第二十二章《能源与可持续发展》第二节《新能源的发展》 讲义 ----2025-2026学年人教版物理九年级

本讲义聚焦《新能源的发展》核心内容，系统梳理太阳能、风能、核能、水能等主流新能源的类型与工作原理（如太阳能光热/光电转化、风能机械能→电能、核能裂变能量传递等能量转化路径），并整合发展现状、典型应用（如中阿合作光伏电站）及优势挑战，为学生构建从基础概念到实际应用的完整学习支架。 资料特色鲜明，以物理观念为基石，通过典例解析与变式训练帮助学生深化能量转化认知；以科学思维为核心，引导学生辩证分析新能源稳定性、成本等挑战并提出建议；以科学态度与责任为导向，结合全球碳中和目标及我国新能源成就案例（如三峡水电站、光伏装机世界第一）培养绿色能源意识。方法技巧板块提供关键词匹配、记忆口诀等实用工具，巩固训练涵盖选择、阅读等多元题型，课中助力教师高效突破重难点，课后便于学生自主回顾与知识内化，有效弥补学习盲点。

22.2《新能源的发展》 目录 【学习目标】 【思维导图】 【知识梳理】 知识点 1：主流新能源的类型与工作原理 知识点 2：新能源的发展现状与典型应用 知识点 3：新能源发展的优势与挑战 【方法技巧】 方法技巧 1 新能源类型与原理的快速对应技巧 方法技巧 2 新能源应用场景的匹配技巧 【巩固训练】 【学习目标】 分类 具体要求 核心概念 1.掌握太阳能、风能、核能、水能等主流新能源的定义及核心工作原理； 2.了解我国及全球新能源的发展现状，知道典型新能源项目的应用价值； 3.明确新能源相比传统化石能源的优势，认识其发展过程中面临的主要挑战。 能力素养 1.能区分不同新能源的能量转化路径，解释其发电或应用的基本流程； 2.能结合实例分析新能源在环保、可持续性等方面的优势，培养绿色能源意识； 3.能客观看待新能源发展的挑战，提出简单的合理化发展建议，提升科学思维。 【重点难点】 重点： 1.太阳能、风能、核能的工作原理及能量转化过程； 2.新能源的主要优势（清洁、可再生等）及典型应用实例； 3.我国新能源发展的关键成就与代表性项目。 难点： 1.理解核能发电的基本流程（核裂变的能量传递与转化）； 2.区分不同新能源的适用条件与局限，分析其发展挑战； 3.结合能量守恒定律，解释新能源能量转化的完整性。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点 1：主流新能源的类型与工作原理 1.太阳能 定义：直接来自太阳的辐射能，是地球上最丰富的可再生能源之一。 核心原理：能量转化分为两种形式，光热转化（太阳能→内能，如太阳能热水器）和光电转化（太阳能→电能，如太阳能电池板）。 能量转化流程：太阳辐射→太阳能集热器 / 光伏板→内能 / 电能→用户使用或电网存储。 2.风能 定义：利用空气流动产生的动能转化而来的能源，属于可再生能源。 核心原理：风力推动风车叶片旋转（风能→机械能），叶片带动发电机运转，将机械能转化为电能。 关键条件：需在风力资源丰富的区域（如沙漠、沿海、高原）布局，风速需达到一定阈值才能稳定发电。3.核能 定义：通过原子核裂变或聚变释放的能量转化而来的能源，目前商业应用以核裂变为主。 核心原理：核燃料（如铀）发生核裂变释放大量热能，加热水产生水蒸气，推动汽轮机旋转，带动发电机发电（核能→内能→机械能→电能）。 关键特点：能量密度极高，不排放二氧化碳等温室气体，属于清洁高效能源。 4.水能 定义：利用水流的动能和势能转化而来的能源，包括常规水电站和抽水蓄能电站。 核心原理：水流从高处落下，势能转化为动能，冲击水轮机旋转，带动发电机将机械能转化为电能。 典型代表：三峡水电站、白鹤滩水电站，兼具发电、防洪、航运等综合效益。 典例 1 太阳能热水器是将太阳能转化为（　　） A．电能 B．内能 C．机械能 D．化学能 答案：B 详解：太阳能热水器的核心是光热转化，将太阳辐射能直接转化为水的内能，实现加热功能。故选 B。 典例 2 下列关于核能发电的能量转化路径，正确的是（　　） A．核能→机械能→内能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．