2019-2020学年高中物理 第5章 能源与可持续发展 1 能源利用与环境污染精练（含解析）沪教版选修3-3

能源利用与环境污染1.知道什么是能源，了解能源的分类，了解能源的利用状况和环境污染的危害2.知道温室效应和酸雨的产生原因、危害及控制措施(重点难点)3.在查阅资料的过程中，学会了解更多关于能源利用和环境污染的信息和方法一、能源及其分类1所谓能源，是指能够提供可利用能量的物质，人类利用能源的历史大致经历了柴薪、煤炭、石油三个时期2目前，人类消耗的能源主要是煤、石油、天然气等这些能源在有限的时间内不可再生，通常叫做不可再生能源水能、风能、太阳能、生物质能、海洋能等，可以由自然的力量再生，叫做可再生能源二、能源利用状况：目前我国能源消费结构如图所示，煤炭75%，石油17%，天然气2%，一次电力6%，已经形成了以煤炭为主，多种形式能源互补的能源生产体系三、人类生存环境及其污染：煤和石油等化石燃料能源的大量使用，带来了严重的环境污染问题，直接的污染是大气污染和水污染，引起的后果是温室效应和酸雨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、沼气能、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、水能污染能源会严重污染环境化石燃料(煤、石油、天然气)(多选)下列关于能源的说法中正确的是()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、煤炭大思路点拨 能源是有限的，无限制使用常规能源会严重破坏环境解析尽管能量守恒，但耗散能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，a错，b对；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，c对，d错答案bc能量与能源的区别(1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少(2)能源是可以提供可利用能量的物质(3)能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能量 1.(多选)以下说法中正确的是()a煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能b汽油是一种清洁能源c水能是可再生能源d煤、石油等化石能源是取之不尽，用之不竭的解析：选ac.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，故a正确；汽油燃烧会引起一些有害化合物的产生，故b错误；水能可以重复利用，故c正确；煤、石油等储量有限，是不可再生能源，故d错误能源与环境化石能源的资源有限，而且对环境有很大的破坏，造成的环境污染主要有：1温室效应大量燃烧石油、煤炭、天然气等产生的二氧化碳气体，增大了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化2酸雨酸雨是指ph小于5.5的雨、雪或其他形式的大气降水形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油，以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫和氮氧化物，通过化学反应分别转化为硫酸和硝酸，混入雨水和雪水中，使其酸度增加同时，酸雨的形成还与大气中其他许多碱性物质如飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙等与酸发生中和反应有关酸雨对人类是有害的，首先危害人体健康：由于酸雨可溶解空气及土壤中的重金属粒子，人饮用了这种水就能诱发各种疾病；其次使土壤酸度增加从而危害植物的正常生长，使土壤沙化；河流湖泊酸化后就影响水生物及鱼类的生长等，严重破坏生态环境；再者酸雨是强腐蚀剂，能腐蚀建筑材料3光化学烟雾内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮氧化合物和碳氢化合物这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质光化学烟雾这些物质有毒，能引起人的多种疾病(多选)二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是 ()a在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高b经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命c由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高d现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能思路点拨 本题的观点是二氧化碳的温室效应解析地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，进而导致当时地球的气温很高地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生热四个选项都很正确，但就温室效应这一观点而言来确定a、b、c是正确的答案abc2.某城市人口密度大，汽车等交通工具向对流层大量排放碳氢化合物、氮氧化合物等有害物质，最有可能发生的是()a酸雨b臭氧层空洞c光化学烟雾 d温室效应解析：选c.氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生二次污染物质光化学烟雾，故选c.环境污染与防止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已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖(1)这种大气中以co2为主的气体产生的效应称为()a光热效应b光电效应c光气效应 d温室效应(2)导致大气中co2浓度增加的主要原因是()a大量植物和生物物种灭绝b大量燃料如煤炭、石油、天然气等的燃烧c人口剧增，呼出的二氧化碳增多d自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)(多选)为了减缓大气中co2浓度的增加，可以采取的措施有()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植树造林思路点拨 解答本题时注意：(1)了解co2的基本性质；(2)弄清每一小问之间的关系解析(1)由题意可以分析出，co2的作用是使地球变暖，应选d.