物理九年级全册第二十二章 能源与可持续发展综合与测试导学案

第二十二章《能源与可持续发展》单元复习

【复习目标】

1、知识与技能目标：

(1) 能结合实例对能源进行分类，说出不同能源的特点，了解能源与人类生存和社会发展的关系。

(2)了解获得核能的两种途径，了解核能的优点和可能带来的问题。

(3)知道太阳能的由来及特点，了解利用太阳能的两种方式， 与太阳能利用率相关的计算。

(4)进一步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。

(5)了解世界和我国的能源状况，了解能源消耗对环境的影响及未来理想能源的满足条件。

2、过程与方法：

    通过学习和探讨过程，为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础。

3、情感、态度与价值观：

让学生在亲身讨论、探究过程中感受、关注能源可持续发展问题，逐渐从情感参与角度对能源可持续发展问题形成正确的态度、价值观。

【复习重点】

1. 知道哪些是一次能源和二次能源、可再生和不可再生能源。

2. 了解核裂变和核聚变。

3. 知道直接利用太阳能的主要方式。

4. 了解能量转移和能量转化具有方向性。

【复习难点】

1．了解核裂变的利用。

2．了解能量转移和能量转化具有方向性。

3．太阳能利用率和水吸收的热量相结合的有关计算。

4．了解能源危机等问题，以引起对能源可持续发展的重视。

【学具准备】PPT课件和学生导学稿

【前置准备】利用多媒体展示本章知识网络图

【复习过程】

一、创设情境、引入复习

在2013年的冬天，中国北京等大部分地区有持续多日的雾霾天气，严重影响了人们的身体健康，这和人们在生产和生活中过度消耗能源，不注重可持续发展有着必然的联系，今天这节课我们就进一步学习能源与可持续发展的有关知识。

板书课题：第二十二章　能源与可持续发展
    

（设计意图：以人们普遍关注的雾霾天气为问题的切入点引出课题，既可以培养学生的环保节能意识，又可以激发学生的学习兴趣，顺利地引导进入本节课的复习。）

二、专题复习

设疑： 你知道人类使用能源的历程吗？你知道能源怎么分类吗？

【专题一】能源
（一）知识点聚焦

1．凡是能提供能量的物质资源叫做               。

2．第一次能源革命：____是标志着以柴薪作为主要能源的时代的带来。

   第二次能源革命：____的发明使人类以机械动力代替人力核蓄力，人类的主要能源由柴薪转向煤。

    第三次能源革命：物理学家发明了可以控制核能释放的装置——____，拉开了以核能为代表的新能源序幕。

3．我们今天使用的煤、石油、天然气，是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，称为              能源。

4．能源分类：

(1)从产生的方式：可以从自然界直接获取的能源，统称为        能源，如         、         、          、         、       ；无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为       能源， 如：          、汽油、煤油、焦炭等。

(2)从能否再生：能源越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源属于       能源。如            、             ；可以在自然界里源源不断地得到的能源属于       能源。如        、        、         。

(3)从开发早晚：人类已经利用多年的能源称为    能源，如       、      ；      新近才开始利用的能源称为        ，如        、        、        。

 参考答案：1．能源      2．钻木取火 ；蒸汽机；核反应堆     3．化石能源   4．(1)一次能源；化石能源；风能；水能；太阳能；核能 ；二次能源；电能 (2)不可再生；化石能源；核能 ；可再生能源；风能；水能；太阳能 (3)常规能源；电能 ；化石能源；新能源 ；太阳能；潮汐能；地热能  

（二）典例精练

1．在①地热能、②潮汐能、③太阳能、④煤气、⑤核能、⑥沼气、⑦天然气中，属于不可再生能源的是___________，属于可再生能源的是______________；属于一次能源的是______________，属于二次能源的是_________________。

