能源与可持续发展【知识精讲+培优拓展】 人教版九年级物理备课精研

课时22.4能源与可持续发展（帮课堂）（原卷版）【学习目标】1.知道能量的转化和转移有一定的方向性；2.认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识；3.认识可再生能源与不可再生能源，并能正确区分；4.了解未来理想能源的特征。【知识导图】【基础知识】知识点一、能量的转移和能量的转化的方向性1.探究能量的转移或转化探究能力转移和能量转化的方向性生活现象生活实例1：冬天我们利用暖气取暖，内能自发地从温度高的热水转移到温度较低的室内空气，却不能自发地从空气转移到热水中。这是因为在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体，。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。例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的电能。生活实例2：汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，但这些能量不能自动收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能被我们利用。探究归纳伴随着能量的转移或转化过程，并非所有的能量都可以被利用，我们所能够利用的能量是有限的，就是说能量的转移或转化是由方向性的。2.节约能源能量的转化、能量的转移，都是由方向性的，人们是在能量的转化或转移过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些能量则不能。因而我们所能利用的能源是有限的，需要节约能源。【典例1】在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中错误的是（

）。A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体；B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的；C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的；D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变知识点二、能源的消耗对环境的影响1.人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。主要体现在以下几个方面：热污染化石能源在使用中产生大量的内能，其中未被利用的能量会造成热污染。例如，汽车尾气就是造成城市热岛效应的因素之一。大气污染化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构建造成危害。温室效应使用化石能源的过程中会产生大量的二氧化碳，使空气中的二氧化碳浓度增加，进一步加剧地球的温室效应。生态破坏一些欠发达地区过分依赖柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。有害辐射核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害。2.人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保护与自然、环境的和谐相处。不能因为利用能源会对环境造成污染而停止使用能源，也不能为了促进文明和社会发展而过量使用能源，对环境造成严重污染。科学的进步和社会的发展可以使能源的使用和环境保护做到有机统一、和谐发展。【典例2】“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（）。A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源；B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的知识点三、能源与可持续发展1.能源与可持续发展为了减少能源消耗造成的环境污染问题，必须对能源的开发和利用有可持续发展的意识。可持续发展就是既要考虑当前发展需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后人的利益为代价来满足当代人的需求。提高能源利用率，依靠科技进步，改进能源结构，开发、推广清洁的可再生能源，发展新的理想能源已成为世界各国实现可持续发展的当务之急。2.不可再生能源和可再生能源种类概念常见能源不可再生能源化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短时间内总自然界得到补充，这类能源成为不可再生能源煤、石油、天然气、核能可再生能源风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到，这类能源成为可再生能源风能、水能、太阳能、生物质能特别提醒：正确连接不可再生能源和可再生能源应注意两个方面：（1）不可再生能源和可再生能源是依据能否在短时间内从自然界得到补充来分类的；（2）不可再生能源和可再生能源都是针对一次能源而言的，即只有对自然界中自然存在的、可直接获得的能源来讲，才能说起是不可再生能源或是可再生能源。3.未来的理想能源未来的理想能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规能源，必须满足一下四个条件：（1）必须满足够丰富，可以保证长期使用；（2）必须满足够便宜，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）必须满足安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。目前新能源的利用技术还不够成熟，还不能完全替代化石能源，如太阳能、核能的开发利用等，另外有可能还存在没有被人类发现的新能源，亟待人们去开发、利用。【典例3】人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（）。A．现代生活离不开电，电力是一次能源；B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一；C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值；D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源【方法帮】题型一：能量转移与转化的方向性（1）能量转移的方向性：热量可以自发地由高温物体转移到低温物体，若反向转移则需要外界的干预，耗费额外的能量。（2）能量转化的方向性：其他形式的能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为其他形式的能，内能向其他形式的能转化时，一定伴随着能量的损失。【典例4】能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。它的具体阐述是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。核能______（填“是”、“不是”）可再生能源。题型二：能源与环境【角度1】温室效应产生温室效应的根本原因是大气中的二氧化碳气体含量的增加，因而可以从这一点进行分析。【典例5】全球气候变暖又称温室效应，这种现象主要是人类在生产、生活中排放的二氧化碳等温室气体增加而产生的。具体原因：（1）工业生产中，大量利用煤作为燃料，向大气中排放大量的二氧化碳。（2）交通工具、家庭炉灶等大量燃烧煤、石油等，排放二氧化碳。（3）人类大量砍伐森林，减少了树木对二氧化碳的吸收。请说出2项危害和解决的措施：危害一：______

