人教版九年级物理 第二十二章 能源与可持继发展 教案

第二十二章 能源与可持继发展能源的分类【考点精讲】能源的分类1. 一次能源和二次能源一次能源二次能源定义自然形成的和现成存在的能源由一次能源经过人为加工转换而成的能源例子煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能等焦炭、煤气、汽油、煤油、电等2. 可再生能源和不可再生能源可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。比如：太阳能、风能、地热能等。不可再生能源是指一次性消耗后，就不可在短时期内从自然界得到补充的能源。比如：煤、石油等。【注意】可再生能源和不可再生能源，均属于“一次能源”。3. 常规能源和新能源常规能源：目前大范围使用的能源，比如煤、石油等；新能源：新近才开始利用的能源，比如核能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。【说明】常规能源中，大部分都对环境有较大影响。【注意】常规能源与新能源的分类，都是相对于“一次能源”而言的。4. 清洁能源与非清洁能源清洁能源非清洁能源定义对环境无污染或污染很小的能源对环境有污染或污染很大的能源例子太阳能、水能、风能等煤、石油、天然气等化石燃料【注意】我们常说“电能”是清洁能源，实际上这种说法是不全面的。电能本身是清洁无污染的，但电能的获得可能污染很大，目前我国绝大多数的电能都是通过火力发电获得，对环境的污染很大。【典例精析】例题1 人类开发和利用新能源是现代社会发展面临的重要课题。以下列出的几种能源中：木柴、煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能等，属于不可再生能源的是 ；属于洁净能源的是 。思路导航：区别可再生能源和不可再生能源的依据是：是否越用越少；能否在短期内得到补充。洁净能源在使用过程中对环境无污染。木柴通过树木是可以再生的，属于可再生能源；煤炭、石油、天然气都属于化石能源，是不可再生的能源；水能、风能、太阳能是自然界可以长期提供的，属于可再生能源。木柴、煤炭、石油、天然气的燃烧产生大量的二氧化碳气体和烟尘，会对空气造成很大污染，不属于洁净能源，水能、风能、太阳能不会对环境造成污染，属于洁净能源。答案： 例题2 （湛江中考）（多选）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. 卫星导航不是依靠电磁波传递信息的B. 太阳能、风能和水能都是可再生能源C. 大亚湾核电站是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的D. 超导材料主要是应用在电饭锅等电器上思路导航：本题是对能源、信息、材料的综合考查。卫星导航是依靠电磁波传递信息的，A选项错误；太阳能、风能和水能都是可再生能源，B选项正确；现在的核电站都是利用可控原子核裂变释放的核能来发电的，C选项正确；电饭锅的主要元件是发热体，是利用焦耳定律工作的，应选用电阻大、熔点高的材料制成，不能用超导材料，D选项错误。答案：BC【总结提升】能源与未来【考点精讲】一、新能源1. 核能：核裂变（铀）或核聚变（氢）时会释放出巨大的能量。核裂变：利用链式反应，使铀释放出核能。利用：原子弹和核电站。核聚变：人类目前无法控制其反应进程。利用：主要是制造氢弹。【说明】核电站的能量转化：核能内能机械能电能。2. 太阳能的优点：分布广，获取方便，不会造成污染，是人类未来的理想能源。二、低碳生活：能源的开发与利用1. 低碳生活：即要求我们节能减排，提高能源的利用率、尽可能的循环利用、使用清洁的新能源。2. 开发新能源，未来理想能源至少应该满足这些条件：能源足够丰富，安全、清洁，可以保证不会严重污染环境。【典例精析】 例题1 第41届世博会在上海举办。为了体现“城市，让生活更美好”的世博会主题精神，某校同学提出下列环保建议，其中你认为可行的是（ ）开发新能源，减少化石燃料的燃烧；提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋；开发生产无汞电池；提倡使用手帕，减少餐巾纸的使用；分类回收垃圾A. B. C. D. 思路导航：开发新能源，减少化石燃料的燃烧，开发生产无汞电池，减少餐巾纸的使用，分类回收垃圾等举措，都可以有效减少我们在使用能源时所造成的环境污染，保护我们赖以生存的地球。一次性发泡塑料餐具和塑料袋大多是由聚乙烯制成，不能生物降解，而生产原料是树木，生产塑料袋的过程会带来更严重的水污染和空气污染问题。所以提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋与节能、环保背道而驰。故选B。答案：B例题2 使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。