第十一章 3.能源-【学海风暴】2023-2024学年九年级下册物理同步备课（教科版）

能 源 课前预习导航 (1)不可再生然源：是须经地质年代才能形 一、能源的分类 成而短期内无法再生的一次能源，如煤、石油、核 1.能源：人类生活的一切活动都需要能量， 燃料等。它们日渐枯竭，存储量已经不多，因此 凡是能为人类提供能量的物质资缥都叫能源。 有“能源危机”之说。人类目前主要利用的就是 像煤、石油、天然气、水流、风、太阳等都能够提供 这类能源。 能量，所以它们都是能源。 (2)可再生转源：是能够不断得到补充以供 2.化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然 使用的一次能源，如水力、太阳能、生物质能、地 气，是亿万年前埋在地下的动、植物经过漫长的 热能、风能、潮汐能等。它们是目前正在努力研 地质年代形成的，称为化石能源。化石能源消耗 究、开发的新能源。 后短时间内无法恢复，是人类依赖的主要能源 二、世界能源储量及需求 类型。 1.世界能源储量：地球上传统的一次能源储 3.能源按其产生軸方式可分为一次能源和 量远远不能满足人类长期的需要，人类正面临严 二次能源。 重的能源匮乏。 (1)一决熊藻：可以从自然界直接取得而不 2.世界对能源的需求：人类生活、生产、学 改变其基本形态的能源，称为一次能源。其中被 习、研究都离不开能源的消耗，由于世界人口的 称为化石能源的媒、石油、天然气是当今世界一 急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增 次能源的三大支柱，构成了全球能源家族结构的 大，能耗增长的速度明显加快。 基本框架。一次能源还包括水力、风能、太阳能、 知识链接 地热能、潮汐能、生物质能及核能等。 (2)二决能源：无法从自然界直接取得，是 目前作为人类主要能源的化石能源，并 次能源经过加工，转换成的另一种形态的能源， 不是取之不尽、用之不溺的，而传统能源储 称为二次能源。如电熊、益汽、焦类等。电能是 量的有限控与需求量的逐年增加是当今世 最主要的二次能源。我们可以利用水力、风能、 界面临的能源问题的核心。 太阳能发电，还可以利用煤、石油、天然气发电， 经典例题剖析 也可以利用核能、地热能、潮汐能发电。 【例1】关于能源，下列说法正确的是() 4.能源按其利用程意可分为常规能源和新 能源。 A.水能、汽油、柴油等属于一次能源 (1)常规能源：是指当前被广泛利用的一次 B.核能、地热能、太阳能等属于新能源 能源，如煤、石油、天然气等 C.石油、煤炭、薄汐能等属于可再生能源 (2)新能源：是指目前尚未广泛利用而正在 D.石油、煤炭，电能等属于二次能源 积极研究以便推广利用的一次能源，如风能、太 【解题点拨】水能可以从自然界直接获取，汽 阳能、地热能等。 油和柴油是通过石油（一次能源）炼制而成的。 5.一次能源按其资源的再生性分为不可再 核能、地热能、太阳能是最近才开始使用的能源。 生能源和可再生能源。 石油、煤炭属于不可再生能源，浦汐能属于可再 58 学海风暴九年级物理K版下册 生能源。石治、煤炭可以从自然界中直接获取，3.大力开发可再生能源，是当今人类社会的共 电能必须通过消耗一次能源才能获取。 识。下列属于可再生能源的是 () 【例2】如图所示的分别是某年中国与世界 A.天然气 B.石油 的能源消耗结构图。由图中信息结合所学的知 C.煤炭 D.太阳能 识可知 4.下列能源属于非清洁能源的是 ) 核能 A.风能 B.煤炭 C.水能 D.太阳能 天然气8.9% 水电3% 7% 5.下列哪组物质都属于新能源 ( ) 水电 16.6% 天然气 A,电能、水能、风能B.石油、天然气、煤 石油18.5% 23% 煤炭27% C.液化气、沼气、酒精D.太阳能、地热能、核能 煤炭56% 6.(2023宜昌)下列能源中属于不可再生能源的 石油40% 是 中国 世界 A.太阳能 B.潮汐能 A.在这一年中国水电能源消耗的比例比世 C.核能 D.水能 界的大 7.如图所示的是近年来悄然兴 B.世界消耗的能源以可再生能源为主 起的一种新能源电动汽车。 C.因为煤炭是可再生能源，所以中国以煤炭 该种汽车与传统汽车结构相 为主要能源 近，但无须烧油，完全靠电池驱动，效率更高。 D.