2．下列能源中，其特性可以用如图阴影部分表示的是（　　）

A．石油                 B．太阳能

C．天然气                 D．核能

答案：1．④⑦⑤ ；⑥①②③ ；①②③⑤⑦；④⑥   2．B

（设计意图：以例代讲，突出重点，在实战中训练思维，通过例题进行方法引领，授之以“渔”。 ）

（三）真题训练

1．下列各组能源中，都属于可再生能源的是（ ）

A．煤炭、地热能          B．天然气、潮汐能

C．水能、风能            D．核能、太阳能

2．有的能源可直接从自然界获取，该类能源叫一次能源；有的不能直接从自然界获取，此类能源叫二次能源．下列属于二次能源的是（　　）

A．煤     B．石油     C．核能    D．电能

3．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题，以下措施可行的是（  ）

A. 人人要做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品
B. 关闭所有火力发电站
C. 各地都要建立水力和风力发电站
D. 停止使用石油资源，以核能和太阳能取代

答案：1．C    2．D    3．D

（设计意图：对能源进行分类是中考的重点，通过练习让学生把握基础知识，学会从不同角度对能源进行分类。）

设疑：核能是能源的一种，你知道核能是怎么产生和利用的吗？

【专题二】核能

（一）知识点聚焦

1．质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合就可能释放出惊人的能量，这就是  　　   。

 2．核裂变：

(1)较重的核会分裂成较轻的核时能释放能量，这种现象叫做  　　   ，

(2)如下图所示是裂变中的  　　   示意图，它  　　　   (能/不能)实现人工控制，　　　      就是根据这一原理制成的。

图1                               图2

(3)利用核能发电，必须控制  　　　反应的速度，它的核心设备是   　　 。从核能到电能的能量转化过程中，是　　  能先转化为  　　 能，通过蒸汽轮机做功再转化为  　　　 能，最后带动发电机发电，最后转化为   　　  能。

3．核聚变：

(1)较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做  　　    。

(2)如图2所示是  　　   示意图，它  　   (能/不能)实现人工控制，    　　　根据这一原理可以制成  　    。

答案：1．核能 ；  2．(1)裂变；(2)链式反应；能；原子弹  (3)链式反应；核反应堆；核能；内能；机械能；电   　3．(1)聚变；(2)核聚变；不能；氢弹

（二）典例精练

1．核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（     ）

A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能

B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的

C．原子核分裂或聚合时释放出核能

D．核能是一种不可再生的能源

答案：A   

（三）真题训练

1．下列关于核能的说法中，正确的是（ ）

A．核能和煤、石油一样都是常规能源，而不是新能源

B．核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源

C．原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能

D．氢弹的爆炸就是核裂变发生链式反应的结果

2．据报道，荆州市的松滋有望继通山县之后建设湖北省的第二座核电站，下列有关说法正确的是（   ）

A．核能和石油一样，属于可再生能源

B．核电站是利用核裂变释放的核能来发电的

C．核电站是利用核聚变释放的核能来发电的

D．核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，都是不加控制的

3．如图3所示为核电站发电的流程示意图．下列有关核电站发电过程中能量转化顺序的罗列，其中正确的是（　　）

      

                       图3

 A．核能、机械能、化学能、电能    B．核能、机械能、内能、电能

C．核能、内能、机械能、电能      D．核能、内能、化学能、电能

答案：1．C    2．B     3．C

（设计意图：第1题和第2题让学生回顾掌握核能属于一次能源和不可再生能源，掌握裂变和聚变的区别、利用；第3题让学生掌握核能发电过程中能量的转化情况。）

设疑：太阳是人类能源的宝库，我们每天都沐浴着阳光，你知道太阳能是怎么产生的吗？人类又是怎样利用太阳能的吗？

   【专题三】：太阳能

（一）知识点聚焦

1．在太阳内部，____________在超高温下发生___________反应，释放出巨大的__________能。

2．太阳是人类能源的宝库：如化石能源，从根本上说也是远古以来贮存下来的　　　　　；地球上的风能、水能.生物质能等都是来源于太阳。

3．太阳能的利用：人类除了间接利用存贮在________燃料中的太阳能外，人类直接利用太阳能主要有两种方式：(1)将太阳能直接转化成     ,如太阳能热水器；(2)将太阳能直接转换成    ，如太阳能电池，此外，绿色植物还可以通过光合作用，将太阳能转化为生物体的    。

