第二十二章《能源与可持续发展》（同步课件）-【上好课】2024-2025学年九年级全一册物理同步精品课堂（人教版）

第二十二章 能源与可持续发展 同步课件 九年级全一册人教版 1 目录 能源 核能 太阳能 能源与 可持续发展 1 2 3 4 2 课标分析 1 壹 贰 叁 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。 2022版《物理课程标准》要求： 列举常见的不可再生能源和可再生能源。 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。 知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。 从能量转化和转移的角度认识效率。 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。 3 思维导图 2 4 知识梳理 3 22.1 能源 5 知识梳理 3 提高上游的水位增加水的势能 高水位的水快速向下流推动水轮机转动 发电机在水轮机的带动下旋转发电 金属的冶炼、机器的转动、汽车和火车等交通工具的行驶都需要能量。 6 知识梳理 3 22.1：能源 1.能源： 能够提供能量的物质资源叫做能源。 化石能源 风能 水能 生物质能 核能 潮汐能 地热能 电能 各种能源的利用，极大的促进了人类文明的发展。 7 知识梳理 3 22.1：能源 2.人类利用能源的历程 原始社会 柴薪能源 第一次工业革命 化石能源 第二次工业革命 电气时代 第三次工业革命 新能源时代 8 知识梳理 3 22.1：能源 3.能源分类 按能源获取来源分： 一次能源 二次能源 能直接从自然界获取的能源 由一次能源经过加工得到的能源 化石能源 风能 水能 核能 电能 酒精 9 知识梳理 3 22.1：能源 3.能源分类 按能否在短期内再生分： 不可再生能源 可再生能源 短期内无法从自然界得到补充 可以在自然界里源源不断地得到 化石能源 风能 水能 核能 太阳能 10 知识梳理 3 22.1：能源 21世纪的能源趋势 能源消耗急剧增长 石油危机 11 知识梳理 3 22.1：能源 世界能源消费结构 中国能源消费结构 仔细观察两个图中的数据，说一说你自己的想法 12 知识梳理 3 22.1：能源 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。开采化石能源的过程中对环境的破坏也十分严重。 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。 13 知识梳理 3 22.1：能源 1.下列发电站利用不可再生能源发电的是（    ） A．火力发电 B．光伏发电 C．水力发电 D．风力发电 2.“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核能属于（　　） ①不可再生能源    ②可再生能源    ③常规能源    ④新能源 A．①② B．①④ C．②③ D．②④ A 练习1、2 B 14 知识梳理 3 22.1：能源 社会发展的三大支柱是能源、信息和材料，以下说法正确的是（　　） A．芯片的主要材料是超导体 B．宇航员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成 C．核能、太阳能、风能都是可再生能源 D．给手机充电是将化学能转化为电能 B 练习3 15 知识梳理 3 22.1：能源 2024年4月24日是第九个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业创造了“两弹一星”、“载人航天”、“北斗工程”、“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，“两弹”所释放巨大的能量属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；“一星”是指我国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”，其沿椭圆轨道绕地球运动由近地点向远地点运动时， （选填“动”或“势”）能减小；目前我国空间站上的太阳能电池板工作时将太阳能转化为 能。 不可再生 练习4 动 电 16 知识梳理 3 22.2 核能 17 知识梳理 3 22.2：核能 1.原子结构 原子由原子核（正电）和核外电子（负电）构成 原子及其结构 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。 18 知识梳理 3 22.2：核能 2.定义 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。 裂变 聚变 19 知识梳理 3 22.2：核能 裂变 质量较大的原子核在中子轰击下，分裂成两个或多个质量较小的原子核，能释放大量能量，这就是裂变。 链式反应 中子轰击铀原子核，铀核在分裂时，会释放核能，同时产生新的中子，这些中子继续轰击其他铀核。导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。 