(共45张PPT)
第二十章 能源与能量守恒
20.3 能量的转化与能量守恒
20.4 能源、环境与可持续发展
情境导入 课标要求
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术.中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，中国光伏发电将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统. 1.知道能量的转化、转移有一定方向性.
2.了解我国和世界能源状况、能源消耗的趋势，能说出能源与可持续发展的关系，了解未来理想能源的特征.
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1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量 不变 .这就是能量守恒定律.
2.能量转移和能量转化的方向性：能量的转化、能量的转移都是具有 方向性 的，人们是在能量的转化和转移的过程中利用能量的.
转化
转移
不变
方向性
3.能源消耗对环境的影响：大量燃烧化石能源势必造成空气污染和
温室效应 的加剧；过分依赖薪柴能源会加剧水土流失和沙漠化.保护环境、控制和消除 大气污染 ，已经成为当前世界需要解决的重要课题.
4.能源与可持续发展：未来的理想能源应满足的条件：足够 丰富 、足够便宜、相关技术必须成熟、足够 安全清洁 .
温室效应
大气污染
丰富
安全清洁
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下列能量转化或转移的情境中，属于能量转移的是 ( )
A.燃料燃烧时发热
B.用热水袋取暖
C.钻木取火
D.电动机带动水泵把地下水送到地面
能量的转移与转化
B
正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移”：能量发生转化时，能量的形式会发生改变，通常是由化学变化引起的；能量发生转移时，能量的形式并没有发生变化，通常是由物理变化引起的.
5.下列关于能量转化与转移现象的说法中，正确的是( )
A.用干电池供电，电能转化为化学能
B.暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
C.用电热水器烧水，电能转化为内能
D.搓手取暖，内能发生了转移
C
6.公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示.该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用.下列说法正确的是( )
A.风力发电机将电能转化为机械能
B.太阳能电池板将电能转化为太阳能
C.蓄电池供电时将化学能转化为电能
D.路灯照明时将光能转化为电能
C
在荡秋千时，停止用力，秋千越摆越低，说明秋千机械能在 少 ，减少的机械能转化为 内能 .大量事实证明：能量既不会凭空 产生 ，也不会凭空 消失 ，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 .
能量守恒定律
减少
内能
产生
消失
转化
转移
保持不变
能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一.大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律.能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器.能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的.
7.关于能量守恒定律，下列说法正确的是( )
A.能量可以凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
C
8.如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是 ( )
A.小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B.在小球运动的过程中，有一部分机械能转化成了内能
C.根据能量守恒定律，在此过程中小球的能量总量保持不变
D.此过程说明了能量守恒定律在一定条件下才能成立
B
白炽灯有电流通过，发光的同时产生的 内能 散失在空气中，这些能量无法自动再转化为电能；汽车制动过程中 机械能 转化为地面、轮胎和空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车；电灯可以将电能转化为光能和内能，这些光能和内能却不能再自发地转化为电能.这些现象说明能量转化具有 方向 (填“可逆”或“方向”)性.
内能
机械能
方向
能量转移和能量转化都是具有方向性的，人们是在能量转移或能量转化的过程中利用能量的.但不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的.
9.关于能量的转移和转化，下列判断正确的是( )
A.能量转移和转化没有方向性
B.消耗掉的内能可以收集起来再利用
C.热量可以从低温物体转移到高温物体
D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
C
10.关于能量和能源，下列说法中正确的是( )
A.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加
B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少
C.由于能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，因此节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源
D
为了减少能源利用时对环境的污染和破坏，下列做法不正确的是 ( )
A.大力发展风力发电
B.大力发展火力发电
C.减少化石燃料的使用
D.开发使用电能驱动的电动汽车
B
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用.汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应.燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应.
11.网约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车成为网约车中的主力军.下列说法错误的是 ( )
A.石油是不可再生能源
B.新能源车使用的电能属于一次能源
C.用户通过手机联络网约车司机，利用了电磁波能够传递信息
D.纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放
B
12.节能降碳是积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”、全面推进美丽中国建设、促进经济社会发展全面绿色转型的重要举措.下列说法正确且符合节能降碳要求的是( )
A.大力推广使用一次性餐具
B.新能源汽车中用到的氢能、太阳能、压缩天然气等能源，均属于不可再生能源
C.目前，核电站利用核聚变释放的能量发电
D.大力推广风能、太阳能发电
D
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随着时代的发展，新能源汽车走进千家万户.请运用有关的物理知识，完成13、14题.
