人教版九年级下册物理第二十二章能源与可持续发展课件

第二十二章能源与可持续发展

第1节能源人教版物理九年级下册2012年7月4日，三峡水电站32台机组全部投入工作。自2003年三峡工程正式开始发电，到2012年7月，三峡电站发电量累计达到5648亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了近2亿吨标准煤，减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫500多万吨。1.了解什么是能源；了解人类利用能源的历程；知道一次能源和二次能源的概念，并能说出哪些能源属于一次能源，哪些能源属于二次能源。2.了解21世纪人类消耗能源的趋势，知道解决能源问题的重要性和主要出路。问题1：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？煤、煤气、柴草、天然气……问题2：要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？汽油、柴油、煤油等。问题3：煤、煤气、柴草、天然气、汽油、煤油、柴油等它们在起什么作用？它们在以上工作中的作用就是提供能量。像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们都把它们叫做能源。知识点1人类利用能源的历程

钻木取火这项技术的出现，使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。人类利用能源的历程柴薪主要通过砍伐树木获得，大面积的砍伐树木会严重破坏地球的生态平衡。同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类仍需要开发其他的能源。蒸汽机的发明令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。实现了以机械动力大规模代替人力和畜力的新时代，人类的主要能源从柴薪转向热值更高的煤。煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱。一次能源：可以从自然界直接获取的能源。二次能源：由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源(必须消耗一次能源才能得到的能源)。常见的一次能源：煤、石油、天然气、风能、水能、地热能、太阳能、核能等。常见的二次能源：电能、汽油、柴油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。一次能源和二次能源使用电能的优点是什么？我们生活中的电能是由发电机发出的。发电机将风能、水能、太阳能、地热能、核能等转化为电能，通过导线输送到千家万户，再转化成光能、内能、机械能等其他形式的能。便于输送和转化。电能是怎么来的？如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算，1950年为26亿吨，1987年为110多亿吨，2003年接近140亿吨，2007年达到160亿吨。知识点221世纪的能源趋势化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。而且在开采化石能源的过程中对环境的破坏也十分严重。所以开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围的重要课题。20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。核反应堆水在核反应堆中心循环流动，吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。吸收了热量的水汽化变成蒸汽。核能发电的原理蒸汽推动发电机运转，将发电机的机械能转化为电能。不造成空气污染不排放CO2消耗核能源少发电成本低产生放射性废料排热量大建厂成本大核泄漏污染大核能发电的利弊核能发电的优点核能发电的弊端为防止化石燃料枯竭后出现能源危机，同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论，你认为错误的是（）A．积极研究和寻找新能源B．减少工农业能源用量C．用超导体送电，减少输电过程中的能量损失，提高输电

效率D．研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施B（2019•铜仁）以下各种形式的能源，属于二次能源的是（）A．水能B．风能C．太阳能D．电能连接中考不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。D1.下列能源中，不属于一次能源的是（）A．电能

B．风能

C．核能

D．水能2.下列能源中，属于化石能源的是（）A．柴草

B．树木C．石油

D．地热能AC基础巩固题3.下列关于能源的说法，正确的是（

）A．风能是不可再生能源B．太阳能、水能是二次能源C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题D基础巩固题以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、电能、太阳能、地热能。在这些能源中哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在以下表格中。一次能源二次能源化石能源地热能电能柴薪太阳能水能风能天然气石油煤煤天然气石油能力提升题

1．人们在生产和生活中利用能源提供能量。

2．人类历史上利用的能源逐步从太阳、柴薪等转变成煤、石油、天然气等化石能源。作业内容教材作业完成课后“动手动脑学物理”练习自主安排配套练习册练习第二十二章能源与可持续发展

第2节核能人教版物理九年级下册我国第一颗原子弹爆炸时的情景我国第一颗氢弹爆炸时的情景氢弹和原子弹能量来源于哪里？它们的原理相同吗？1.了解核能、裂变、聚变，知道核能的优点和可能带来的环境问题。 2.初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。原子核（正）核外电子（负）质子（正）中子（不带电）知识点1核能质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。核能裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。知识点2裂变1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。

1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。点击图片演示核裂变用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？发生裂变的条件当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放大量核能的同时产生出几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使它们也发生裂变。由此，链式裂变就是铀核持续裂变的现象。链式反应点击图片演示链式反应

