第22章 能源与可持续发展培优方案-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级下册物理同步备课（人教版2024）

本章培优方案 已重点图片在线 (2)风能、水能、太阳能取之不尽、用之不 竭，属于可再生能源。 ( 重点图片 对应物理知识 (3)核电站是利用核聚变释放的核能来发 释放核能的方式有两种： 电的。 一种是使原子核发生裂 (4)太阳能是氢原子核在超高温下发生裂 变，另一种是使原子核发 氘核CO 氢核聚合 生聚变。核电站发电、原 变时释放的核能。 中子、 8 子弹爆炸属于核① (5)能量的转化和转移具有方向性。( 氚核 8← ,太阳能的产生、氢弹爆 (6)化石能源的大量使用容易造成空气污 形成氯核/ 」的中子 炸属于核② 释放能量⊙ 染和温室效应的加剧。 ( 太阳是一个巨大的“核能 念A层基础训练 -- 太阳核心 太阳大气 辐射层 火炉”。在太阳内部，氢原 对流层 1.风力发电是把 能转化 子核在超高温下发生③ ,释放出的核能以 为电能。在众多新能源中，太阳能、风能、海 ④ 的形式向四 洋能等都属于 (选填“可再 周辐射，这就是太阳能 生”或“不可再生”)能源。 易错易混赏析 2.（2025南昌模拟)我国自主三代核电技术“华 易镭易混 龙一号”示范工程全面建成，标志着我国以 类型混淆可再生能源和不可再生能源 核电为代表的核动力技术已跻身世界前列。 【例】人类生活、生产、学习、研究都离不开 华龙一号核电站通过可控的核 能源的消耗。由于人口的急剧增加和经济的 (选填“裂变”或“聚变”)反应释放核能。 不断发展，能源的消耗持续增长。下列能源既 用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，水的 属于一次能源又属于可再生能源的是( 温度升高，内能 (选填“增大” A.石油B.太阳能C.天然气D.核能 “减小”或“不变”)。 【解题点拨】石油、天然气和核能是从自然 3.小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能 界直接获取的，是一次能源，消耗后短期内不 电池板发电，向电网提供电能，此过程中太 能从自然界得到补充，是不可再生能源；太阳 阳能转化为 能；太阳能是 能可以从自然界直接获取，是一次能源，可以 (选填“一次”或“二次”)能源。 从自然界源源不断地得到，是可再生能源。 4.人们的生活能源离不开煤、石油、天然气这些 ①，由于这些②在自然界中越来越少且使用 参考答案0【例】B 时有排放污染，人们正在寻找理想能源。由 易错解析 于太阳能可直接从自然界中获取，因此叫它 判断下列说法是否正确，正确的打“√”， ③。太阳能取之不尽、用之不竭，清洁环保， 错误的打“X”。 我们期待对太阳能的深度开发，我们期待蓝 (1)化石能源可以从自然界中直接获取， 天白云！以上叙述中①②③分别是指( 属于一次能源。 A.化石能源、不可再生能源、一次能源 04 九年级物理RJ版 B.二次能源、可再生能源、一次能源 发电站分别把太阳能和潮汐能转化为 C.可再生能源、一次能源、二次能源 太阳能和潮汐能都属于 D.化石能源、二次能源、不可再生能源 (选填“可再生”或“不可再 5.东方超环(EAST)俗称“人造小太阳”，对加 生”)能源。 快实现可控核聚变具有重要意义。下列应 3.可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形 用中核能的使用方法与东方超环一样的是 成的，可燃冰属于 (选填 “可再生”或“不可再生”)能源。可燃冰在燃 A.氢弹 B.原子弹 烧时把化学能转化为 能。1m3可 C.核动力潜艇 D.核电站 燃冰可以释放出175m3的天然气，说明可燃 6.太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的 冰的热值大。若完全燃烧1m3的可燃冰放出 是 的热量有50%被17.5t的水吸收，水的温度 A.能量的转化和转移是有方向性的 能够上升 ℃。〔q天然1=4.2× B.太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释 10J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)，水未 放的能量 沸腾〕 C.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再 4.我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放， 生能源 保护环境。以下属于碳排放限制的是 D.中国空间站上用到的太阳能电池板将太 阳能直接转化为化学能 7.(多选)关于能源的开发和利用，下列说法错 误的是 A.煤是二次能源，在我国使用的能源中所占 A.火力发电 B.水力发电 的比例依然很大 B.核能是可再生能源，开发和利用核能是人 类获取能源的一个新途径 C.太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且 C.风力发电 D.