专题08 物理学与社会发展（能源开发利用及新材料）问题（原卷版+解析版）--【夺分宝典】中考贯彻课标必考基础类（专练）

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专题08 物理学与社会发展（能源开发利用及新材料）问题
一、选择题
1. （2023辽宁营口）下列关于材料、能源的说法正确的是（ ）
A. 手机芯片的核心材料是半导体
B. 能量的转移和转化具有方向性
C. 广泛使用的电能属于一次能源
D. 核电站的反应堆通过可控聚变反应释放核能
【答案】AB
【解析】A．手机芯片的核心材料是半导体，故A正确；
B．能量的转移和转化不能收回或反向进行，说明能量的转移和转化具有方向性，故B正确；
C．电能是通过其他形式的能量转化而来的，因此广泛使用的电能属于二次能源，故C错误；
D．核电站的反应堆通过可控裂变反应释放核能，故D错误。故选AB。
2. （2023山东东营）关于能源，信息和材料，下列说法不正确的是（ ）
A.太阳能，风能、核能都属于可再生能源
B. 核电站的核反应堆是利用核裂变释放核能的
C. 5G通信用的电磁波和光在真空中传播的速度相等
D. 若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】A
【解析】A．太阳能和风能能源源不断地获取，属于可再生能源，但核原料是有限，属于不可再生能源，故A错误，符合题意；
B．裂变是可控的，核电站是利用可控的核裂变释放核能，故B正确，不符合题意；
C．5G通信是利用电磁波传递信息的，而电磁波的传播速度和光在真空中的传播速度相等，约为3×108m/s，故C正确， 不符合题意；
D．超导材料在满足其超导性能的条件下电阻为零，制造输电线可大大降低在传输电线上损耗的电能，故D正确，不符合题意。故选A。
3. （2023贵州省）我省蕴藏丰富的能源可用于发电，下列发电方式中利用不可再生能源的是（ ）

A. 乌江源风电场 B. 平箐太阳能电站 C. 构皮滩水电站 D. 发耳火电厂
【答案】D
【解析】ABC．风力、水力、太阳能能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，风力发电、水力发电、太阳能发电都是利用可再生能源发电的，故ABC不符合题意；
D．火力发电利用煤进行发电，煤不能从自然界源源不断获得，是不可再生能源，则火力发电是利用不可再生能源发电的，故D符合题意。故选D。
4. （2023黑龙江大庆）下列关于能源和材料的说法不正确的是（ ）
A. 石油、天然气和太阳能都是不可再生能源
B. 半导体材料是制造集成电路的重要材料
C. 超导材料、纳米材料是性能更好、更有价值的新材料
D. 核电站使用过的核废料必须谨慎处理， 不能随意排放
【答案】A
【解析】A．石油、天然气是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误，符合题意；
B．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，是制造集成电路的重要材料，故B正确，不符合题意；
C．新材料有超导材料、纳米材料和智能材料都是性能更好、更有价值的，故C正确，不符合题意；
D．核电站使用过的核废料有核辐射，必须谨慎处理，不能随意排放，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. （2023黑龙江哈尔滨）新型材料发现，让我们的生活变得更美好，下列有关材料的使用，说法不正确的是（ ）

A. 甲图：制造国产C919大飞机使用了密度较小的材料
B. 乙图：制造冰箱门磁封用到了磁性材料
C. 两图：制造发光二极管使用了半导体材料
D. 丁图：电热水壶的电加热器是由超导体材料制成的
【答案】D
【解析】A．飞机使用了密度较小的材料减轻重量，故A正确，不符合题意；
B．制造冰箱门磁封用到了磁性材料，故B正确，不符合题意；
C．制造发光二极管使用了半导体材料，故C正确，不符合题意；
D．电热水壶的电加热器是由电阻较大的材料制成，故D不正确，符合题意。故选D。
6. （2023江苏宿迁）关于粒子、宇宙及信息与能源的描述中，正确的是（ ）
A. 导航仪利用超声波与卫星通信B. 太阳是恒星，它是宇宙的中心
C. 花香四溢说明分子在不停地运动D. 水能、风能和核能都是可再生能源
【答案】C
【解析】A．声波不可以在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，故导航仪是利用电磁波与卫星通信，故A错误；
B．太阳是宇宙中的一颗恒星，但不是宇宙的中心，故B错误；
C．花香四溢属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D．水能和风能都可以从自然界源源不断的获取，是可再生能源，核能是不可再生能源，故D错误。
故选C。
7. （2023四川成都）我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 做功过程实质是能量的转化或转移过程B. 能量转化具有方向性，所以能量不守恒