内能→核能→机械能→电能 D．机械能→核能→内能→电能 答案：B 详解：核能发电的核心流程是核裂变释放核能，加热水产生内能（水蒸气），水蒸气推动汽轮机获得机械能，最终带动发电机转化为电能。故选 B。 变式 1 风力发电机的能量转化过程是：→→电能，其工作依赖______资源的分布。 答案：风能；机械能；风力 详解：风力发电机先将风能转化为叶片的机械能，再通过发电机转化为电能，需布局在风力资源丰富的区域。 变式 2 下列新能源中，能量转化过程包含 “机械能→电能” 的是（　　） A．太阳能光伏发电 B．核能发电 C．水力发电 D．太阳能光热利用 答案：C 详解：A 是太阳能→电能，B 是核能→内能→机械能→电能，C 是水流势能→机械能→电能，D 是太阳能→内能。故选 C。 知识点 2：新能源的发展现状与典型应用 1.全球发展趋势 整体格局：新能源占全球能源消费的比重持续提升，逐步替代化石能源，成为应对气候变化的核心手段。 核心目标：多数国家明确 “碳中和” 时间表，我国力争 2030 年前碳达峰、2060 年前实现碳中和，新能源是关键支撑。 2.我国发展成就 装机规模：光伏、风电装机容量均居世界第一，形成全球最完整的新能源产业链。 技术突破：在光伏电池转换效率、大型风电机组制造等领域达到国际领先水平。 3.典型应用项目 太阳能项目：迪拜马克图姆太阳能公园（中阿合作，总装机 950 兆瓦，年减碳 160 万吨）、阿布扎比艾尔达芙拉光伏电站（装机 2.1 吉瓦，满足 20 万户家庭用电）。 风能项目：阿联酋风电示范项目（年发电量满足 2.3 万户家庭需求，年减碳 12 万吨）、我国甘肃酒泉千万千瓦级风电场。 核能项目：秦山核电站、大亚湾核电站、福建福清核电站（采用三代核电技术，安全高效）。 水能项目：三峡水电站（全球最大水电站，总装机 2250 万千瓦）、白鹤滩水电站（单机容量世界第一）。4.日常应用场景 分布式太阳能：家庭屋顶光伏板、太阳能路灯、便携式太阳能充电器。 风能应用：草原牧区小型风电机组、沿海地区风力发电场供电。 其他应用：新能源汽车（依赖电能，间接消耗新能源）、偏远地区核能供暖。 典例 3 下列属于我国新能源发展成就的是（　　） A．光伏装机容量世界第一 B．完全替代化石能源 C．核能技术仅处于起步阶段 D．风能资源完全未开发 答案：A 详解：我国光伏、风电装机容量均居世界第一，A 正确；新能源尚未完全替代化石能源，B 错误；我国核能技术已成熟并大规模应用，C 错误；我国风能开发规模大，D 错误。故选 A。 典例 4 迪拜马克图姆太阳能公园项目的主要环保价值是（　　） A．增加水资源 B．减少碳排放 C．保护生物多样性 D．降低能源价格 答案：B 详解：该项目为太阳能发电项目，替代化石能源发电，每年可减少二氧化碳排放超过 160 万吨，核心环保价值是减少碳排放。故选 B。 变式 1 我国 “碳中和” 目标是力争______年前实现碳达峰，______年前实现碳中和，新能源的发展是实现该目标的关键。 答案：2030；2060 详解：我国明确提出 “双碳” 目标，2030 年前碳达峰，2060 年前实现碳中和，新能源因清洁、可再生的特点成为核心支撑。 变式 2 下列新能源项目中，由中企参与建设的是（　　） A．艾尔达芙拉光伏电站 B．秦山核电站 C．三峡水电站 D．以上都是 答案：D 详解：艾尔达芙拉光伏电站由中国机械设备工程股份有限公司承建，秦山核电站、三峡水电站是我国自主建设的重大新能源项目，故选 D。 知识点 3：新能源发展的优势与挑战 1.核心优势 清洁环保：新能源在使用过程中几乎不排放二氧化硫、二氧化碳等污染物，能有效缓解雾霾、温室效应等环境问题。 可再生性：太阳能、风能、水能等新能源可在自然界持续再生，不受资源枯竭的限制，可持续供应。 综合效益：部分新能源项目可兼顾多重功能，如水电站兼具防洪、航运、灌溉功能，光伏电站可与农业种植结合（农光互补）。 能源安全：减少对进口化石能源的依赖，提升国家能源供应的自主性和稳定性。 2.主要挑战 稳定性不足：太阳能依赖光照、风能依赖风速，受天气、季节影响大，能量输出不稳定，需配套储能设备。 