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20.2 能源的开发和利用
一、选择题（共6题）
1. 关于能量与能源，下列说法错误的是
A．能量的转化、能量的转移，都是有方向性的
B．核电站能控制裂变的反应速度
C．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源
D．人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响
2. 人类对能源的需求日益增加，我们需要节约能源。下列能源中属于不可再生能源的是
A．风能、生物质能 B．地热能、水能 C．潮汐能、太阳能 D．核能、煤
3. 如图是一款太阳能 灯，下列相关说法错误的是
A． 灯是由半导体材料制成的
B．太阳能板可以把太阳能转化为电能
C．太阳能是可再生能源
D．太阳能是太阳内部发生核裂变释放的能量
4. 如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法不正确的是
A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，电能转化为化学能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为光能和内能
5. 近几年，多地山现了较为严重的雾霾天气，从而再次引起人们对空气质量的关注，下列一些行为和举措，有利于改善空气质量的是
A．加大火力发电 B．燃放烟花爆竹
C．推广使用太阳能 D．露天焚烧垃圾
6. 我省温州苍南三澳核电站已动土开工，预计 年前建成一期工程，第一批 台百万千瓦核电机组发电。下列关于核电站和核能的叙述中正确的是
A．人类已经能稳定地获取核聚变能
B．核原料具有放射性，如处理不当会造成环境污染
C．目前还不能控制裂变反应的速度
D．当前核电站主要是利用核聚变释放的能量来发电
二、填空题（共5题）
7. 沂蒙山区属于风力资源丰富的地区，有许多风力发电机（如图）。发电机发电的过程是将其他形式的能 （选填“转移”或“转化”）成电能的过程。风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
8. 党的十九大报告中指出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境。陵城区 风电场项目一期工程已经竣工，风电场项目的推广实现了将风能转化为电能，风能这种绿色能源是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
9. 太阳能来自于太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”）过程；太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
10. 核潜艇是利用原子核反应释放出的核能来工作的。核潜艇中的核反应堆发生的是核 （填“裂”或“聚”）变，核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
11. 年 月 日，我国大科学装置“人造太阳”取得重大突破，实现加热功率超过 兆瓦，等离子体储能增加到 千焦，等离子体中心电子温度首次达到 亿度。“人造太阳”像太阳一样，都是利用 （选填“核聚变”或“核裂变”)发出巨大能量的。
答案
一、选择题（共6题）
1. 【答案】C
【解析】A、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，若能从低温物体传递到高温物体，必须依靠外界的帮助，则说明能量转移具有方向性，此选项正确，不符合题意；
B、核电站通过对中子的控制来控制裂变的链式发应速度，此选项正确，不符合题意；
C、化石能源、核能在地球上的储量是一定的，属于不可再生能源；水能属于可再生能源，此选项错误，符合题意；
D、人类耗用各种能源时，特别是燃烧化石能源时，废气的排放是最主要的污染之一，因此会对大气造成影响，此选项正确，不符合题意。
2. 【答案】D
3. 【答案】D
【解析】A、 灯主要工作原件是发光二极管，二级管主要有半导体材料制成；故A正确。
B、太阳能板把太阳能转化为电能，而 灯要消耗电能发光，把电能转化为光能，所以过程中有太阳能变成电能；故B正确。
C、可再生能源是短时间内可以从自然界得到补充的能源；故C正确。
D、太阳内部不断发生着氢核聚变成氦核的反应，又称热核反应；故D错误。
4. 【答案】B
【解析】分析太阳能路灯的整个工作过程可知：白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能 电能 化学能；如果不给蓄电池充电，则太阳能只转化为电能。在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能和内能。故选项中ACD正确，只有B说法错误。
5. 【答案】C
【解析】火力发电一般为燃煤发电，煤燃烧过程中会产生大量的污染空气的气体和粉尘；故A错误；
燃放烟花爆竹会产生大量的污染空气的二氧化硫等气体和粉尘；故B错误；
推广使用太阳能，太阳能是一种清洁的能源，无污染，使用方便，能改善空气的质量；故C正确；
焚烧垃圾中会产生大量的污染空气的气体和粉尘；故D错误。
6. 【答案】B
【解析】（）核电站的核心是核反应堆，它以轴为燃粒，在裂变过程中释放岀核能，再通过热交换器变为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽去驱动蒸汽轮机，蒸汽轮机的旋转带动发电机发电；
