么是能源，了解能源的分类及能量耗散2.了解能源的利用状况和环境污染的危害3知道温室效应和酸雨的产生原因，危害及控制措施一、能源及其分类1能源：指能够提供能量的自然资源2分类：分类方法多种多样，常用分类有(1)一次能源和二次能源(2)再生能源和非再生能源(3)常规能源和新能源3能源与人类文明：人类利用能源的历史大致经历了柴薪、煤炭、石油三个时期二、能量耗散与能源问题1能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象2能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式三、能源利用与环境问题1温室效应影响包括：(1)全球温暖化(2)海平面上升(3)降水量变化(4)影响农业生产(5)影响气候带和植被分布(6)影响土地利用(7)影响人体健康2酸雨：ph小于5.6即呈酸性的降水3大气臭氧层厚度变薄4放射性污染知识点能源与环境问题 1能源的分类能源分类方法能源分类名称特点举例按形成或转换特点分一次能源自然形成，未经加工太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源由一次能源经加工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分常规能源已大规模正常使用煤、石油、天然气、水能新能源正在开发，或有新的利用方式太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能按可否再生分可再生能源可循环使用、不断补充水能、风能、生物质能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料续表能源分类方法能源分类名称特点举例按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能、潮汐能污染能源会严重污染环境化石燃料(煤、石油、天然气)大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，所以要节约能源2环境污染 (1)温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量增高，导致“温室效应”，造成地面温度上升、两极的冰雪融化、海平面上升、淹没沿海地区等不良影响(2)酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康(3)臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物的化学循环都会造成一系列危害能源是社会发展的基础下列关于能量守恒和能源的说法正确的是( )a能量是守恒的，能源是取之不尽、用之不竭的b能量的耗散反映了能量是不守恒的c开发新能源，是缓解能源危机的重要途径d对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减小，形成“能源危机”解析能量是守恒的，能源是能够提供可利用能量的物质并不是取之不尽、用之不竭的，所以a项错误；能量的耗散是一种形式能转化为另一种形式的能量，能量守恒定律是自然界的规律之一，所以b项错误；对能源的过度消耗将形成“能源危机”，自然界的能量不变，所以d项错误；c项正确答案c太阳能是一种清洁能源，是不会污染环境的 (多选)能源利用对环境带来的污染有()a水能的开发利用可能造成地面沉降、地震、破坏生态系统、水质变化等b酸雨会破坏森林生态系统，使江河湖水酸化，使农作物减产c臭氧不是氧气，它的变化不会影响人类及地球上的其他生物d核能带给人类巨大利益，人类可以无节制的开发利用解析：选ab.水能的开发利用要改变原有河流的结构，会引起地面沉降、地震等，a正确；酸雨是呈酸性的降水，有腐蚀性，会破坏森林生态系统，使江河湖水酸化等，b正确；臭氧层可以吸收99%的太阳紫外辐射中对生物最有害的部分，是地球生命的保护伞，故c错误；核能技术，尽管在反应堆方面已有了安全保障，但核废料的处理问题没有完全解决，故不能无节制的开发利用，d错误随堂检测1下列新能源中，不属于清洁能源的是()a风能b太阳能c核能 d潮汐能解析：选c.风能、太阳能、潮汐能对环境不造成污染，是清洁能源而核能如果没有防护措施会对环境造成一定的污染，所以必须有防护措施2(多选)下列关于能源的说法正确的是()a能源是取之不尽、用之不竭的b能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等c大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源d核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大解析：选bc.尽管能量守恒，但耗散的内能无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，a项错，b项对常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大c项对，d项错3(多选)co2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中co2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加会导致气温的逐步上升，使全球气候变暖为了减缓大气中co2浓度的增加，以下措施中可行且有效的是()a禁止使用煤、石油和天然气b开发使用核能、太阳能c将汽车燃料由汽油改为液化石油气d植树造林解析：选bd.可行且行之有效的措施是开发新能源以便减少对常规能源的利用，减少co2的排放；植树造林可以吸收空气中的co2，所以选b、d.题中a、c两项措施虽然有效，但并不可行4(多选)下列对能量耗散的理解正确的有()a能量耗散说明能量在不断减少b能量耗散遵守能量守恒定律c能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失d能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性解析：选bd.在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散能量耗散并不违反能量守恒定律宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故a、c错误5下列供热方式最有利于环境保护的是()a用煤做燃料供热b用石油做燃料供热c用天然气或煤气做燃料供热d用太阳能灶供热解析：选d.煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气，而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选d.课时作业一、单项选择题1下列属于新型能源，又是再生能源的是()a太阳能b石油c天然气 d核能答案：a2水力发电站的电能最终来自于()a太阳能 b水的动能c水的势能 d水的内能解析：选a.煤、石油、水力等能源最终来自于太阳能是太阳能将水蒸发到高处，然后再降落到地面各处，汇成江河湖海，高处的水向低处流就具有了水能，从而用于发电3很多居民都在楼顶安装了太阳能热水器，太阳能热水器是将太阳能转化为( )a电能 b化学能c机械能 d内能解析：选d.目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，其二是把太阳能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为内能，故选项d正确4能源利用的过程实质上是()a能量的消失过程b能量的创造过程c能量的转化和转移过程d能量的转化、传递并且逐渐消失的过程解析：选c.能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者则是能量的转移5以下说法正确的是()a热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大b汽油是一种清洁能源c水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%d煤、石油等常规能源是可再生能源解析：选a.热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，a对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，b错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，c错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，d错6下列叙述中不正确的是()a一般将ph小于5.6的降水称为酸雨b无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏c大气中co2含量的增多是引起温室效应的主要原因d“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一答案：b7下述化学物质中，对大气臭氧层破坏最大的是()a氟利昂 b二氧化碳c二氧化硫 d一氧化碳答案：a8酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是()少用煤作燃料燃料脱硫在已经酸化的土壤中加石灰多种植美人蕉、银杏等植物开发新能源多种植法国梧桐、柠檬等植物a bc d解析：选a.酸雨主要是由煤、石油等燃料尤其是煤燃烧所释放的so2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对so2有较强的吸收能力，所以正确，应选a.二、多项选择题9以下说法正确的是()a煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能b汽油是一种非清洁能源c太阳能是可再生能源d煤、石油等常规能源是取之不尽，用之不竭的解析：选abc.煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，a正确；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，b正确；太阳能是可再生能源，c正确；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，d错误10下列哪些现象属于能量耗散()a利用水流能发电变成电能b电能通过灯泡中的电阻丝变为光能c电池的化学能转变为电能d火炉把屋子烤暖解析：选bd.电能转化为光能，化学能转化为内能，最终都变成环境中的内能，无法再加以收集利用，b、d均为能量耗散11为减少大气污染，应采取的措施是()a减少化石燃料的使用量b降低小汽车的能耗c减少冰箱、空调的使用量d植树造林解析：选abd.大气污染的产生，主要有以下几种原因：一：化石燃料的燃烧，排放大量的二氧化碳及硫的氧化物；二：交通工具排放的尾气；三：冰箱、空调排放出的氟氯烃化合物，要减少大气污染就应从以上三方面着手，同时，由于森林具有吸烟除尘，净化大气的作用，因此，植树造林也是一项重要措施，本题之所以不选c项，原因在于并非所有的冰箱、空调都用氟里昂作制冷剂12关于“温室效应”，下列说法中正确的是()a太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”b石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”c“温室效应”使得地面气温上升，两极冰雪融化d“温室效应”使得土壤酸化解析：选bc.“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等，故b、c正确13以下说法正确的是( )a能量耗散过程中能量仍守恒b在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降c第二类永动机违背了热力学第二定律d从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功是不可能的解析：选abc.能量守恒定律是自然界的规律之一，所以a项正确；轮胎爆裂，气体压强减小，所以体积增大，在这个过程中，气体对外做功，又因为时间很短，所以不能从外界吸热，就只能通过减小内能的方式来实现能量守恒，所以气体的温度下降，b项正确；第二类永动机的设计思路是遵循能量守恒，让能量从低温物体自发的传给高温物体，或者把热能直接用来做功而不需要引起其它变化，但热现象是有方向性的，所以c项正确；从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功是可能的，但是需要引起其他变化，所以d项错误三、非选择题14co2气体几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中co2