苏科版物理九年级下册18.1 能源利用与社会发展（知识解读）（教师版）

18.1\o"18.1能源利用与社会发展"能源利用与社会发展（知识解读）（解析版）•知识点1能源•知识点2能源的分类•作业巩固训练知识点1能源知识点1能源1、能源（1）凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。

（2）能源是一种物质，是可以提供某种形式的能量的一种物质，能源与能量是两个不同的物理量，能源是能为人类的提供能量蝗物质资源，以能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的一个量度。（3）生活中常见的能源有：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。2、能源的利用历史（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置---反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。【典例1-1】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【答案】B【详解】AD．解决能源问题有两条出路：一是要把现有的能源利用好，提高利用率；二是要积极开发新能源，寻找替代能源，故AD正确，不符合题意；B．减少工农业能源用量看似节约了能源但不利用工农业生产的发展，故B错误，符合题意；C．输电过程要损耗部分电能，如果利用超导体送电，可以减少输电过程中能量损失，提高输电效率，故C正确，不符合题意。故选B。【典例1-2】阅读下列有关能源问题的材料，完成题后问题．能源是人类社会生活的物质基础．人类利用能源大致经历了三个时期：柴薪时期、煤炭时期和石油时期．可是，煤炭资源在许多国家已即将耗尽，如果以现今的开采和消耗速度，石油也只能再用一百多年了．如图是世界能源的主要来源统计图．（1）上面的文字和统计图，给我们提出一个重要的课题：．

（2）解决能源问题的措施之一是开发新能源，你知道值得开发和利用的新能源是．

（3）节约能源，人人有责！说说你在日常生活中可以为节约能源养成的两个好习惯：①；②．【答案】人类面临能源危机太阳能随手关灯骑自行车上学【详解】(1)从统计表可以看出，世界能源的来源主要是石油、煤、天然气等一次能源．由于人类对一次能源的过度开发和应用，导致人类面临能源危机；(2)要解决能源危机，既要合理使用传统能源，更要开发、利用新能源，如：太阳能、地热能、风能等；(3)我们在日常生活中要养成节约能源的习惯，做到：随手关灯；不骑电动车上学，改为步行等．【点睛】（1）人类社会发展的过程，是利用和消耗能源的过程，一次能源的过度开发和利用，造成了今天的能源危机；（2）新能源（NE）：又称非常规能源．是指传统能源之外的各种能源形式．指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、潮汐能、生物质能和核能等；（3）在日常生活中，从小事做起，从身边的事做起，节约能源，提高能源利用率．【变式1-1】能源科技的发展促进了人类文明的进步，关于能源和材料，下列说法错误的是（）A．化石能源的大量使用带来了酸雨、雾霾、温室效应等环境问题B．提高能量转化利用中的效率是解决节能问题的重点之一C．超导体材料不能应用在电饭锅等电器上D．铜是磁性材料，可以被磁化【答案】D【详解】A．化石能源的大量使用带来了环境问题，如二氧化碳造成的“温室效应”，二氧化硫等造成的酸雨，燃烧时产生的浮尘等，故A正确，A不符合题意；B．针对能量转化效率低的情况，提高能量转化利用中的效率是我们当前解决节能问题的重点之一，故B正确，B不符合题意；C．电饭锅等电器是利用电流的热效应进行工作的，使用超导材料时电饭锅等电器无法工作，故C正确，C不符合题意；D．铁、钻、镍等物质是磁性材料，铜不是磁性材料，不可以被磁化，故D错误，D符合题意。故选D。【变式1-2】如图所示，是我国能源结构的统计图，根据此图的数据，请你完成下列各题.(1)总结出我国能源结构或现状的规律；(2)提出解决这种现状的合理化建议.【答案】（1）我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小.（2）建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源等.【详解】（1）由图可知，我国的能源结构主要以煤为主，我国的能源消耗中化石能源所占的比例过大，结构不合理；（2）建议：节能降耗；开发新能源．点睛：通过图表分析，可知我国能源结构中主要以化石能源为主，而化石能源属于不可再生能源；生活中我们应该了解能源与可持续发展的意义，积极开发新能源．知识点2能源的分类知识点2能源的分类 1、像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。2、我们今天使用的煤、石油、天然气是千百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。3、常见的化石能源有：煤、石油、天然气。4、常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。5、常见的二次能源有：电能。【典例2-1】下列各组能源中，属于可再生能源的是（）A．