光伏发电 不会污染环境，开发前景广阔 5.能源危机是人类社会面临的一个重大问题。 D.人类的生存离不开能源，社会的进步和美 我们所能利用的能源是有限的，也是有条件 好生活是以消耗大量能源为代价的，我们 的，所以能源的利用要考虑可持续发展。下 要珍惜能源 列有关能源问题的说法，正确的是() @B层提升训练 A.太阳能和核能都是不可再生能源，水能和 1.太阳是一个巨大的核反应堆，其内部不断进 风能都是可再生能源 行着原子核的 (选填“裂变”或 B.煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力 “聚变”)反应；核电站的核心设备是核反应 发电容易造成环境污染 堆，核燃料是 (选填“可再 C.核反应堆中发生的是可控制的核裂变，核 生”或“不可再生”)能源。 电站主要将核能转化为电能 2.我国首座潮光互补型光伏电站已并网发电， D.虽然能量的转化和能量的转移是有方向 通过光伏发电、潮汐发电实现“日月同辉”。 性的，但是所有的能量都可以被利用 下册第二十二章 05 6.(多选)“能源与环境”问题是全世界各国共 承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力 同面临的问题，我国各地正在进行“资源节 将其约束在“磁笼子”里。上亿摄氏度的一 约型”“环境友好型”两型社会建设试点。下 团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔 列做法值得提倡的是 体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约 A.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯 束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体 B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器 逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨 C.电冰箱使用过程中及时除霜并减少开门 铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20 次数 兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后 D.生活中笔记本电脑长时间处于待机状态 来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳” 7.物理学与社会发展阅读短文，回答问题。 的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨 人造太阳 越，把人类对核聚变能源的研究推向一个新 目前全球各国科学家都在集中力量，寻 高度。 求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现， (1)根据你所学过的知识可知，卢瑟福提出 那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变 “原子的大部分质量集中到了一个很小的结 反应，必须将核聚变燃料加热至极高温度并 构上”，这个“很小的结构”指的是 予以有效约束。核聚变通常由三种方式来 产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。 (2)目前人类无法利用核聚变反应放出的热 太阳就是典型的引力约束核聚变；氢弹则是 量来发电，最主要的原因是 一种惯性约束核聚变，是不可控制的热核聚 A.无法消除核聚变产生的核污染 变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发 B.无法实现核聚变反应 电最有效的途径。中国环流器二号M装置 C.无法控制核聚变反应的速度 (俗称“人造太阳”)是中国规模最大、参数最 (3)该短文中提到的“化石能源”，种类有很 高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进 多，请你写出其中利用广泛的例子之一： 磁约束核聚变实验研究装置，标志着我国核 聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。 (4)“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除 目前化石能源有枯竭的危险，还存在一 了耐高压，还应具有 的 定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所 特点。 需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不 (5)实现“超强磁场”与“超大电流”并行，最 竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终 理想的导体材料是 极能源”。