2026年春沪科版九年级物理全一册 21.2 跨学科：能源的开发与利用（课件）

1.列举常见的不可再生能源和可再生能源．2.知道核能的特点和核能利用可能带来的问题．3.从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性．1.能源古代人类钻木取火,现代利用核能发电,都是为了获得能量.（1）概念：凡是能够提供某种形式的能量的物质资源或物质运动都可以称为能源.（2）常见的能源化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气（当今人类利用的主要能源），是亿万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源.生物质能：太阳能通过光合作用以化学能形式储存在生物体及其残体和有机废弃物中的能量，如柴薪、秸秆、动物粪便等.太阳能：由太阳辐射直接提供的能量.水能、风能：自然界中流动的水和空气具有的能量.2.能源的分类从自然界获得的能源分为可再生能源和不可再生能源.（1）可再生能源：像太阳能、风能、水能以及生物质能等，这类可长期提供或可再生的能源.（2）不可再生能源：像煤、石油、天然气和铀矿等，这类一旦消耗就很难再生的能源. 区分可再生能源和不可再生能源的主要依据是看能源使用之后能否在短时间内再生，或能否在自然界里源源不断地得到.能源的其他分类（1）按获取方式将能源分为一次能源和二次能源.（2）按开发时间和利用状况将能源分为常规能源和新能源.（3）按对环境的影响将能源分为清洁能源和非清洁能源.清洁能源：指对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能等.非清洁能源：指对环境污染较大的能源，如煤、石油、天然气等化石能源.典例 1 [ 广东中考 ] 可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向.下列属于可再生能源的是( )DA.煤 B.石油 C.天然气 D.风能[解析] 煤、石油、天然气均属于化石能源，不能在短期内从自然界得到补充，是不可再生能源；风能可从自然界源源不断地获得，是可再生能源.3.能源利用的历程纵观几千年的文明史可知,人类发现、开发、利用能源的历史,就是其认识自然、理解自然的历史.4.能源利用与环境问题（1）能源利用对环境的影响能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏.空气污染：煤的燃烧会产生大量的二氧化碳气体和烟尘.全球变暖：大气中二氧化碳的浓度增大，导致温室效应增强，全球变暖，危害生态平衡.热污染：火力发电厂发电时所产生的“余热”会引起热污染.海洋污染：泄漏的石油污染海洋.废气污染：工业和交通工具的废气笼罩在城市的上空.（2）解决能源与环境问题的措施节能是减缓能源枯竭及保护人类生存环境的最有效措施之一.另外，研发节能技术、开发新能源与清洁能源,是未来能源的发展方向.典例2 [苏州中考] 我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下属于碳排放限制的是( )AA.火力发电B.水力发电C.风力发电D.光伏发电[解析] 火力发电消耗的是化石燃料，在燃烧过程中会排放大量的二氧化碳，火力发电属于碳排放限制；水力、风力、光伏发电过程中不会排放二氧化碳，不属于碳排放限制.1.核能（1）概念：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或结合是极其困难的,但是,一旦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，就可以释放出惊人的能量,这就是核能. （属于不可再生能源）（2）释放核能的两种方式：一种是核裂变，另一种是核聚变.2.核裂变：较重的原子核裂变为较轻的原子核 （1）链式反应：如图是铀原子核在中子的轰击下产生裂变的过程，每一个铀原子核的裂变会产生大量的能量.如果放在一起的铀超过一定质量，就会发生剧烈的核反应，被称为链式反应.（2）应用：原子弹和核电站原子弹：如果链式反应不加以控制将快速地进行下去，并在极短的时间内释放出巨大的能量，发生强烈的爆炸.原子弹（不可控核裂变）就是根据这个原理制成的.核电站：核反应堆（可控核裂变）是能够缓慢、平稳地释放核能的装置，是核电站的核心.3.核聚变：较轻的原子核结合成为较重的原子核（1）热核反应：如图是氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程，这种核反应会释放巨大的能量.聚变反应要求一开始就有很高的温度，因而聚变反应又称为热核反应.（2）应用：氢弹 （不可控核聚变）氢弹是利用原子弹爆炸产生的高温，使氘核和氚核极其迅速地聚变成氦核而产生剧烈爆炸的核武器，威力比原子弹要大得多.4.核能的和平利用——核能发电典例3 [陕西中考] 原子由原子核和____________________构成.原子核发生变化时,释放出的能量被称为核能,核能属于__________（选填“可再生”或“不可再生”）能源.我国自主设计、建造的“东方超环”核反应装置用于研究如图所示的核反应,这种反应叫作核____（选填“裂”或“聚”）变.核外电子（或电子）不可再生聚[解析] 原子由原子核和核外电子构成.核燃料一旦被消耗不能在短期内从自然界得到补充，核能属于不可再生能源.由图示可知，该核反应是氘原子核和氚原子核结合成氦原子核，并释放一个中子和能量，属于核聚变.1.太阳能太阳的内部时刻发生剧烈的核聚变反应，并以电磁波的形式向外释放能量，我们感受到的光和热就是太阳能的体现. （3）太阳能的利用光热转换：通过集热器直接利用太阳能进行加热，即直接把太阳能转化为内能加以利用.例如，太阳能热水器、太阳灶、太阳能温室等.光电转换：一般通过太阳能电池直接把太阳能转化为电能加以利用.太阳能电池可作为路灯、人造卫星、航标灯、交通信号灯等的电源.光化转换：绿色植物通过光合作用把太阳能转化为化学能储存起来.人们开发利用地球上的化石能源、风能、水能和生物质能等,实质上是间接利用太阳能.（4）太阳能的优缺点太阳能是一种清洁的可再生能源，分布广、获取方便，但太阳能分散（接收装置造价高），不稳定（受天气情况、地理位置影响大），转化效率低.典例4 [广东中考] 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生______（选填“聚变”或“裂变”），释放出巨大的核能.太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源.请写出太阳能的1个优点：________________________.聚变可再生清洁无污染（合理即可）2.风能（1）利用：人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷等，现在利用风能发（2）特点：风能是一种清洁的可再生能源，储量大，分布面广，风能资源的开发和利用对于保护环境、调整能源结构具有重要意义.电，新疆达坂城风力发电场是我国最大的风能基地. 地热能发电厂 潮汐能发电的示意图典例5 [ 新疆中考节选 ] “三峡引领号”——全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果.风能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源.风力发电将空气的______________能转化为电能，电能是____次能源.可再生动（或机械）二[解析] 风能可以源源不断地从自然界中获得，是可再生能源.电能无法从自然界中直接获取，需要消耗一次能源才能得到，是二次能源.