6.1能源、环境与人类生存-6.2能源的开发与环境保护 学案（2020年鲁科版高中物理选修3-3）

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1、第第 1 节节 能源、环境与人类生存能源、环境与人类生存 第第 2 节节 能源的开发与环境保护能源的开发与环境保护 目标定位 1.了解能源对人类社会、环境的影响.2.知道能源开发和利用带来的 问题及应采取的措施.3.培养具有可持续发展的责任感和节约能源的意识. 一、能源与人类 1.能源是提供可利用能量的物质资源或自然过程. 2.地球上的能源绝大部分直接或间接来自太阳能. (1)煤、石油和天然气是太阳能经过数亿年的地质变迁转化来的，被称为化石能 源.在短期内不能再生，也被称为不可再生能源. (2)风能、水能、波浪能、海洋能等也都是由太阳能转化来的. 3.20 世纪以核能为代表的各种新能源的利用，

2、 使人类获取能量的渠道拓展到了原 子微观世界. 4.随着科学技术的发展和生活水平的提高，在城市家庭中，电与燃气成了主要 能源. 二、能源的开发与利用 1.常规能源的开发与利用 (1)煤、石油和天然气等常规能源的大量开采对环境造成了极大的影响. (2)常规能源在利用时也会对环境造成极大的污染，特别是温室气体大量排放， 导致地球变暖. 2.可再生能源的开发与利用 (1)水能是利用最广泛的可再生资源. (2)太阳能是地球上最丰富的能源. (3)风力发电站必须建在多风场地，受到地域的限制. 一、能源的分类与特点 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

3、 太阳能、风能、地热能、 核能、生物质能 二次能源 由一次能源经加工 转换而成 焦炭、木炭、蒸气、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 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) 【例 1】 以下说法正确的是( )

4、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.核能是可再生能源 D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 答案 A 解析 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，选项 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，选项 B 错误； 核能是不可再生能源，选项 C 错误；煤、石油等储量是有限的，是不可再生能 源，选项 D 错误. 针对训练 1 下列关于能源的说法中正确的是( ) 能源是取之不尽、用之不竭的 能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石 油、天然气等 大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 核能的利用对环境

5、的影响比燃烧石油、煤碳大 A. B. C. D. 答案 B 解析 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.错误， 正确； 常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大， 正确，错误. 二、新能源的开发和利用 1.太阳能：太阳向外辐射能量时是以太阳为球心的球状辐射. 2.风能： 空气流动所形成的动能称为风能，它是太阳能的一种转化形式.风能的利 用是将空气的动能转化为其他形式的能. 3.波浪能：主要的开发形式是海洋潮汐发电. 4.氢能：21 世纪重要的能源载体，储量丰富，运输方便，而且不会污染环境. 5.核能：通常有两种释放方式：重核裂变和轻核聚变. 6.地热能

6、和生物质能：两种能源也具有较大的发展前景. 【例 2】 许多居民都在自家的楼顶上安装了太阳能热水器.该热水器的聚热面积 约为 1.5 m2，若每天太阳直射的时间约为 4 h，设太阳单位时间垂直辐射到地面 单位面积的能量为 E07103 J/(m2 s).太阳能的 20%转化为水的内能，这个热水 器最多能使 200 kg 的水温度升至多少摄氏度？(设水温的初始值为 20 ) 答案 56 解析 E0St时20%cmt温， 式中 S1.5 m2，t时4 h， t温为水升高的温度， 则 t温E 0St时20% cm 710 31.543 60020% 4.2103200 36 . 最后水温达到 t末温

7、20 36 56 . 【例 3】 如图 1 表示的是利用潮汐发电示意图，左方为陆地和海湾，中间为大 坝；其下有通道，水经通道可带动发电机.涨潮时，水进入海湾，待内、外水面 高度相同时，堵住通道如图甲；潮落至最低点时放水发电，如图乙；待内、外水 面高度相同时，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又进水发电，如图丙.设 海湾面积为 5.0107 m2，高潮与低潮间高度差为 3.0 m，则一天内水流的平均功 率为_MW. 图 1 答案 100 解析 潮汐发电其实质就是将海水的重力势能转化为电能.每次涨潮时流进海湾 (落潮时流出海湾)的海水的重力为 mgShg1.01035.0107310 N 1.51

8、012 N，其重心高度变化为 h1.5 m. 一天内海水两进两出，故水流功率为 P4mgh t 41.510 121.5 243 600 W1.0108 W100 MW. 针对训练 2 下列说法中正确的是( ) A.水能和风能是“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更大 答案 ABC 解析 水能和风能是“可再生能源”，A 正确；太阳能是清洁能源，B 正确；沼 气是人们开发的新能源，C 正确；核能对环境的污染比常规能源较小，D 错误. 能源与环境 1.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，尽量使用即

9、可 B.大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡不利用能源 C.能量的利用过程实质上是能量的创造和消失过程 D.能量的利用过程实质上是能量的转化和转移过程 答案 D 解析 虽然在能量的利用过程中能的总量保持不变，但能量的品质会逐渐降低， 可利用的能源会逐渐减少，所以应该节约能源，A、B 错误；能量的利用过程的 实质是能量的转化和转移，而不是能量的创造和消失，C 错误，D 正确. 2.下列说法中正确的是( ) A.核能是一种常规能源 B.煤、石油、天然气叫做常规能源 C.大量消耗常规能源产生了“温室效应” D.燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高，形成酸雨 答案 BCD 能源开发与利用 3.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 答案 A 4.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.开发利用核能、太阳能 C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D.植树造林 答案 BD 解析 能源与环境是相互制约的， 在目前能源比较短缺的情况下还不能禁止使用 常规能源，A、C 错，B 正确；通过植树造林，可以把太阳辐射到地球的能量转 化为生物的能量储存起来，又能吸收大气中的 CO2，释放出 O2，D 正确.