C. 核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展D. 煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
【答案】A
【解析】A．能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，不能反过来转化，故B错误；
C．由于不可避免的能量损耗，因此核燃料能量转化不可能达到100%，故C错误；
D．煤、石油、天然气等来源于远古时期动植物，而动植物的能量来源于太阳辐射能，故D错误。
故选A。
8. （2023辽宁锦州）关于新材料在生产生活的应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 手机芯片主要材料是超导体
B. 普通领带的表面经过纳米技术处理后，会有很强的自洁性能
C. 半导体材料制成的太阳能电池板，主要是将太阳能转化为内能
D. 记忆合金制成的输电导线，可以避免因输电线上产生热量而造成能源的浪费
【答案】B
【解析】A．手机芯片的主要材料是半导体，故A错误；
B．普通领带的表面经过纳米技术处理后，不易沾水，也不易沾油，有很强的自洁性能，故B正确；
C．半导体材料制成的太阳能电池板，主要是将太阳能转化为电能，故C错误；
D．记忆合金制成的输电导线，也会有电阻，同样会产生热量，故不可以避免因输电线上产生热量而造成能源的浪费，故D错误。故选B。
9. （2023四川眉山）我国在能源、材料和通信等领域都取得了巨大成就。下列说法中正确的是（ ）
A. 可燃冰、石油都属于可再生能源
B. “超导材料”可以用于制作输电导线
C. 地面控制中心通过超声波与空间站中的航天员通信
D. 核聚变装置“中国环流器二号M”获得核能的方式与核电站相同
【答案】B
【解析】A．可燃冰、石油消耗后短时间内不会再生，都属于不可再生能源，故A错误；
B．“超导材料”因为没有电阻，可减少电损耗，因此可以用于制作输电导线，故B正确；
C．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信，故C错误；
D．核聚变装置“中国环流器二号M”利用的核聚变获得核能，而核电站是利用核裂变来获得核能，故D错误。故选B。
10. （2023四川自贡）近年来，我国在能源、信息与材料等领域取得了辉煌的成就。下列说法不正确的是（ ）
A. 风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
B. 目前的核电站是利用原子核裂变发电的
C. 光纤通信是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的
D. 用超导材料制造输电线，可以大大降低输电线的电能损耗
【答案】A
【解析】A．风能、水能和太阳能都可在短期内从自然界得到补充，是可再生能源，核能短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误，符合题意；
B．核能释放能量分为裂变和聚变，核电站是靠裂变释放能量，太阳能是靠聚变释放能量，故B正确，不符合题意；
C．光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，带携带的信息传到远方，故C正确，不符合题意；
D．超导材料的电阻为0，用超导材料制造输电线，可避免电流通过电阻时发热而造成的能量损耗，故D正确，不符合题意。故选A。
11. 北京第24届冬奥会火炬，其外壳由碳纤维复合材料制成，质量约为同体积钢的四分之一，强度为钢的7至9倍。火炬采用氢作燃料，燃烧时温度能达到800℃，但外壳温度却不高。关于碳纤维复合材料的特性，下列说法正确的是（ ）
A. 密度大B. 硬度小C. 导热性好D. 耐高温
【答案】D
【解析】A．碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一，说明碳纤维具有密度小的特点，故A错误；
B．碳纤维复合材料强度为钢的7至9倍，说明碳纤维复合材料的硬度大，故B错误；
CD．氢燃烧时温度能达到800℃，但外壳温度却不高，说明碳纤维复合材料的导热性差，耐高温，故C错误，D正确。故选D。
12. 国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量，因为碳纤维材料具有较小的（ ）
A. 弹性B. 密度C. 硬度D. 导热性
【答案】B
【解析】飞机体积是不变，机身质量减小，根据可知，飞机的密度较小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
13. 数千年来，寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一、半导体材料的应用促进科技日新月异的发展，这意味着人类已经步入了（ ）
A. 石器时代B. 青铜器时代C. 铁器时代 D. “硅器”时代
【答案】D
【解析】A．石器时代表示当时人们是使用石器为主，故A不符合题意；
B．青铜器时代表示人们是使用青铜器为标志，故B不符合题意；
C．铁器时代表示人们是使用铁器为标志，故C不符合题意；
D．“硅器”时代，指的是人们使用半导体材料为标志，故D符合题意。故选D。