有一款太阳能汽车，太阳光照射到该车电池板上的总功率为8103 W时，电池产生的电压是120V，该电压对车上电动机提供的电流是10A。问：（1）此时电动机每分钟消耗的电能是多少焦？（2）电动机线圈的电阻为4，这种情况下，太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率多大？（机械摩擦忽略不计）（3）使用太阳能有许多优点，但也有不足之处。请你写出使用太阳能的优点和不足之处各一点。思路导航：（1）t1 min 60sW电UIt120 V10 A60 s7.2104 J。（2）P电UI120 V10 A1 200 WP热I2R（10 A）24 400 WP机械P电P热1 200 W400 W800 W100%10%。（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。答案：（1）7.2104 J（2）10%（3）优点：清洁无污染；取之不尽，用之不竭；不受地域限制等。缺点：能量密度小；装置占用面积大；成本高；效率低；获取能量受四季、昼夜、阴晴条件限制等。能源的利用综合题解法探究以能源为切入点的综合计算问题主要涉及以下几个方面：能源的分类、能量的转化、能源问题、环境污染问题等。以太阳能的利用为载体的综合问题：一是以太阳能热水器为载体的太阳能的转化、热量公式和电能的综合；二是以太阳能电池的应用为载体的光电转换。电学和力学的综合，主要运用热量公式Qcmt、电功率公式WPt、功的公式WFs和效率公式100 %或100 %求解。1. 关于能源的描述，下列说法正确的是（ ）A. 火力发电无污染B. 太阳能属于可C. 核能是绝对安全D. 地热能是二次能源再生能源的能源2. 能源危机是人类社会面临的一个重大问题。有的能源消耗完了以后，不可能在短期内从自然界得到补充，我们称此类能源为“不可再生能源”。下列各种能源中属于“不可再生能源”的是（ ）A. 太阳能 B. 水能 C. 风能 D. 化石能源3. 有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源。下列属于二次能源的是（ ） A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 电能4. 人类大量使用下列能源，会造成空气污染加剧的是（ ）A. 化石能源B. 太阳能C. 风能D. 地热能 5. 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. 太阳能 B. 煤炭 C. 石油 D. 天然气6. 昌江核电工程已经开工，以下关于核能发电的说法中不正确的是 （ ）A. 核废料具有放射性 B. 核能发电会产生大量的二氧化碳 C. 核电的最大优点之一是功率大 D. 核反应堆中发生的链式反应是可控的 7. 下列能源与太阳能无关的是（ ）A. 水能 B. 风能 C. 核能 D. 煤、石油、天然气8. “能源危机”是当今世界共同面临的问题，以下解决危机问题的措施，切实可行的是（ ）A. 人人都要节约用水、用电，不浪费能源和人为毁坏物品B. 关闭全部现有的火力发电站C. 停止使用石油、煤炭资源，而改用核能和太阳能D. 各地都要大力兴建水力和风力发电站9. 原子弹和核电都是利用了链式反应，两者的本质区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是 ，核反应堆中发生的链式反应是 。（填“可以控制的”或“不加控制的”）10. 6月5日是世界环境日，2019年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”。人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是（ ）A. 显著增长 B. 平稳增长 C. 稳中有降 D. 显著减少（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏。（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电。某省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成（如图乙）。假如1.2106 kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kWh的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0107J/kg，1kWh3.6106J）（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念。太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52106 J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2103 J/（kg）。