多烧煤少用天然气符合建设生态文明城 电动汽车所消耗的能源属于 市的要求 A.化石能源 B.生物质能 【解题点拨】根据题图可以看出，在这一年中国 C.一次能源 D.二次能源 水电能源消耗的比例比世界的大。由题图可知世 考点② 世界能源储量及需求 界消耗的能源以煤炭、石油、天然气为主，而这些能 8.我国能源消耗中以煤、石油、天然气为主，这三 源不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能 种能源属于 能源，这种能源消耗 源。天然气的主要成分是甲烷，其燃烧后的产物是 结构是 (选填“合理”或“不合 水和二氧化碳，是较清洁的能源：而煤炭中含有的碗 理”)的。 燃烧后会生成二氧化硫污染空气，二氧化碗与雨水 9.开发新能源是21世纪人类关注的热点之一。 结合，会形成酸雨，酸雨会破坏森林植被等。 除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能 已课内基础闯关 源做起。图中做法能节约能源且安全的是 考点① 能源的分类 1,目前，人们正致力于开发太阳能、核能、风能、 海洋能、氢能…其中核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。电 A.开冰箱门后不 B.白天尽量采用 能属于 (选填“一次能源”或 关好 自然光照明 “二次能源”)。 2.风能发电是开发新能源、改善环境的重要组成 部分，能源以其产生的方式可分为一次能源和 二次能源，则风能属于 能源。 C.用煤气灶取暖 D.每次只洗一件衣服 第十一章 学海风最 9 10.能源危机是当今世界共同面临的问题。以下3.小明与爸爸一起开车回家看望祖父母，途经高 解决能源危机问题的措施可行的是( 速公路加油时，注意到加油站提供的是乙醇 A.人人都要节约用水、用电，不浪费能源和 (俗称酒精)汽油，通过查资料得知乙醇汽油由 人为毁坏物品 10%的乙醇与90%的汽油混合而成。按照能 B.关闭全部现有的火力发电站 源分类，因为乙醇由植物酿制而成，所以乙醇 C.停止使用石油、煤炭资源，而改用核能和太 属于 (选填“一次”或“二次”)能 阳能 源。请你写出一条使用乙醇汽油的好处： D.各地都要大力兴建水力和风力发电站 (合理即可)。 11.页岩气是一种“藏身”于页岩层或泥岩层中的 4.天然气是一种较清洁的燃料，有些城市的大部 非常规燃料（主要成分是甲烷）。请你利用所 分公交车和出租车已使用天然气来代替柴油 学知识回答下列问题。 和汽油。天然气属于 (选填“一 (1)由上述信息可知，页岩气是一种 次”或“二次”)能源。某出租车在一段时间内 (选填“可再生”或“不可再生”)能 消耗了400g天然气，这些天然气完全燃烧可 源，它的主要成分和三大化石燃料中的 放出 J的热量；若该出租 相同。 车发动机的效率为30%，则该出租车在这段时 (2)用页岩气进行发电时，若想减小电能运输 间内做的有用功为 J。(天 过程中的损耗，则应尽量选择电阻较 然气的热值为4.4×10？J/kg) (选填“小”或“大”)的导体做电线。 5.陶研的家在偏远的农村，做饭时使用的是瓶装 ⊙课外拓展提高 液化气，液化气是 (选填“一次” 一、填空题 或“二次"”)能源。如果每瓶中装有15kg液化 1.绿色植物通过光合作用将太阳能转化成 气，液化气的热值取4.2×10J/kg,液化气完 能。为开发新能源，人类把油菜籽、 全燃烧放出的热量有30%被水吸收，则在1个 蓖麻、大豆等农作物加工转化成“生物燃料”， 标准大气压下完全燃烧一瓶液化气可把 “生物燃料”属于 (选填“一次”或 kg的水从20℃加热到沸腾。[已 “二次”)能源。 知c求=4.2×103J/(kg·℃)] 2.(2023青海)青海省位于我国西部，拥有极其 二、选择题 丰富的太阳能、风能、水能等多种清洁能源。 6.关于能量和能源，下列说法错误的是() 图中不属于利用清洁能源发电的是图 A.电能必须通过消耗一次能源才能得到，所 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，其中图丙是 以是二次能源 将 能转化成电能。 B.我们今天使用的煤、石油、天然气都是化石 能源 C,能量的转化和转移有时是有方向性的 D.