（）核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。核电站和原子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的，其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的，而原子弹的裂变过程是不加控制的；氢弹是利用轻核的聚变制成的，目前还不能实现人为控制反应速度。
人类还不能稳定地获取核聚变能，故A错误；
核原料具有放射性，如处理不当会选成环境污染，故B正确；
目前已经能控制裂变反应的速度，故C错误；
当前核电站主要是利用核裂变释放的能量来发电，故D错误。
二、填空题（共5题）
7. 【答案】转化；可再生
【解析】发电机发电的过程是其它形式的能转化成电能的过程；风能安全清洁，能源可从自然界不断获得，且可重复利用，因此是可再生能源，是未来的理想能源之一。
8. 【答案】可再生
【解析】太阳能属于可再生能源；太阳能具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点。太阳能发电具有清洁无污染（或环保；节能；取之不尽，用之不竭）等优点。
9. 【答案】核聚变；可再生
【解析】由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应；太阳能可以从自然界中源源不断的得到，因此它属于可再生能源。
10. 【答案】裂；不可再生
【解析】核潜艇中的核反应堆发生的是可控的核裂变；
核能与煤、石油能源类似，属于不可再生能源。
11. 【答案】核聚变
【解析】人造太阳是利用氢核的聚变而生成了新的较重的原子核，从而产生了巨大的能量，这种方式与太阳的产能方式相同。
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能源的开发和利用
课题 能源的开发和利用 单元 20.2 学科 物理 年级 九年级
学习目标 一、知识与能力：1、知道能源分可再生能源和不可再生能源；2、知道常见的新能源，太阳能、核能、风能、水能等；3、知道常见的新能源的利用方式。二、过程与方法：通过具体数字以及分析现有状况使学生明确现有能源情况三、情感态度与价值观：通过学习使学生知道开发新能源，节约能源使用的必要性，树立节能意识。
重点 1、可再生能源和不可再生能源；2、开发新能源
难点 开发新能源
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过分析我们能源使用情况和各能源供人类使用年限请学生进行思考 能源的使用问题迫在眉睫 通过材料分析引发学生思考
讲授新课课堂练习 能源与社会 人能通过对电磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径，电能的利用，为人类带来光明、灿烂的新世界。各种电器设备的发明，使人们生活水平、生活质量得到极大的改善。像煤、石油、天然气、铀矿这类的化石或矿物能源一旦消耗就很难再生的能源为不可再生能源。介绍煤作燃料的蒸汽机的发明带来第一次工业革命。 像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。课堂巩固：被称为“蓝天白煤”的风能是一种取之不尽、用之不竭的能源，目前已经广泛应用于海上风力发电、空中风力发电和陆上风力发电。以下能源中，与风能同属于可再生能源的是（ ）A．石油 B．太阳能 C．天然气 D．铀矿2、下列发电站在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（ ）A．风力发电站 B．燃气电站 C．水力发电站 D．太阳能电站能源与环境通过图片展示引发学生思考，我们该怎样去改变现状？人们在清理海上漂浮的石油烟雾笼罩的城市工厂排出的废弃全球暖化导致北极熊饥不择食 大熊吃小熊泄露的石油会污染海洋、煤燃烧产生的二氧化碳和烟尘会造成空气污染、温室效应……怎样解决利用能源与保护环境的问题呢？三、开发新能源1、太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。太阳能可以转化为内能或电能核能的开发和利用可以采用两种方法：核聚变、核裂变 核裂变的链式反应利用核能发电是人们利用核能的一个重要方向。目前，世界上已经利用核裂变原理建成了许多核能发电站。地球内部蕴藏着大量的热。在有地热资源的地方可以开发的利用地热能发电。展示相关图片月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。 潮汐能的利用过程涨潮时：潮水从导流管流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存能量。大显身手1、下列利用不可再生能源发电的是（ ） A．风力发电 B．潮汐发电 C．太阳能发电 D．核能发电2、下列有关核能的利用，叙述正确的是（ ）A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器C．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→机械能→电能D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的3、下列关于太阳能的说法中错误的是（ ）A．太阳能十分巨大，供应时间长久B．太阳能分布广阔，处处可以利用C．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响D．太阳能安全、清洁、不会造成环境污染4、如图所示的发电设备，利用的是（ ）A．核能 B．太阳能 C．水能 D．风能 不可再生能源的使用在给人类带来生活便利的同时也危害了环境新能源的开发不但节约了不可再生能源的使用，还减少对环境的污染 使学生知道不可再生能源的利用改变了人们的生活方式，对人类的优质生活做出很大贡献使学生对各种形式的能有具体感知
