21.3卫星通信和光纤通信§22.1能源利用的现状和面临的挑战 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件围绕“卫星通信与光纤通信”及“能源利用现状与挑战”两大核心知识点展开，通过课堂导学、问题驱动和典例解析层层递进，构建从信息传播技术到能源分类认知的学习支架。由生活现象引入，逐步引导学生理解光的反射原理在光纤通信中的应用，再过渡到化石能源与可再生能源的区分，最终聚焦可持续发展议题，逻辑清晰，衔接自然。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学态度与责任三大核心素养。例如，在讲解光纤通信时，借助激光频率单一、方向集中的特性进行科学推理，强化能量观念；在能源分类表格中，通过一次能源与二次能源的对比分析，培养学生模型建构能力；结合中国碳达峰目标案例，落实社会责任教育。教学设计注重真实情境与学科知识融合，既提升学生解决实际问题的能力，又助力教师高效达成育人目标。

第二十一章　电磁波及其应用& 第二十二章　能源与可持续发展 §21.3卫星通信和光纤通信& §22.1能源利用的现状和面临的挑战 2022年课程标准 学习目标 了解信息传播的发展过 程以及是怎样传播的。 1.常识性了解卫星通信、光纤通信。 2.知道化石能源。 3.能区分可再生能源和不可再生能源。 4.能区分一次能源和二次能源。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点1　卫星通信和光纤通信 1. 问题：在无线电波中，微波的波长短，频率高。一条微波线路可以同 时开通几千、几万路电话。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不 能沿地球表面绕射。我们怎样才能把微波信号传递到远方呢？ 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 2. 分析： (1)用 ⁠作为微波通信的中继站来进行通信，从一个地面站接 收的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。 (2)通过图1可知，人们通过 实现全球通信，从图2可知， 用 ⁠颗同步卫星可以实现全球通信。 通信卫星　 通信卫星　 3　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (3)光从 的一端射入，在内壁上多次 ⁠，从另一端射 出，这样就把它携带的信息传到了远方。 (4)光纤通信为什么用激光？ 普通的光源夹杂了许多不同频率的光，难携带信息。激光则是频率 ⁠ ，方向 ⁠的光。 光导纤维　 反射　 单 一　 高度集中　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 2. 光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护 层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。光的频率很高，在一 定时间内可以传输大量信息。 ▶小结　1.利用 颗同步通信卫星，可实现全球通信。 3　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例1】激光的特点是频率 、方向 。光纤通信是 激光在光导纤维中经过多次 ，把携带的 ⁠传向远方。光 纤通信可长距离传输，且能量损耗 ，通信容量 ，通信质 量 ，保密性 ⁠。 【变式1】光纤是信息传送的一种重要工具，光可从任意弯曲的光纤一端 传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内不 断 ，它们在真空中的传播速度都是 m/s。 单一　 高度集中　 反射　 信息　 小　 大　 高　 好　 反射　 3×108　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点2　人类利用的能源分类 1. 问题：生产和生活中利用的能量，是通过哪些能源提供的？怎样 分类？ 2. 分析： (1)阅读课本第二十二章第1节的内容，了解到历史上不断进行能量转化技 术的进步，这就是能源革命，请把不同历史时期的能源革命和能源革命 利用的主要能源用线连起来 第一次 发明蒸汽机 以柴薪为能源 第二次 利用核能 以煤、石油为能源 第三次 利用电能 以铀为能源 第四次 钻木取火 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (2)将下列能源分别填在表格内： 风能、水能、太阳能、煤炭、石油、核能、电能、天然气、地热能、潮 汐能 能源：凡是能为人类提供能量的物 质都叫作能源 填上对应的能源 能源家 族分类 化石能源：千百万年前埋 在地下的动植物经过漫长 的地质年代形成的 、 、 ⁠ 按是否从 自然界直 接获取 (是)一次能源 煤炭、石油、天然气、风能、水 能、太阳能、地热能、潮汐能 煤　 石油　 天然气　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 能源家 族分类 按是否从自然界直接获取 (否)二次能源 ⁠ 一次能 源分类 按是否可以短期内得到补充 分类 (是)可再生能源 风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能 (否)不可再生能源 煤、石油、天然气、核能 按使用时间长短分类 (长时间)常规能源 煤、石油、天然气 按使用时间长短分类 (短时间)新能源 太阳能、地热能、潮汐能、核能、风能、水能 电能 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) ▶小结　(1)石油、煤炭、天然气属于化石能源。 (2)煤炭、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等属于 一次能源，电能属于二次能源。 (3)一次能源可分为再生能源和不可再生能源。 ①不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从 自然界得到补充的能源； ②可再生能源：像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得 到的能源。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例2】2015年11月30日，中国国家主席习近平在巴黎气候大会开幕式 上的讲话中表示：中国将在2030年实现非化石能源占一次能源消费比重 达到20％左右。 下列能源：　①煤　②风能　③天然气　④水能　⑤电能　⑥石油　⑦ 潮汐能　⑧太阳能　⑨核能(填序号) 属于化石能源的有(填序号) ；属于二次能源的有 ；属于 不可再生能源的有 ⁠。 ①③⑥　 ⑤　 ①③⑥⑨　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式2】以下能源中：①柴薪　②煤炭 ③石油　④天然气　⑤水能　⑥风能 ⑦太阳能　⑧地热能　⑨汽油　⑩电能。 属于一次能源的是 ；属于二次能源的是 ；属于化石能源的是 ；属于可再生能源的有 。(填序号) ①②③④⑤⑥⑦⑧　 ⑨⑩ ②③④　 ⑤⑥⑦⑧ 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点3　能源利用面临的挑战 1. 问题：我们已经知道能量是守恒的，为什么还要节约能源呢？能源利 用面临什么样的挑战？ 2. 分析：为了满足人类不断增长的能源需求，开发的理想能源需要满足 的条件： 第一，必须足够 ⁠，可以保证长期使用； 第二，必须足够 ⁠，可以保证多数人使用得起； 第三，相关技术必须 ⁠，可以保证大规模使用； 第四，必须足够 、 ⁠，保证不会严重影响环境。 丰富　 便宜　 成熟　 安全　 清洁　 ▶小结　解决能源危机的出路：(1)节约使用常规能源，提高 ⁠ ；(2)大力开发和利用 。 能源利用 率　 新能源　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例3】人类社会的发展离不开能量。对于能量、能源的认识，以下说 法不正确的是(　A　) A. 太阳能、地热能、石油都是可再生能源 B. 物质世界运动形式的多样性，对应着能量的多样性 C. 由于能量转化具有方向性，所以人类需要节约能源 D. 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 A 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式3】关于信息的传递和能源，下列说法中正确的是(　B　) A. 电能是广泛使用的一次能源 B. 手机通信是利用电磁波来传递信息的 C. 北斗卫星是利用超声波来进行定位的 D. 因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不 竭”的 B 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 1. 利用3颗同步通信卫星，可实现全球通信。 2. 光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护 层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。光的频率很高，在一 定时间内可以传输大量信息。 3. 一次能源与二次能源的区别：是否能直接从自然界直接获取。 课堂笔记 九年级全一册物理(RJ) 分类 概念 实例 一次能源 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 二次能源 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、氢能、汽油 等 4. 风能、水能、地热能、太阳能属于可再生能源。 课堂笔记 九年级全一册物理(RJ) 1. 下列关于能源的说法正确的是(　B　) A. 煤、石油、天然气属于可再生能源 B. 煤、石油、天然气属于一次能源 C. 风能、水能、地热能属于不可再生能源 D. 风能、水能、地热能属于二次能源 基础评价 B 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 2. 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。 能源可按不同方式进行分类。下列四组能源中，能归入图中所示阴影部 分的一组是(　B　) A. 煤炭、地热能、沼气 B. 太阳能、风能、潮汐能 C. 水能、木柴、天然气 D. 石油、潮汐能、核能 B 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 3. 能源家族中，有煤、石油、风能、水能、核能、太阳能等，属于不可 再生能源的有 ；电能是 (选填“一次能 源”或“二次能源”)，它可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气 中，但这些内能却无法自动转化为电能，该现象说明能量的转化具 有 ⁠性。 煤、石油、核能　 二次能源　 方向　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 4. 未来持续发展的主题是充分利用新能源，如海浪蕴含着巨大的能量， 它属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源；质量巨大的太 阳，其内部一直发生着核 (选填“聚变”或“裂变”)反应，释放 出的太阳能清洁方便、取之不尽。 5. 某个国家曾将核电站的核废水排入大海，这个决定迅速在网上引起了 热搜。核电站是通过核 (选填“裂变”或“聚变”)获得巨大能 量，核能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。如图 标志中，表示有核辐射的是 ⁠。 素养评价 可再生　 聚变　 裂变　 不可再生　 丙　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) $