20 知识梳理 3 22.2：核能 应用 原子弹 核电站——核反应堆 不加控制的链式反应 加以控制的链式反应 21 知识梳理 3 22.2：核能 核电站 核电站 核反应堆 核心设备 核反应堆 原理 核反应堆中的链式反应在控制下缓慢释放核能。 22 知识梳理 3 22.2：核能 核电站工作过程中能的转化 核能 内能 机械能 电能 23 知识梳理 3 22.2：核能 聚变 质量很小的原子核在超高温下结合成一个新的原子核，同时释放出巨大的能量，这就是聚变，也叫热核反应。 核聚变 24 知识梳理 3 22.2：核能 应用 根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还要大 氢弹 25 知识梳理 3 22.2：核能 可控核聚变 海水蕴藏丰富的氘核 合肥托卡马克反应椎 现状 尚未实现变 前景 通过可控聚变利用核能，有望彻底解决能源问题 26 知识梳理 3 22.2：核能 如图甲所示的装置被称为“人造太阳”，有望成为世界上第一个投入运营的聚变示范堆，图乙是核聚变时的情境。下列关于“人造太阳”的理解不正确的是（    ） A．“人造太阳”核变时的污染较小 B．“人造太阳”将是一种新型能源 C．“人造太阳”通过裂变获得核能 D．“人造太阳”通过聚变获得核能 C 练习1 27 知识梳理 3 22.2：核能 近日，新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录，技术水平居国际前列。下列说法正确的是（　　） A．中国新一代“人造太阳”的原理与核电站原理相同 B．核能属于可再生能源 C．核聚变过程中能量的总和增加 D．原子核是由质子和中子组成 D 练习2 28 知识梳理 3 22.2：核能 “玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（    ） A．该核反应是核裂变 B．太阳内部发生的也是这种核反应 C．核能属于可再生能源 D．原子核是由中子和电子组成的 A 练习3 29 知识梳理 3 22.2：核能 “天宫课堂”在中国空间站开讲，同学们能通过电视看到空间站的情景是依靠 （选填“超声波”或“电磁波”）传递信息的，空间站通过太阳能电池获得能量，太阳能来自于太阳内部的 变（选填“核聚”或“核裂”）。 电磁波 练习4 核聚 30 知识梳理 3 22.3 太阳能 31 知识梳理 3 22.3：太阳能 1.巨大的“核能火炉” 太阳核心每时每刻都在发生核聚变，并释放出巨大的能量。 32 知识梳理 3 22.3：太阳能 2.太阳是人类能源的宝库” 太阳向外辐射的能量只有约二十亿分之一传递到地球。 太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。 33 知识梳理 3 22.3：太阳能 3.化石能源的形成 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。 　　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。 34 知识梳理 3 22.3：太阳能 4.太阳能的利用 直接利用太阳能的方式有三种。 太阳能热水器 光热转化 太阳能路灯 光电转化 光合作用 光化转化 太阳能转化为内能 太阳能转化为电能 太阳能转化为化学能 35 知识梳理 3 22.3：太阳能 5.太阳能的特点 使用寿命长 分布广获取方便 绿色无污染 可再生 优点 成本高效率低分布 能量密度小 自然条件影响 制造光伏板不环保 缺点 36 知识梳理 3 22.3：太阳能 如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电磁感应原理 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 A 练习1 37 知识梳理 3 22.3：太阳能 如图所示为我国科学家研制的可以像纸片一样弯曲，且不易断裂的高柔韧性太阳能电池。下列有关该电池的说法正确的是（　　） A．手指用力压电池板会使它变弯曲，说明力可以改变物体的形状 B．手指压力越大，电池板弯曲程度就越大，说明力的作用效果与力的方向有关 C．松开手后，电池板恢复到原来形状，说明发生的不是弹性形变 D．太阳能电池工作时，将机械能转化为电能 A 练习2 38 知识梳理 3 22.3：太阳能 据报载，2022年我国发电量排名前四位的发电方式为火力发电、水力发电、风力发电和太阳能发电，其发电量分别为58887.9亿千瓦时、13522亿千瓦时，7626.7亿千瓦时和4272.7亿千瓦时，这四种发电方式中，利用不可再生能源发电的是（    ） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．太阳能发电 A 练习3 39 知识梳理 3 22.3：太阳能 如图所示的装满水的玻璃球为一款球形发电机。它可以建在屋顶或镶嵌在墙壁上，利用太阳光甚至月光发电。装满水的玻璃球相当于凸透镜，对光有 作用，并将太阳能转为电能，太阳能属于 次能源。 会聚 练习4 一 40 知识梳理 3 22.3：太阳能 临夏州四季分明，年日照时数介于2275.0~2519.4小时，根据《太阳能资源评估方法》可知其太阳能资源丰富等级为丰富区。