第22章《能源与可持续发展》核心知识点填空题 （含答案）2025-2026学年人教版物理九年级全一册

九年级第二十二章《能源与可持续发展》知识点填空题
班级：__________ 学号：__________ 姓名：__________ 分数：__________
模块一：能源的分类与利用现状
能源的基本分类（按不同标准划分，核心考点）：
①按获取方式分：a. _______能源（直接从自然界获取的能源，如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能）；b. _______能源（通过一次能源加工转化得到的能源，如电能、汽油、柴油、煤气 —— 电能需通过火力、水力发电获得，属于二次能源）；
②按能否再生分：a. _______能源（在短期内可不断再生、循环利用的能源，如太阳能、风能、水能、生物质能，特点是取之不尽、用之不竭）；b. _______能源（在短期内不能再生的能源，如煤、石油、天然气（化石能源）、核能，其形成周期长达数百万年，消耗速度远大于形成速度）；
③按使用历史分：a. _______能源（人类长期广泛使用的能源，如煤、石油、天然气、水能，技术成熟）；b. _______能源（近年才开始开发利用的能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能，技术仍在发展）。
常规能源的利用现状（以化石能源和水能为主）：
①化石能源（煤、石油、天然气）：a. 地位：目前全球能源消费的主体，占总能耗的_______% 以上（2023 年数据约 80%），支撑工业生产和日常生活；b. 储量现状：按当前消耗速度，石油可开采约_______年，天然气约_______年，煤炭约_______年（数据来自国际能源署，因勘探技术进步，储量会略有调整，但整体呈枯竭趋势）；c. 利用方式：主要用于燃烧发电（火力发电）、交通运输（汽油、柴油）、工业加热（锅炉燃烧）。
②水能：a. 地位：全球最主要的可再生常规能源，占可再生能源消费的 60% 以上；b. 利用方式：通过_______（水电站）将水的重力势能转化为电能（如三峡水电站、葛洲坝水电站）；c. 局限：受地理条件限制（需有河流、落差），建设成本高，可能影响生态环境（如改变鱼类洄游路线、淹没耕地）。
能源利用面临的挑战（三大核心问题）：
①_______危机：化石能源是不可再生能源，储量有限，随着全球经济发展，能源消耗量逐年增加（2023 年全球能源消费同比增长 2.1%），若不开发新能源，将面临 “能源枯竭” 风险；
②_______污染：化石能源燃烧会产生大量污染物，如：a. （SO ）、（NO ），导致酸雨（腐蚀建筑、酸化土壤）；b. （PM2.5、PM10），导致雾霾（影响呼吸系统健康）；c. 未完全燃烧产生的（CO），有毒性，危害人体中枢神经系统；
③_______效应：化石能源燃烧释放大量_______（CO ），导致全球气温升高（2023 年全球平均气温较工业化前升高 1.15℃），引发冰川融化、海平面上升、极端天气（台风、干旱）增多等环境问题。
模块二：新能源的开发与发展
太阳能（最具潜力的新能源）：
①能量来源：太阳内部发生_______反应（氢原子核聚变成氦原子核，释放巨大能量），能量以电磁波形式传播到地球（约 8 分钟到达地球）；
②利用方式（两种核心途径）：a. 利用（将太阳能转化为内能，如太阳能热水器（通过集热器吸收太阳光加热水）、太阳能灶（聚光加热食物））；b. 利用（将太阳能转化为电能，如太阳能电池（基于光电效应，硅材料吸收太阳光产生电流）、太阳能光伏电站）；
③优点与缺点：a. 优点：（取之不尽）、（无污染物排放，不产生温室气体）、分布广泛（无需地理限制）；b. 缺点：（白天有、夜晚无，阴雨天弱）、（需电池储能，储能成本高、寿命短）、转化效率低（当前商用太阳能电池效率约 15%-25%）。
风能（发展最快的新能源之一）：
①能量来源：太阳辐射导致地球表面冷热不均，产生空气流动，形成风（风能本质是太阳能的转化形式）；
②利用方式：通过_______（由叶片、发电机、塔架组成）将风的动能转化为电能（风吹动叶片旋转，带动发电机发电），按安装位置分为陆上风力发电机和海上风力发电机（海上风速大、无遮挡，效率更高）；