13.新能源汽车的驱动原理跟常见的电风扇相同，则它在行驶过程中的能量转化是 ( )
A.电能转化为机械能 B.机械能转化为电能
C.机械能转化为内能 D.内能转化为机械能
A
【基础评价】
14.下列关于新能源汽车充放电时，“电池”能量转化的说法中正确的是 ( )
A.充电时，电能转化为化学能
B.充电时，化学能转化为电能
C.放电时，内能转化为电能
D.放电时，电能转化为内能
A
15.下列关于能源和材料的说法不正确的是 ( )
A.石油、天然气和太阳能都是不可再生能源
B.半导体材料是制造集成电路的重要材料
C.超导材料、纳米材料是性能更好、更有价值的新材料
D.核电站使用过的核废料必须谨慎处理， 不能随意排放
A
16.如图为某太阳能无人机，该飞机以太阳能为能量来源，主要作用是在高空中为偏远地区提供上网服务，以下说法正确的是( )
A.太阳能无人机将接收到的太阳能全部转化为机械能
B.太阳能无人机将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
C.太阳能是一种可再生能源
D.高能量电池为飞机提供动力，将电能转化为化学能
C
17.人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及的能量转化正确的是( )
A.用天然气灶炒菜，是电能转化为内能
B.电梯运行过程中，是机械能转化为电能
C.太阳能电池板是将太阳能转化为电能
D.秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能
C
18.关于能量守恒定律的下列说法中，正确的是 ( )
A.能量可以凭空消失
B.能量在转化和转移过程中，能的总量保持不变
C.能量可以凭空产生
D.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
B
19.下列做法符合“低碳生活”要求，利于可持续发展的是 ( )
A.若有可能，出行时尽量使用自行车
B.废电池随便丢弃
C.为了方便而使用一次性塑料袋
D.大力发展以煤为燃料的火力发电
A
20.核能是人类开发和利用的一种有前途的新能源，下列说法不正确的是 ( )
A.核能不能短时间内从自然界中得到补充
B.利用核能不会对环境造成影响
C.核电站利用核能发电，将核能转化为电能
D.化石能源仍然是我国目前消耗的主要能源
B
21.某抽水蓄能电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处转化为水的机械能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水、电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”.下列说法正确的是 ( )
A.风能和光能是不可再生能源
B.该电站抽水蓄能时可将电能转化为机械能，发电时可将机械能转化为电能
C.根据能量守恒定律可知，该电站抽水时消耗的电能全部转化为水的机械能
D.风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
B
22.中华艺术“烙画”相传源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为电烙铁)在物体上熨出烙痕作画.电烙铁通电升温的过程是能量的 转化 过程，“画布”升温的过程是能量的 转移 (前两空均填“转化”或“转移”)过程.整个过程中，能量 是 (填“是”或“不是”)守恒的.
23.电动汽车在行驶时，将电能主要转化为 机械 能；为了节能，电动汽车安装了能量回收装置，在刹车时带动发电机发电.有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 能量守恒定律 ；在汽车制动时，与轮胎接触的地面、轮胎及空气等获得的内能，无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化是具有 方向 的.
转移
转化
是
机械
能量守恒定律
方向
24.为应对气候变化，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标承诺.请列举一种会导致二氧化碳排放比较大的能源： 石油 (答一条即可).作为普通百姓，也可以为减排做贡献，请举一例： 绿色出行，出门尽量不开车 (合理即可).塑料袋曾给人们的生活带来很大方便，如今却被称为“人类最糟糕的发明”.从环境或能源角度，谈一点限制生产和使用塑料购物袋的意义： 遏制“白色污染”(或节约石油资源等) .(答一条即可)
【素养实践】
石油
绿色出行，出门尽量不开车
遏制“白色污染”（或节约石油资源等）
25.(2025年广东)巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见表.机器人的电机可切换为电动机或发电机.水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功.当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止.下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来.
(1)下坡时，发电机利用 电磁感应 原理发电；
质量m0 54 kg
最大巡检速度v0 4 km·h-1
蓄电池满电时储能E0 0.2 kW·h
电动机最大输出功率P0 100 W
电磁感应
(2)请完成以下能量转化流程图：
(3)若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2 h，则巡检路程为 4.8km，
牵引力为 90 N，蓄电池储能剩余 0.08 kW·h；
质量m0 54 kg
最大巡检速度v0 4 km·h-1
蓄电池满电时储能E0 0.2 kW·h
电动机最大输出功率P0 100 W
化学
4.8
90
0.08
(4)如图，当机器人巡检线路到达A点时，蓄电池储能为0.95E0.随后机器人先下坡巡检(电机切换为发电机)，后水平巡检(电机切换为电动机)，巡检全程速度大小保持不变，AB段重力势能减少量为1×105 J.充电过程中，重力势能每减少1 J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45 J.水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为 8 000 m.(g=10N/kg)
8 000
【解析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用电磁感应来工作的.