自然界的能量是守恒的，它既不能创造，也 甲火力发电 艺光快发鸟 不会消灭 7,研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪 世界各国共同的任务。能源可按不同的方式 成力发电 水力发 进行分类。下列四组能源中，能归入如图所示 0 学海风最九年级物理K版下册 的阴影部分的一组是 三、综合题 来自太 11.阅读下列短文，回答问题。 阳罐射 的能量 太阳能热水器 太阳能热水器能利用太阳能把水从低温 可再生 加热到高温，以满足人们日常生活的雪要。 能源 它具有安全、节能、环保等优点。如图甲所 A.煤炭、电能、水能 示，太阳能热水器主要由两部分构成。一部 B.太阳能、风能、海洋能 分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每 C.水能、柴薪、天然气 根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃 D.石油、海洋能、核能 管之间是真空。如图乙所示的是玻璃吸热管 8.能源的分类有不同的方法。一般情况下，将能 的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内 源分成三类：第一类能源来自地球以外，第二 胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一 类能源来自地球内部，第三类能源来自地球和 层黑色的吸热材料。另一部分是保温储水 其他天体的相互作用。人们已经利用的太阳 箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。当 能和核燃料分别属于 太阳光照射到黑色的吸热层上时，黑色吸热 A.第一类能源、第二类能源 层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内 B.第二类能源、第三类能源 的水加热。向光一侧的水被加热后体积增 C.第二类能源、第一类能源 大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于 D.第一类能源、第一类能源 温度较低、密度较大而向下运动，形成冷、热 9.小明学习了本节的知识后，做了下列总结。其 水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。 中错误的是 玻璃吸热管县有吸热和保温作用。 A.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油 限超储水空 和天然气 B.电能是二次能源 C.术材、草类、肉类等物质也是能源 D.化石能源在地球上储量丰富，因此人类不必 有色吸热材料 、玻璃吸热骨 开发新能源 10.(多选)下列有关能量或能源的说法，你认为 (1)太阳能属于 (选填“一 正确的是 次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光 A.人类社会面临能量危机，总有一天能量会 一侧的水吸热后体积增大、密度 被消耗殆尽 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 B.煤、石油、天然气等的储量有限，人类面临 (2)玻璃吸热管的内表面为何涂成黑色？ 能源危机 答： C.很多传统能源已走向枯竭，但我们可以开 (3)某品牌太阳能热水器集热器的面积S一 发新的能源 2m,热效率为？=40%（热水器能将照射到 D.太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能都是可 玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内 再生能源 能)，太阳能辐射到玻璃吸热管表面的平均功 第十一章学海风最 61 率P=1.4×103W/m2。热水器内的水每秒 A.工作媒质在冷凝器中发生了汽化现象 吸收的热量是多少？ B.压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的 内能 C.工作媒质在蒸发器中发生物态变化时不断 放热 D.