(2)煤、石油、天然气的主要成分是碳氢化合物，燃烧后放出大量co2，这是最主要的原因(3)常规能源的大量使用使得co2浓度增加，为减缓这种状况，应减少常规能源的使用，开发利用核能、太阳能，但他们并不能完全替代常规能源，故a错误，b正确；c项中液化石油气同样放出co2，故c错误；植物可以吸收co2，放出氧气，故d正确答案(1)d(2)b(3)bd 随堂检测 1(多选)下列说法中正确的是()a水能和风能都是“可再生能源”b太阳能是一种清洁能源c沼气是一种新能源d核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大解析：选abc.水能和风能都能再生，a正确；太阳能属于清洁能源，b正确；沼气属于新能源，c正确；核能属于新能源，是一种清洁能源，d错误2(多选)能源可划分为一次能源和二次能源自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源下列叙述正确的是()a电能是二次能源b水能是二次能源c天然气是一次能源 d焦炉气是一次能源解析：选ac.由题可知水能和天然气是自然界中已经存在的，是一次能源电能是其他形式能转化的，焦炉气是炼油厂产生的副产品，故是二次能源，应选a、c.3(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是()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、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故b、c选项正确4(多选)下列关于对能源开发和能量利用的说法中，正确的是()a能源利用的过程，实质上是内能转化成机械能的过程b要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源c为了提高发电效率，一个重要的研究方向是从内能直接得到电能，如磁流体发电d无论是节约能源还是开发能源，都要靠科学研究，都要掌握先进的技术解析：选cd.能源利用过程是化学能、太阳能、核能等向内能、机械能等许多形式的能量的转化过程，故a错误；常规能源是指煤、石油、天然气等能源，核能是非常规能源，太阳能、风能、地热能、海洋能等能源是可再生能源，选项c、d正确课时作业一、单项选择题1自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是()a水能、石油、核燃料b风能、煤炭、天然气c煤炭、石油、天然气 d风能、水能、太阳能解析：选d.煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，风能、水能、太阳能属于可再生能源，故选项d正确2近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是()a提高汽油燃烧效率 b降低汽油成本c避免铅污染大气 d铅资源短缺解析：选c.含铅汽油燃烧后产生有毒物质，对大气有污染，而且汽车尾气是大气污染的重要来源，故应选c.3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、天然气等材料的利用，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，应大力推广，故应选d.4我国酸雨主要是硫酸型酸雨，其原因是()a我国是以燃烧木柴为主的国家b我国是以利用火电为主的国家c我国是以利用水电为主的国家d我国能源消费中煤的比重最大解析：选d.造成酸雨的主要原因是so2气体，而煤的使用就会产生大量的so2气体二、多项选择题5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6下列叙述中正确的是()a市区禁止摩托车通行是为了提高城市空气质量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解析：选acd.a中禁止摩托车在市区通行可以减少市区内尾气排放，所以a正确；氟里昂会使臭氧层遭到破坏，但无氟冰箱不含氟利昂，所以b错误；引起温室效应的气体有很多，但在大气中co2含量最大，所以co2含量增多是引起温室效应的主要原因，c正确；“白色污染”物是一些不易分解的化工材料，所以亟待解决，如近几年国家发布“限塑令”就是为解决“白色污染”所采取的有效措施，故d也正确7.某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器，容器壁的其中两个面用玻璃板替代，以利于阳光射入，其设计结构如图所示为了更有效地利用太阳能，提高热水温度，下列措施中合理的是()a容器容积一定时，增大日光入射的有效面积b尽量使有效采光面与太阳光垂直c将除玻璃板之外的内壁涂黑d将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面解析：选abc.若将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面，则不利于对阳光的吸收，应涂成黑色，因为黑色的吸热效果较好，故选abc.三、非选择题8读我国年平均降水ph值的分布图，回答下列问题：(1)我国的酸雨主要分布区是_，已覆盖国土面积的40%，而且还在不断_(2)酸雨是指_的雨水其形成是由于燃烧煤、石油等不断向大气中排放_所致(3)酸雨造成的危害是：生物危害：_；非生物危害：_.(4)图中a地区的酸雨污染比工业集中的b地区_，其原因是_.(5)防治酸雨的有效措施有哪些？_.(6)国际社会最为关注的全球性大气环境问题还有_和_遭破坏此三种大气环境问题共有的特点是_，使得在治理三大大气环境问题时必须采取_的方式答案：(1)东(东南)部扩大(2)ph值小于5.5二氧化硫和氮氧化物等酸性气体(3)影响动植物生长、繁殖，甚至死亡；危及人体健康腐蚀建筑物和文物古迹(4)更严重地形闭塞，空气不易流动，多云雾，易形成酸雨(5)减少硫氧化物和氮氧化物的排放；