核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。核能→内能→机械能→电能核能的和平利用——核电站1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。原子弹1.为缓解电力紧张的状况，我省正在加快核电站的相关建设，下列说法正确的是（）A．核电站将核能最终转化为电能B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C．核能发电使用的燃料是天然气D．核电站利用的核能属于可再生能源A氘氚氦核中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。能量聚变知识点3聚变

氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。

可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。核燃料的安全循环使用和处理核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。

第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭起来。

核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核安全。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄。

第二道屏障是壁厚为175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。

第三道屏障是反应堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳也能抵御外部破坏。核废料处理2.下列关于原子核聚变的说法不正确的是（）A．任何两个原子核都可以发生聚变B．原子核必须在超高温下才能发生聚变C．大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D．目前人类还不能有效地控制原子核聚变A连接中考（2019•内江）关于核聚变，下列说法正确的是（）A．原子核必须在超高温下才能发生聚变B．任何两个原子核都可以发生聚变C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变√×核裂变核裂变××A1.核能是________________发生变化的过程中释放出的能量，它又叫______能。获得核能的两条途径是__________和__________。2.核电站是利用_____________________________的能量来发电的。核电站的核心是__________，它的优点是只需消耗很少_______，就可以产生大量的____能。轻核聚变原子原子核内部结构重核裂变原子核裂变的链式反应所产生燃料核反应堆电基础巩固题3.下列关于核能说法正确的是（）A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的B．核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在

人烟稀少的地方C．核反应堆可将核能直接转化成电能D．我国已建成可控核聚变反应堆B基础巩固题4.下图是核电站工作的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法错误的是（）A．核反应堆将核能转化为内能B．蒸汽轮机将机械能转化为内能C．发电机将机械能转化为电能D．各种用电器将电能转化为其他形式的能B基础巩固题阅读材料，回答问题。在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高的重视。如今美国电力的21%是来自核电站。核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机，蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。请在下面的空格中填上适当的内容：（1）发电机发电时是让线圈在_________中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为_____________现象。（2）核电站所需的核能是利用原子核_________（选填“裂变”或“聚变”）所产生的。（3）核电站的核废料具有__________性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。在开发新能源时，如何保护环境是人类面临的一大课题。磁场电磁感应裂变放射能力提升题核能裂变聚变原子弹核反应堆氢弹作业内容教材作业完成课后“动手动脑学物理”练习自主安排配套练习册练习第二十二章能源与可持续发展

第3节太阳能人教版物理九年级下册

动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远的太阳上，获取所需的能源？1.初步认识太阳的结构；知道太阳能的由来及其特点；知道太阳是人类能源的宝库。2.了解利用太阳能的方式及其进展。

在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。

太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1500万摄氏度。

太阳表面温度约6000℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。知识点1太阳——巨大的“核能火炉”太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。太阳能是地球上最基本的能源。无论是生物质能、风能，还是水力、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。矿物燃料蕴藏的能量，也是来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能。知识点2太阳是人类能源的宝库今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。化石能源的形成用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能转化为内能。知识点3太阳能的利用光热转化太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。光电转化热水冷水水箱集热器太阳光集热器的原理集热塔加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电。太阳能热发电站定日镜追着太阳转，反射阳光。太阳能技术的优缺点能源易获取不排放CO2能源量大可持续性强能源分散受自然条件限制转化效率低成本较高太阳能技术的优点太阳能技术的缺点1.（2019•威海）下列关于太阳能的说法，错误的是（）A．太阳能是一次能源B．太阳能是由核聚变产生的C．当前我国能源消费以直接利用太阳能为主D．太阳能清洁，无污染C连接中考连接中考2.（2019•云南）2019年4月30日，云南省政府新闻办发布消息，我省33个贫困县（市、区）达到脱贫标准，退出了贫困序列。脱贫过程中许多村镇安装了“肩扛太阳能电池板，头顶小风扇”的新能源路灯。下列说法正确的是（）A．小风扇的作用是为太阳能电池板散热B．太阳能电池板把太阳能转化成了小风扇的机械能C．这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电

