【初中 物理】跨学科：能源的开发与利用课件-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

跨学科：能源的开发与利用第二节第二十一章能源、材料与社会初中物理沪科版（2024）九年级全一册1能列举常见的不可再生能源和可再生能源。2知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。3能从能源开发与利用的视角体会可持续发展的重要性。学习目标1.氢原子是由原子核和一个电子构成的，关于氢原子的原子结构模型，下列图中正确的是(

)D温故知新(1)太阳能热水器：将太阳能转化为我们需要的____能。(2)太阳能汽车：将太阳能转化为我们需要的______能。(3)植物的光合作用：将太阳能转化为我们需要的______能。(4)太阳能电池：将太阳能转化为我们需要的_____能。总结：利用太阳能的过程就是把______能转化为__________能的过程。内机械化学电太阳其他形式2.随着社会的发展，人们在生产生活中越来越重视太阳能的利用。请指出下列设备在工作时的能量转化。我们生活、生产中用的这些能量它们来源于哪里？我们利用了哪些种类的能源？想一想生产和生活中利用的这些能量，是通过不同的能源提供的。今天我们一起了解能源的利用和发展历史。情景引入一、人类对能源的利用1.可再生能源：像太阳能、风能、水能以及生物质能等，这类可长期提供或可再生的能源。2.不可再生能源：像煤、石油、天然气和铀矿等，这类一旦消耗就很难再生的能源。合作探究1.生活中哪些是可再生能源，哪些是不可再生能源。各举两例进行说明。答案可再生能源：太阳能、水能；不可再生能源：煤炭、石油。2.能源的使用对环境造成了哪些危害？如何避免？答案危害：排放温室气体、形成酸雨等；避免措施：用清洁能源、提高能源利用率。思考分类概念实例按照获取方式可直接从自然界获得的能源化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、沼气、氢气、汽油等按照对环境的影响使用时对环境没有污染或污染较轻的能源太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等使用时对环境污染较重的能源煤、石油、柴薪等按照人类开发的早晚人类已经利用多年的能源煤、石油、天然气及水能等人类最近才开始利用的能源核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等一次能源二次能源清洁能源污染能源常规能源新能源能源的分类视频欣赏——《人类利用能源的历程》(2024·厦门模拟)2024年政府工作报告中提出，要大力发展新能源和可再生能源，推进清洁能源的利用。下列能源中，可以用如图阴影部分表示的是(

)A.潮汐能 B.石油C.天然气 D.核能A解析石油、天然气、核能这些能源，短期内不能够从自然界源源不断地得到补充，属于不可再生能源，潮汐能能够从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源，同时潮汐能使用时没有污染，属于清洁能源，它还是人类新近开始使用的能源，属于新能源，故A正确。学以致用1.核能：由于原子核的变化而释放出的巨大能量叫做核能。2.核能开发和利用的两种方式两种方式核裂变核聚变特点较_____的原子核裂变成较_____的原子核较____的原子核结合成较____的原子核应用________、核能发电________重轻轻重原子弹氢弹合作探究二、开发核能与重视核安全3.核能相对于传统能源有哪些优势？同时又存在哪些安全风险？答案优势：能量密度大、运输储存方便、无温室气体排放；风险：核废料有放射性、有核泄漏风险。核裂变释放能量核聚变释放能量4.核电站(1)核心设备：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。(2)核反应特点：核反应堆中发生的链式反应是可控的，核反应堆能缓慢地释放出核能。(3)核电站的工作原理：它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。(4)能量转化：核能→内能→机械能→电能。(2025·贵阳云岩区模拟)下列关于核反应和核能说法正确的是(