14. 超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质，应用领域非常广泛，近年来，我国积极推进常温超导及其应用领域的研究。常温下的超导体，最适合运用于（ ）
A. 制作家用保险丝 B. 制作白炽灯泡的灯丝 C. 制作电炉的电阻丝 D. 远距离输电
【答案】D
【解析】ABC．常温下的超导体，是指在常温下阻值为0，而家用保险丝、白炽灯泡的灯丝、电炉的电阻丝都是利用焦耳定律工作的，都需要电阻不为0，故ABC不符合题意；
D．常温下的超导体阻值为0，用来远距离输电，可以减少电能的损失，故D符合题意。故选D。
15. 我国古代四大发明对世界文明发展做出了重要贡献，其中利用磁性材料特性的是（ ）

A. 指南针 B.火药 C.造纸术 D.印刷术
【答案】A
【解析】指南针的本质是小磁针，能够在地磁场的作用下指示南北方向，利用的是磁性材料特性。而火药、造纸术、印刷术与磁现象无关，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
16. （2022甘肃金昌）2021年4月29日，中国空间站“天和核心舱”发射升空。核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体，采用了氮化硼陶瓷基复合材料，该材料具备耐热耐蚀性、低密度、高强度、易加工、绝缘性能好等优点。关于该材料的应用，下列说法不正确的是（ ）
A. 该材料可以用来制作发电机线圈内芯B. 该材料可减轻卫星的质量，降低发射成本
C. 该材料可用于制作宇宙飞船的外壳D. 该材料可用于制造飞机的零部件
【答案】A
【解析】A．发电机线圈内芯需要是良好的导体，而该材料缘性能好，故A错误，符合题意；
B．该材料低密度，根据可得，相同体积，使用该材料质量更小，所以该材料可减轻卫星的质量，降低发射成本，故B正确，不符合题意；
C．该材料耐热耐蚀性和高强度，所以可用于制作宇宙飞船的外壳，故C正确，不符合题意；
D．该材料低密度、高强度，所以可用于制造飞机的零部件，故D正确，不符合题意。
故选A。
17. 为了推动风能开发利用，我国规划“十四五”期间风力发电量实现翻倍。风能属于（ ）
A. 可再生的清洁能源
B. 不可再生的清洁能源
C. 可再生的非清洁能源
D. 不可再生的非清洁能源
【答案】A
【解析】风能作为一种从自然界直接获取的能源，清洁无污染且可以再生更新、被人类反复利用，属于可再生的清洁能源，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
18. （2023四川南充）下列关于信息和能源的说法中不正确的是（ ）
A. 南充市新闻咨询广播频道FM97.5的频率为97.5MHz，在空气中，这个频道的波长约3.08米
B. “神舟十六号”于5月30日9时31分在酒泉卫星发射中心发射成功，从发射到预定道过程中，是以声波的形式和地面指挥中心保持信息传递的
C. 水能是可再生能源，南充市内已建成规模较大的新政和沙溪水电站，大大缓解了城市的用电压力
D. 核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
【答案】B
【解析】A．电磁波的波速3×108m/s，97.5MHz这个频道的波长
故A正确，不符合题意；
B．声波不能在真空中传播，地面指挥与神舟十六号用电磁波保持信息传递，故B错误，符合题意；
C．水能在短期内能从大自然得到补充，是可再生能源，利用水电站，能输出更多电力，缓解城市用电，故C正确，不符合题意；
D．核电是新能源，但其废料有放射性，对生物体在伤害，所以一般深埋在人烟稀少的地方，故D正确，不符合题意。故选B。
19. 河北丰宁抽水蓄能电站是2022年北京冬奥会的电力保障项目之一、该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A. 风能和光能是不可再生能源
B. 该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C. 根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能
D. 风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
【答案】B
【解析】A．风能和光能是可再生能源，能够从自然界获得，取之不尽用之不竭，故A错误；
B．该电站抽水蓄能时，消耗电能，增大的水的机械能，故将电能转化为机械能，发电时，机械能减小，电能增加，故将机械能转化为电能，故B正确；
C．该电站抽水时消耗的电能不可能全部转化为水的机械能，会有一部分的电能转化为内能或其它形式的能，故C错误；
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，但是能量转化有方向性的，比如汽车行驶时，克服摩擦力做的功，机械能转化为内能，这个内能不会自发的转化为原来的机械能，故D错误。
故选B。
20. 电池作为一种可移动电源，生活中应用十分广泛。常见的电池有干电池、锂电池、太阳能电池等。目前，硅是制作太阳能电池的主要材料之一，硅是一种（ ）
A．导体B．绝缘体C．半导体D．超导体
【答案】C
【解析】了解半导体的一些特点，了解半导体的应用对人类生活和社会发展的影响。