③优点与缺点：a. 优点：清洁无污染、可再生、装机成本逐年下降（2023 年陆上风电成本较 2010 年下降 70%）；b. 缺点：（风速不稳定，发电间歇性强）、（需占用大量土地，海上建设成本高）、影响局部生态（可能干扰鸟类迁徙、产生噪音）。
生物质能（基于生物资源的新能源）：
①能量来源：植物通过光合作用吸收太阳能，将 CO 和水转化为有机物（储存化学能），生物质能本质是_______的转化形式（如秸秆、树木、动物粪便、沼气）；
②利用方式：a. 直接燃烧（如秸秆燃烧取暖、发电，效率低，污染大）；b. 发酵转化（如沼气池将秸秆、粪便发酵产生_______（主要成分 CH ），甲烷燃烧发电或作为燃料）；c. 生物质液化（将植物转化为生物柴油、乙醇，作为汽车燃料，替代汽油）；
③优点与缺点：a. 优点：可再生（植物可循环种植）、可减少 CO 排放（燃烧释放的 CO 与植物光合作用吸收的 CO 平衡，实现碳中和）；b. 缺点：转化效率低（生物质能量密度低，1 吨秸秆热值约等于 0.5 吨煤）、可能占用耕地（大量种植能源作物可能影响粮食安全）。
其他新能源（地热能、潮汐能、核能）：
①地热能：a. 能量来源：地球内部的放射性元素衰变产生的热量（如火山喷发、温泉均来自地热能）；b. 利用方式：地热发电（利用地下热水、蒸汽推动汽轮机发电）、地热供暖（直接用地下热水供暖，如冰岛 85% 的建筑用地热供暖）；c. 局限：仅分布在板块交界处（如环太平洋带），地域限制大。
②潮汐能：a. 能量来源：月球和太阳对地球的引力，导致海水周期性涨落（潮汐）；b. 利用方式：通过_______（建在河口、海湾，涨潮时海水推动水轮机发电，落潮时海水流出再次发电）；c. 局限：仅在潮差大的地区（如我国钱塘江大潮）适用，发电周期性强（每天两次涨潮、两次落潮）。
③核能（非常规新能源，需谨慎开发）：a. 能量来源：核_______反应（如铀 - 235 原子核在中子轰击下分裂为两个较轻原子核，释放能量）；b. 利用方式：核电站（通过核反应堆产生热量，加热水产生蒸汽，推动汽轮机发电）；c. 优点：能量密度大（1kg 铀 - 235 释放能量约等于 2700 吨煤）、无温室气体排放；d. 风险：核泄漏（如切尔诺贝利、福岛核事故，放射性物质危害极大）、核废料处理难（放射性半衰期长达数万年，需安全储存）。
模块三：跨学科实践 —— 为节约能源设计方案
设计核心原理：基于_______定律（能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的总量保持不变），节约能源并非 “消灭能量”，而是减少能量的_______（如减少热量散失、降低无用功消耗），提高能量利用效率。
分场景节约能源设计方案（结合物理、化学、地理跨学科知识）：
①家庭场景（从 “用电、用热、出行” 入手）：
a. 照明节能：用_______灯替代白炽灯（LED 灯功率约为白炽灯的 1/10，寿命约为白炽灯的 20 倍，如 10W LED 灯亮度相当于 100W 白炽灯，每天使用 5 小时，一年可省电约 160 度）；
b. 家电节能：a) 家电不用时拔掉插头（避免待机耗电，如电视机待机功率约 5W，一年待机耗电约 43 度）；b) 冰箱放置在通风处，远离热源（减少冰箱压缩机工作时间，降低能耗）；c) 洗衣机满载洗衣（避免分次洗衣，减少电机启动次数，每次启动消耗的电能约等于正常工作 5 分钟的能耗）；
c. 供暖 / 制冷节能：a) 冬季用厚窗帘（减少窗户热量散失，降低暖气能耗，厚窗帘可使室内温度提高 2-3℃）；b) 夏季空调温度设置不低于_______℃（每升高 1℃，空调能耗减少约 10%，避免设置过低导致能耗浪费）；
d. 出行节能：短途选择步行、自行车，中长途选择公共交通（如公交车、地铁），减少私家车使用（1 辆私家车每年约消耗 1.5 吨汽油，排放 3.5 吨 CO ，公共交通人均能耗仅为私家车的 1/5）。
②学校场景（从 “照明、供暖、设备” 入手）：
a. 照明管理：教室采用 “自然光 + 人工光” 结合（白天优先利用自然光，阴天或傍晚再开电灯），安装声光控开关（人走灯灭，避免长明灯，据测算可省电 30%）；
b. 供暖优化：教学楼采用 “分区供暖”（上课时间供暖，放学时间降低供暖温度，避免空教室浪费能源），管道包裹保温层（减少管道热量散失，保温层可使热损失减少 50%）；
