开发新能源

课堂10分钟

1.目前，人们开发、利用太阳能主要采用①太阳能转化为电能，如____________;②太阳能转化为化学能，如____________;③太阳能转化为_________，如太阳灶、太阳能热水器。

2.如图所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图;其中甲图表示的是______________;图乙表示的是_________________， 其中______(填“甲”或“乙”)图展示的是制造氢弹的原理。

3.(1)如图是核电站原理的示意图，从核能到电能，在能量转化过程中，正确的是[ ]

A.核能→内能→电能

B.核能→机械能→内能→电能

C.核能→内能→机械能→电能

D.核能→机械能→电能

(2)我国也在不断探索核能发电，并且自行设计制造了核电站。你能说出我国正在使用的一个核电站吗?_________________________。

4.新能源的开发和利用都有积极和消极的因素，仔细阅读下面的表格，并将其补充完整(每种因素谈一点)。

能 源 能源利用的积极因素和消极因素

积 极 因 素 消 极 因 素

太 阳 能

核 能 不会引起大气污染

潮 汐 能

风 能 风多变，风场需要大片土地。

课后30分钟

一、基础题

1.对太阳能的直接转化，下列说法中错误的是[ ]

A.用太阳灶将太阳能转化为内能 B.用硅光电池将太阳能转化为电能

C.用光合作用将太阳能转化为化学能 D.上述情况转化都不能直接发生

2.关于核能的下列说法中，正确的是[ ]

A.物质是由分子组成的，分子由原子组成，任何原子内部都有原子核。所以，利用任何物质都能获得核能

B.原子弹和氢弹都是利用核聚变的原理

C.在太阳内部在不断地进行着大量的核裂反应

D.核聚变必须在极高的的温度和极大的压强下进行

3.关于核电站，下列说法中不正确的是[ ]

A.核电站的核反应堆中，能量是靠核裂变而产生的

B.核电站是使核能转化为内能，通过汽轮机带动发电机来发电的

C.核电站不排放烟尘、CO2、SO2等有害气体，对环境污染少

D.核电站产生的废料可以用来铺设马路，进行二次利用

4.关于能源及能源的利用，下列说法中不正确的是[ ]

A.由于我国煤和石油的储量大，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

B.能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程

C.现在人类使用的能源主要是煤、石油和天然气

D.煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

5.我国现有的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电和风力发电等，请你以其中一种(核能发电方式除外)为例，说明该发电方式的能量传递和转化过程。(例如，核能发电：核能 水和蒸汽的内能 发电机转子的机械能 电能) 。

二、能力提升题

6.关于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为________，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_________;太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_________;植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为__________，植物被动物吃掉，又转移为动物的_______。

7.三峡工程是目前世界上最大的水利工程。它所提供的清洁、廉价电能相当于每年燃烧5000万吨原煤的火力发电厂产生的电能，因此三峡工程的建成和使用有助于减少[ ]

(1)氮氧化物的排放 (2)酸雨的形成 (3)臭氧空洞扩大 (4)温室效应 (5)白色污染

A.(1)(2)(3)(4) B.(2)(4)(5)

C.(3)(4)(5) D.(1)(2)(5)

三、综合题

8.由于地球和月球、太阳相互作用产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上潮汐能蕴藏量为10亿kW，我国为1.1亿kW。我国东南沿海某海湾经测量面积为1.0×107m2时，涨潮时水深为20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变，退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建成潮沙水力发电站，水的势能变为电能的效率是10%，每天有2次涨潮，问该电站一天能发的电能是多少焦?

四、中考题

9.(2005年南通)流动的空气形成了风，风具有一定的能量，称为风能.风力发电利用自然界的风，通过风力发电系统来为人类提供电能.风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动机头发电机发电.

(1) 风力发电机是将_______能转化成________能的设备.

(2)某小型风力发电机参数如右表所示，小明的父亲想用它解决出海渔船的用电问题，若他用这台风力发电机直接给用电器供电，在选择用电器时要注意的问题是：

××型风力发电机

额定功率 (W) 200

输出电压(v) 36

起动风速(m/s) 3

额定风速(m/s) 6

风能利用系数 O.38

①____________________________________

②_____________________________________

(3)南通毗邻黄海，有较丰富的风力资源，即将并网的“十万千瓦”风力发电机组，预计年发电量2.5×lO8kW•h，相当于完全燃烧________kg的煤放出的能量.(煤的热值为3.0×107J/kg)

(4)请你结合本地实际及图中的有关信息，说说目前风力发电开发的困难和前景.

