第二十二章能源与可持续发展（单元复习课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件系统梳理了能源的分类、利用历程、现状挑战、新能源发展及跨学科实践，通过“单元复习地图”构建“能源来源→利用方式→问题挑战→可持续发展”的逻辑主线，帮助学生形成完整知识网络。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，设计家庭能源调查、节能方案设计等实践活动，搭配基础（能源排序）与综合（能量转化计算）分层练习，培养学生证据收集与模型建构能力，助力教师精准教学，提升复习效率。

九年级物理 · 单元复习 第二十二章 能源与可持续发展 从认识能源，到选择未来 人教版九年级物理 本页建立单元主题：能源是文明进步的基础，也关系到每个人的生活。引导学生先看图，再说出自己熟悉的能源使用场景。强调本章复习将从“认识—理解—权衡—行动”展开。 要点：能源与生活相关；可持续发展需要每个人参与。 时长：2分钟 单元复习 单元复习地图 02 第二十二章 能源与可持续发展 01 现状与挑战 分类 · 利用 · 节约 · 环境 02 新能源发展 核能 · 太阳能 · 安全 03 跨学科实践 调查 · 设计 · 检验 · 改进 复习主线 能源从哪里来 → 怎样被利用 → 带来什么问题 → 如何走向可持续发展 [过渡] 从封面进入单元地图。请学生记住三条主线：能源利用现状与挑战、新能源发展、节能方案实践。说明教材实际编排为三节，后面按教材内容复习。 要点：三节内容彼此递进。 时长：2分钟 第1节 能源利用的现状和挑战 人类利用能源的历程 03 第二十二章 能源与可持续发展 柴薪 钻木取火 煤 蒸汽机推动工业化 石油和天然气 交通与现代工业 电能 便于输送和转化 输送 转化 关键认识：能源利用方式的变化，推动了人类文明和生产力的发展。 用时间轴回顾钻木取火、煤与蒸汽机、石油天然气、电能。提醒学生：能源利用方式变化推动生产力发展，但也带来新的资源和环境问题。 要点：能源利用历程；蒸汽机和电能的意义。 时长：3分钟 第1节 能源利用的现状和挑战 能源怎样分类？ 04 第二十二章 能源与可持续发展 按获取方式 一次能源：可直接从自然界获得 二次能源：由其他能源转化而来 电能通常属于二次能源 按能否短期补充 可再生能源：水能、风能等 不可再生能源：煤、石油、天然气等 化石能源属于不可再生能源 一张图记住交叉关系 自然界直接获得 一次能源 → 转化得到 二次能源（如电能） 注意：‘可再生/不可再生’主要用于描述一次能源；电能要追溯其来源。 先让学生尝试分类，再用两条标准纠正：一次/二次看是否直接来自自然界；可再生/不可再生看能否短期补充。特别指出电能的分类要追溯来源。 要点：分类标准；化石能源；电能是二次能源。 时长：3分钟 第1节 能源利用的现状和挑战 能量守恒，为什么还要节约能源？ 05 第二十二章 能源与可持续发展 能量总量守恒 ≠ 能量都能被人类有效利用 • 汽车制动时，动能转化为轮胎、地面和空气的内能。 • 涉及热现象的能量转化和转移具有方向性、不可逆。 • 人们可利用的能源有限，能源利用是有条件的。 节约能源，就是减少可利用能量在转化过程中的无效耗散。 [过渡] 能量守恒并不意味着能源可以无限使用。结合汽车制动和热传递说明，部分能量转化后难以再被利用，因此要减少无效耗散。 要点：守恒与可利用性的区别；能量转化方向性。 时长：3分钟 第1节 能源利用的现状和挑战 能源利用面临的双重挑战 06 第二十二章 能源与可持续发展 挑战一：资源有限 世界人口增加、经济发展 能源消耗量持续增长 化石能源长期大规模开采终将耗尽 挑战二：环境影响 燃烧产生二氧化碳，加剧温室效应 二氧化硫等有害物质污染环境 不完全燃烧产生粉尘和一氧化碳 核心任务：开发新能源，更好地利用已知能源。 