c. 设备节能：实验室仪器用完及时断电（如电炉、离心机，避免空载运行），电脑设置 “节能模式”（屏幕亮度调低，闲置 10 分钟自动休眠，每台电脑每年可省电 50 度）。
③工业场景（从 “余热利用、技术升级” 入手）：
a. 余热回收：如钢铁厂利用炼钢余热加热冷水，用于厂区供暖或生产用水（余热回收率可达 30%-50%，每年可节约大量燃煤）；
b. 电机变频：工业电机采用变频技术（根据生产负载调节电机转速，而非持续高速运转，如水泵、风机变频改造后，能耗可降低 20%-40%）；
c. 循环利用：工业废水、废气处理后循环使用（如电厂废水冷却后重新用于发电，减少新鲜水消耗和废水排放）。
设计原则与评估：
①_______原则：方案需符合物理规律（如节能措施基于能量转化效率，不违背能量守恒），技术上可实现（如家庭用 LED 灯，成本低、易安装）；
②_______原则：方案需经济合理（如太阳能热水器初期投入高，但长期使用无电费，5-8 年可收回成本），避免 “高成本低收益”；
③_______原则：方案需兼顾环境与社会（如推广公共交通，既节能又减少污染，改善城市交通拥堵）；
④效果评估：通过数据对比验证节能效果（如家庭每月电费从 200 元降至 150 元，节能 25%；学校年度能耗降低 10%）。
模块四：相似知识点的区别与联系
可再生能源与不可再生能源的区别：
对比项目 可再生能源 不可再生能源
再生能力 短期内可_______（如太阳能每天都有） 短期内_______（化石能源需数百万年）
能源来源 主要来自_______（太阳能、引力能） 主要来自_______（化石能源、核能）
环境影响 污染_______（无温室气体或少量排放） 污染_______（大量污染物、温室气体）
代表能源 太阳能、风能、水能 煤、石油、天然气、核能
发展趋势 逐步替代不可再生能源，占比提升 储量减少，逐步被新能源替代
一次能源与二次能源的区别与联系：
①区别：a. 获取方式：一次能源_______（直接从自然界获取，无需加工），二次能源_______（需通过一次能源加工，如电能来自煤、太阳能）；b. 能量状态：一次能源多为_______（化学能、光能、动能），二次能源多为_______（电能，便于传输和使用）；
②联系：a. 二次能源依赖一次能源（如无煤、太阳能，无法产生电能）；b. 一次能源需转化为二次能源才能高效利用（如煤直接燃烧效率低，转化为电能后可远距离传输，供家庭、工业使用）。
能源利用与环境保护的联系（辩证关系）：
①矛盾点：传统能源（化石能源）利用会导致_______（污染、温室效应），环境保护可能限制能源开发（如禁止高污染煤矿开采）；
②统一 - 点：_______（新能源）的开发利用可实现 “能源 - 环境” 双赢（如太阳能、风能无污染，既满足能源需求，又保护生态）；
③解决路径：a. 减少化石能源使用，提高利用效率（如电厂脱硫脱硝，减少酸雨）；b. 大力发展新能源，优化能源结构（2030 年我国新能源占比目标达 25%）；c. 推广节能技术，降低能源消耗（如建筑节能、工业节能）。
太阳能与风能的异同：
①相同点：a. 能量来源均与_______有关（太阳能是直接来源，风能是太阳能的转化形式）；b. 均为_______（可再生、清洁无污染）；c. 均存在_______（间歇性，需储能）；
②不同点：a. 利用方式：太阳能有_______和_______两种，风能主要是发电；b. 地理限制：太阳能分布广泛，风能集中在高风速地区（如草原、海上）；c. 储能需求：太阳能需昼夜储能，风能需应对风速波动储能。
参考答案
模块一：能源的分类与利用现状
一次；二次；可再生；不可再生；常规；新
80；40；60；200；水电站
能源枯竭；环境污染；二氧化硫；二氧化氮；颗粒物；一氧化碳；温室；二氧化碳
模块二：新能源的开发与发展
核聚变；光热；光电；可再生；清洁无污染；间歇性；储能难
风力发电机；间歇性；地域限制
太阳能；沼气
潮汐电站；裂变
模块三：跨学科实践 —— 为节约能源设计方案
能量守恒；无效损耗
LED；26；
科学；经济；环境友好
模块四：相似知识点的区别与联系
再生；不可再生；太阳能（或引力能）；化石能源（或核燃料）；小；大
无需加工；需加工；一次能源（化学能、光能等）；二次能源（电能）
环境污染；新能源
太阳能；可再生能源；间歇性；光热；光电