20．4　能源、环境与可持续发展 跨学科实践　新能源汽车发展前景和趋势的研究 -2025-2026学年物理沪粤版（2024）九年级下册

20．4　能源、环境与可持续发展 跨学科实践　新能源汽车发展前景和趋势的研究 二十 【学习目标】 1．理解能源与环境的关系。 2．掌握传统能源使用对环境的影响及可持续发展的必要性。 3．理解新能源汽车在节能、环保方面的优势。 4．通过分析新能源汽车的发展前景，树立可持续发展的观念。 【自主预习】 请阅读九下教材P93至P97，完成下列知识要点： 1．温室效应：过量的 、氟氯烃(又称氟利昂)等气体排放到大气中后，会集聚成一个温室气体层，使地球表面的 不易向空间散发出去，导致全球的平均温度 。 2．“碳达峰”：当一个地区或国家的 达到一个最大值，不再增长。 二氧化碳 辐射热 升高 碳排放量 3．“碳中和”： 是指一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过 等增加吸收二氧化碳的方式以 碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 4．为了减少能源利用对环境的污染和破坏，做到可持续发展，我们必须改进传统能源的技术，同时还要着力开发无污染的“ ”。 植树造林 抵消 绿色能源 【合作探究】 一、探究能源对环境的危害 讨论：人类在消耗各种能源时，对环境造成怎样的破坏呢？下表是某物理小组调查的结果，用“√”表示大量消耗能源对环境会有明显的破坏，用“×”表示对环境不会造成明显的破坏。 能源种类环境问题　　　 石油和天然气 煤 水力发电 核能 柴薪 空气污染 √ √ 0 × √ 废物 × √ 0 √ × 有害辐射 × × 0 √ × 水土流失和沙漠化(破坏生态平衡) × × 0 × √ × × × √ 二、传统能源使用对环境的影响 情境：如图是传统燃油汽车尾气排放的图片。 问题：传统燃油汽车的使用对环境有哪些负面影响？为什么需要推广新能源汽车？ 总结：传统燃油汽车排放的尾气中含有二氧化碳、氮氧化物等污染物，导致 和 。推广新能源汽车可以减少尾气排放，保护环境。 空气污染 温室效应 三、新能源汽车的发展前景 问题：新能源汽车的发展面临哪些挑战？未来新能源汽车的发展趋势是什么？ 总结：新能源汽车发展面临电池技术、充电设施和成本等挑战。未来新能源汽车将朝着 化、 化和 化方向发展。 智能 高效 普及 【随堂巩固】 1．下列属于新能源汽车的是( ) A．燃油汽车 B．纯电动汽车 C．柴油汽车 D．天然气汽车 B 2．机动车运行时产生一氧化碳，氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是( ) A．加大燃油机动车的推广力度 B．鼓励使用热效率低的老旧汽车 C．选择步行、公共交通等绿色出行 D．不断改进和创新制造大功率热机 C 3．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。下列说法正确的是( ) A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 A 目 录 CONTENTS 基础掌控 1 能力掌控 2 综合拓展 3 知识点1：能源与环境 1．机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是( ) A．加大燃油机动车的推广力度 B．鼓励使用热效率低的老旧汽车 C．选择步行、公共交通等绿色出行 D．不断改进和创新制造大功率热机 C 知识点2：“碳达峰”与“碳中和” 2．推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。下列做法可取的是( ) A．实行垃圾分类回收利用 B．出行时尽量选择驾驶私家车 C．就餐时选择使用一次性餐具 D．大力发展火力发电 A 3．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。综合实践活动中，同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是( ) A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 A 知识点3：绿水青山就是金山银山 4．下列关于环境保护和能源利用的说法正确的是( ) A．保护生态环境，“绿水青山就是金山银山” B．在安静的图书馆大声说话 C．提倡减排，可不必提倡节能 D．电能是一次能源，它便于输送和转化 A 5．