能源材料和信息人类社会发展三大支柱共42页文档
现代科学技术的三大支柱
现代科学技术的三大支柱能源，材料，信息技术是当代社会发展的三大支柱。
能源是动力基础，材料是动力目标，科技是动力手段。
具体可分为：1.光电子信息产业在本世纪微电子和电子计算机技术的基础上，21世纪将把光、电、声、磁等物理特性加以综合开发利用，形成包括光电子器件、激光配置、光纤系统、全息图像、光是集成电路、光计算机等基本内涵为新一代光电子信息产业。
这一新产业将全面更新现有的各类信息手段，以适应人们对信息的最广泛的需要。
2.软件产业在21世纪，世界范围内的信息处理和知识处理业务将空前活跃，软科学技术的发展和知识产业的成长将加快步伐；大量的、遍及各个领域的数据库、信息库、知识库将普遍建成并广泛应用；基本软件、应用软件、智能软件、专家系统等软件产业，并在经济发展和国家安全中占有越来越突出的地位。
3.智能机械产业在21世纪，传统的各种机械工具将广泛地与微电子、光电子和人工智能机械产业。
这个产业提供的智能机器人、智能计算机、智能工具(智能汽车、船舶、火车、飞机、航天器等)、智能生产线、智能化工厂等等，不仅在体力上，同时也在脑力上部分替代人类的各种劳动，使人类的智能获得新的解放，从而人类可以开展更富创造性的工作。
4.生物工程产业以现代生命技术的四大组成部分(微生物、酶、细胞、基因)为基础，到21世纪将逐步形成以动植物工程、药物及疫苗、蛋白质工程、细胞融合、基因重组、生物芯片及生物计算机等为基本内涵的生物工程产业。
这个产业将改造和创建若干高效益的生物物质，使人类的生产和生活发生巨大变化。
5.生物医学产业在疾病诊断、医疗手术、人工合成材料新成就的基础上，在21世纪人类能安全地掌握生物的或人工的脏器(心、肺、肾、脾等)、骨骼、血管、知觉(视、听、嗅、味、触)的移植和再造技术，从而使新的医疗技术达到能对人体各单位进行有效替换和重建的高水平，生物医学产业必将成为令人瞩目的高技术产业之一。
6.超导体产业下个世纪，超导体产业将崛起。
(文末附答案)人教版2022年九年级第二十二章能源与可持续发展易错题集锦
(每日一练)(文末附答案)人教版2022年九年级第二十二章能源与可持续发展易错题集锦单选题1、下列各种发电方式中，利用不可再生能源．．．．．．发电的是（）A．水力发电B．核能发电C．风力发电D．潮汐发电2、能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法中正确的是（）A．太阳能路灯顶部的太阳能电池板在工作时将太阳能转化为电能B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的C．倒车雷达利用电磁波进行回声定位D．核能是通过核裂变或核聚变获得的，属于二次能源3、关于能源和能量，下列说法不正确的是（）A．电能可以转化为其他形式的能，所以电能是一次能源B．化石能源是不可再生能源C．太阳内部，氢原子核在超高温下不断发生聚变D．在热传递过程中，热量能自发地从高温物体转移到低温物体4、2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。
核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。
下列说法不正确的是（）A．核反应堆是利用核裂变产生核能的B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C．汽轮机工作时将机械能转化为内能D．发电机的工作原理是电磁感应5、2021年，我国航天事业取得突破性进展，中国空间站开启多人长期驻留时代，空间站的能源主要靠太阳能电池板。
关于太阳能及太阳能电池，下列说法中错误的是（）A．太阳能只能转化为电能B．太阳能是可再生能源C．太阳能是清洁能源D．太阳能电池给我们提供了新的电能来源6、关于信息、能源、材料、磁场等的播述中，下列说法正确的是（）A．“北斗”卫星定位系统是利用电磁波传递信息的B．人类开采的石油由于储量巨大，属于可再生能源C．核电站是通过核聚变反应获得核能的D．磁场和磁感线都是人为引入的，实际上不存在7、我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的利用。
智能材料及其发展
智能材料及其发展1.材料的发展材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产的基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明赖以发展的三大支柱。
材料也是人类进化的标志之一，一种新材料的出现必将促进人类文明的发展和科技的进步，从人类出现，经历旧石器时代、新石器时代、青铜时代……，一直到21世纪，材料及材料科学的发展一直伴随着人类的文明的进步。
在人类文明的进程中，材料大致经历了一下五个发展阶段。
1）利用纯天然材料的初级阶段：在远古时代人类只能利用纯天然材料（如石头、草木、野兽毛皮、甲骨、泥土等），也就是通常所说的旧石器时代。
这一阶段人类只能对纯天然材料进行简单加工。
2）单纯利用火制造材料阶段：这一阶段跨越了新石器时代、青铜时代和铁器时代，它们风别已三大人造材料为象征，即陶、铜、铁。
这一时期人类利用火来进行烧结、冶炼和加工，如利用天然陶土烧制陶、瓷、砖、瓦以及后来的玻璃、水泥等，从天然矿石中提炼铜、铁等金属。
3）利用物理和化学原理合成材料阶段：20世纪初，随着科学的发展和各种检测手段及仪器的出现，人类开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，并以凝聚态物理、晶体物理、固体物理为基础研究材料组成、结构和性能之间的关系，并出现了材料科学。