把挑战分成资源有限和环境影响两类。请学生说出燃烧化石能源可能产生的污染物，并联系低碳目标。 要点：消耗增长、资源枯竭、温室效应、污染物。 时长：3分钟 第1节 能源利用的现状和挑战 化石能源也要走向清洁高效 07 第二十二章 能源与可持续发展 燃煤发电的改进 燃烧前：洗选去杂质 燃烧中：充分燃烧、二次加热 燃烧后：脱硫、脱硝、除尘 新技术：碳捕集 能量转化链 煤的化学能 → 水蒸气的内能 → 汽轮机机械能 → 电能 教材数据：碳捕集可将烟气中的二氧化碳制成纯度为99.5%的工业级合格液态产品。 按燃烧前、燃烧中、燃烧后讲清洁高效燃煤发电。强调能量转化链和碳捕集技术属于“更好地利用已知能源”。 要点：洗选、充分燃烧、脱硫脱硝除尘、碳捕集。 时长：3分钟 第2节 新能源的发展 新能源的发展 08 第二十二章 能源与可持续发展 解决化石能源带来的问题 开发与利用新能源 核能 裂变、聚变释放巨大能量 太阳能 以光和热的形式向外辐射 安全与可持续 效率、环境、安全综合权衡 [过渡] 面对化石能源问题，人们开发新能源。本节重点是核能、太阳能及其安全、效率和环境权衡。 要点：新能源发展方向。 时长：2分钟 第2节 新能源的发展 核能基础：原子核中蕴藏能量 09 第二十二章 能源与可持续发展 原子结构 原子由原子核和核外电子组成 原子核通常由质子和中子组成 质子带正电，中子不带电，电子带负电 核能如何释放 质量较大的原子核发生分裂 质量较小的原子核相互结合 两种过程都可能释放巨大的核能 从原子结构复习质子、中子、电子的关系。用“质量较大的原子核分裂、质量较小的原子核结合”引出核能来源。 要点：原子核结构；核能释放条件。 时长：3分钟 第2节 新能源的发展 裂变、链式反应与核电站 10 第二十二章 能源与可持续发展 链式反应 中子轰击铀-235原子核 产生新中子并继续轰击其他铀核 不加控制：瞬间释放极大能量 可控：核反应堆稳定释放核能 核电站能量转化 核能 → 内能 → 汽轮机机械能 → 发电机输出电能 1 kg铀全部裂变释放的能量，相当于约2 800 t标准煤完全燃烧释放的能量。 讲清铀-235裂变和链式反应：不加控制会瞬间释放巨大能量，可控时用于核反应堆。最后串起核能到电能的转化链。 要点：裂变、链式反应、核电站。 时长：4分钟 第2节 新能源的发展 聚变：太阳为什么能持续发光发热？ 11 第二十二章 能源与可持续发展 聚变（热核反应） 质量很小的原子核在超高温和高压下结合 氘核和氚核结合成氦核，同时释放巨大核能 太阳内部的氢原子核不断发生聚变 未来方向 科学家正在探索可控核聚变；海水中蕴藏着丰富的氘核。 说明聚变需要超高温高压，太阳内部的氢核聚变是太阳能的根源。指出可控聚变仍需解决技术问题。 要点：聚变定义；太阳能来源；可控聚变前景。 时长：3分钟 第2节 新能源的发展 太阳能的三种转化方式 12 第二十二章 能源与可持续发展 光热转换 太阳能集热器把水加热 内能 光化转换 植物等将太阳能转化 化学能 光电转换 太阳能电池板直接转化 电能 共同本质：将太阳能转化为其他形式的能量，以便人类使用。 对照三种方式复习太阳能转化：光热、光化、光电。要求学生能从装置或产物判断转化类型。 要点：三种转化及典型装置。 时长：3分钟 第2节 新能源的发展 核能利用：发展与安全并重 13 第二十二章 能源与可持续发展 核电站的安全问题 核反应堆有严密保护层，防止放射性物质泄漏 核废料仍具有放射性，需特殊封存处理 核电站必须执行严格的安全措施和标准 教材结论 在化石能源供应日趋紧张之时，建设核电站是解决能源危机的一种可行方案。 我国坚持安全有序发展核电。 核能利用必须把发展和安全放在一起。结合教材说明核废料的放射性和封存要求，形成“能源选择要综合权衡”的认识。 要点：安全措施；核废料；安全有序发展。 