（2）由材料可知，下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来，蓄电池的充电过程，消耗电能转化为化学能，并将化学能储存在蓄电池内.
（3）巡检路程为s=v0t=4 km/h×1.2 h=4.8 km；机器人的速度v0=4 km/h=4×=90 N .消耗的电能W=P0t=0.1 kW×1.2 h=0.12 kW·h.蓄电池储能剩余W剩=W-W消=0.2 kW·h-0.12 kW·h=0.08 kW·h .
（4）充电能量=8 000 m .
26.在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电.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)在下面方框中填写核电站发电过程中能量的转化情况.
核能 ① 能 ② 能 电能
① 内 ；② 机械 .
内
机械
(2)核能释放出的能量十分巨大，因为核燃料在核反应堆中发生了核
裂变 (填“裂变”或“聚变”)，核能属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.
(3)核电站的核废料具有 放射 性，若发生事故时，对环境会造成相当大的危害.
(4)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起.写出一条节约能源的措施 人走灯灭、一水多用(合理即可) .
裂变
不可再生
放射
人走灯灭、一水多用（合理即可）
27.阅读短文，回答问题.
页岩气
页岩气是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源和化工原料.页岩气主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛.
页岩气生产过程中一般无须排水，生产周期长，一般为30~50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值.随着社会对能源需求不断扩大，特别是水平井与压裂技术水平不断进步，人类对页岩气的勘探开发正在
形成热潮.我国页岩气资源潜力大，初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米，与常规天然气相当.
(1)页岩气属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.
(2)若页岩气的热值为4.2×107 J/m3，则燃烧5 m3页岩气放出的热量为 2.1×108 J.
不可再生
2.1×108(共14张PPT)
第二十章 能源与能量守恒
章末强基提能
核心归纳
重难突破
核心归纳
能
源
与
能
量守恒
能
源
与
能
量守恒
能
源
与
能
量
守
恒
同时释放出巨大的能量
1.(教材素材改编)太阳能属于可再生的 清洁 (填“清洁”或“不清洁”)能源.太阳能来源于太阳内部发生的核 聚变 (填“裂变”或“聚变”).目前人们直接利用太阳能的方式主要有两种：一种是用集热器把水等物质进行加热；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成 电 能.
2.(教材素材改编)氢弹是利用原子核 聚变 (填“裂变”或“聚变”)在瞬间释放出巨大能量的一种武器；自然界中能量的形式有很多，其中“水能”属于 可再生(填“可再生”或“不可再生”)能源，“电能”属于 二次 (
填“一次”或“二次”)能源.
清洁
聚变
电
聚变
可再生
二次
3.(教材素材改编)如图所示是某地区风力发电的场景，风力发电是将风能转化为 电 能，且风能是清洁的 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源，是世界各国大力发展的新能源之一.能源利用的实质是能量的转化或转移，在此过程中能的总量 保持不变 (填“逐渐减少”“保持不变”或“逐渐增加”).
电
可再生
保持不变
4.(教材素材改编)如图所示是深受年轻人喜爱的电动平
衡车.平衡车刹车时，将 机械 能转化为内能，内能
最终散失到空气中，此过程中所有能量的总和 不变 (
填“增大”“不变”或“减小”).散失到空气中的内能无法再被
直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有 方向性 .
机械
不变
方向性
重难突破
重难突破
核心归纳
1.下列能源中，属于二次能源的是( )
A.化石能源 B.太阳能 C.汽油 D.核能
2.下列关于化石燃料的说法正确的是 ( )
A.石油燃料属于二次能源
B.石油燃料属于不可再生能源
C.天然气、汽油属于一次能源
D.使用化石燃料会造成环境污染，应该全面禁止
专项 能源的分类
C
B
3.关于能源和信息的传递，下列说法中正确的是 ( )
A.太阳能本质上是核能，所以核能是可再生能源
B.风能、水能、太阳能属于可再生能源
C.电能是广泛使用的一次能源
D.太阳是利用核裂变产生核能的
B
4.学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是 ( )
A.能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
B.热传递改变物体的内能是不同形式的能间相互转化
C.各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D.做功改变物体的内能是不同形式的能间相互转化
专项 能量转移或转化是守恒的且具有方向性
B
5.人们喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点.给电动车充电时，能量转化是电能转化为 化学 能，此时蓄电池相当于 用电器 (填“电源”或“用电器”)；电动自行车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中所有的能量总和 不变 (填“增大”“不变”或“减小”).
化学
用电器
不变 (共27张PPT)
第二十章 能源与能量守恒
20.1 能源
情境导入 课标要求
人类发展至今，能源已经是我们生活中不可或缺的一部分，不亚于日常生活所需要的空气和水，已经是人们赖以生存和发展的基本保障. 1.了解能量及其存在的不同形式.能描述不同形式的能量和生产、生活的联系.