这一时期，人类利用一系列物理、化学原理、现象来创造新材料，这一时期出现的合成高分子材料与已有的金属材料、陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。
除此之外，人类还合成了一系列的合金材料和无机非金属材料，如超导材料、光纤材料、半导体材料等。
4）材料的复合化阶段：这一阶段以20世纪50年代金属陶瓷的出现为开端，人类开始使用新的物理、化学技术，根据需要制备出性能独特的材料。
玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及抗菌材料都是这一阶段的杰出代表，它们都是为了适应高科技的发展和提高人类文明进步而产生的。
5）材料的智能化阶段：自然界的材料都具有自适应、自诊断、自修复的功能。
2014年中考考试说明规定能源与可持续发展二级主题十四综合训练
2014年《能源与可持续发展》二级主题综合训练压轴试卷课标和中考考试说明要求做到（中考占分值1——2分）：3.6.1结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3.6.2列举常见的不可再生能源和可再生能源。
3.6.3 知道核能等新能源的特点和可能带来的问题。
3.6.4 了解我国和世界上其他国家的能源状况。
对于能源的开发利用有可持续发展的意识。
一．选择题（每题2分，共40分）1．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（）A．太阳能、风能和核能都是可再生能源B．光纤通讯是依靠超声波来传递信息的C．在通常情况下，铜、碳棒和陶瓷都属于导体D．秦山核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的2．现代社会，人们越来越关注能源问题，下列能源属于可再生能源的是A.风能B.石油C.煤D.天然气3.建设节约型社会，节约能源、保护环境是当代公民的责任。
下列做法正确的是（）A.将生活污水直接排入江河B.将旧电池丢弃到池塘C.生活中尽量使用节能灯具D.放学后教室内日光灯彻夜通明4．在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用A．煤炭 B.石油 C.天然气 D.太阳能5．福州江滨大道缤纷园入口处，安装了两盏“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。
关于节能灯的设计解释合理的是（）A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能6．核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望，但同时也可能带来严重环境污染，1986年切尔诺贝利核电站和2011年3月日本福岛核电站都发生了严重的核泄漏，其中，福岛第一核电站核泄漏使我国31个省市受到不同程度的核辐射污染，则关于核辐射及核能的利用，以下说法正确的是（）A.放射性元素放出的射线由α射线、β射线、γ射线B.α射线是高速运动的电子流，β射线是带正电的氦原子核流，γ射线是穿透能力很强的电磁波C.人体接受少量的放射性核辐射、强剂量或长时间的照射，对人体都是有害的D.核反应堆是一种控制的链式反应装置，地震等自然灾害不会对它产生影响7．在作为人类主要能源的化石能源发生危机时，核能由于其能量密度远高于化石能源，给人类解决能源危机带来希望。
2022届九年级第二十二章能源与可持续发展真题
(每日一练)2022届九年级第二十二章能源与可持续发展真题单选题1、能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。
关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（）A．北斗卫星导航系统利用可见光传输信号B．太阳能、风能和核能都是可再生能源C．新型电热水壶的电丝是用超导材料制成的D．我国海域深处蕴藏大量主要成分为甲烷的“可燃冰”，属于不可再生能源答案：D解析：A．北斗卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故A错误；B．太阳能、风能是可再生能源，但是核能在短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源，故B错误；C．电热水壶工作原理是焦耳定律Q=I2Rt，若电丝是用超导材料制成的，电阻为0，不会产生热量，故C错误；D．我国海域深处蕴藏大量主要成分为甲烷的“可燃冰”，在短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源。
故D正确。
故选D。
2、下列关于太阳能的说法中错误的是（）A．太阳能十分巨大，太阳不断释放的能量来自于其内部的核裂变B．太阳能分布广阔，大部分地区可以使用C．太阳能到达地面的功率不稳定，但会受气候和季节的影响D．太阳能安全、清洁，不会造成环境污染答案：A解析：A．太阳不断释放的能量来自于其内部的核聚变，故A错误，符合题意；B．太阳能分布广阔，获取方便，而且取之不尽，大部分地区可以使用，故B正确，不符合题意；C．太阳能到达地面的功率不稳定，它随气候和季节的变化而变化，故C正确，不符合题意；D．太阳能安全、清洁，使用时不会产生有害气体的排放等问题，不会造成环境污染，故D正确，不符合题意。
故选A。