硅是重要的半导体材料，可做成太阳能电池，各种集成电路，用于制造计算机芯片等。
21. 现代生产生活中需要各种各样的材料，下列说法正确的是（ ）
A．超导体是一种电阻超级大的材料
B．橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C．用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D．有些半导体材料对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻
【答案】D
【解析】了解超导体的一些特点，了解超导体的应用对人类生活和社会发展的影响。
（1）超导是在特殊条件下导体电阻为零的现象；
（2）容易导电的物体叫做导体，不容易导电的物体交租绝缘体；
（3）超导体的电阻几乎为零，输电线在选材时，应选用电阻较小的材料；
（4）根据半导体对光比较敏感，可制造光敏电阻；
A.超导是在温度极低时电阻为零的现象，故A错误；
B.橡胶、塑料是绝缘体，而铝是导体，故B错误；
C.半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体间；而输电线应选用导电能力强的材料；故C错误；
D.根据半导体对光比较敏感，可制造光敏电阻；故D正确。
22. 坚硬的纳米材料石墨烯几乎是完全透明的，有着出色的导电性和导热性。下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（ ）
防弹衣 B.隔热手套 C.电脑元件 D.太阳能电池
【答案】B
【解析】了解纳米材料的一些特点，了解纳米材料的应用对人类生活和社会发展的影响。石墨烯坚硬，可以做防弹衣；石墨烯有出色的导热性，所以不能做隔热手套，选项B符合题意。石墨烯有出色的导电性，所以用来做电脑元件很好；石墨烯透明，导电性好，做太阳能电池好。
23. 新材料的开发和应用是多方面的，当前主要是从两个方面去开发新材料，一是寻找一些特殊的物质在特定条件下出现的特性来加以应用；二是利用科学技术的进步将物质加工到一定的程度出现的特性来加以应用。下列新材料属于第二种情况的是 ( )
A．记忆合金 B.纳米材料 C.“绿色”能源 D.超导体
【答案】B
【解析】记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做"记忆合金"。当然它不可能像人类大脑思维记忆，更准确地说应该称之为"记忆形状的合金"。此外，记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点，因此应用十分广泛。绿色能源也称清洁能源，它可分为狭义和广义两种概念。 狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力）和核能等等；一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体，达到超导的温度称为临界温度。高温超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。
24. 下列是不同历史时期人类利用的主要能源。其中说法正确的是（ ）
A. 远古时代重要能源是水，当时没有人工取火的说法
B. 原始社会后期，主要能源是煤炭等自然资源
C. 十九世纪80年代，主要使用太阳能等化石能源
D. 十九世纪，将煤炭、石油、天然气等化石能源，转化为便于输送和使用的电能，电力进入社会各个领域后，根本改变了人类社会面貌。
【答案】D
【解析】（1）远古时代人们逐渐掌握了人工取火技术，火是远古时期重要能源，A错误；
（2）原始社会后期，主要能源是水力和风力等自然资源，B错误；
（3）十九世纪80年代，主要是石油、天然气等化石能源，C错误；
（4）十九世纪，将煤炭、石油、天然气等化石能源，转化为便于输送和使用的电能，电力进入社会各个领域后，根本改变了人类社会面貌。D正确。
现代社会，核能涵盖的领域很多，除了发电和军事用途（军用也有很多方面，包括核弹、舰船核动力等），其它常见的比如医学用同位素、单晶硅、机械设备探伤、安检设备、古玩鉴定等等
二、填空题
1. 近年来，我国在科技领域取得了重大成就。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米，到达海底后，它携带的一颗备用螺丝钉的质量______ （选填“增大”、“不变”或“减小”）。“歼-20”战机机身是用强度较高、密度______（选填“较大”或“较小”）的新型合成材料制成的。
【答案】 不变 较小
【解析】质量是物体本身的属性，不会随着形状、状态、位置的变化而变化，所以到达海底后，它携带的一颗备用螺丝钉的质量不变。
战机机身是用强度较高、密度较小、韧性好、耐腐蚀的新型合成材料制成的，来减小战机自身重力，故选择密度较小的新型合成材料。
2. 黄大年教授是著名地球物理学家，小学和高中就读于贵县（今贵港市市区），黄大年曾任国家“深部探测关键仪器装备研制与实验项目”的负责人，在黄大年团队的努力下，中国的超高精密机械和电子技术、纳米和激电机技术。高温和低温超导原理技术等多项关键技术进步显著。上述中的纳米是 ______的单位，超导材料可以适用于制作 _____（只选填标号：A．“电能输送导线”或B．“电饭锅发热部件”）。