2.列举几种与生活密切相关的能量.
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课堂|探究学习
课后|巩固提升
课前|自主预习
1.人类利用能源的历史可以分为 柴薪 时代、 煤炭 时代、 石油 时代和多元化能源时代.
2.按来源分类：
(1)一次能源是指 直接 取自自然界，没有经过加工转化的各种能量和资源.如：风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能、化石能源、核能等.
(2)二次能源，由一次能源 加工转换 以后得到的能源产品.如：电能、汽油、柴油、煤油等.
柴薪
煤炭
石油
直接
加工转换
3.按持续性分类：
(1) 可再生 能源是指不会随开发利用而日益减少，可以在自然界里源源不断地得到的能源.
(2) 不可再生 能源，是指一旦被消耗就不能在短期内得到补充的能源.
可再生
不可再生
课堂|探究学习
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关于能源的概念，下列叙述中正确的是( )
A.能做功的物体叫做能源
B.具有动能或势能的物体叫做能源
C.能提供能量的物质资源都可以叫做能源
D.内燃机和发电机都是能源
C
能源及人类利用能源的历史
能源是一种物质，是可以提供某种形式的能量的一种物质，能源与能量是两个不同的概念，能源是能为人类提供能量的物质资源，所以能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程.能量则是物体做功本领的一个量度.生活中常见的能源有：煤炭、石油、天然气、汽油、柴油、热力、电力等.
4.下列实例中，不属于能源的是( )
A.煤炭 B.地热 C.柴油机 D.酒精
5.人类利用能源的三个阶段：①化石能源时期；②薪柴时期；③多元化能源时期.按时间从古至今的顺序排列正确的是( )
A.①②③ B.②③①
C.①③② D.②①③
C
D
能源问题已经严重影响着当今世界和平发展，因此各国大力提倡使用可再生能源.下列能源中是不可再生能源的是( )
A.太阳能 B.风能 C.水能 D.天然气
D
能源的分类
一次能源 化石能源 煤、石油、天然气、可燃冰
新能源 生物质能、太阳能、风能、地热能、水能、核能、可燃冰 二次能源 电能、汽油、煤油、酒精、焦油等
6.火力发电厂进的是“煤”，出的是“电”.关于煤和电，下列说法正确的是( )
A.煤和电都是一次能源
B.煤和电都是二次能源
C.煤是一次能源，电是二次能源
D.煤是二次能源，电是一次能源
C
7.关于能源，下列说法正确的是 ( )
A.水能、汽油、柴油属于一次能源
B.核能、地热能、太阳能属于一次能源
C.石油、风能、潮汐能属于二次能源
D.柴油、煤炭、电能属于二次能源
B
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课堂|探究学习
课后|巩固提升
课前|自主预习
8.在下列能源中，属于化石能源的是( )
A.核能、生物质能、水能 B.电能、汽油、柴油
C.太阳能、地热能、风能 D.煤、石油、天然气
9.下列各组能源中，均为不可再生能源的是( )
A.电能、汽油、风能
B.太阳能、地热能、风能
C.煤、石油、天然气
D.核能、水能、生物能
D
【基础评价】
C
10.关于能源，下列说法正确的是( )
A.煤属于可再生能源
B.天然气属于可再生能源
C.太阳能属于不可再生能源
D.核能属于不可再生能源
D
11.下列环境问题与大量使用化石能源无关的是 ( )
A.水土流失
B.机器产生的噪声
C.“温室效应”的加剧
D.故宫的汉白玉石柱已被酸雨严重腐蚀
A
12.关于能源的利用，下列说法中不正确的是 ( )
A.由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不重要
B.能源的利用过程，实质上是能的转化和转移过程
C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D.煤、石油和天然气属于一次能源，可以直接从自然界获得
A
13.关于能源的概念，下列叙述中正确的是( )
A.能做功的物体叫做能源
B.具有动能或势能的物体叫做能源
C.能提供能量的物质资源都可以叫做能源
D.内燃机和发电机都是能源
C
14.关于能源，下列说法正确的是 ( )
A.水能、汽油、柴油属于一次能源
B.核能、地热能、太阳能属于一次能源
C.石油、风能、潮汐能属于二次能源
D.柴油、煤炭、电能属于二次能源
B
15.自然界中存在着许多种人类所需的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是 ( )
A.水能、风能、核燃料 B.风能、水能、太阳能
C.煤炭、石油、天然气 D.风能、地热能、天然气
16.我国要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，实施可再生能源替代行动应该减少建设下列电站中的( )
A.水力发电站 B.风力发电站
C.光伏发电站 D.火力发电站
B
D
17.关于能源，下列说法中错误的是( )
A.人类生活的一切活动都需要能源
B.能源的广泛使用，给人类文明带来巨大的进步
C.能源是为人类提供能量的物质资源
D.任何可再生能源都是取之不尽、用之不竭的
【素养实践】
D
18.能源是人类发展的重要因素，下列做法中不能有效缓解能源危机的是( )
A.加强宣传力度，使人们形成节能意识
B.注重技术创新，提高能量转化过程中的效率
C.化石能源不可再生，停止使用一切化石能源
D.依靠科学技术创新，开发绿色新能源
C
19.新能源在现代社会中有着广泛的应用：太阳能属于 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源；无人驾驶电车在行驶时，车上的锂离子电池将 化学 能转化为电能，再转化为汽车的机械能，无人驾驶电车是通过 电磁波 (填“超声波”或“电磁波”)进行障碍物感知的.