“人造太阳”非常复杂，要让上亿 (6)核聚变通常由三种方式来产生，分别是 摄氏度高温与零下269摄氏度低温在1米内 引力约束、惯性约束和 约束。目 共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可 前人类利用最多的核聚变能量来自 能就会失败。“超高温”与“超低温”共存， 核聚变方式。 “超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上 (7)核能属于 (选填“可再 造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的 生”或“不可再生”)能源。 材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄 氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法 106 九年级物理RJ版1.26×102J c4.2X102J/0kg.℃)X30℃=1X10k 的保温箱是A。用聚氨酯发泡材料、发泡PE、三元乙 丙橡胶三种材料包裹恒温热源，经过一段时间后，测 改用煤进行火力发电时，煤完全燃烧放出的热量Q 量外面包裹材料的温度值，聚氨酯发泡材料温度升高 w_1.26×10」-3.15×10”J,则煤的质量为m 最少，发泡PE次之，三元乙丙橡胶包裹的保温箱温度 40% 升高最多。经过相同时间，外面的包裹材料温度高， Q。3.15×102J =1.05×103kg。 说明热源散发出来的热量多，材料的保温性能差，所 q3.0×102J/kg 以聚氨酯发泡材料保温性能最好。 4.D5.D6.AD 2.(1)水量相同（合理即可）(2)0~30min慢(3)20 巴核心素养提升 (4)①(5)冷冻食品在运输过程中选用保温材料 A (合理即可) 第2节新能源的发展 3.(2)400(3)电化学2.8(4)无尾气，噪声小（合 心课内基础闯关 理即可)(5)设立电池交换站，直接交换充满电的电 1.核裂变核聚变2.不可再生核裂变 池（合理即可） 3.C4.D 【解析】(2)纯电动汽车的动力电池容量为48kW·h, 5.聚变一次6.C 百公里平均电耗为12kW·h,则该车充满电后，理论 ②课外拓展提高 48 kW.h 1.核聚变不可再生2.聚变二次 上可以行驶的路程为s一2kW·h/百公里4百公 3.热传递2.1×1020.7【解析】水吸收太阳能后温 里=400公里。(3)纯电动汽车在使用公共充电桩进 度升高，这是通过热传递的方式改变了水的内能：水 行快充时，是将电能转化为化学能：根据表中数据可 吸收的热量为Q最=c本m本(1一1。)=4.2X 知，此时的电池的电量为36%，则充满时需要充的电 103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1× 能为W=48kW.h×(1一36%)=30.72kW·h= 30720W·h:一直保持该充电状态进行充电，根据 10J,至少需要燃烧焦炭的质量m-Q-Q题 W30720W·h 2.1×102】=0.7kg W=U1可知，充电的时间为1-立一360VX30A≈ 3×102J/kg 2.8h。(4)与内燃机汽车相比，纯电动汽车的优点是 4.B5.D 无尾气、噪声小。(5)除用快充充电桩充电外，还可以 6.ABC【解析】太阳能分布广阔，获取方便，可以从自 设立电池交换站，直接交换充满电的电池。 然界中直接获取：太阳能安全、清洁，利用太阳能不会 本章培优方案 污染环境；太阳能虽然分布广阔，但并不是每时每刻 重点图片在线 都能使用，所以我们仍需要开发新能源。 ①裂变②聚变 ③聚变④热和光 核心素养提升 易错易混赏析 (1)裂变 一次(2)汽化吸收(3)2.4×10 易错辨析(1)/ (2)√(3)×(4)×(5)/ 96000 (6)/ 【解析】(1)核电站主要利用核裂变的可控链式反应来 ②A层基础训练 发电：核能可以从自然界中直接获取，属于一次能源。 1.风（或机械） 可再生2.裂变增大 (2)蒸汽发生器中的水是液体，被加热后变成了水蒸 3.电一次 气，水蒸气是气体，水由液态变为气态的过程是汽化， 4.A【解析】煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的 汽化吸热。(3)一台发电机组10天发电量为W=P1= 动植物经过漫长的地质年代形成的，属于化石能源： 1200×103kW×10×20h=2.4×10°kW·h=2.4× 它们不可能在短期内从自然界中得到补充，故是不可 10度=8.64X10“J。由7-Q 可得，燃烧煤放出的 再生能源：太阳能是没有经过加工而从自然界中直接 获取的能源，属于一次能源。 热量Q做= W8.64×104J =2.88×105J,则燃烧煤 5.A6.A7.AB 30% B层提升训练 的质量为m=Q=2.8×105J 93.0X10J/kg=9.6X102kg= 1.聚变不可再生2.电能可再生 3.不可再生内504.A 96000t。 5.C【解析】核能是不可再生能源，太阳能、水能、风能 第3节跨学科实践：为节约能源设计方案 都是可再生能源。