第二十二章 能源与可持续发展 03-第3节 跨学科实践：为节约能源设计方案（同步学练测）-【全效学习】2025-2026学年九年级物理全一册同步课件（人教版·新教材）

这是一份初中物理九年级全一册（RJ版）的同步教学课件，以“为节约能源设计方案”为跨学科实践主题，通过能源消耗分析、太阳能利用、保温材料使用、实践应用等任务支架，结合问题探究、实验数据记录及项目拓展，引导学生开展实践学习。 资料特色突出跨学科实践与核心素养培养，通过分析家庭用水浪费提出节水建议、探究太阳能热水器水温影响因素（如水量、受光面积）、设计太阳能发电系统等实例，融合科学探究、科学思维与科学态度，助力九年级学生提升实践能力和节能意识以适应升学需求，为教师开展同步实践教学提供丰富素材。

第3节 跨学科实践:为节约能源设 计方案 物理九年级全一册 [RJ版] 1 项目提出 在当今社会，能源消耗和环境保护成为全球关注的焦点。能源 是现代社会发展的基础，但过度消耗和浪费导致了资源枯竭和环境 污染。节约能源需要从日常生活的点滴做起，通过合理使用电器、 优化能源结构和采用节能技术，可以有效减少能源消耗。 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 2 任务之 一 能源消耗分析 了解家庭或学校的能源使用情况，分析主要的能源消耗点。 1.自来水是城镇居民的用水来源，水厂从自然界取水，经过一系列 的处理后，通过管道到达居民家中。生活中由于水龙头拧不紧、水 管生效漏水、用水不节制等原因，造成了水资源的浪费。在水资源 日趋紧张的今天，这一问题必须引起足够的重视。 （1）请为家庭节约用水提出合理化建议：_____________________ __________________________________________________________ ___。 如随手关自来水，减少卫生间冲水次数和冲水量；用洗碗水或洗衣水冲厕所，用淘米水浇花 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 3 （2）农民灌溉农田多采用“漫灌”的方法，既浪费水资源，又易使 土壤板结。你认为应怎样改进这种灌溉方法？__________________ _____________ 采用喷灌和滴灌， 从而节约用水 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 4 2.长期不拔充电器还会加速充电器内元件的老化。有的充电器发热 严重，可能会引发充电器燃烧自爆的。 （1）手机充电器插在通电插座上不给手机充 电时，相当于___； A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线 C （2）手机充电器不及时拔掉容易造成元件过 内 热的现象，甚至引起火灾，此过程中电能转化为____能。 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 5 3.指出你生活中存在哪些浪费能源的现象，可以采取哪些节能措施： ①现象：__________________________________________________ _______。 措施：____________________________________________________ _____。 ②现象：________________________________________。 措施：________________________。 家庭中的灶台、煤炉效率很低，燃料燃烧很不充分，浪 费能源 废弃土灶台、旧煤炉，使用效率高的煤气灶、电磁炉、微 波炉 部分家用电器不能做到人走机停，浪费电能 用电器尽量做到人走机停 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 6 ③现象：__________________________________________________ _______________________________。 措施：____________________________________________________ _____________。 陈旧的用电设备、输电设备的改造不够深入，大功耗、 低效率的设备造成很大的能源浪费 输电设备、用电设备的技术改造，增加其科技含量，提高 能源的利用率 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 任务之 二 利用太阳能 创新小组同学在调研“太阳能 使用情况”的综合实践活动中发现 不同型号的太阳能热水器水温上 升快慢情况不一样，由此对水温 上升快慢的影响因素进行了三种猜想： 猜想1：水量的多少； 猜想2：太阳光照时间； 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）。 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 8 （1）在研究猜想1时，小明利用如图所示的装置，分别在长方体薄 壁透明玻璃水槽中装入不同质量的水，发现照射时间相同时，水质 量越大，水温变化越慢。这样的操作过程________（选填“合理”或 “不合理”）； 不合理 （2）在研究猜想2时，小明同学认为借助______（选填“功率”或 “效率”）的概念判断猜想2是错误的； 功率 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 9 （3）为了研究猜想3，小明准备了三个受光面积相同而厚度不同的 透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在 水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的正表面。同学们记录了 A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示： 时间/ 0 2 4 6 8 温度/ 0 3.0 4.8 5.6 5.9 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 10 ①分析表格数据可知，水温升高的 快慢特点__________（选填“均匀升 高”“由快到慢”或“由慢到快”）； 由快到慢 ②为了进行对比，小明应该在水槽 ___（选填“B”或“C”）中装入水， 再进行实验； C 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 11 ③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定，小明了解到，水接受 太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为 ， 此时太阳光单位面积辐射功率为 ，水单位面积（研究中忽略薄水 槽较小的四侧面积）对周边的散热功率为 ，则利用给定的字母写 出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为_ ______； （4）你对水吸收太阳能的升温快慢的影响因素还有什么猜想： ____________。 