20.目前，许多城市的公交车使用了天然气作燃料，天然气是一种 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.某公交车消耗5m3天然气所释放的热量是 电磁波J；提高公交车的燃烧效率，天然气的热值将 不变(
填“变大”“变小”或“不变”).(天然气的热值为7×107J/m3)
可再生
化学
电磁波
不可再生
3.5×108
不变
21.科学家认为，碳排放导致全球变暖，极端天气事件增加，对生命系统形成威胁.在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此在联合国大会上向全世界宣布了2060年前实现“碳中和”(产生和消耗二氧化碳大致相等)目标.为实现“碳中和”目标，未来，风能、太阳能和生物质能将成为主要的能源来源.某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，其电压为12V、容量为24A h，若路灯的规格为“12V 24W”.
(1)生物质能是 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.
可再生
(2)蓄电池中储存的是 化学 能.
(3)如果电池充满后给灯泡供电，电量下降至20%停止工作，电池充满一次可以供路灯工作 9.6 小时.
化学
9.6(共18张PPT)
第二十章 能源与能量守恒
跨学科实践 新能源汽车发展前景和趋势的研究
1.保护环境、节约能源是我们每个人的责任，下列做法或说法正确的是( )
A.随着科技的发展，永动机一定会被造出来
B.让家中的电视机长时间处于待机状态
C.核电站使用过的核废料无放射性，不会污染环境
D.能量在转化过程中是守恒的，但转化具有方向性，所以我们要节约能源
D
2.“中国环流三号”是我国目前设计参数最高、规模最大的核聚变大科学装置，也被称为中国的新一代“人造太阳”.下列说法中正确的是 ( )
A.“人造太阳”与核电站释放能量的方式不同
B.该装置使用的原料储量丰富，所以不需要节约能源
C.核能是可再生能源
D.“人造太阳”释放能量的转化效率可达100%
A
3.电能便于输送和转化，运用广泛，但电能无法从自然界中直接获取，通常是由其他形式的能转化而来的.下列发电方式中，通过消耗可再生能源获取电能的是 ( )
A.利用核能发电 B.利用太阳能发电
C.燃烧煤炭发电 D.燃烧天然气发电
4.(2025年广东)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
B
D
5.世界能源危机日趋严重，节约能源是我们每个人的责任.下列图中能反映风力发电原理的是 ( )
A B C D
B
6.教室的灯管之间是 并 联的，教室电路导线的材料通常是 铜 ；教室里的灯管正常发光时两端电压为 220 V；节约能源从我做起，平时要养成随手关灯的习惯，教室里多关一盏灯，干路上的电流大小会 变小 (填“变大”“变小”或“不变”).
并
铜
220
变小
7.为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中.表中是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时，关闭发动机直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率.耗油量是指汽车正常行驶100km消耗汽油的体积.(ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg)
总质量/kg 1200
储能效率 50%
耗油量/［L·(100km)-1］ 9
(1)发电机是根据 电磁感应 原理发电的；发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为内能；行驶过程中，给汽车提供动力的是四冲程汽油机的 做功 冲程.
(2)汽车轮胎表面有凹凸不平的花纹，从物理角度看，这样做是为了 增大摩擦力 .
(3)该汽车油箱加满汽油时，汽油的深度为40cm，则加满汽油时油箱底部受到汽油的压强为 2.8×103 Pa.(g取10N/kg)
(4)若汽车在平直路面上匀速直线行驶时的动能E=4.6×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，动能转化为电能，这部分电能相当于 5g
汽油完全燃烧释放的热量.