以煤为主要燃料的火力发电容易 罗实践专项训练 造成环境污染，但煤是不可再生能源。核反应堆中发 1.CA聚氨酯发泡材料【解析】由图可知，C表面 生的是可控制的核裂变，核电站发电的过程是将核裂 温度最高，为25℃。由于三个恒温热源的温度均高 变产生的核能转化为内能，再通过汽轮机和发电机转 于室温，从图中显示的温度值可判断与室温差别最小 化为电能。能量的转化和转移是有方向性的，并不是 20 九年级物理RJ版 所有的能量都可以被利用。 103J/kg·℃)×0.1kg×(100℃-25℃)=3×10J 6.ABC【解析】使用完水后及时关掉水龙头，人离开房 (2)不计热量损失，液体吸收的热量Q=Q做=3× 间后及时关灯，都可以节约能源，值得提倡：用太阳能 103J 热水器代替电热水器可以节约电能，值得提倡：电冰 则液体的比热容c液= Q最 箱使用过程中及时除霜并减少开门次数，可以减少耗 m孩(1一1o流) 电量，值得提倡：笔记本电脑长时间处于待机状态，仍 3×103J 然会消耗电能，不值得提倡。 0.1kg×(25℃-10℃)=2X102J/(kg·℃) 7.(1)原子核(2)C(3)煤(4)耐高温(5)超导体 4.解：(1)水吸收的热量 (6)磁引力约束(7)不可再生 Q颗=c本m*(1-1。)=4.2×103J/(kg·℃)×2kgX 大单元主题复习 (80℃-30℃)=4.2×103J 主题一内能及其利用 (2)生物航空煤油完全燃烧放出的热量Q:=Q 1,做功压缩2.热传递方向 4,2×103」=1.68×10J 3.增大扩散做功4.做功压缩 25% 5.电动机2×10380%【解析】由题图可知，电能大 (3)生物航空煤油的热值g-9-68X10」 m渝40X10-3kg 部分转化为机械能，因此该装置是电动机；图中内能 Em=E电-E=1.0×10°J-0.8×10°J=2×103J: 4.2×102J/kg 5.解：(1)水吸收的热量 该装置的效率)一层×10m%-8欲×100% Q东颗=c东m本△1东=4.2X103J/(kg·℃)×0.5kg× 80%。 (70℃-20℃)=1.05×105J 6.C (2)由题知，煤油吸收的热量 7.B【解析】物体内能的大小不仅跟温度有关，还跟物 Qm箱餐=Q东最=1.05X103J 体的质量、状态等因素有关，所以温度高的物体，其内 煤油温度升高值 能不一定大，A错误。热传递的条件是存在温度差， △1游= Q保神聚 1.05×105J 所以存在温度差的两个物体相互接触时会发生热传 C湿流m堂油 2.1×103J/(kg·℃)×0.5kg 递，B正确。汽油机的做功冲程中，气缸内气体的内能 100℃ 转化为活塞的机械能，所以气体的内能会减小，C错 煤油的末温 误。热量是过程量，不能说物体含有热量，D错误。 1=1。+△1m输=20℃+100℃=120℃<150℃ 8.C9.B 煤油能升高的温度是100℃。 10.BD【解析】鼻孔吸气”相当于吸气冲程，汽油机在 (3)由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量 吸气冲程中，吸入气缸的是汽油和空气的混合物，A Q妆=Q东餐=1.05×103J 错误。“气沉丹田”相当于压缩冲程，压缩冲程将机 至少需要燃烧天然气的体积 械能转化为内能，B正确。汽油机是通过火花塞点火 v=Q=1.05X103j 使汽油燃烧的，柴油机是通过压缩使柴油燃烧的，C 9天气3.5X102J/m=0.003m 错误。“打完收工”相当于排气冲程，此冲程靠飞轮 6.6.9×1026【解析】汽车行驶的时间1=三= 的惯性来完成，D正确。 11,(1)质量天平和秒表(2)加热时间的长短(3)A 20×103m 20m/s =1000s,汽车发动机做的功W=P1= B(4)2.1×103(5)D 69×103W×1000s=6.9×10J:汽油完全燃烧放出 主题二热学相关计算 1.3.78X10°80【解析】煤气的质量m=pV-9kg/m2× 的热量Q。-”-69X10-2.76×10J清耗汽油 25% 10×10-3m2-0.09kg,煤气完全燃烧放出的热量Q Q枚_2.76×10°J =mq=0.09kg×4.2×102J/kg=3.78×10°J:水吸 的质量m= 946x10J/kg=6kg。 收的热量Q最=7Q做=50%×3.78×10°J=1.89× 7.6005.28【解析】摩托车功率P=6kW=6× 105J,水的末温1=1。十y=20℃十Q:=20℃十 103W,行驶的速度v=36km/h=10m/s,则摩托车受 C家m水 1.89×10°J 到的牵引力F=P-6X10w =110℃；因为在标准大 。=10m/s=600N:王老师骑车 4.2×102J/(kg·℃)×5kg 9 km 气压下，水的沸点为100℃，所以实际水的末温为 的时间：=三-写8一专h-90s…摩托车李引力 100℃，则水升高的温度△1'=100℃一20℃=80℃。 做的有用功W有用=P1=6×103W×900s=5.4X 2.6.72×1053×10 3.解：(1)铜球放出的热量Q数=c鳞m侧(1o一1)=0.4X 10°J,汽油完全燃烧放出的热量Q= W有避一 下册参考答案 21△