建设成本高：新能源项目初期投资大，如大型风电场、核电站的建设周期长、技术要求高，短期经济效益不显著。 地域依赖性强：风能集中在沿海、高原地区，太阳能集中在沙漠、高原地区，需长距离输电线路输送至用电集中区。 技术与配套：部分核心技术仍需突破，储能技术、智能电网建设滞后于新能源发展速度。 3.发展方向 技术创新：提升光伏电池转换效率、研发大容量储能设备、优化核电机组安全性。 布局优化：因地制宜发展新能源，在资源丰富区域集中建设大型能源基地。 政策支持：通过补贴、税收优惠等政策引导企业和个人参与新能源开发利用。 国际合作：借鉴全球先进技术和经验，参与海外新能源项目建设，如中阿绿色能源合作。 典例 5 新能源相比化石能源的突出优势是（　　） A．不可再生 B．污染小 C．建设成本低 D．能量密度极高 答案：B 详解：新能源的核心优势是清洁环保、污染小，A 是化石能源的特点，C、D 是新能源的局限（核能能量密度高，但并非所有新能源）。故选 B。 典例 6 下列不属于新能源发展面临的挑战的是（　　） A．太阳能受光照影响大 B．风能地域分布不均 C．核能清洁无污染 D．储能技术不完善 答案：C 详解：A、B、D 均是新能源发展的挑战；C 是核能的优势，并非挑战。故选 C。 变式 1 新能源的 “可再生性” 是指______，这一特点使其区别于______等不可再生能源。 答案：可在自然界持续再生、循环利用；煤炭（或石油、天然气） 详解：可再生性是新能源的核心特征，而化石能源经开采后无法短期内再生，两者形成本质区别。 变式 2 为解决新能源能量输出不稳定的问题，最有效的措施是（　　） A．停止发展新能源 B．加大化石能源开采 C．研发和推广储能技术 D．限制新能源装机规模 答案：C 详解：储能技术可储存新能源富余时段的电能，在输出不足时释放，有效解决稳定性问题；A、B、D 不符合新能源发展趋势。故选 C。 【方法技巧】 方法技巧 1 新能源类型与原理的快速对应技巧 1.关键词匹配法： 看到 “太阳、光伏板、热水器”→太阳能，能量转化：太阳能→电能 / 内能； 看到 “风车、风速、风电场”→风能，能量转化：风能→机械能→电能； 看到 “铀、核裂变、核电站”→核能，能量转化：核能→内能→机械能→电能； 看到 “水流、水电站、落差”→水能，能量转化：势能→机械能→电能。 2.记忆口诀：“太阳光电热，风能转机电，核能裂变电，水能势转电”，快速牢记核心转化路径。 方法技巧 2 新能源应用场景的匹配技巧 1.按 “资源条件” 匹配： 光照充足区域（沙漠、高原）→太阳能项目（光伏电站、光热电站）； 风力丰富区域（沿海、草原）→风电场； 江河落差大区域→水电站； 人口密集、能源需求大且环保要求高区域→核电站。 2.按 “需求场景” 匹配： 家庭日常用电、小型设备供电→分布式太阳能（屋顶光伏、太阳能充电器）； 城市大规模供电、长途输电→大型风电场、光伏基地、核电站； 偏远地区供电→小型风电、太阳能电站（无需长距离输电）； 环保要求极高的区域→新能源组合（太阳能 + 风能 + 储能）。 【巩固训练】 1.太阳能光伏发电的能量转化路径是（　　） A．太阳能→机械能→电能 B．太阳能→内能→电能 C．太阳能→电能 D．电能→太阳能 答案：C 详解：光伏发电是直接将太阳能通过光伏板转化为电能，属于光电直接转化。故选 C。 2.下列新能源中，通过核裂变释放能量的是（　　） A．太阳能 B．核能 C．风能 D．水能 答案：B 详解：目前商业应用的核能发电依赖核燃料的核裂变释放能量，其他三种均为可再生能源，能量来源与核反应无关。故选 B。 3.我国力争 2030 年前实现______，2060 年前实现______，新能源是实现这两个目标的核心支撑。 答案：碳达峰；碳中和 详解：“双碳” 目标是我国应对气候变化的重要承诺，新能源因清洁可再生的特点成为关键保障。 4.下列关于新能源应用的说法，正确的是（　　） A．三峡水电站是太阳能发电的典型代表 B．艾尔达芙拉光伏电站可减少碳排放 C．核电站会产生大量温室气体 D．风能只能在沿海地区利用 答案：B 详解：A．三峡水电站是水能发电，故 A 错误；B．光伏电站替代化石能源，可减少碳排放，故 B 正确；C．