光照的角度 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 12 任务之 三 使用保温材料 1.轻质混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将 泡沫加入含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中， 经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。在建筑物的内 外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使 建筑物自重降低 左右。由于轻质混凝土中含有大量封闭的细小 孔隙，因此具有良好的保温隔热性能。对此下列说法符合题意的是 ( ) 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 13 A.轻质混凝土的质量一定比通常的混凝土小 B.使用轻质混凝土可以在冬天起到房屋保暖的效果 C.轻质混凝土这种新材料有可能应用在航空航天中 D.轻质混凝土可以完全取代传统的混凝土 √ 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 14 2.小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保 暖”。他采用题图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装 入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层 相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测 量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。 题表 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 15 室温： 时间/ 0 20 40 60 80 甲瓶水温/ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5 乙瓶水温/ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 16 （1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是_____ 。 水温会先降到的是____瓶。已知瓶中水的体积是 ，该 瓶中水的温度降至时，其放出的热量是___________ 。 62.5 乙 （2）如果把瓶中的热水换成冰块，____瓶中的冰块熔化较慢。分 析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保 暖”的原因可能是两件薄衣服中间有______。 甲 空气 （3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子：_____________ _________________________________。 羽绒服内充满 空气更保暖，双层玻璃隔热效果更好 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 17 任务之 四 实践应用 在跨学科实践课上，某小组开展了“设计太阳能发电系统”的项 目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下 列内容： 【项目分解】 （1）设计制作小型太阳能发电装置； （2）优化太阳能发电系统。 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 18 【项目实践】 （1）设计制作小型太阳能发电装置。 经过前期调查，我们了解到太阳能电池板虽然可以直接将太阳 能转化为电能，但成本太高，所以我们想到可以通过“太阳能 内 能 机械能 电能”的转化过程来发电。模型设计如下： 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 19 为了能将更多的太阳光会聚到烧瓶上，使水更快沸腾，可以换 用面积更大的凹面镜，凹面镜利用了光的______现象。水被加热至 沸腾后，利用水蒸气带动发电机发电，发电机是利用__________现 象制成的； 反射 电磁感应 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 20 （2）优化太阳能发电系统。 我们发现，这个设计同样存在阳光不足时发电受限的问题。为 了解决这个问题，我们觉得如果能一边发电，一边储存一部分太阳 能，这样就可以在无阳光时，利用这部分储存的能量继续发电，从 而实现全天发电。我们在互联网上查到，我国甘肃敦煌建成了一座 的熔盐塔式太阳能光热储能电站，其原理如图所示。 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 21 为了更高效的利用太阳能，要挑选反光能力更强的凹面镜来做 定日镜。将温度和外形均相同的甲、乙两块凹面镜同时放在太阳光 下直射一段时间后，用高敏测温枪测得甲的温度高于乙的温度，则 我们应该选择____（选填“甲”或“乙”）凹面镜。 甲 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 22 该储能电站利用定日镜将阳光聚集在塔顶吸热器上，利用循环 泵把的液态熔盐压入吸热器中，被加热到 后，流入到高 温熔盐罐内，其中一部分高温熔盐再流入到蒸气发生器中，通过 ________的方式来改变水的内能，从而将水加热至沸腾，产生高温 高压水蒸气推动汽轮发电机来发电。另一部分高温熔盐继续储存在 高温熔盐罐内，等无阳光时，就利用这部分高温熔盐所储存的能量 继续发电，从而实现 全天发电。储能电站的工作过程实际就是 利用能量转化来储存能量。 热传递 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 23 【项目拓展】 在用电低谷时，电网中很多剩余的电能就白白浪费掉了。由于 电能无法以电能的形式储存起来，所以只能想其他办法来进行储存。 通过地理学科的学习，我们已经知道丹东地区水资源非常丰富，利 用水也可以储能。如下图所示，在山顶建一座储能水电站，它是由 上水库、下水库、抽水机、发电机等组成，在用电低谷时，利用这 座储能电站将多余的电能储存起来，在用电高峰时再将这部分能量 变成电能来使用，这样就可以减少电能的浪费。请你简要说明这种 储能水电站的工作过程： 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 24 （1）用电低谷时，__________________________； （2）用电高峰时，_________________________________________ _________________。 通过储能水电站来储存电能 利用储存在上水库中的水通过发电机发电，以 补充电网中的电能 第3节 跨学科实践:为节约能源设计方案 25 26 $