水吸收的热量有一部分来自电流的热效应 (3)如图丙所示的电磁继电器电路是空调热 水器的温控系统原理图。当停止用水且冷凝 器中的水温达到50℃时，水中的热敏电阻 RT的阻值将变小，使得电磁铁的N极将衔铁 吸下，立即切断压缩机所在的工作电路。请 你根据以上工作原理，用笔画线代替导线将 图丙中的电路连接完整。 12.如图甲所示，小明家新买了一台空调热水器， 又名空气能热水器。它的工作原理示意图如 R 压鲩机220V。 图乙所示。在空调热水器工作过程中，一种 工作媒质在蒸发器里迅速变成气态，再经过 核心素养提升 压缩机（消耗少量电能）被压缩成高温高压的 科学态度与贵任科学家认为，碳排放导致全 气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给 球变暖，极端天气事件增加，对生命系统形成 水加热的目的。空调热水器具有高效节能的 威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的 特点，产生相同的热水，比传统的电热水器和 方式减排温室气体，我国由此在联合国大会上 燃气热水器的能效更高。 向全世界宣布了2060年前实现“碳中和”（产 温控系统2↓电能输人 生和消耗的二氧化碳大致相等)目标。为实现 白 热水出 “碳中和”目标，未来，风能、太阳能和生物质能 压缩机 空气够输人 将成为主要的能源来源。某小区路灯利用与 冷水人 工作蝶质 太阳能电池板相连的蓄电池作为电源，其电压 配套署件 为12V,容量为24A·h,路灯的规格为“12V 24W”。 (1)工作媒质在蒸发器里迅速变成气态，从空 (1)生物质能是 (选填“可再 气中吸热，则空气能属于 (选 生”或“不可再生”)能源。 填“可再生”或“不可再生”)能源。给水加热 (2)蓄电池中储存的是 能。 时，不考虑热量损失，工作媒质在蒸发器中吸 (3)如果电池充满后给路灯供电，电量下降至 收的空气能 (选填“大于”“小 20%后停止工作，电池充满一次可以供路灯工 于”或“等于”)在冷凝器中放出的热量。 作 小时。 (2)下列关于空调热水器的判断正确的是 学海风暴九年级物理K版下册根据W=Fs可得纯电动汽车行驶的最大路程 (3)该公交车消耗的电能 =W_8.064×101=2.88×105m=288kg E=2kW·h=2×3.6×10J=7.2×10J 280N 公交车将电能转化为机饿能的效率 13.解：(1)无人机重力势能的增加量 △Ea=W,=Gh=mgh=2kgX10N/kg×50m= X100%-1×10%=5% E 1000J @课外拓展提高 电动机输出的机械能（升力所做的功 1.方向保持不变 W%=Fh=24N×50m=1200J 2.4~6min 根据能量守恒定律，电动机输出的机械能（升力所做 3.1-rR0=1R×100% 的功)=动能增加量十重力势能增加量十内能增加 U 量（克服阻力做的功），即W:=△E十△E:十△W方 4.9×1058.4×1093.3% 则克服阻力做的功 5.B 6.D 7.B 8.B 9.BCD △W内=W-△E:-△E=1200J-1000J-25J= 10.解：(1)天然气的质量 175j m=pV=0.7kg/m×0.01m=7×10-1kg 受到的空气阻力f=△w-175】-3.5N (2)水吸收的热量 Qa=c米m*(-6)=4.2×10J/(kg·℃)X1kg× (2)在20s内，电动机消耗的电能 (100℃-20℃)=3.36×105J W。=U1t=25V×3A×20s=1500J (3)电热水壶消耗的电的 根据能量守恒定律，电动机消耗的电能=输出的机 械能十线圈产生的热量 w-Q-3.36X10」-=4×10J 84% 则电流通过线圈产生的热量 Q=W电-We=1500j-1200j=300J 适电时间一g-4-50。 线电阻R-品-8201.7n 300J 11,解：(1)满载货物时货车的总质量 m=m生十m#=1.5t十2.5t=4t=4X103kg ®核心索养提升 货车匀速运动时受到的牵引力与阻力是一对平衡 (1)重力势(2)ABD 力，所以F-了-G-0g-品×4X10g× 2.