电磁感应
做功
增大摩擦力
2.8×103
50
8.(2025年广东检测)2024年我国汽车销量全球第一，新能源汽车更是跑出了发展的“加速度”.新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车及氢燃料发动机汽车等.某新型新能源汽车有电池热管理系统，在汽车充电时可将部分电能转化为内能用于加热水箱中的冷却液，以维持电池的最佳工作温度.该汽车的电池热管理系统加热功率为6 kW，水箱中装有20 kg的冷却液，其比热容为3.6×103 J/(kg·℃)，该电池热管理系统的热转换效率为20%，加热30 min后，冷却液温度升高到45 ℃.
(1)新型新能源汽车充电时，加热冷却液30 min消耗的电能W= 1.08×107 J ；
(2)冷却液吸收的热量Q= 2.16×106 J ；
(3)冷却液的初始温度t0= 15 ℃ .
1.08×107 J
2.16×106 J
15 ℃
9.能源短缺、环境污染、全球气候变化使开发清洁、高效、安全和可持续的能源迫在眉睫，其中，氢能正在受到越来越多国家的重视，如图是一款氢能源汽车.
(1)氢能源属于 可再生 (填“可再生”
或“不可再生”)能源.
(2)以下属于氢能源的优点是 ①③ (选填序号).
①氢的热值高 ②氢能源储量丰富.
③清洁无污染 ④安全、易储存
可再生
①③
(3)小组同学燃烧氢气给水加热，若不计热损失，用5.1×10-3 kg的氢气完全燃烧产生的热量能使 3.4 kg 20 ℃的水升温到70 ℃.［已知氢气的热值为1.4×108 J/kg、水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) ］
3.4
10.如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车.它上面的太阳能接收板的有效面积为9m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为180V，可供电动机正常工作的电流为10A.
(1)太阳能属于 可 (填“可”或“不可”)再生能源.
(2)该太阳能电池每秒可以提供的电能为 1800 J.
(3)该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 20% .
可
1800
20%
(4)电动机正常工作时，将电能主要转化为 机械 能，若电动机的转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是160N，则该车匀速行驶的速度是 9 m/s.
机械
9
11.节约能源是社会可持续发展的基础，是建设青山绿水美好环境的保证.下面我们通过计算来感受节约1kW·h电能的意义.求：(1kW·h=3.6×106J)
(1)某电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2 200N，电梯满载10人，每个人的体重约为500N，若1度电全部用来对电梯做功，能将满载的电梯提升多少米？
解：（1）电梯满载时人的总重力G'=10G人=10×500N=5 000N，
电梯满载时总重力G总=G梯+G'=2 200N+5 000N=7 200N，
若1度电全部用来对电梯做功，能将满载的电梯提升的高度为h==50m.
(2)某热水器的热效率为80%，1kW·h的电能可使多少千克的水温度升高50℃？［水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，保留一位小数］
（2）某热水器的热效率为80%，水吸收的热量Q吸=80%W=80%×3.6×106J=2.88×106J，
根据Q吸=cmΔt可知，水的质量m=≈13.7kg.
(3)某电动公交汽车在平直公路上匀速直线行驶时，所受摩擦力为3 600N，若电动公交汽车效率为70%，1度电能使该汽车行驶多远？
（3）公交电动汽车所做的有用功W有=70%W=70%×3.6×106J=
2.52×106J，
因为公交电动汽车做匀速直线运动，所受牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以该公交电动汽车所受的牵引力F=f=3 600N，
1度电能使该汽车行驶的距离s==700m.(共34张PPT)
第二十章 能源与能量守恒
20.2 开发新能源
情境导入 课标要求
1967年6月17日，中国自行设计、制造的第一颗氢弹在中国西部地区上空试爆成功.从第一颗原子弹试验成功到第一颗氢弹试验成功，只用了两年八个月，发展速度之快，在世界上引起了巨大反响.你知道原子弹、氢弹为什么会突然放出那么大的能量吗？ 1.了解能量及其存在的不同形式.能描述不同形式的能量和生产生活的联系.
2.列举常见的不可再生能源和可再生能源.
3.知道核能的特点和核能利用可能带来的问题.
4.从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性.
课前|自主预习
课堂|探究学习
课后|巩固提升
课前|自主预习
1.太阳能：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 聚变 ，释放出巨大的 核能 .太阳能以 光和热 的形式向四周辐射开去.
2.核能：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 时释放出的能量.
3.裂变：用中子轰击质量比较大的 铀原子核 ，变成 两个 质量 中等大小 的原子核，同时释放出巨大的能量.可控链式反应的应用是 核反应堆 ；不加控制链式反应的应用是 原子弹 .
聚变
核能
光和热
分裂
结合
铀原子核
两个
中等大小
核反应堆
原子弹
4.聚变：将两种质量较轻的 原子核 ，在超高温下 聚合 成一个较重原子核，会释放巨大的核能.应用：氢弹.
5.新能源：人们正在开发和利用的新能源有 太阳能 、 风能 、 地热能 、 潮汐能 和 核能 等.