【答案】 长度 A
【解析】纳米是长度的单位，。
A．根据焦耳定律可知，导线的电阻越小导线产生的热量越少，电损越小，超导材料没有电阻，可以适用于制作电能输送导线，故A符合题意；
B．电饭锅主要利用电流的热效应工作的，电流通过导体的电阻产生热量，不能用超导体制作， 故B不符合题意。故选A。
3. （2023山东济南）2022年12月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成______的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于______（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。

【答案】 电能 可再生能源
【解析】发电机工作时将机械能转化成电能，水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成电能的工厂。
水能可以源源不断地获得，水电站发电所用的能源——水的机械能属于可再生能源。
4. 我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 _____能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 _______能转化为电能，再将电能转化为 _______能储存在蓄电池里。
【答案】 核 机械 化学
【解析】获得核能的两种途径，核裂变和核聚变，所以，2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用核能。
汽车的发电机可以将剩余的机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以，能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。
5. （2023贵州省）国产大型客机C919已成功载客飞行，飞机在结构设计、材料选择、环保理念等方面均有自主知识产权，选用先进的合金材料减小了飞机的质量，这是因为材料本身的_____较小。
【答案】密度
【解析】根据密度公式知，体积一定时，密度小的物体质量小，选用先进的合金材料减小了飞机的质量，这是因为材料本身的密度较小。
6. （2023湖南邵阳）邵阳正在飞速发展，2022年度邵阳新建5G基站2666座，5G基站利用______（选填“电磁波”或“声波”）传递信息。随着“气化邵阳”二期惠民工程建设的推进，越来越多的家庭用上了天然气，天然气是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 电磁波 不可再生
【解析】5G简单来说就是频率特别高的电磁波，频谱也更宽，所以同时传输的信息更多，网速更快。
天然气是无法经过短时间内再生的能源，它的消耗速度远大于再生速度，故天然气是不可再生能源。
三、综合题
1. 阅读短文，回答问题。
页岩气
页岩气是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。页岩气主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。
页岩气生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30年~50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。随着社会对能源需求不断扩大，特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。我国页岩气资源潜力大，初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米，与常规天然气相当。
（1）页岩气属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若页岩气的热值为4.2×107J/m3，则燃烧5m3页岩气放出的热量为______J。
【答案】 不可再生 2.1×108
【解析】（1）页岩气不能在短期内再生，属于不可再生能源。
（2）燃烧5m3页岩气放出的热量为
Q放=Vq=5m3×4.2×107J/m3=2.1×108J
2. 请你说出目前处理核废料的常用办法有哪些？
【答案】见解析。
【解析】目前被发现的核废料中最具有代表性的是钚。消解钚的一种方式是将其作为传统轻水反应堆的燃料。不同燃料类型对钚的摧毁程度目前在还研究中。其它处理核废料的长期方法主要有以下五点：
1.地质处置。这种处理方法的基本概念是寻找到一个广大的、地质结构稳定的领域，通过挖掘技术挖掘深达500米至1000米的隧道来储存高放射性废弃物。目的是将其与人类环境永久隔离。
2.海洋处理。海洋处理包括将废弃物埋葬在稳定的深海平原、能够缓慢得将废物带入地幔的俯冲带，以及远程的天然或人工岛屿。虽然这些方法都各有优点，并有助于国际上解决放射性废弃物的处理问题，但需要海洋法的修正。利用靠近大陆的俯冲带处理核废料没有受到国际协议的禁止。这种处理方法被公认为最具可行性、技术最先进的手段。