水能、风能B．太阳能、核能C．煤、水能D．煤、核能【答案】A【详解】A．水能、风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源，故A符合题意；B．太阳能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源，核能短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生资源，故B不符合题意；C．煤短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生资源，故C不符合题意；D．煤、核能短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生资源，故D不符合题意。故选A。【典例2-2】小文同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3燃气，则水吸收的热量为J，假设燃气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为（燃气的热值为4.2×107J/m3）；该燃气的主要成份天然气是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】不可再生【详解】[1]水吸收的热量为[2]天然气完全燃烧放出的热量为Q放=qV=4.2×107J/m3×0.025m3=1.05×106J燃气炉烧水的效率为[3]天然气消耗后短期内无法得到补充，属于不可再生能源。【典例2-3】某太阳能汽车质量为240kg，月球上物体的重力为地球的1/6。(1)太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；(2)汽车静止时，车头雷达向前方发出光波，光波（选填“属于”或“不属于”）电磁波，若在后接收到障碍物反射回的光波信号，求障碍物与汽车的距离；(3)汽车与水平面的总接触面积为，求汽车在月球上静止时对水平面的压强。【答案】(1)可再生(2)属于，(3)【详解】（1）太阳能可以在自然界中源源不断的获得，属于可再生能源。（2）[1]光波是电磁波的一种，属于电磁波。[2]由得，若在后接收到障碍物反射回的光波信号，障碍物与汽车的距离为（3）汽车在地球上的重力为汽车在月球上静止时对水平面的压力为受力面积为汽车在月球上静止时对水平面的压强为【变式2-1】与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为，热值为。下列能源中属于可再生能源的是（）A．石油 B．煤炭 C．太阳能 D．天然气【答案】C【详解】在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，不能及时补充的是不可再生能源；石油、煤炭、天然气一旦使用，在短期内不能再生，是不可再生能源；太阳能在短期内能及时得到补充，是可再生能源，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。【变式2-2】风能是一种清洁能源，风力发电将助力我国实现碳中和目标。按照《山东省新能源产业发展规划（2018-2028年）》，我省将实施“千万千瓦级海上风电基地”建设。如图所示，当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时，从正面看，叶片A会（选填“向下”或“向上”）转动；风能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】向下可再生【详解】[1]从正面看，叶片A向下凸起，叶片下表面的空气流速大于上表面的空气流速，叶片下表面的压强小于上表面的压强，叶片受到向下的压力差的作用，在压力差的作用叶片A会向下转动。[2]风能可以从自然界源源不断地获得，是可再生能源。【变式2-3】张北柔性直流电网工程不仅满足了北京冬奥会100%的清洁电力需求，还点亮了京城的万家灯火。(1)该工程全部利用张家口地区的大规模风能、太阳能等（填“可再生”或“不可再生”）能源发电，保障了北京冬奥会场馆100%的绿色电力供应。电能输送到北京后，通过换流站为运动员居住的房间和北京部分家庭提供（填“直流”或“交流”）电。该工程为了保障供电的“柔性”，在承德丰宁修建了世界上最大的抽水蓄能电站，电力富余时，通过（填“发电机”或“电动机”）将水抽到高处，电力短缺时，利用水力发电保障电网的稳定性。(2)小明响应环保提议夏天将变频空调调到25℃以上，这样可以使变频空调功率变，电流做功变，达到节能减排的目的。【答案】(1)可再生交流电电动机(2)小慢【详解】（1）[1]风能、太阳能等可以从自然界中源源不断地得到的能源属于可再生能源。[2]我国家庭电路使用的是交流电，电能输送到北京后，通过换流站为运动员居住的房间和北京部分家庭提供交流电。[3]蓄能电站在电力富余时，通过电动机将水抽到高处，电力短缺时，利用水力发电保障电网的稳定性。（2）[1][2]电功率是表示电流做功快慢的物理量。夏天将变频空调调到25℃以上，这样可以使变频空调功率变小，电流做功变慢，达到节能减排的目的。一、单选题1．2023年中国汽车出口量将达540万辆，其中新能源汽车占比40%，达220万辆，保持着全球第一大汽车出口国的地位。