答案：1．氢原子核；聚变；核能    2．太阳能    3．内能；电；化学能

   （二）典例精练

1、我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼.光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电.下列说法中正确的是（   ）

A．光伏效应是将太阳能转化为电能

    B．太阳能是不可再生能源

C．太阳能和电能都属于一次能源

D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的

2、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃．求：
   (1)热水器中的水吸收的热量Q【水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）】
   (2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
   (3)热水器的效率η；
   (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

答案：1．A    2．（1）8.4×106J；（2）2.1×107 J；（3）40％；（4）0.2

（三）真题训练

1．太阳能是人类能源的宝库，下列能源中不是来源于太阳能的是（   ）

A．地热能      B．风能       C．水能     D．生物质能   

2．如图4所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。太阳能电池板的作用是把      能转化为      能，LED是一种发光二极管，通过电流可以把电能直接转化成      能。太阳能清洁无污染，是在太阳内部氢原子核发生      （选填“裂变”或“聚变”）时释放出的核能。                                  图4    

 3．小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器．
   (1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？【水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）】
   (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）
   (3)请你说出太阳能热水器的优点．（至少说出一条）

答案：1．A    2．光；聚变    3．（1）1.68×107J；（2）0.3；（3）节约能源、不污染环境等。

（设计意图：第1题让学生知道太阳能的重要性；第2题知道太阳能与其他形式能可以方便的转化；第3题是与太阳能热水器效率、热量相结合的计算综合训练，培养学生物理综合计算能力。）

    设疑：能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？环境污染是怎么造成的？未来的理想能源是什么样的？             

【专题四】能源与可持续发展

（一）知识点聚焦

1．能量的转化和转移具有　　　　性，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。

2．大量燃烧化石能源势必造成　　　　　污染和　　　　　效应的加剧；过分依靠柴薪能源会加剧　　　　　和沙漠化。

3．未来的理想能源应满足的条件：

(1)必须足够　　　　，可以保证长期使用；(2)必须足够　　　　，可以保证多数人用得起；(3)相关的技术必须　　　　，可以保证大规模使用；(4)必须足够安全、　　　　，可以保证不会严重影响环境。

答案：1．方向　2．空气 温室 水土流失　3．丰富  便宜 成熟　清洁

（二）典例精练

1．汽车在刹车过程中，因摩擦将____ 能转化为地面、轮胎和空气的____。转化后，这些能量无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量，这种现象说明能量的转化具有____ 性，但在能量的转化或转移过程中，能的总量保持____ 。

2．关于能源与环境，下列说法正确的是

A．光的应用不会造成环境污染，城市建筑可以随意使用玻璃幕墙

B．彩电、空调、手机等家用电器在使用中，对人和环境不会产生任何不利的影响

C．石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏

D．太阳能是一种既无污染，又取之不尽的新能源

答案：1、机械能；内能；方向；不变    2、D

（三）真题训练

  1．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　 　）

A．在自然界中不是所有能量都能利用

B．能量的利用是有条件的，也是有代价的

C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反

D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力

2．“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸人后会进入血液对人体造成危害。福州市为了保护宜居环境，今年已开始Pm2.5监测。以下措施中会使空气中PM2.5污 染增大的是（     ）

A．不控制汽车尾气的排放       B．提倡使用太阳能设备

C．发展核电代替部分煤发电     D．禁止在户外焚烧垃圾

3．2009年哥本哈根气候大会上号召“低能耗” “低排放” “低污染”的“低碳经济” 模式的发展成为全世界的主流,下列的做法不符合“低碳生活”要求的是 (    )