3、河北丰宁抽水蓄能电站是2022年中国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，将水抽到高处变为水的势能储存起来，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．该电站可将抽水时所消耗的电能全部转化为水的势能D．发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用答案：B解析：A．风能和光能是可再生能源，故A错误；B．该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能，故B正确；C．使用任何机械效率都不能达到100%，所以该电站抽水时所消耗的电能，不可能全部转化为水的势能，故C错误；D．发电机原理是电磁感应，故D错误。
专题20 能源与可持续发展(基础练)(解析版)
第二十二章能源与可持续发展第4节能源与可持续发展一、单选题1．（2021·四川成都市·九年级期末）随着电池技术的发展和环保意识的增强，德国宝马公司或许将旗下多款车型全面搭载48V轻混系统（汽车启动及低速时采用48V电力驱动，在高速时转化为传统燃油提供动力）。
对于宝马汽车，下列说法正确的是（）A．宝马轻混系统是为了追求时尚潮流B．燃油发动机是一种热机C．48V轻混汽车完全没有污染D．主要是通过热传递改变汽车的动能【答案】B【详解】A．宝马轻混系统是为了减少污染物的排放，保护换将，并不是追求时尚潮流，故A错误；B．燃油发动机为汽油机，是一种热机，故B正确；C．48V轻混汽车在高速时转化为传统燃油提供动力，会有污染物的排放，所以并不是完全没有污染，故C 错误；D．主要是通过电动机或发动机对外做功改变汽车的动能，故D错误。
故选B。
2．（2020·浙江杭州市·九年级期末）下列说法正确的是（）A．酒精燃烧时，将化学能转化为内能，但内能不会自发转化为酒精的化学能B．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生C．吸收热量多的物体比热容和质量一定都大D．做功的实质是能量的转化，所以如果物体发生了能量变化，则该物体一定做了功【答案】A【详解】A．酒精燃烧时消耗了化学能，向外释放内能，是将化学能转化为内能的过程；能量的转移和转化具有方向性，内能不会自发的转化为酒精的化学能，故A正确；B．能量是不能凭空产生的，该选项说法违背了能量守恒定律，故B错误；可知，物体吸收热量的多少与比热容、质量和温度变化量有关；但物体吸收热量C．由吸热公式Q cmΔt多，不能说明它的比热容和质量都大，故C错误；D．改变内能的方法是做功和热传递，所以如果物体发生了能量变化，该物体不一定做了功，也可能是发生了热传递，故D错误。
故选A。
3．（2020·全国九年级单元测试）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑．当今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础．自从合成有机高分子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究、开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的需要．除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料，医用高分子材料，隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料．这些新型有机高分子材料在我们的日常生活、工农业生产和尖端科学技术领域中起着越来越重要的作用．本节我们简要介绍其中的两种．一、功能高分子材料功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料．如高分子分离膜①是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜．它的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉．这类分离膜广泛应用于生活污水、工业废水等废液处理以及回收废液中的有用成分，特别是在海水和苦咸水的淡化方面已经实现了工业化．在食品工业中，分离膜可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒等，分离时不需要加热，并可保持食品原有的风味．未来的高分子膜不仅可以用在物质的分离上，而且还能用在各种能量的转换上，如传感膜能够把化学能转换成电能，热电膜能够把热能转换成电能等．这种新的高分子膜为缓解能源和资源的不足，解决环境污染问题带来希望．在医学上，人们一直想用人工器官来代替不能治愈的病变器官，但是，在过去很长一段时间内都没有成功，主要是材料问题解决不了．直到高分子材料大力发展以后，人们的这种愿望才初步得以实现．合成高分子材料一般具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求．此外，用作人体不同部位的人工器官，还必须具备某些特殊的功能．拿人工心脏来说，不仅要求材料与血液能有很好的相容性，不能引起血液凝固、破坏血小板等，而且还要求材料具有很高的机械性能．这是因为，心跳一般为75次/分左右，如果使用10年，人工心脏就得反复挠曲4亿次，这样高的要求，一般材料是很难胜任的，目前大都使用硅聚合物和聚氨酯等高分子材料．随着医用高分子材料的发展，人类目前已经制成从皮肤到骨骼，从眼到喉，从心肺到肝肾等各种人工器官．