参考答案

课堂10分钟

1.太阳能电池;植物通过太阳进行光合作用，生长粮食、水果等为人类提供丰富的食物;内能。

2.核裂变;核聚变;乙。

3.(1)C;(2)浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。提示：核电站的核心是核反应堆，它以铀为燃粒，在裂变过程中释放出核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电

4.提示：①太阳能 (1)能量巨大;(2)清洁;(3)分散;(4)受天气影响;(5)转换效率低;(6)提供的功率小。

②核能 (1)有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小;(2)核电站的建设，地区适应性强。在煤、石油、天然气等燃料缺少和水能源资源不足而又需要大量能源的地区很适合建核电站;(3)建立核电站投资大，建设的周期长，需要较高的技术和设备。特别需要防止放射性物质外逸的密封设备，又需要处理好核废料，以确保安全;(4)核电站建成投产后，运转费用低，经济效益大;(5)核能是一种清洁的能源。核电站正常运转时对环境的影响远比燃煤电站小的多，核电站附近居民所受的辐射剂量，通常低于大气中的天然含量。

③潮汐能是一种清洁，不污染、不影响生态平衡的可再生能源。完全可发展成为沿海地区生产、生活等需要的重要补充能源，潮汐电站不需要淹没大量农田构成水库，也不需要筑高水坝，所以没有修建水库带来的生态环境等问题。但潮汐电站建在港湾海口，通常水坝长，施工、地基处理及防淤等较困难。故土建和机电投资大，造价较高。

④风能 由于风速、风向的变化多，不容易连续稳定供给能量。因此，风力发电站要根据风能的特点，运用机械装置和蓄电装置，才能不间断地、稳定地供给电力。风力发电不消耗燃料，不污染环境，特别适用于风力较强的东南沿海岛屿，以及缺乏电网的草原牧区和偏僻地区。我国已在北京、浙江、青海、内蒙古等地建立了一些小型的风力试验电站。

课后30分钟

1.D.

2.D.提示：目前人们获得核能的途径主要是为数极少的放射性物质的裂变和氢的同位素及氦原子的聚变，不是所有的物质都能发生核反应的。原子弹是利用核裂变的原理制成的，而氢弹是利用核聚变的原理制成的，核聚变必须在极高的温度和压强下进行。太阳发出的能量来自于太阳内部的无数氢原子核。太阳内部的超高压和超密度使氢的原子核发生聚变，结合成较重的氦核，同时释放出大量的光和热。

3.D.提示：核电站是利用核能发电的电站，它是在人工控制下缓慢进行的链式反应，考虑到从核反应堆中出来水具有放射性，不能直接用来推动机器，所以，要把它与产生蒸汽推动汽轮机的水分隔开。核电站中都有热交换器，把核能转化为内能，用高压的蒸汽推动汽轮机转动再带动发电机发电。核电站不排放烟尘、CO2、SO¬2等有害气体，所以，与火力站相比对环境污染少。但是铀核裂变会产生核废料，核废料会产生放射性污染，所以，核电站必须采用多种可靠的防护措施，来防止放射性物质的泄漏。核废料不能用来铺设马路，进行二次利用。

4.A.提示：煤、石油和天然气是古代的动植物在长期地质变迁中形成的，古代动物食用植物，而植物靠光合作用生长，所以可以说煤、石油和天然气都来自于太阳能。目前人类使用的能源主要是煤、石油和天然气。燃料燃烧时，化学能转化成内能，内能又可以转化成机械能和电能。人类在生产和生活中需要各种形式的能，我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能，以供利用，所以能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程。我国的煤、石油和天然气尽管储量丰富，但终究有限，且利用后不能再生，终有用完的日子，所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路。

5.提示：在使用火力发电时，燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量的水蒸气，用水蒸气推动汽轮机运转，将内能转化为机械能，最后由汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。水力发电和风力发电是用流动的水和风推动叶轮做功，将一部分的机械能转化为电能的。

6.内能;机械能(或“风的动能”);机械能(或“水的重力势能和动能”);化学能;化学能。

7.A.提示：三峡每年相当于每年燃烧5000万吨原煤的火力发电厂产生的电能，因此在节约煤炭能源和减少煤带来的环境问题方面有着不可小视的作用。而白色污染的产生与燃煤及其污染并无直接联系。

8.一次涨潮，退潮后水坝内水的势能增加：

，则水的势能可转变为电能，

，每天2次涨潮，则该电站一天能发电 。

9.(1)风(或机械能) ;电。(2)应选用额定电压为36V的用电器;用电器总功率不超过200W。(3)Q=W=2.5×lO8kW•h=9×1014J m= Q/q=9×1014J/3.0×107J/kg=3×107J。(4)困难：风力不稳定;前期投资大，导致风力发电成本较高等 前景：随着技术不断的成熟，成本下降较快，有望低于火力发电成本;风力发电对环境几乎没有污染等。