要实现“绿水青山”，节能减排势在必行。关于能源、能量及其转化，下列说法中正确的是( ) A．能量在转化和转移的过程中，能量的总量越来越少 B．“零排放”的纯电动车能量转化效率可达100% C．氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能 D．节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率 D 6．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。对于能量与能源，下列说法中正确的是 ( ) A．太阳能、水能、风能可在自然界源源不断得到，是不可再生能源 B．提高能量转化效率是“节能减排”重要措施之一 C．新能源开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应 B 7．如何解决当前面临的“能源危机”，实现可持续发展，已是当务之急。 (1)生物能源是一种可再生的新能源，其能量是绿色植物通过 作用由太阳能转化而来的。 (2)沼气是农村推广使用的一种新能源，它的主要成分是甲烷(CH4)。沼气发电是把沼气中的 能转化为电能。 光合 化学 跨学科实践　新能源汽车发展前景和趋势的研究 二十 目 录 CONTENTS 基础掌控 1 能力掌控 2 综合拓展 3 知识点1：新能源汽车的类型与原理 1．纯电动汽车的动力来源是( ) A．内燃机 B．燃料电池 C．电池组 D．太阳能电池板 C 2．插电式混合动力汽车在纯电模式下依靠 驱动，而在混合模式下则依靠 和 共同工作。 电动机 电动机 内燃机 知识点2：新能源汽车的不足 3．下列选项中是纯电动汽车使用中的主要困难是( ) A．续航里程短 B．充电时间长 C．充电设施不足 D．以上都是 D 知识点3：关于新能源汽车的国家政策与环保 4．我国“双积分政策”中，新能源汽车积分的主要作用是( ) A．限制燃油车生产 B．鼓励车企生产新能源汽车 C．提高燃油车价格 D．减少充电桩建设 B 5．践行“低碳出行”的合理方式是( ) A．短途出行尽量步行或骑自行车 B．购买大排量燃油车 C．频繁更换新能源汽车 D．长时间怠速停车 A 知识点4：新能源汽车的效率 6．一辆新能源汽车的电池能量为50 kW•h，实际行驶中消耗了45 kW•h的电能，其能量利用效率为 。 90% 7．随着“双碳”政策实施，绿色能源快速发展，新能源汽车迅速进入人们的生活，下列说法正确的是( ) A．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作时的能量转化与热机相同 B．新能源汽车的能量转换效率可达到100% C．纯电动汽车行驶时，把电能转化为机械能 D．新能源汽车对环境不会造成破坏 C 8．结合热机效率和能量转化的知识，分析推广新能源汽车有助于减少碳排放的原因。 答：电动车直接将电能转化为机械能，能量损耗少；燃油车需经历化学能→热能→机械能的多级转换，效率低。且电能可来自可再生能源，减少化石燃料使用，从而降低碳排放。 9．某公司自主研发的无人驾驶车，质量为2 000 kg，充满电后可储存电能60 kW•h，其中有80%的电能可转化为汽车的机械能。某次该车在平直路面上以10 m/s的速度匀速行驶，所受的阻力为总重的0.036倍。(g取10 N/kg，q燃油＝4×107 J/kg) (1)该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少千克的燃油放出的热量？ (2)不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为1.00 kg/(kW•h)(消耗1 kW•h的电能相当于排放1.00 kg的CO2)。则汽车以10 m/s的速度匀速行驶100 km消耗的电能相当于排放多少千克的CO2? 解：(1)充满电后储存的电能： W电＝60 kW•h＝2.16×108 J， 完全燃烧燃油的质量： m油＝＝＝＝5.4 kg； (2)该车匀速行驶所受阻力：F＝0.036G＝0.036×2×103 N×10 N/kg＝720 N， 因为匀速行驶，故F牵＝F阻＝720 N， 匀速行驶100 km牵引力所做的功： W＝F牵s＝720 N×100×103 m＝7.2×107 J， 所消耗的电能：W电＝＝＝9×107 J＝25 kW•h， 相当于排放CO2的质量： m＝W电×1.00 kg/(kW•h) ＝25 kW•h×1.00 kg/(kW•h)＝25 kg。 $