16.3 能源 学案 （含答案）2023-2024学年物理北师大版九年级全一册

三 能源：危机与希望
素养目标
1.了解几种重要的能源和应用。
2.重点:认识能量转化与守恒定律。
3.了解节约能源和认识环保的重要性。
学法指导
1.通过阅读和查阅相关资料,完成预习导学部分内容,预习时间约15分钟。
2.合作探究时,就能源的分类问题小组内交流讨论然后完成问题,合作探究时间约20分钟。
【预习导学】
知识点1能量转化与守恒定律
阅读“能量转化与守恒定律”“能制造出‘永动机’吗”,回答下列问题。
1.能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到其他物体,而在 和 的过程中,能量的 保持不变。这就是能量转化与守恒定律。
2.能量转化的过程是有一定 性的,能量转化的过程可以自发地朝某个方向进行,却不能自发地向相反方向进行。
【答案】知识点一
1.转化　转移　转化　转移　总量
2.方向
知识点2能量与能源
3.对应于不同形式的运动,有不同形式的能量,如 能、 能、 能、 能等。
4.可以为人类提供能量的自然资源有 等。
【答案】知识点二
3.机械　电磁　内　化学
4.柴草、煤炭、石油、水能、风能
知识点3物质与能量
5.1905年, 用公式 揭示了质量与能量的关系。
6.质子、中子紧密结合在一起,一旦原子核发生 或 ,就可能释放出惊人的能量,这就是 。
7.较重的原子核分裂成两个中等质量的原子核,同时释放出能量的过程就是 。核电站利用 发电,它的核心设备是 。
8.两个较轻的原子核,在超高温和超高压的条件下,聚合成一个较重的原子核,同时释放出核能的过程就是 ,也称为热核反应。太阳内部发生的就是这种热核反应。核聚变释放出来的能量为裂变的 倍以上。
【答案】知识点三
5.爱因斯坦　E=mc2
6.分裂　聚合　核能
7.核裂变　核能　反应堆
8.核聚变　四
知识点4科学与人类
9.请列举可再生能源: 。
10.要树立 观,注意避免因滥用技术导致的社会问题。
【答案】知识点四
9.太阳能、风能、潮汐能、水力和地热能等
10.科学发展
【合作探究】
任务驱动1能量的转化
1.将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同瓶中,在两个瓶中分别放入相同的温度计,用白纸和黑纸分别将瓶包起来,如图所示,然后将两个瓶子放在太阳光下,经过5 min后,观察两个温度计的变化。
日照 时间 t/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
白纸瓶 水温 t1/℃ 23 24 25 25 26 27 27 28 29 29 30
黑纸瓶 水温 t2/℃ 23 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
分析:由于 物体更容易吸收太阳光的能量,所以用 纸包着的瓶中水温度高。
2.青岛一个80后小伙子徐鹏飞在自家居民楼顶上,自己设计组装了一套微型发电站,被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。小徐的这个发电站,是利用了光伏效应的原理。在晴朗的天气,发电站一天可以发电十度,不但自家够用了,而且,还能把多余的电卖给国家电网,实在是一举两得。
请回答下面几个问题:
(1)光伏电站系统发电时, 能转化为 能。
(2)若一天的有效光照时间按8 h计算,一天可以发电 kW·h,则该光伏发电系统发电的功率是 kW。
(3)该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转化效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧 kg煤。(已知煤的热值q煤=3×107 J/kg)
(4)请写出两条光伏发电的优点: 。
【答案】任务驱动一
1.黑色　黑
2.(1)太阳　电
(2)10　1.25
(3)4
(4)清洁无污染;可再生;节约化石能源;等等
任务驱动2了解核能
3.阅读短文,回答问题。
核能的利用
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高度的重视,如今美国电力的21%是来自核电。核电站的大体组成如图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。
(1)从能源的分类来看,核能是属于 (选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
(2)发电机发电时是让线圈在 中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为 现象。
(3)核电站所需的核能是利用原子核 (选填“裂变”或“聚变”)所产生的。该变化是 (选填“可控”或“不可控”)的。
(4)如果核电站每年需要50 t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭,则6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J (已知煤炭的热值为3×107 J/kg)。
(5)核电站的核废料具有 性,对环境会造成相当大的危害,如何在开发新能源的同时,又注意环境的保护,是人类面临的一大课题。
【答案】任务驱动二
3.(1)不可再生能源
(2)磁场　电磁感应
(3)裂变　可控
(4)1.8×1017
(5)放射
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