所有这些再加上新型高分子药物的发展都将为人类的健康和长寿作出不可估量的贡献．二、复合材料随着社会的发展，单一材料已不能满足某些尖端技术领域发展的需要，为此，人们研制出各种新型的复合材料．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料．其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的用处．例如，以玻璃纤维和树脂组成的复合材料——玻璃钢，质轻而坚硬，机械强度可与钢材相比，可做船体、汽车车身等，也可做印刷电路板．复合材料可以发挥每一种材料的长处，并避免其弱点，既能充分利用资源，又可以节约能源．因此世界各国都把复合材料作为大有发展前途的一类新型材料来研究．由于复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料，因此，宇航工业就成了复合材料的重要应用领域．我们知道，质量对于飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的因素．有的导弹的质量每减少1 kg，它的射程就可以增加几千米．而且这些航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧烈变化等特殊条件的考验，所以，复合材料就成为理想的宇航材料，它的发展趋势从小部件扩大到大部件，从简单部件扩大到复杂部件，成为宇宙航空业发展的关键所在．另外，复合材料在汽车工业、机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔．三、有机高分子材料的发展趋势目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入．一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大．例如，塑料一般作为绝缘材料被广泛使用，但是近年来，为满足电子工业需求，又研制出具有优良导电性能的导电塑料．导电塑料已用于制造电池等，并可望在工业上获得更广泛的应用．另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等．这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景．总之，有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展，高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响．隐形眼镜角膜接触镜，俗称隐形眼镜．它是一种直接贴附在角膜表面的镜片，可随着眼球运动而运动，具有视力矫正作用．隐形眼镜可分为硬质、半刚性和软质三种，硬质隐形眼镜是由基本上不能透过氧的有机玻璃以及可渗透氧的硅氧烷和丙烯酸酯共聚物制成；半刚性隐形眼镜则是由可渗透氧和可维持角膜表面正常呼吸的硅橡胶制成，需使用专用的润湿溶液来保持润湿；为了满足舒适性和生理上的要求，目前大量使用的是软质隐形眼镜，最常用的是由聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成的中心厚度为0.05 mm的超薄镜片．HEMA分子是网状结构，使镜片具有吸附和释放低分子液体的功能，含水量越高，镜片的功能越好，现在已经有了十几种新的材料．目前的软质隐形眼镜不能连续长期戴用，必须每天取下消毒．一些角膜重症及某些眼病患者也不适宜使用软质隐形眼镜．。
第十章材料技术和能源技术
(1)木材和森林工业废弃物（树枝、树叶、树 根等）；
生物质能的分类
(1)木材和森林工业废弃物（树枝、树叶、树 根等）；
(2)农业废弃物（秸杆、果核、玉米芯等）； (3)水生植物（藻类等）； (4)油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）； (5)城市与工业有机废弃物（垃圾和食品、屠
3、核电站
o 核电站的安全性 一般来说，如果防范措施得当，核电
站是很安全的。历史上曾发生过两次核 电站核泄露事故： 一次是1979年3月18日，美国三里岛核 电站堆芯熔毁； 另一次是1986年4月26日，前苏联切尔诺 贝利核电站4号反应堆发生爆炸。
核电站的主要问题是放射性核废料的处 理、储存和最终处置。
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•原子弹爆炸情景第十章材料技术和能源技术
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第十章材料技术和能源技术
2、核裂变反应
o 它是指一个重原子核分裂成2个较轻 的新原子核的过程；
o 用来进行核裂变反应并连续释放能量 的物质，称核裂变燃料。 铀 = 铀238（99.28%）+ 铀235 （0.714%） + 铀234（0.006%）
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第十章材料技术和能源技术
复合材料
1. 定义
由两种或两种以上的组份材料组成的新材料。
2. 特点
强度高、重量轻、刚性大、
抗疲劳、减振性、耐温性好
3.构成及用途
复合材料三要素
基体材料
增强剂
复合方式
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第十章材料技术和能源技术
高分子材料
1. 特点：弹性、可塑性、电绝缘性。 2. 高分子合成材料可分为合成橡胶、塑料、化学纤