核电站无温室气体排放，故 C 错误；D．草原、高原也是风能丰富区域，故 D 错误。故选 B。 .5新能源发展的核心优势不包括（　　） A．清洁环保 B．可再生 C．污染严重 D．缓解温室效应 答案：C 详解：清洁环保、可再生、缓解温室效应均是新能源的优势，污染严重是化石能源的特点。故选 C。 6.风力发电机工作时，主要的能量转化是（　　） A．电能→机械能 B．风能→机械能→电能 C．机械能→风能→电能 D．内能→机械能→电能 答案：B 详解：风力发电机先将风能转化为叶片的机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。故选 B。 7.下列新能源项目中，兼具环保和就业带动效益的是（　　） A．艾尔达芙拉光伏电站 B．小型太阳能充电器 C．家庭屋顶光伏板 D．便携式风力发电机 答案：A 详解：艾尔达芙拉光伏电站不仅年减碳 240 万吨，还为当地提供约 5000 个就业机会，兼具环保和就业效益；其他选项规模小，就业带动作用有限。故选 A。 8.新能源能量输出不稳定的主要原因是（　　） A．技术不成熟 B．受自然条件影响大 C．建设成本高 D．地域分布不均 答案：B 详解：太阳能受光照、风能受风速、水能受水量影响，自然条件的波动性导致能量输出不稳定。故选 B。 9.关于核能发电，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．核裂变释放大量能量 C．会产生严重的大气污染 D．建设成本低 答案：B 详解：A．核能依赖核燃料，属于不可再生能源，故 A 错误；B．核能发电利用核裂变释放大量能量，故 B 正确；C．核能发电无大气污染，故 C 错误；D．核电站建设成本高，故 D 错误。故选 B。 10.为推动新能源发展，下列措施合理的是（　　） A．关闭所有化石能源电厂 B．研发大容量储能设备 C．限制新能源技术创新 D．禁止新能源国际合作 答案：B 详解：A 过于绝对，当前仍需化石能源过渡；B 能解决新能源稳定性问题，合理；C、D 与新能源发展方向相反。故选 B。 11.下列关于新能源与环境保护的关系，说法正确的是（　　） A．新能源使用不会产生任何环境影响 B．新能源能有效减少温室气体排放 C．新能源开发会严重破坏生态环境 D．新能源对环境保护没有实际意义 答案：B 详解：A．新能源可能有轻微环境影响（如风电影响鸟类），但总体极小，故 A 错误；B．新能源替代化石能源，能减少二氧化碳等温室气体排放，故 B 正确；C．合理开发的新能源项目对生态环境影响小，故 C 错误；D．新能源是环境保护的重要手段，故 D 错误。故选 B。 12.阅读短文，回答问题。 中阿绿色能源合作新篇章 中国与阿联酋在绿色能源领域的合作日益深化，共建了多个标志性新能源项目。迪拜马克图姆太阳能公园四期项目，由中国企业承建，总装机 950 兆瓦，每年减少碳排放超 160 万吨，可为 32 万户家庭供电；艾尔达芙拉光伏电站装机 2.1 吉瓦，是全球最大的单体光伏电站之一，年减碳 240 万吨。此外，中国企业还参与了阿联酋首个公共事业级风电示范项目，年发电量满足 2.3 万户家庭需求。这些项目不仅展示了中国新能源技术的领先地位，也为全球碳中和目标的实现提供了实践经验。 （1）短文中提到的新能源类型有______和______； （2）这些新能源项目的共同环保价值是______； （3）结合短文，中国在新能源领域的优势体现在______和______； （4）新能源项目能为人类社会带来的好处有______、______（答两点即可）。 答案：（1）太阳能；风能；（2）减少碳排放（或缓解温室效应、保护环境）；（3）技术领先；工程建设能力强（或产业链完整）；（4）提供清洁电能；减少环境污染（或带动就业、促进能源转型） 详解：（1）短文明确提到太阳能公园、光伏电站（太阳能）和风电示范项目（风能）；（2）所有新能源项目的核心环保价值是减少碳排放，缓解环境问题；（3）中国企业能承建全球大型新能源项目，体现技术和工程建设优势；（4）新能源的好处包括提供能源、环保、就业等多个方面，任选两点即可。 学科网（北京）股份有限公司 $