    A．若有可能，出行时尽量使用自行车  B．大力开发利用太阳能和风能

C．节约用水、用电、用气             D．大力发展以煤为燃料的火力发电

答案：1．D   2．A    3．D

（设计意图： 第1题让学生了解能量转移和转化具有方向性，增强节能意识；第2、3题让了解环境污染的危害，增强环保意识。）

三、课堂检测

1．下列能源中，既属于一次能源又属于可再生能源的是（  ）

A．煤气   B．太阳能      C．电能      D．核能

2．如图5所示是“风光互补”景观节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，则下列关于节能灯的设计解释合理的是（　　）

A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能

B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的

C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能           

D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能       图5

3．我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源。下列说法正确的是（   ）

　A．可燃冰是可再生能源   　　  B．可燃冰的能量来自亿年前的太阳能

　  C．可燃冰是核聚变反应生成的   D．可燃冰燃烧时核能转化为内能

 4．“中华牌”月球车将登陆月球并实施无人探测计划．当月球上为白天时，月球车上的太阳仪可以自由旋转寻找太阳的位置．然后将______（可再生或不可再生）的______能转化为电能；当月球上为黑夜时，月球车必须用核能来保温．核能是______次能源，未来人们可利用月球土壤中丰富的氦3与氘核结合成新的原子核，通过核______（聚变、裂变）释放的巨大能量作为人类未来的能源。

5．2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图6甲所示。

（1）核电站是利用      能来发电的，其能量是原子核发生了核      （选填“裂变”或“聚变”）；

（2）于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中。图6乙中是核辐射标志的是      ；

                                               A         B       C

图甲                               图乙

                 图6

     （3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用        的方法来改变内能的。

（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭。6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少？（煤炭的热值为3×107J／kg）。 

（5）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起．下列说法中需要改正的是      。

A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器

B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯

C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站

D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱

6．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

求：
(1)水在10h内吸收的热量；
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
(3)该太阳能热水器的能量转化效率。

答案：1．B    2．A    3．B    4．可再生；太阳；一；聚变   5．(1)核； 裂变  (2)C  (3)热传递  (4)1.8×1017 （5）D      6．2.1×107J；0.25 m3； 50%
三、课堂小结

让学生谈谈本节课的收获，学习了哪些知识、哪些方法？还有哪些疑惑？师生共同解决和总结。

四、布置作业

    你身边有哪些浪费能源和污染环境的行为？请你尝试地写一篇节能减排方面的调查报告。

【板书设计】

第二十二章 能源与可持续发展

【专题一】能源

1．产生的方式：(1)一次能源　(2)二次能源

2．是否可再生：(1)可再生能源 (2)不可再生能源

3．开发早晚：(1)常规能源　　(2)新能源

【专题二】核能

1．获得核能的方式：裂变和聚变。

2．链式反应：

3．核反应堆：能够控制链式反应速度的装置

【专题三】太阳能

1．产生：核聚变

2．利用方式：(1)将太阳能转化为内能   (2)将太阳能转化为电能

   【专题四】能源的可持续发展

1．能量转移和能量转化的方向性

2．未来的理想能源应满足的条件：

(1)必须足够丰富，可以保证长期使用。

(2)必须足够便宜，可以保证多数人用得起。

(3)相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用。

(4)必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。

【教学反思】

1．关于课时的安排问题 ：本单元内容不多，难度不大，属于了解内容，但现代化国家的经济发展和能源有着密切的关系，是对学生进行节能和环保教育的极好素材，所以本单元复习安排1课时。

2．关于教学程序的设计，先利用思维导图对对全章知识梳理，然后设置四个专题，每个专题设置了“知识点聚焦”、“典例精练”“真题训练”三个环节，最后进行“课堂检测”， 及时落实所复习的内容，这样的设计主线明确，脉络明晰，取得了良好的复习效果。

3．本节课以复习导学案为载体，以问题为引导，以题带点，让学生成为学习的主体，在老师的引导下，习题检测为手段， 对所要学习的内容进行复习、整理、归纳，并通过对典型的例题的方法总结与技巧归纳让学生掌握一定的解题方法。

    4．学生对水吸收的热量和太阳能热水器利用效率相结合的计算题还是不够熟练，需要加强练习。