措施：______危害二：______

措施：______【角度2】能源与环境保护环境污染与保护是当前社会关注的焦点，与之相关的考题是中考的热点之一。解答此类试题的关键是看题中的行为或举措是否能减少对环境的污染。【典例6】有专家预言，水资源短缺将成为人类21世纪面临的最为严重的资源问题。下列做法能够有效解决我国缺水问题并且符合可持续发展原则的是（）。①增加地下水开采量

②减少农药、化肥的使用

③直接利用工业和生活污水灌溉农田

④改变灌溉方式，推广喷灌和滴灌

⑤污水处理、达标排放

⑥推广节水器具A．③④⑤⑥ B．②④⑤⑥C．①②③④D．②③④⑤题型三：能源的可持续发展【角度1】能源的分类把握能源的分类方法，正确判断能源的类别：（1）从不同角度划分，能源有不同的分类方式；（2）在具体判断时，根据分类的角度的不同，同一种能源可以属于不同类别的能源。【典例7】下列有关能源的说法正确的是（）。A．核能是可再生能源；B．化石能源只要合理利用就不会产生污染；C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源；D．风能、水能、太阳能都是清洁能源【角度2】能源的开发及利用解决能源问题有两种方法：一是提高常规能源的利用率；二是要积极开发新能源。但要从根本上解决人类对能源的长久性需求，必须不断开发新能源。【典例8】前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（）。A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能；B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量；C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹；D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源【中考帮】考点一:可再生能源与不可再生能源【典例9】（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体）下列能源，属于不可再生能源的是（）。A.煤炭 B.太阳能 C.风能 D.地热能该题要求同学们知道可再生能源和不可再生能源的概念，并能把一些常见的能源进行分类，这是物理核心素养的物理观念的体现。考点二:能源与可持续发展【典例10】（2022·百色）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开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（）。A.太阳能发电 B.风力发电C.核能发电 D.燃煤发电该题要求同学们养成节约能源、保护环境、促进可持续发展的良好习惯。这是物理核心素养中科学态度与责任的体现。【作业帮】一、基础练（知识巩固）1．2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（）。A．垃圾分类投放 B．野炊明火烧烤C．节约用电 D．坚持绿色出行2．使用下列哪种能源对环境污染最小（）。A．煤 B．石油 C．天然气 D．太阳能3．全球变暖已是大家非常关注的一种现象，它会给人类带来一系列的不利影响。下列现象不是由全球变暖带来的是（）。A．海平面上升 B．春天来了桃花盛开C．温度和降水的变化影响到作物产量 D．高温天气导致人类发病率增加4．关于信息与能源，下列说法中，错误的是（）。A．手机既能接收电磁波，也能发射电磁波；B．水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源；C．北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务；D．核电站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范5．联合国把每年的6月5日定为“世界环境日”，旨在唤起全世界人民的环境保护意识。以下措施有利于环境保护的是（）。A．大量砍伐树木；B．大量使用农药和化肥；C．工业废水直接排放；D．将含汞量高的旧电池投到标有“有害垃圾”的垃圾桶里6．每年6月5日是世界环境日，保护环境人人有责，下列做法不符合这一主题的是（）。A．开发氢燃料电池客车；B．使用太阳能路灯；C．分类回收垃圾；D．加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空7．随着科技的发展，新材料在生活中得到了广泛的应用，新材料除了“绿色能源”外还有______、______；下列能源中，属于“绿色能源”的是______选填“硅光电池”、“干电池”、“铅蓄电池”8．小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。二、综合练（能力提升）9．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10．城市环保建设——控制噪声是主要项目之一，下列哪种措施不能减弱噪声（）。A．城区内禁止机动车鸣笛；B．减少二氧化碳气体的排放；C．在城市街道两旁多种植树木花草；D．在汽车的排气管上装消声器11．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。⑴天然气属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。⑵水的内能增加了多少J？___；⑶燃气灶烧水的效率是多少_____？三、培优练（挑战自我）12．天然气是一种重要的能源，也是一种清洁能源，小明家的燃气灶使用天然气作燃料。以下关于说法正确的是（天然气的热值为4.4×107J/kg）（）。A．天然气是可再生能源；B．经过技术改造小明家的燃气灶效率可达100%；C．完全燃烧10g天然气放热4.4×105J；D．天然气燃烧不会产生空气污染13．下列说法中正确的是（）。A．额温枪是利用红外线热效应来工作的；B．手机之间通话是利用光纤传送的；C．核电站是利用核聚变原理来发电的；D．能量是守恒的，不存在能源危机14．春节期间，小王一家四人自驾车外出旅游。她想知道她们全家上车后，车子对地面的压强是多少。她