课堂小结 本节主要讲解能源的分类：可再生能源和不可再生能源，以及对新能源的开发和利用：太阳能、核能、潮汐能、地热能……
板书 能源的开发和利用一、能源与社会二、能源与环境三、开发新能源1、化学能2、核能3、地热能4、潮汐能
课后反思 本节课教学成功的关键是教师向学生提出了一系列有效的引导问题。这就对教师的业务水平也提出了更高的要求，教师要有较强的调控和应变能力，设计的问题必须既有坡度又有启发意义，从而令学生产生相应的探究兴趣。如果这些条件不充分的话，实行起来就比较困难。
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沪科版九年级物理第二十章第2节
能源的开发和利用
导入新课
阅读下列材料，你有什么想说的？
能源与社会
自然界中部分能源情况
自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需的能源。
能源的分类
①可再生能源：可长期提供或可以再生的能源
如：太阳能、风能、水能以及动植物等
②不可再生资源：一旦消耗就很难再生的能源
如：煤、石油、天然气和铀矿等矿物能源
能源与社会
能源利用的几个阶段
（1）人类对木材、水力、风力、畜力等
自然资源的利用；
我国古代对
水能的利用
能源与社会
（2）大约在200多年前，由于煤的大量开采，人类利用能源的历史进入了一个崭新的时期。
用煤作燃料的蒸汽机的发明，带来了人类历史上的第一次工业革命。各种机械以及交通工具的相继发明大大提高了社会生产力。随后，石油、天然气先后成为人类生产、生活广泛使用的能源。
能源与社会
通过对电磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径，各种电器设备的发明，使人们生活水平、生活质量得到极大的改善。
能源与社会
（3）电能的利用为人类带来了一个光明、灿烂的新世界
小试牛刀
1、被称为“蓝天白煤”的风能是一种取之不尽、用之不竭的能源，目前已经广泛应用于海上风力发电、空中风力发电和陆上风力发电。以下能源中，与风能同属于可再生能源的是（ ）
A．石油 B．太阳能
C．天然气 D．铀矿
B
小试牛刀
2、下列发电站在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（ ）
A．风力发电站 B．燃气电站
C．水力发电站 D．太阳能电站
B
能源的大量开发和使用，也造成了环境污染与生态破坏
石油泄漏造成的污染
能源与环境
工厂的废气污染
雾霾中的北京
全球暖化导致北极熊饥不择食 大熊吃小熊
泄露的石油会污染海洋、煤燃烧产生的二氧化碳和烟尘会造成空气污染、温室效应……怎样解决利用能源与保护环境的问题呢？
能源与环境
开发新能源
太阳能
太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。
太阳能热水器的工作原理：太阳光的照射使加热管内水的温度上升，由于热水的密度比冷水小，管内的热水不断上升并储存在储水箱上部；同时，储水箱内温度较低的水下降到加热管内，通过水的不断对流，最终使得储水箱内的温度升高。
开发新能源
太阳能
核 能
原子核发生改变所产生的能量
（1）利用核裂变释放能量；
核能的开发和利用可以采用两种方法：
核裂变是较重的原子核裂变为较轻的
原子核的一种核反应。
原子弹就是根据这个原理制造的一种核武器。
开发新能源
核聚变释放能量
核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。
氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比原子弹更大的核武器。
开发新能源
开发新能源
利用核能发电是人们利用核能的一个重要方向。目前，世界上已经利用核裂变原理建成了许多核能发电站。
秦山核电站
地热能
地球内部蕴藏着大量的热。在有地热资源的地方可以开发的利用地热能发电。
开发新能源
羊八井地热电站
潮汐能
月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。
江厦潮汐电站
开发新能源
涨潮时：潮水从导流管流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存能量。
开发新能源
退潮时：海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。
风 能
风具有很大的能量。人们很早就学会了利用风能，行船、抽水、磨谷……
风能还可以用来发电。
风力发电站
开发新能源
开发新能源
太阳能
核能
其他新能源
来源
优缺点
利用
光转化为电
光转化为热
获取核能的途径
裂变
聚变
地热能
潮汐能
风能
和平利用核能
课堂小结
大显身手
1、下列利用不可再生能源发电的是（ ）
A．风力发电 B．潮汐发电
C．太阳能发电 D．核能发电
D
大显身手
2、下列有关核能的利用，叙述正确的是（ ）
A．原子弹是利用核聚变原理制成的一种核武器
B．氢弹是利用核裂变原理制成的一种核武器
C．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→机械能→电能
D．氢弹和原子弹爆炸时能量的转化和转移是有方向性的
D
大显身手
3、下列关于太阳能的说法中错误的是（ ）
A．太阳能十分巨大，供应时间长久
B．太阳能分布广阔，处处可以利用
C．太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
D．太阳能安全、清洁、不会造成环境污染
C
大显身手
4、如图所示的发电设备，利用的是（ ）
A．核能 B．太阳能
C．水能 D．风能
D
布置作业
完成课后作业1、2题
再 见
