初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第二十一章 能源、材料与可持续发展第二节 能源的开发与利用学案

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第二十一章 能源、材料与可持续发展第二节 能源的开发与利用学案，共10页。学案主要包含了题型导航，重难题型讲解，能力培优练，链接中考，典例1-1，典例1-2，典例2-1，典例2-2等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 人类对能源的利用 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 开发核能与重视核安全3
\l "_Tc200209974" 题型3 开发新能源5
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】8
\l "_Tc200209979" 【链接中考】10
【重难题型讲解】
题型1 人类对能源的利用
1．能源：
（1）能够提供能量的物质资源叫做能源。
（2）生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
2.常见的能源：
（1）化石能源：煤、石油、天然气称为化石能源。化石能源是当今世界的主要能源。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。
（3）水能、风能：由自然界中的流水和风提供的能量。
（4）电能：由其他形式的能转化而来的供各种用电器使用的能量。
3.能源的分类：
能源家族从不同的角度可以划分不同的类别。
4.能源消耗带来的环境问题：
能源的大量开发和使用会造成环境污染和生态问题。
开发和利用核能是人类获取能量的一个新途径。
【典例1-1】（2026·广东东莞·一模）中国的太空空间站是靠 （选填“超声波”或“电磁波”）来与地面传递信息的。太空空间站的能源主要来源于光伏发电（也就是太阳能发电）；其中太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
【典例1-2】（2026·贵州贵阳·三模）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视能源的开发利用，具有重大意义。下列能源属于不可再生能源的是（ ）
A．太阳能B．石油
C．风能D．水能
跟踪训练1 （2026九年级上·全国·随堂练习）如图所示，你觉得图中所示全球变暖导致的后果是（ ）
A．全球沙漠变绿洲B．北极冰川面积变大C．海平面上升D．全球降水持续增加
跟踪训练2 （2026·江苏徐州·中考真题）蓝藻能在水中快速生长，科学家尝试控制它们的光合作用来产生电能，使蓝藻成为一种新能源。下列关于这种新能源的说法，正确的是（ ）
A．是一种化石能源B．来源于太阳C．属于非清洁能源D．属于不可再生能源
题型2 开发核能与重视核安全
1．核能：
（1）概念：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）释放核能的方式：核裂变和核聚变。
2.核裂变：
（1）定义：一个重核分裂成多个小核的过程。
（2）应用：核电站（核反应堆）--可控。
原子弹---不可控。
（3）链式反应：
指的是一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能的现象。
3.核聚变：
（1）定义：几个轻核结合成一个重核。
（2）应用：氢弹---不可控。
太阳也是靠核聚变来提供能量的。
（3）目前，核聚变都是不可控的。
4.核核能优点：
清洁、安全和原料几乎取之不尽。
5.核废料处理：
核电站使用过的核燃料成为核废料。
由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
【典例2-1】（2026·甘肃定西·三模）物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。原子核由带正电的 和不带电的中子组成；如图甲，可以利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能进行发电；如图乙，表示的是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则 （选填“A”或“B”）物体将带负电。
【典例2-2】（2026·福建漳州·模拟预测）2025年1月20日中国有“人造太阳”之称的EAST创造了新世界纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，突破核聚变的控制难题，标志着核能源研究重大跨越。关于核能的利用，下列说法正确的是（ ）
A．核能是属于可再生能源
B．核聚变反应中，核能转化为内能
C．核聚变和核裂变的原料是相同的
D．核聚变反应中，核能转化为化学能
跟踪训练1 （2026·新疆·三模）下面应用中与太阳内部的核反应方式一样的是（ ）
A．氢弹B．原子弹
C．核动力潜艇D．核电站
跟踪训练2 （2026·黑龙江齐齐哈尔·三模）如图所示是我国的001、002、003号航母，而国产004号航母也问世在即，新型航母除了延续003航母的电磁弹射系统，还有可能采用核动力系统，根据国产航母的相关信息，回答下列小题：
(1)国产004号航母可能采用核能驱动，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核动力航母核反应堆中发生的核反应是 反应。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收 ，从而实现隐身。
(2)冬天海水密度略大一些，航母所受浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；国产003号航母的电磁弹射系统与 （选填“电动机”“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同。
题型3 开发新能源
1．太阳能：
（1）太阳能的产生：
太阳内部，每时每刻都在发生核聚变，从而释放巨大能量。
（2）太阳能的利用：
A.光热转化：太阳能转化为内能。
应用：太阳能热水器、太阳炉等。
B.光电转化：太阳能转化为电能。
应用：太阳能电池。
C.光化转化：太阳能转化为化学能。
应用：植物光合作用。
（3）优点：无污染；可再生；使用方便安全。
（4）缺点：受天气和季节变化影响较大。
2.地热能：
地球内部热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”产生的能量称为地热能。地热能在地球上的蕴藏量非常丰富，可供人类消耗几百亿年，是取之不尽、用之不竭的清洁能源。
3.潮汐能：
潮汐是由于月球、太阳对地球的引力作用而产生的。 潮汐能可用于发电，且成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
【典例3-1】（2026九年级·福建·专题练习）如图是“风能﹣太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（ ）
A．风力发电机利用了电生磁原理
B．太阳能来自太阳内部的核聚变
C．给蓄电池充电时化学能转化为电能
D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的