)A.任何两个原子核都可以发生聚变B.原子核可以在常温下发生聚变C.任何情况下，核能是没有污染的D.核电站发生的是可控的链式反应D学以致用解析核聚变并非任意两个原子核都能发生，最容易实现的核聚变是氢的同位素氘和氚的反应，A选项错误；核聚变需要在极高温度下，使原子核克服电荷间的排斥力而聚合，常温下无法满足条件，B选项错误；核能利用过程中会产生具有放射性的核废料，存在核辐射污染问题，并非没有污染，C选项错误；核电站利用核裂变发电，通过控制核裂变的速度，实现可控的链式反应，从而稳定地产生电能，D选项正确。新能源的开发和利用都有积极和消极的因素，仔细阅读下面的表格，并将其补充完整。能源能源利用的积极因素和消极因素积极因素消极因素太阳能_______、分布广、无污染密度低、不稳定、投资成本高核能__________、发电效率高、无温室气体排放核废料处理难、有核泄漏风险潮汐能可再生、无污染、稳定位置受限、影响海洋生态风能可再生、_______风多变，风场需要大片土地能量大能量密度大无污染合作探究三、开发新能源1.太阳能(1)太阳能的优点①太阳能的“储量”十分巨大，取之不尽，用之不竭；②太阳能分布广阔，不需要运输，投入小，收益大；③太阳能是一种清洁能源，使用时不会带来汚染；④使用方便、安全；⑤可以节约化石能源，缓解人类能源危。(2)太阳能的直接利用①把太阳能转化为内能②把太阳能转化为电能太阳能热水器太阳能路灯2.风能风能是指空气高速流动的能量。风具有很大的能量。这种能量可以给人类带来极大的破坏，如拔起大树，吹倒房屋，但我们也可以利用风能为人类服务。人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……风能还可以用来发电。新疆达坂城的风力发电场3.地热能地球内部热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”产生的能量称为地热能。目前世界上已有近二百座地热电站投入运行。地热能在地球上的蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是清洁能源。地热能发电厂4.潮汐能潮汐是由于月球、太阳对地球的引力作用而产生的。潮汐能可用于发电，且成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。在潮汐能较大的地方修建潮汐电站，当涨潮和落潮时，水流推动水轮机转动发电。如图是一种利用潮汐能发电的示意图。落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。涨潮时，海水汹涌而来，潮水从导流孔流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存着能量。(2024·济南历城区二模)全球碳排放引起的气候异常对我们的生活已经产生了影响。我国已郑重宣布：中国将采取有力政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取于2060年前实现“碳中和”。以下能源的大力开发和利用，不利于尽早实现“碳中和”的是(

)A.天然气 B.太阳能C.风能 D.核能A解析太阳能发电、风力发电以及核能发电是清洁无污染的，天然气燃烧会产生二氧化碳、废气污染环境，与实现“碳中和”不相符，故A符合题意。学以致用1.新能源纯电动汽车是指以车载电源为动力，将电源的电能转化为机械能，驱动电动机带动车轮行驶，电能属于(

)A.一次能源 B.二次能源C.可再生能源 D.不可再生能源B解析电能不能够从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能获取，其属于二次能源，可再生能源与不可再生能源是在一次能源下的分类，故B正确。课堂练习2.(2024·西安莲湖区期末)发展是人类永恒的主题，能源与社会发展关系密切。关于能源与可持续发展，下列说法正确的是(

)A.煤、石油属于可再生能源B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能C.能量是守恒的，我们不需要节约能源D.核电站是利用核聚变释放的能量进行发电B解析煤、石油是不可再生能源，A错误；太阳能电池可将太阳能转化为电能，B正确；能量虽守恒，但转移、转化有方向性，仍需节约能源，C错误；目前核电站利用核裂变发电，并非核聚变，D错误。3.(2024·内江)以下能源形式中，属于清洁型能源的是(

)A.煤 B.石油C.焦炭 D.太阳能D解析煤、石油、焦炭，燃烧时会产生废气，污染环境，是非清洁能源，故A、B、C错误；太阳能使用时没有废气，无污染，是清洁能源，故D正确。4.(2024·苏州)我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是(

)A解析太阳能、水能、风能都是清洁能源，没有碳排放；火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。5.(2025·临夏州永靖县模拟)2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置，在成都建成并实现首次放电，这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列。下列说法正确的是(

)A.核聚变又称为链式反应B.目前核电站已经普遍利用核聚变反应发电C.新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同D.可控核聚变可为人类提供巨大的理想洁净能源D解析获得核能的途径有核裂变和核聚变两种。核裂变又称为链式反应，核聚变并非链式反应，所以A错误；目前核电站普遍利用的是核裂变反应发电，并非核聚变，所以B错误；新一代“人造太阳”利用的是核聚变原理，原子弹利用的是核裂变原理，二者原理不同，所以C错误；可控核聚变原料丰富，反应过程清洁无污染，且释放能量巨大，可为人类提供巨大的理想洁净能源，所以D正确。6.(2025·抚顺清原县一模)如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