新能源汽车中绝大多数是电动车。2024年3月25日，郯城突降中雨，气温降到10度以下，小郯坐在爸爸驾驶的新能源电动汽车里，突然产生了以下想法，说法正确的是（）A．上车时，小郯发现自己穿的毛衣，冒出“火花”，这是毛衣摩擦起电的原因B．小郯发现汽车前挡风玻璃里面有雾产生，这是汽化的结果C．电动汽车行驶时，是把机械能转化为电能D．一束绿光照在爸爸的红色汽车上，汽车看起来是红色【答案】A【详解】A．上车时，小郯发现自己穿的毛衣冒出“火花”；是因为毛衣和衬衣之间相互摩擦带电，两者带有异种电荷，放电产生“火花”，故A正确；B．汽车前挡风玻璃里面有雾产生，这是车内的水蒸气遇到温度低的玻璃液化形成的小水珠，故B错误；C．电动汽车行驶时，消耗电能，获得机械能，是把电能转化为机械能，故C错误；D．不透明物体的颜色由反射的色光决定，红色的汽车反射红光，一束绿光照在爸爸的红色汽车上，汽车看起来是黑色，故D错误。故选A。2．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列有关它们的说法正确的是（）A．地球上的风能、水能实际上都来自太阳能B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的C．条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是超导材料D．中央电视台与河南电视台发射的电磁波在同一区域内的传播速度不相同【答案】A【详解】A．地球上的风能、水能、生物质能都来源于太阳，故A正确；B．光纤通讯是依靠激光借助光的反射原理来传递信息的，故B错误；C．条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是半导体，故C错误；D．电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与河南电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，故D错误。故选A。3．下列关于能量及能量的转化或转移的说法，错误的是（）A．煤、石油、天然气属于不可再生能源B．核能永远是一种安全，清洁、廉价的能源C．热水自然变凉，能量会自发地从高温物体转移到低温物体D．地球上除核能、地热能和潮汐能外，几乎所有能源都来自太阳【答案】B【详解】A．煤、石油、天然气不能直接从自然界获取，且用完了就没有了，属于不可再生能源，故A正确，A不符合题意；B．核能会造成核泄漏和核污染，并不是安全和清洁能源，故B错误，B符合题意；C．热水自然变凉，是热传递，是能量自发地从高温物体转移到低温物体，故C正确，C不符合题意；D．地球上除核能、地热能和潮汐能外，几乎所有能源都来自太阳，比如风能、水能、化石能源，故D正确，D不符合题意。故选B。4．能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱。近年来，我国在这些领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（）A．水力、风力、太阳能发电都是利用可再生能源B．裂变也称为热核反应，裂变时会释放巨大的核能C．量子计算机中的电子器件都是超导体制成的D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理【答案】A【详解】A．水力、风力、太阳能都是自然界存在的远远不断的资源，都属于可再生能源，所以用其发电都是利用可再生能源，故A正确；B．裂聚也称为热核反应，聚变时会释放巨大的核能；核裂变称链式反应，裂变时也会释放巨大的核能，故B错误；C．量子计算机中的电子器件有些是超导体制成的，但有些由半导体制成，故C错误；D．核电站产生的核废料有放射性，不能像生活垃圾那样被处理，故D错误。故选A。5．下列说法中错误的是（）A．如图甲所示，固定翼飞机是利用了“流体内部流速大的地方压强大”的原理来升空的B．如图乙所示，通信卫星的板状两翼的太阳能电池板利用的太阳能是可再生能源C．如图丙所示，我国自主研发的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的D．由图丁可知，物质尺度从大到小的排列顺序为原子、原子核、质子、夸克【答案】A【详解】A．固定翼飞机是利用流体内部速度大的地方压强小的原理升空的。故A错误，符合题意；B．太阳能可以源源不断在自然界中得到，属于可再生能源。故B正确，不符合题意；C．卫星与地面之间是通过可以在真空中传播的电磁波来传递信息的，故C正确，不符合题意；D．原子由原子核与核外电子组成，原子核由质子与中子组成，而质子、中子、电子又是由夸克组成的，故D正确，不符合题意。故选A。6．新能源电动公交车已成为人们常见的“绿色”交通工具。以下对新能源电动公交车涉及的物理知识分析全部正确的是（）①轮胎表面刻有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力②公交车匀速直线前进时，处于平衡状态③市区内禁止鸣笛是在人耳处减弱噪声④电动公交车使用的电能是二次能源⑤公交车停靠在水平站台时，它对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力A．①②③ B．②③④⑤ C．①②④ D．