原子核
聚合
太阳能
风能
地热能
潮汐能
核能
课堂|探究学习
课堂|探究学习
课后|巩固提升
课前|自主预习
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
太阳能
C
【解析】太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，A错误；由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能电池不能将接收到的太阳能全部转化为电能，B错误；太阳能热水器吸收太阳能，将太阳能转化为内能，C正确；太阳能热水器工作效率为η，每小时可接收太阳能Q，则水吸收的太阳能为Q吸=ηQ根据Q=cmΔt可知，该热水器内水的质量为m=，故D错误.
1.光热转换：用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质.实现了将太阳能转化为内能.
2.光电转换：太阳能电池可以将太阳能转化为电能；在航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用.
6.太阳是人类能源的宝库，下列能源中不是来源于太阳的是 ( )
A.地热能 B.风能
C.水能 D.生物质能
A
7.太阳每时每刻都在向外辐射光和热，每年辐射到地球上的能量比目前人类每年消耗的总能量大一万多倍.下列与太阳能有关的说法，正确的是 ( )
A.人类可以直接利用太阳能
B.太阳能属于不可再生能源
C.地球上所有的能量均来自太阳
D.太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放的核能
A
(新编)阅读课本，请完成以下填空.
(1)获取核能有两种途径——核裂变和核聚变，目前人类利用核能发电是如图 甲 所示的途径，氢弹爆炸的原理跟图 乙 是一样的.
核能
甲
乙
(2)较重的原子核裂变为较轻的原子核的核反应叫做核 裂 变，科学家发现用中子去轰击铀核形成的 链式 反应，这一过程会放出大量的能量，如果不加以控制就形成了 原子 弹，甚至对人类造成灾难；如果对其反应速度加以控制，就可以建造 核电站 ，从而为人类造福.
裂
链式
原子
核电站
(3)在超高温的条件下，较轻原子核聚合成较重原子核的反应，叫做核 聚 变，也称为 热核反应 ，这一过程也会放出大量的能量.氢弹和太阳内部发生的核反应都是 核聚变 .
(4)如图丙所示是核电站的原理图，其中能量转化的顺序是核能→ 内 能→ 机械 能→ 电 能.
聚
热核反应
核聚变
内
机械
电
8.目前核能已经被广泛和平利用，核电站是利用 核裂变 (填“核裂变”或“核聚变”)时释放出核能来发电的，核能属于 一次 (填“一次”或“二次”)能源；原子弹爆炸属于 核裂变 (填“核裂变”或“核聚变”).
9.关于裂变反应，下列说法中错误的是 ( )
A.所有原子核都能发生裂变反应释放能量
B.裂变反应是重原子核吸收中子后发生的
C.原子弹是利用链式反应释放的能量
D.核电站是利用可控链式反应释放的能量
核裂变
一次
核裂变
A
新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源.以下既属于新能源又属于不可再生能源的是( )
A.太阳能 B.地热能
C.石油 D.核能
开发新能源
D
10.我国在新能源开发与利用方面走在了世界前列，为全球环境保护做出了较大贡献.下面所列举的项目中，不属于开发新能源措施的是( )
A.潮汐发电 B.地热能发电
C.和平利用核能 D.垃圾焚烧发电
D
11.风是地球上的一种自然现象.风能作为一种新型清洁能源，属于 一次 (填“一次”或“二次”)能源.风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转化为风轮的机械能，风轮带动发电机发电，风力发电机的原理为 电磁感 .从能源利用等角度说说使用风能的优点： 清洁染 (
答出一点即可).