能源与未来1. 关于能源与环境，下列说法正确的是（ ）A. 光的应用不会造成环境污染，城市建筑可以随意使用玻璃幕墙B. 彩电、空调、手机等家用电器在使用中，对人和环境不会产生任何不利的影响C. 石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏D. 太阳能是一种既无污染，又取之不尽的新能源2. 为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3104m2，年发电量3106 kWh。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3107Jkg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（ ）A. 2.0104kg B. 1.2105kg C. 3.6105kg D. 1.2106kg3. 上海世博会上最受欢迎的中国馆，处处蕴含着“低碳”理念。下列做法不符合该理念的是（ ）A. 提倡步行 B. 一水多用 C. 少用空调 D. 焚烧垃圾4. 2009年世界环境日主题为“地球需要你：团结起来应对气候变化”。世界自然基金会应对全球气候变化提出了“地球一小时”的倡议，希望个人、社区、企业和政府在每年3月最后一个星期六20：3021：30熄灯一小时。下列应对气候变化的有关做法，不宜提倡的是（ ）A. 提高森林覆盖率 B. 大量使用煤、石油等化石燃料C. 响应“地球一小时”倡议 D. 开发新能源5. 前不久，在南京某展览中心展出了一些能源应用产品，如“能发电的小风车、琳琅满目的太阳能小家电”，它们所利用的能源均属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”），使用这种能源的优点是 （只写一条）。6. 太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为 能储存起来，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7107J，这与完全燃烧 kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是_%（煤的热值为3.0107J/kg）。7. 东营市地处黄河入海口，有着丰富的风能资源。大唐东营风电项目已并网发电。如图，风力发电的工作过程是将风能转化为叶片的动能，再通过发电机转化为_能。风力发电的优点是（请写出其中的一条） 。8. “节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务，我们要从生活中的点滴做起，为保护人类共同的家园地球，做出一份努力。请你就如何做到“节能”或“减排”写出两点建议：_；_。9. 能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一。（1）能源家族中：柴薪 煤炭 石油 天然气 水能 风能 太阳能 地热能等，在大量耗用上述各种能源时，会造成空气污染的有 ；会造成水土流失和沙漠化的有 （填序号）；（2）黄冈市城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集如下两组数据：热值当地价格/元每户月平均用气量/更换灶具费用/元煤气约960天然气约15370请你决策： （选填“A”或“B”）A. 继续使用煤气 B. 更换使用天然气简单说明你做出这样决策的理由是： 。10. 低碳排放，保护地球，是当今世界的主题，2019年上海世博会企业馆内围绕这一主题发明的低碳环保产品琳琅满目，太阳电池就是其中的一种，它能够将太阳能直接转化为电能，从而实现碳零的排放。（1）太阳能属于 （能源选填“可再生”或“不可再生”）（2）有心的小强猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关，究竟有什么关系呢?为此他进行了如下探究：探究设计：用太阳电池给手机电池充电。所需器材：相同型号的太阳电池4个，相同型号的手机电池4块（电池电量已耗完），硬纸板l张，手表1块。实验步骤：a. 用太阳电池在阳光充足、光照强的地方给手机电池充电至满，用时5h；b. 在与a同一光照强度的地方用另一个太阳电池给另一块手机电池充电3h，未能充满；c. 在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳电池接收面的一半，再给第三块手机电池充电5h，未能充满；d. 用第四个太阳电池在背阴处给第四块手机电池充电5h，未能充满。根据小强的探究，请回答：比较步骤 可以得出：光照强度及接收光照时间相同时，太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大。 