时长：3分钟 第3节 跨学科实践 跨学科实践：为节约能源设计方案 14 第二十二章 能源与可持续发展 1 调查 用途、类型、消耗量 2 分析 选取优化对象 3 设计 有效性与可行性 4 检验 制作模型、收集证据 5 交流 讨论、改进方案 方案质量 = 具体建议 + 充分证据 + 合理推理 形成方案后，还要通过交流找出不足并继续改进。 [过渡] 第3节把知识用于真实问题。按调查、分析、设计、检验、交流五步讲项目流程，强调证据和推理。 要点：项目流程；方案需要迭代。 时长：3分钟 第3节 跨学科实践 家庭能源调查：先找到‘用能大户’ 15 第二十二章 能源与可持续发展 调查内容 记录采暖、做饭、生活热水、制冷、电器、交通等用途 明确天然气、电、汽油等能源名称与类型 估算一段时间内各种用途的能源消耗量 确定能源消耗较多、应优先改进的用途 优化思路 使用新能源 ｜ 提高现有能源效率 ｜ 优化家庭用车和生活行为 家庭能源调查要记录用途、类型和消耗量，先找到“用能大户”，再确定优先改进对象。提醒学生不要凭感觉，要用数据支撑。 要点：调查表；优先级；证据意识。 时长：3分钟 第3节 跨学科实践 两类节能方案：从证据走向决策 16 第二十二章 能源与可持续发展 方案一：为房屋加装保温层 目标：减少房屋内外的热量交换 选材：热导率、厚度、环保性、价格、耐火性 设计：明确位置、尺寸、材料和处理方式 检验：用简易模型比较冰块质量变化 方案二：为家庭用车提供建议 比较新能源车与燃油车的能耗和环境影响 同时考虑能源生产过程中的转化效率 调查续航、充电、气候和使用场景 综合节能、环保、使用需求与能源安全 评价原则：有效性 + 可行性 + 证据充分 + 推理合理 比较房屋保温和家庭用车两类方案。前者关注热导率和模型测试，后者还要考虑能源生产、充电条件和使用需求。 要点：有效性、可行性、证据和推理。 时长：3分钟 复习与提高 人类利用能源的先后顺序 17 第二十二章 能源与可持续发展 第 1 题 复习与提高 请把电能、煤、柴薪、石油、核能等能源，按照人类开始使用的先后进行排序。 柴薪 煤 石油 电能 核能 答案 柴薪 → 煤 → 石油 → 电能 → 核能 解题指导：依据能源利用历程，从火的利用、蒸汽机时代到现代电力和核能。 [过渡] 进入章末复习题。第1题考查能源利用历程，按教材时间轴排序即可。 要点：柴薪→煤→石油→电能→核能。 时长：2分钟 复习与提高 可再生能源与不可再生能源 18 第二十二章 能源与可持续发展 第 2 题 复习与提高 能源家族中有柴薪、煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、核能等，其中哪些 属于不可再生能源？哪些属于可再生能源？ 不可再生能源 煤、石油、天然气、核能 可再生能源 柴薪、水能、风能、太阳能 解题指导 判断标准：能否在短期内从自然界得到补充。 化石能源和核燃料形成或补充周期极长，属于不可再生能源。 第2题只看能否短期补充。柴薪、水能、风能、太阳能为可再生；煤、石油、天然气、核能为不可再生。 要点：分类标准。 时长：2分钟 复习与提高 太阳能路灯中的能量转化 19 第二十二章 能源与可持续发展 第 3 题 复习与提高 许多地方都在推广利用太阳能，交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能。白天， 太阳能转化为电能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内，夜晚供交通指示灯 及照明灯发光。请完成下面的方框图，反映这个过程中能量发生转化的情况。 太阳能 电能 化学能 电能 光能 → → → → 答案 白天供灯：太阳能 → 电能 → 光能；蓄电与夜间照明：太阳能 → 电能 → 化学能 → 电能 → 光能。 第3题画能量转化链。白天多余电能储存在蓄电池，夜间再由化学能转化为电能和光能。 要点：太阳能→电能→化学能→电能→光能。 