一次
电磁感应
清洁无污染
课后|巩固提升
课堂|探究学习
课后|巩固提升
课前|自主预习
12.下列各种装置和设备中，属于利用光能产生电能的是( )
A.火力发电站 B.水力发电站
C.风力发电站 D.太阳能发电站
13.许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是 ( )
A.太阳是一个巨大的“核能火炉” B.太阳能不能直接利用
C.太阳能属于可再生能源 D.太阳能清洁，无污染
【基础评价】
D
B
14.电能是现代社会的重要能源，下列几种发电方式所用的能源不是来自太阳能的是 ( )
A.原子核能发电 B.火力发电
C.水力发电 D.风力发电
15.关于太阳能及其应用的说法不正确的是( )
A.太阳能可以被人类直接利用
B.太阳能发电站利用太阳能电池直接将太阳能转化为电能
C.太阳能只有转化为电能才能被利用
D.绿色植物通过光合作用会将太阳能转化为化学能
A
C
16.关于核聚变，下列说法正确的是 ( )
A.原子核必须在超高温下才能发生聚变
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.氢弹爆炸时的聚变反应是可控的
D.太阳内部物质的聚变反应是可控的
A
17.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆.下列说法错误的是 ( )
A.核电站使用的核燃料是石油或天然气
B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.原子核分裂时释放出核能
D.核反应堆工作时将核能转化内能再转化为电能
A
18.新时代我国在科技领域取得了举世瞩目的成就，下列有关说法正确的是( )
A.“华龙一号”核电站，利用的是核聚变获得核能
B.“天和号”核心舱升入太空后，通过超声波与地面联系
C.“嫦娥五号”采集的月球样品带回地球后，质量变大
D.“奋斗者号”潜水器下潜时，受到的液体压强变大
D
19.如图，我国研发的“玲龙一号”核电机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组.下列关于核能的说法正确的是 ( )
A.核能是一种化石能源，属于常规能源
B.核电站的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C.利用核能发电是直接将核能转化成电能
D.核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
B
20.如图所示为核电站工作发电流程的示意图，下列叙述正确的是( )
A.核能有核辐射危险，我们应该完全杜绝核能发电
B.核电站发电过程能量转化顺序是：核能→化学能→机械能→电能
C.汽轮机内高温蒸汽的内能减少，主要是通过热传递的方式改变了高温蒸汽的内能
D.核污水中的有害物质在海水中扩散，这说明分子在永不停息地做无规则运动
D
21.人类的发展离不开能源，“碳达峰”和“碳中和”是我国对世界作出的庄严承诺.对于能量和能源，下列说法中正确的是( )
A.现代生活离不开电，电能是一次能源
B.新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值
C.积极开发和利用新能源是未来的重要发展方向
D.地球上能源丰富，所以不用节约能源
C
22.人类目前直接利用太阳能的方式主要有三种，一种是把太阳能转化为 内 能，如太阳能热水器；一种是把太阳能转化为 电 能，如光伏发电；还有一种是把太阳能转化为 化学 能，如太阳能制氢，驱动小汽车.
23.在地球上以探索清洁能源为目的的“中国环流器二号M”被称为“人造太阳”，它主要是让含有质子和 中子 的氢原子核在超高温下发生 聚变 (填“裂变”或“聚变”)，从而获得巨大核能的研究装置.这与 氢弹(
填“原子弹”或“氢弹”)获得能量的方式相同.
内
电
化学
中子
聚变
氢弹
24.核能属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.核电站是通过核反应堆可控核 裂变 (填“裂变”或“聚变”)释放核能来获取电能的.在地球上以探索清洁能源为目的的“中国环流器二号M“被称为“人造太阳”，它主要是让氢原子核在超高温下发生 聚变 (填“裂变”或“聚变”).
25.太阳内部的原子核发生 聚变 (填“裂变”或“聚变”)从而释放能量，太阳能是 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源，具有安全、清洁等优点.小付家里的太阳能热水器水箱内盛有100kg水，在太阳照射下水温从20℃上升到70℃，则水吸收的热量为 2.1×107 J.［c水=4.2×103J/(kg·℃)］
不可再生
裂变
聚变
聚变
可再生
2.1×107
26.水能属于 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源，水从高处向低处流动时， 重力势能 转化为动能.水电站是利用水能资源的一项重大工程，水力发电机每小时能发出8000度电，这相当于完全燃烧 800kg
无烟煤产生的能量.(无烟煤的热值为3.6×107J/kg)
可再生
重力势能
800
27.阅读短文，回答问题.
海洋波浪蕴藏着巨大的能量.如图甲所示是利用海洋波浪发电的原理图，液压缸、水轮机固定在海水中，浮子、活塞通过连杆相连.当浮子随着海浪上下波动时，会带动液压缸内的活塞上下运动，驱使缸内的油液流动，流动的油液冲击水轮机使其转动，带动发电机发电.通过活塞上自动阀门控制，发电机只在浮子上升时才发电，当浮子下降时，发电机不发电.
浮子随波浪从最低点到最高点的竖直平均高度为2m，波浪每次上下波动的速度不变.浮子随海浪向上波动的过程中浸在海水中的体积始终为其
【素养实践】
体积的.已知浮子的质量为200kg，体积为1m3，活塞、连杆的重量和体积均不计，忽略摩擦阻力，海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg.
(1)海洋波浪能属于 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.发电机的工作原理是 电磁感应 .
可再生
电磁感应
(2)浮子的体积浸在海水中时，受到的浮力是 7.5×103 N；浮子带动活塞向上运动，对油液施加向上的压力是 5.5×103 N.
(3)若发电机的发电功率P与时间t的关系如图乙所示，则浮子带动活塞每次推动油液做的功为 1.1×104 J，该波浪发电系统的效率是 21.8% (保留一位小数).
7.5×103
5.5×103
1.1×104
21.8%