【典例3-2】（2026·湖北武汉·二模）课本中的插图“太阳能凉帽，电池板把太阳能转化为扇叶的机械能”（如图），引发了小聪一些联想，下列说法错误的是（ ）
A．太阳能实质上是太阳内部链式反应释放出的能量
B．太阳能是可再生能源，电能是二次能源
C．太阳光中的可见光是电磁波
D．太阳能电池使用的主要材料是硅，硅是半导体
跟踪训练1 （2026·河南平顶山·二模）太阳能作为清洁、无污染的可再生能源，蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站，即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能，其示意图如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波
B．太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量
C．这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能
D．太空电站将能量传递到地球，能量的总和将不再守恒
跟踪训练2 （2026·江苏南通·二模）关于能源、信息传输，下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星定位系统的信息传递过程所利用的载体是电磁波
B．煤、核能、地热能均属于不可再生能源
C．由于能量在转移与转化时是守恒的，所以我们不需要节约能源
D．太阳是人类的“能源之母”，风能、潮汐能等能源都间接来自太阳能
【能力培优练】
1. 能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
2．人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将 转化为内能，同时产生了大量的 气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。
3. 太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能。
4. 如图所示，是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站一白鹤滩水电站， 是实施国家“西电东送”战略，优化能源结构的重要骨干工程。水电站将水能转化为电能供我们使用，水能属于 （选填“不可再生”或“可再生”） 能源。
5. 中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象。如图，为某种核反应示意图，这属于核 变，核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备；氢弹利用的是核 变在瞬间释放的能量。（选填“裂”或“聚”）
6. 下列能源中，属于非清洁能源的是（ ）
A．风能 B．煤炭 C．水能 D．太阳能
7．下列关于核能的说法正确的是（ ）
A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D. 自然界只有在人为的条件下才能发生聚变
8．关于核电站，下列说法正确的是（ ）
A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油
B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变
C. 核电站发电的能量转化过程：核能→内能→电能→机械能
D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
9．关于太阳能的下列说法中，错误的是（ ）
A．太阳能十分丰富，供应时间长久，目前太阳能的转换效率也很高
B．太阳内部不断地进行核聚变
C．太阳能分布广阔，获取方便，无需开采和运输
D．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会对环境造成污染
10．如图是新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是（ ）
A．照明灯工作时，LED灯是将机械能转化为光能
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．利用风力发电将电能转化为机械能
D．蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
11. 某居民楼顶安装有太阳能电池板和太阳能热水器。若太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，使热水器内水温升高Δt，水的比热容为c水。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．太阳能电池将接收的太阳能全部转化为电能
C．太阳能热水器将太阳能转化为内能
D．该热水器内水的质量为
【链接中考】
1.（2026·山东威海卷） 搭载“天问二号”探测器的火箭升空时，由于摩擦，部分机械能转化为空气和箭体的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来推动火箭，说明能量的转化具有___________；我国自主研发的“偏二甲肼”火箭燃料属于___________（选填“一次”“二次”）能源。
2.（2026·广西）太阳能可以从自然界源源不断地得到，它___________（选填“是”或“不是”）一种可再生能源。我国月球车在月球上利用太阳能电池将太阳能转化为___________能，供月球车使用。
3.（2026·河南）中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量。空间站主要靠太阳能帆板提供能源，帆板工作时将太阳能直接转化为______能。太阳能清洁无污染，是可再生能源，请再列举出一种可再生能源：______。
4.（2026·贵州） 有一种光电转化玻璃，既能作普通玻璃使用，又能将吸收的太阳能转化为电能。若将其用于生产生活中，请提出两条应用设想。
5.（2026·山东卷）下列属于不可再生能源的是（ ）
A. 风能B. 地热能C. 石油D. 太阳能
6.（2026·广东省卷） 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（ ）
A. 煤B. 石油
C. 天然气D. 风能
7.（2026·湖北）使用下列燃料符合低碳生活理念的是（ ）
A. 石油B. 煤炭C. 木柴D. 氢燃料
8.（2026·四川宜宾卷） 全世界能源的消耗逐年上涨，探索各种可再生能源的利用是人类要解决的一个重要课题。下列举措中不符合这个课题的是（ ）
A. 利用煤的化学能转化为电能B. 利用水的机械能转化为电能
C. 利用风能转化为电能D. 利用太阳能转化为电能标准
类别
定义
例子
能否从自然界直接获取
一次能源
可从自然界直接获取
化石燃料、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
二次能源
无法从自然界直接获取
电能、酒精、汽油、柴油等
能否可再生
可再生能源
可以长期提供或可以再生
太阳能、水能、风能等
不可再生能源
短时间自然界无法补充
化石燃料、核能等
人类开发利用时间
常规能源
已经大规模开发
化石燃料、水能、风能
新能源
刚刚开始开发利用
核能、太阳能、潮汐能、地热能等