比较步骤a和d，可以得出： 。单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。1. B 解析：火力发电要燃烧大量的煤、石油等燃料，燃烧后会产生大量的烟尘和废气，造成空气污染。核能是核聚变或核裂变产生能量的一种方式，如何有效地控制反应的速度，并源源不断地释放热能是关键，另外，核辐射、核泄漏，更会伤害人体、污染环境。地热能是从自然界直接获得的一次能源。而太阳能是无污染又取之不尽的可再生能源，故选B。2. D 解析：本题考查能源的分类。可再生能源有风能、水能、太阳能等，而像煤、石油和天然气等化石能源一旦消耗就很难再生，属于不可再生能源。3. D 解析：像煤、石油和天然气等都是从自然界直接获得的能源，是一次能源，而电能是不可以直接从自然界中获得的，需要由一次能源的消耗才能得到的能源，称为二次能源。4. A 解析：太阳能、风能、地热能属于洁净能源，不会产生废气污染环境；而像煤、石油和天然气等化石能源在燃烧释放能量的过程中，会产生大量的废气和粉尘，污染环境。故选A。5. A 解析：煤碳、石油和天然气属于消耗后难以再生的能源，而太阳能是可再生能源，且是无污染的洁净能源。6. B 解析：核能是原子核内部发生变化时释放出来的巨大能量，功率大；目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变，即核反应堆能控制链式反应的速度，使其缓慢平稳地释放出核能；核电站产生的核废料仍有辐射作用，不能像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用。但核能是较清洁的能源，核电站发电的能量转化过程是：核能内能机械能电能，不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，是清净能源。所以选项B错。7. C 解析：太阳把水面和地面晒热，使一部分水蒸发，水汽升腾到空中形成云，以雨雪的形式落下来，流入江河，太阳能可转化为水能；晒热的空气上升，空气流动形成风，可转化为风能；地球所接收的太阳能演变为沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油，在石油形成过程中还放出天然气。我们开采的化石燃料实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。核能是原子核分裂或聚合过程中释放的巨大能量，与太阳能无关。8. A 解析：能源的利用要从各方面来考虑，既要发展，又要合理开发，目前的主要能源还是石油资源，开发能源还受地域限制，不可能各地都能建发电站。9. 不加控制的 可以控制的 解析：如果对链式反应的速度不加以控制，它就会爆炸，这是原子弹的原理，如果对链式反应的速度加以控制，就会利用它建成核电站。10.（1）A；（2）可再生（3）WPt1.2106 kW1h1.2106 kWh4.321012 JQW4.321012 J mQ/q4.321012 J/3.0107 J/kg1.44105 kg（4）Q12.52106 J23h1.512107JQ250%Q11.512107J50%7.56106JtQ2/cm7.56106J/4.2103 J/（kg）100kg18解析：图象中反映的是世界能源消耗量随时间变化的曲线，从图象中可以看出，随着时间的推移，世界能源消耗量逐渐增长。进一步分析可以发现，自1950年以来能量消耗曲线越来越陡，表明世界能源消耗量增长越来越快，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。风能、太阳能、水能都同属于可长期或可以再生的能源。它们对人类来说是新能源，开发和利用它们可以有效地解决人类未来的能源危机。风电场机组发电1h，可提供的电能由公式WPt可以算出，也就是相当于煤完全燃烧所放出的热量QW，再由mQ/q就可算出完全燃烧煤的质量。热水器的面积上3h得到的太阳辐射能为Q12.52106 J2m23h1.512107J，则水吸收的能量为Q250%Q11.512107J50%7.56106J，再根据Qcmt，即可求出水升高的温度。能源与未来1. D 解析：城市建筑随意使用玻璃幕墙也会造成光污染，因为光反射会引起其他人的工作和休息；彩电、空调、手机等家用电器在使用时会产生电磁辐射，危害身体健康；石油、煤在使用时会产生有害气体，污染环境。2. D 解析：一年火力发电站提供的电能W3106kWh1.081013J，又因为Wmq30%，即1.081013Jm3107Jkg30%，所以一年可节约煤炭的质量为m1.2106kg。故选D。3. D 解析：“低碳”实质：低能耗、低污染、低排放，追求能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色环保的新理念。步行、一水多用、少用空调都可达到节能的目的，