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能电池板在光照条件下能够将太阳能转化为化学能储存起来，夜晚化学能又可以转化为 能供路灯照明。 可再生 练习5 电 41 知识梳理 3 22.4 能源与可持续发展 42 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 1.能源和环境 露天煤矿 热电厂 常规能源储量有限 人类的需求 环境问题 能源矛盾 43 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 2.节约能源 能量是守恒的，为什么还需要节约能源？ 思考 能量的转移和转化具有方向性 44 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 3.能量转化和能量转移的方向性 化学能 内能 机械能 无法再转化回可利用的能源 内能 45 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 化学能 机械能 电能 无法再转化回可利用的能源 3.能量转化和能量转移的方向性 46 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 从高温物体转移到低温物体 3.能量转化和能量转移的方向性 无法自发从低温转移到高温 付出代价 47 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 不是所有的能量都可以利用 3.能量转化和能量转移的方向性 能量的转化和转移是有方向性的,我们是在能量的转化和转移的过程中利用能量的,因此不是所有能量都可以利用,能量的利用是有代价的,也是有条件的。 小结 48 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 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。 4.能源消耗对环境的影响 燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。 49 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。 4.能源消耗对环境的影响 50 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 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。 4.能源消耗对环境的影响 酸雨侵蚀后的汉白玉石柱 酸性气体形成酸雨造成危害 51 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 提高能源利用率，减少能源使用中对环境的破坏 5.能源与可持续发展 发展新型能源 52 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 6.未来理想能源需满足的条件 保证长期使用 足够丰富 多数人用得起 足够便宜 不严重影响环境 安全清洁 大规模使用 技术成熟 53 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 党的二十大报告中提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。下列做法不符合这一要求的是（　　） A．公交出行 B．焚烧垃圾 C．植树造林 D．人走灯灭 B 练习1 54 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 近几年我国新能源汽车的普及率越来越高。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　） A．新能源汽车的能量转换效率可达到100% B．面对能源危机，我们应合理开发新能源 C．能量的转化和转移是没有方向性的 D．新能源汽车对环境不会造成破坏 B 练习2 55 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 节能减排、低碳出行是我们应倡导的生活方式。下列做法可取的是（　　） A．出行时尽量选择驾驶燃油私家车 B．就餐时少用一次性餐具 C．夏季使用空调制冷时，将设定温度尽量调低 D．为了方便，手机充电器一直插在电源上，即用即充 B 练习3 56 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 能源的利用需要考虑可持续发展，新能源已逐步替代常规能源，就是用更清洁更有效的技术实现“零排放”，以减少能源使用对环境的破坏．以下各种形式的能源中可作为理想能源的是（    ） A．太阳能 B．天然气 C．石油 D．煤炭 A 练习4 57 知识梳理 3 22.4：能源与可持续发展 《中国制造2025》提出：坚持清洁低碳导向，加快能源绿色低碳转型，提高清洁能源和非化石能源消费比重。在煤、石油、电能三种能源中属于清洁能源的是 ，它是 （填“一次能源”或“二次能源”）；为核潜艇提供能量的装置是核反应堆，在核反应堆中发生的是 （填“核裂变”或“核聚变”）。 电能 练习5 二次能源 核裂变 58 ENDING！！ 谢谢观看 59 $$