能量转化的方向性和效率 10N/kg=4×103N 经典例题剖析 货车匀速运动时牵引力所做的功 【例1】C【例2】51,4电机械 W=Fs=4×103N×100m=4×10°J 课内基础闯关 (2)由表中数据可知，货车满载时百公里耗油20L, 考点1 则货车行驶100m消牦燃油的体积 1.内能机械能 2.ADBEC方向 v-90t品×20L=0.021=2X10 3.B4.D 消耗燃油的质量m牌=Ps#V=0.8×103kg/m× 考点2 2×105m3=1.6×10-4kg 5.输入能量输出有效能量输出无效能量 燃油完全燃烧放出的热量 6.内光7.340015% Q=ma油9=1.6×10-kg×5×10'J/kg=8×105J 8.90.9% (3)货车发动机的效率 9.C10.D11.B W 10%-10×100%=50% 12.解：(1)该公交车的速度v=54km/h=15m/s 1Q* A、B间的路程s-t=15m/s×1008-1500m ©核心素养提升 (2)该公交车在水平路面上做匀速直线运动，受到的 (1)②(2)当其他因素一定时，壶中水的质量越大， 牵引力和阻力是一对平衡力。 电热水壶的热效率越高 该公交车受到的牵引力F=f=3600N 3.能源 该公交车受到的牵引力所做的功 ®经典例题剖析 W=Fs=3600N×1500m=5.4×10°J 【例1】B【例2】A 参考答案学海风暴 135 圈课内基础闯关 3.甲乙4.聚变内 考点1 5.C6.C7.B8.C9.C10.B 1.不可再生二次能源2.一次 11.解：(1)该核电站的年发电量 3.D4.B5.D6.C7.D W=P±=3×105kW×365×24h=2.628×102kW·h 考点2 (2)该核电站一年需要消耗钠235的质量 8.化石（或一次，或不可再生）不合理 m=2.628X10×3.6X101≈1.15X10g=1n15kg 9.B10.A 8.2×10°J/g 11.(1)不可再生天然气(2)小 (3)水吸收的热量 课外拓展提高 Q-c米m*(t-6)=4.2×10J/kg·℃)×2kg× 1.化学二次2.甲机城 (100℃-20℃)=6.72×10J 3.二次污染小（或环保，能减小对生态的破坏，或缓解 电热水壶消耗的电能 能源危机等) w。-Qa-6.72X101-8.4x101 4.次1.76×105.28×10 80% 5.二次562.5 电热水壶的实际功率 6.C7.B8.A9.D10.BCD P=--8,410】-700w 20×60s 11.解：(1)一次能源变小 12.(1)核反应堆铂链式(2)低于(3)核废料 (2)黑色吸热能力强 放射深埋在荒无人烟的地下 (3)热水器内的水每秒吸收的热量 @核心素养提升 Qa'=PStm=1.4×103W/m2×2m2×1s×40%= (1)一次(2)小于惯性(3)6×10不变 1.12×103J 12.(1)可再生小于(2)B(3)如图所示 5.能源开发与可持续发展 ③经典例题剖析 【例1】核聚变一次1.3电能 【例2】B ②课内基础闯关 压编机一o220V。 考点1 核心素养提升 1.石油绿色出行，出门尽量不开车（合理即可） (1)可再生(2)化学(3)9.6 2過制“白色污染”（或节约石油资源，或节约能源等，合 4.核能 理即可) ®经典例题剖析 3.C4.D5.C6.D7.BD 【例1】C【例2】B 考点2 课内基础闯关 8.①②9.动能（或机饿能）电能 考点1 10.潮汐可太阳能（或地热能等，合理即可） 1.B电子 11.B12.B 2.核能裂变聚变 13.解：(1)可再生 3.B4.D (2)太阳能接收板每秒接收到的太阳能 考点2 Qx期=1000J/(m2·s)×8m×1s=8000J 5.中子一次 电动机每秒消耗的电能 6.裂变内 W=U1t=120V×10A×1s=1200J 7.链式反应8.A 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率 考点3 W ×100%=1200×100%=15% 9.核聚变热核反应 9一Q阳 8000J 10.A11.B (3)电动机正常工作时消耗的电功率 课外拓展提高 P电=U1=120V×10A=1200W 1.核裂变丙 电动机正常工作时将电能转化为机娥能的功率 2.不加控制的 加以控制的 Pn核=P电=80%X1200W=960W 136 学海风暴九，年级物理JK版下册