为一体的发电用电设备D．太阳能电池板可以把接收到的太阳能全部转

化为电能小风扇的本质是风力发电机将太阳能直接转化为电能C3.（2018•本溪）习近平总书记提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。下图是一款太阳能电动车。其中的硅光电池板主要是利用_________（填“半导体”或“超导”）材料制成,光伏发电是将_________转化为电能；电动车运动过程中，太阳能主要转化为车的______能。半导体机械连接中考太阳能1.十九大报告中提出：“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电站实现了将_________转化为电能，这种绿色能源具有____________________的优点。太阳能清洁无污染2.太阳核心的温度高达1500万摄氏度，在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________（选填“裂变”或“聚变”），释放出巨大的核能。聚变基础巩固题3.

科学家设想利用道路来收集太阳能进行发电，供电动汽车和路灯使用。方法是在路基上先铺设覆盖有太阳能电池的水泥板，再在太阳能电池上覆盖透明的玻璃作为路面，这个设想要能实际使用，对玻璃的选择，下列哪一项不是主要需考虑的（）A．玻璃颜色

B．玻璃强度C．玻璃的隔音效果

D．玻璃表面粗糙程度C基础巩固题基础巩固题

近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃。（太阳能热水器的工作效率为50%）（1）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用_______________________将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过_________________将太阳能转化为化学能。（2）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4×107J/kg）太阳能电池（光伏电池）光合作用（植物）能力提升题解：（2）太阳能热水器接收太阳能：W太=2.4×106J/（h·m2）×6h×3m2=4.32×107J太阳能热水器的工作效率为50%，水吸收的热量：

Q吸=η1W太=50%×4.32×107J=2.16×107J这些热量由液化石油气完全燃烧获得，则石油气燃烧放出的热量：需要燃烧液化石油气的质量：所以，使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气。太阳能来源人类能源的宝库利用氢原子核的聚变化石能源、风能、水能等来源于太阳能光热转化光电转化作业内容教材作业完成课后“动手动脑学物理”练习自主安排配套练习册练习第二十二章能源与可持续发展

第4节能源与可持续发展人教版物理九年级下册等到那一天，我们人类又会用什么？

化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于它们属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。1.认识能量转移和能量转化的方向性，提高节能意识。2.通过了解能源消耗对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高环保意识，并在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。

我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。这些机械能、内能能否再转化回可以被利用的能源？化学能内能内能机械能知识点1能量转移和能量转化的方向性

火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量能否再变回能源？化学能内能内能电能电能在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，反之则不能。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。电冰箱制冷就要消耗电能。

汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。能量的转移和转化具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。1.

汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为__________。内能散失到空气中，此过程能量的总和__________（选填“增大”“不变”或“缩小”）；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有_________性。内能不变方向2.

如图所示，玻璃杯里水的内能自发集中到水的上层，使得上层水沸腾，下层水结冰；此假想的能量转移过程___________（选填“违反”或“不违反”）能量守恒定律，却因能量的转化和转移是________________，所以不可能发生。不违反有方向性的化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。知识点2能源消耗对环境的影响

燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。产生的酸性气体最终会形成酸雨，可致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害。

自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。知识点3能源与可持续发展提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。

可再生能源：太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到

。

不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少。

绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源。发展新的理想能源

满足条件：

1.必须足够丰富，可以保证长期使用；

2.必须足够便宜，可以保证多数人用得起；

3.相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；

4.必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重的后果。未来理想新能源1.（2018•玉林）保护环境，人人有责。如图所示，下面哪种现象更有利于对环境的保护（）A．汽车排放尾气B．养殖场排放污水C．工厂释放烟雾

D．使用太阳能路灯D连接中考连接中考2.（2019•巴中）下列关于能源说法正确的是（）A．太阳能是清洁能源B．核能是可再生能源C．煤是新型能源D．电能是一次能源A连接中考3.（2019•齐齐哈尔）“北国好风光，尽在黑龙江”，建设人与自然和谐共存的美丽家园，打响蓝天保卫战，能源问题已成焦点，全球能源将发生巨大变革。下列关于能源问题说法正确的是（）

A．天然气燃烧产生的二氧化碳，不会加剧地球温室效应

B．煤是不可再生的化石能源，它在能源领域重要