③④⑤【答案】C【详解】①轮胎表面刻有花纹，是通过增大接触面粗糙程度的方法来增大摩擦力的，故①正确；②公交车匀速直线前进时，公交车做匀速直线运动，处于平衡状态，故②正确；③市区内禁止鸣笛是在声源处减弱噪声，故③错误；④电动公交车使用的电能是由其它形式的能转化来的，是二次能源，故④正确；⑤公交车停靠在水平站台时，它对地面的压力和地面对它的支持力，没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故⑤错误；故ABD错误，C正确。故选C。7．小明同学对所学物理知识进行了以下构建，其中合理的是（）A．B．C．D．【答案】A【详解】A．透镜分为凸透镜和凹透镜，凸透镜可以用来制成远视眼睛，凹透镜可以用来制成近视眼睛，故A正确；B．石油属于不可再生资源，故B错误；C．中子不带电荷，为电中性，故C错误；D．玻璃没有固定的熔点，为非晶体，故D错误。故选A。8．分类是认识和研究问题的重要方法之一，下列分类正确的是（

）A．氮气、生铁、金刚石都属于单质 B．氨水、火碱、熟石灰都属于碱C．风能、太阳能、核能都属于可再生能源 D．羊角锤、镊子，钓鱼竿都是省力杠杆【答案】B【详解】A．氮气、金刚石都是由同一种元素组成的纯净物，属于单质；生铁是铁的合金，属于混合物，分类错误，故A错误；B．火碱俗名氢氧化钠，熟石灰俗名氢氧化钙，故氨水、火碱、熟石灰都属于碱，分类正确，故B正确；C．太阳能和风能可以从自然界源源不断地获取，是可再生能源；核燃料消耗后短期内不能恢复，核能是不可再生能源，故C错误；D．羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；镊子、钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，分类错误，故D错误。故选B。9．关于热机，下列说法正确的是（）A．一般情况下，柴油机的效率比汽油机的低B．燃烧相同燃料，热机做的有用功越多，热机的效率越高C．燃料热值越大，热机的效率越高D．柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式【答案】B【详解】A．柴油机的压缩程度比汽油机的高，燃料燃烧更充分，热机效率更高，故A错误；B．燃烧相同燃料，放出的热量一定即总功一定，热机效率等于有用功除以总功，所以做的有用功越多，热机的效率越高，故B正确；C．燃料的热值大，完全燃烧时，放出的热量多，而热机效率是指用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以热值的大小对热机效率没有直接影响，故C错误；D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故D错误。故选B。二、填空题10．如图所示，ETC是高速公路广泛使用的电子不停车收费系统，其表面有太阳能电池板，可以给内置电池充电，在充电过程中，内置电池相当于电路中的（选填“电源”或“用电器”）。太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】用电器可再生【详解】[1]在充电的过程中，内置电池消耗电能，相当于用电器。[2]太阳能是一种由太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放出的巨大核能，这种能量以辐射的形式传播到地球，被广泛认为是清洁、可再生的能源。太阳能的利用不仅有助于减少对化石燃料的依赖，还对环境保护和可持续发展具有重要意义。11．太阳能、煤、石油、天然气在人类文明发展历程中均起到重要作用，属于可再生能源的是；人们常说碳纤维材料很“轻”，“轻”描述的是碳纤维的小（选填“比热容”“密度”或“热值”）。【答案】太阳能密度【详解】[1]太阳能可以源源不断从自然界获得，属于可再生能源。[2]“轻”描述的是碳纤维的密度小。12．2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥8运载火箭成功点火发射，准确进入地月转移轨道。(1)火箭穿越大气层时，火箭上部外壳整流罩温度升高，其分子的动能，其内能的改变是通过的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中正常工作；(2)未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时，其动力补充来源于次能源——太阳能。有阳光时，空间站利用光伏发电的功率为60kW，lh发电kW·h。空间站以的速度运行一年，通过的路程为光年。【答案】(1)增大做功能(2)一602.6×10-5【详解】（1）[1]整流罩温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大。[2]整流罩克服空气摩擦做功，是通过做功改变内能。[3]火箭发动机自带燃料和助燃剂，可以在真空中工作。（2）[1]太阳能可直接获取利用，属于一次能源。[2]空间站利用光伏发电的功率为60kW，lh发电[3]空间站以的速度运行一年，通过的距离为光在一年中通过的距离为空间站以的速度运行一年，通过的路程为13．公园里新安装了如图所示的“太阳能音乐座椅”，太阳能面板可将光能转化为电能储存在蓄电池中，供蓝牙音箱和USB充电使用，手机连接蓝牙音箱可以播