3.混合再生。这种处理方法在术语上成为混合再生，将高级别废物与铀矿和矿渣融合，使其放射性降到铀矿的原始水平，然后再用活跃性低的铀矿替换。这种处理方法的优点是促进了放射性物质循环再生的周期。
4.变形。通过反应堆消耗核废物将其转化成危害性低的废料。如高速中子反应堆可以消耗超铀元素产生无铀废料从而形成核燃料的循环。这种方法曾进行过大量的实验，但后来被美国政府取消。
5.太空处理。太空处理是一个具有吸引力的概念，因为它能够永远将核废物从环境中驱除。但它有一个明显的缺陷，尤其是运载火箭发射失败的话，会将放射性物质播撒到世界各地的大气层中，这将是一个灾难性事件。由于庞大的核废料需要大量数目的火箭，因而使太空处理暂时不切实际。为了推进这种方法的进一步研究，各国均需尽快出台相关的议题。
3. 讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应采取的对策。
【答案】见解析。
【解析】当前，粗放式的能源开发利用模式还未实现根本改变，生态破坏和环境污染问题依然十分严重，突出表现为:1.水体污染严重。地表水普遍受到有机物污染。2007年，全国地表水总体水质属中度污染，国家监测的745个地表水断面中，Ⅰ-Ⅲ类，Ⅳ类、Ⅴ类及劣Ⅴ类水质的断面比例分别为40％、32％和28％。在监测营养状态的26个湖泊(水库)中，呈富营养状态的湖(库)占46.2％。饮用水安全存在隐患，损害了人民群众的健康和环境权益。
2.固体废物污染形势严峻。随着经济的持续高速增长和社会的快速转型，各种固体废物的产生量逐年增加，种类也在不断扩大，电子废物、医疗废物等造成新的污染，农村固体废物污染形势加剧。根据2005～2009年的中国环境状况公报，2004～2008年中国工业固体废物的产生量不断增加，固体废物综合处理能力偏低，危险废物产生量达到1000万吨以上。
3.气候变暖加剧。中国气候变暖趋势与全球的总趋势基本一致。气候变化使得近50年来中国的降水分布格局发生明显变化，西部和华南地区降水增加，而华北和东北大部分地区降水减少。据中国科学家的最新评估结果，未来100年极端天气与气候事件发生频率可能增大，干旱区范围可能扩大、荒漠化可能加重，青藏高原和天山冰川将加速退缩，一些小冰川将消失，预计到2050年中国西北的冰川面积可能再减少27％。
利用煤炭火力发电导致飘尘、酸雨、温室效应，利用石油作为车辆燃料导致尾气污染和酸雨，利用木材为燃料导致温室效应和水土流失，利用沼气为燃料会导致温室效应和土壤污染，利用水力发电导致滑坡、泥石流甚至地震。
4. 超市的塑料袋为市民购物提供了极大的方便，可同时又造成了“白色污染”，是否该取消超市方便袋呢？请你通过了解塑料袋的成分，在生产和使用过程中对环境造成的污染及市民的反应等方面，提出自己的合理建议。其建议如下：
建议一：（1）________________________________；
建议二：（2）________________________________；
建议三：（3）________________________________。
【答案】（1）影响农业发展。废塑料制品混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。建议农民在田间使用后，及时收回并且焚烧；
（2）对动物生存构成威胁。抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。建议在动物园旅游观光时，不要把塑料制品乱扔，要自己保存好；
（3）在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成”视觉污染“。建议旅游景点要及时检查，不允许携带塑料制品进入。
（4）我们只有一个地球，从可持续发展的角度来说，限塑令将是一项造福后代子孙的措施。也许在不久的将来，塑料袋会从我们的生活中消失。
【解析】 本题通过学生对日常生活和生产实际中超市的塑料袋以及田间塑料的使用的调查，让学生有保护环境和合理利资源的意识，也考查学生敢于发表自己的见解、提出合理化建议的责任感使命感等。考查的目标属于过程体验领域中的“反应和领悟”水平。
5. 阅读理解题
石墨烯—改变世界的神奇新材料
一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家海姆和诺沃肖洛夫赢得2010年度诺贝尔物理学奖。这种全新材料名为“石墨烯”。
石墨烯不仅“最簿、最强”，作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。因此其应用前景十分广阔。
（1）这种新材料属于 （填“导体”或“绝缘体”）。
（2）石墨烯应用于超级计算机的研发，是因为 。
（3）石墨烯的应用领域十分广泛，请你从材料中找出两例 。
【答案】（1）导体。（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管。（3）柔性电子产品、智能服装、超轻型飞机材料、防弹衣、太空电梯等。
【解析】本题是考查新材料的特点及其应用。通过阅读能认识到新材料的发展和应用正在改变着人们的生活方式，提高了我们的生活质量，促进了社会的进步和发展。能正确理解短文含义，在短文中就能找到正确答案。考查的目标属于知识领域中的“了解”水平。