时长：3分钟 复习与提高 太阳能路灯节约的电能 20 第二十二章 能源与可持续发展 第 4 题 复习与提高 很多地方都安装有太阳能路灯（图22-1），它们无需外界供电，依靠太阳能电池板就可以 实现自我供电。如果路灯的额定功率为50 W，平均每天正常工作10 h，一盏这样的路灯 一年能够节约多少电能？ 解题指导 一天用电：W₁ = Pt = 0.05 kW × 10 h = 0.5 kW·h 一年节电：W = 0.5 kW·h × 365 = 182.5 kW·h 换算：182.5 kW·h = 6.57×10⁸ J 一盏这样的太阳能路灯一年能够节约182.5 kW·h电能（约6.57×10⁸ J）。 第4题用 W=Pt。先将50 W换成0.05 kW，再乘每天10 h和365 d，得到182.5 kW·h。 要点：单位统一；电能计算。 时长：3分钟 复习与提高 三峡水电替代火电节约的标准煤 21 第二十二章 能源与可持续发展 第 5 题 复习与提高 三峡水电站2020年的发电量达1 118亿千瓦时。如果由效率为36%的火力发电站提供 同样的发电量，每年需要消耗多少吨标准煤？标准煤的热值取3×10⁷ J/kg。 ① 输出电能 E = 1.118×10¹¹ kW·h = 4.0248×10¹⁷ J ② 燃料放热 Q = E/η = 4.0248×10¹⁷ J / 0.36 = 1.118×10¹⁸ J ③ 标准煤质量 m = Q/q = 3.73×10¹⁰ kg = 3.73×10⁷ t 每年约需要消耗3.73×10⁷ t标准煤。注意先用发电效率求燃料应提供的总能量。 第5题分三步：发电量换焦耳、除以效率求燃料放热、除以热值求质量。注意1 118亿千瓦时的数量级。 要点：E=1.118×10¹¹ kW·h；m≈3.73×10⁷ t。 时长：4分钟 复习与提高 践行低碳生活 22 第二十二章 能源与可持续发展 第 6 题 复习与提高 低碳排放，保护地球。我国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现 碳中和。请你提出两个践行低碳生活的建议，并说明其中的物理原理。 建议一：绿色出行 步行、骑自行车或乘公共交通 减少燃油燃烧，降低化学能消耗和二氧化碳排放 建议二：合理使用空调 夏季适当调高设定温度、冬季适当调低 减小室内外温差，减少热传递所需的电能 说明 答案不唯一。建议必须具体，并把节能行为与能量转化、热传递或燃料燃烧联系起来。 答案不唯一，但必须包含具体行为和物理原理。示例：绿色出行减少燃油燃烧；合理使用空调减少热传递和用电。 要点：建议具体；原理对应。 时长：3分钟 复习与提高 因地制宜发展可再生能源 23 第二十二章 能源与可持续发展 第 7 题 复习与提高 我国幅员辽阔，各地的自然条件有很大差异，这是发展各有特点的可再生能源的有利条件。 请你列举三种不同的可再生能源，并说明我国在哪些地方有利于发展（或已经发展了） 这些可再生能源。 水能 河流落差大、水量丰富的地区 利用水的机械能发电 风能 沿海、草原、风口等风力丰富地区 利用空气流动的动能发电 太阳能 日照时间长、太阳辐射强的地区 进行光热或光电转换 解题指导 抓住‘自然条件与能源特点相匹配’：水能看水量和落差，风能看稳定风力，太阳能看日照。 第7题强调因地制宜。水能看水量和落差，风能看风力条件，太阳能看日照时间和辐射强度。 要点：能源特点与自然条件匹配。 时长：3分钟 单元总结 能源选择，就是未来选择 认识 能源分类与利用历程 理解 能量守恒与利用条件 权衡 资源、环境、效率与安全 行动 调查、设计、检验、改进 从身边做起，每个人都可以为可持续发展作出贡献。 第二十二章 能源与可持续发展 [过渡] 用最后一页收束单元。请学生用四个词复述：认识、理解、权衡、行动。鼓励把节能减排落实到家庭能源调查和日常选择中。 要点：从认识能源到可持续行动。 时长：2分钟 $