第二十章第二节　能源的开发和利用—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（16张）

第二十章　能源、材料与社会
第二节　能源的开发和利用
【导学园地】
Ⅰ.按形成条件可分为:(1)一次能源:从自然界直接获取,不经过加工转换的能源。如煤、石油、天然气、水能等。(2)二次能源:由一次能源加工,转换成的另一种形式的能源。如电能、石油制品、焦炭、甲醇等。
Ⅱ.能源消耗产生的环境问题:空气污染、废物、有害辐射、水土流失和沙漠化(破坏生态平衡)。
Ⅲ.太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大核能。
【知识梳理】
一、能源与社会Ⅰ
1.不可再生能源:不可能在短期内从　　　　得到补充的能源。如:化石能源、核能等。?
2.可再生能源:可以在自然界中源源不断得到　　　　　的能源。如太阳能、风能、水能等。?
二、能源与环境Ⅱ
1.火力发电厂发电所产生的“余热”会引起　　　　。?
2.泄漏的石油会污染　　　;汽车所排放的尾气和各种工业废气笼罩在城市的上空。
三、开发新能源Ⅲ
1.太阳能的利用:目前,人们主要采用光转化为　　　　(光电转换)、光转化为
　　　　(光热转换)的方式来开发、利用太阳能。?
2.核能
(1)概念:由于　　　　的变化而释放出的巨大能量。?
(2)核裂变:用中子轰击　　　 　的原子核使其变成　　　　 的原子核释放能量的反
应,可制造　　　　。?
(3)核聚变:用　　　 　的原子核在超高温下结合成新的原子核时释放出巨大核能的
反应,可制造　　　　。?
(4)核电站:利用裂变的　　　 　发电。?
3.其他新能源包括地热能、　　　　　、风能等。??
自然界
补充
热污染
海洋
电
热
原子核
质量较大
质量较小
原子弹
质量较小
氢弹
链式反应
潮汐能
知识点一:能源与社会
【典题1】(2019临沂中考)2019年1月3日“嫦娥四号”探测器在月球背
面成功降落,如图是“玉兔二号”巡视器与“嫦娥四号”着陆器分离时
的照片。“玉兔二号”巡视器的影子是因为光的　　　　形成的;太阳
能电池板利用的太阳能属于　　　　　　(选填“可再生”或“不可再
生”)能源;太阳能电池板给充电电池充电时,充电电池相当于　　　　(选填“用电
器”或“电源”)。?
直线传播
名师点睛
电能属于二次能源。风能、地热能、太阳能、生物质能、潮汐能都是可再生能源,又是一次能源。呈现出交叉的情况,这主要是因为从不同的角度对能源进行分类的缘故。
可再生
用电器
【变式1-1】如图所示的各种获取电能的设备,在工作中利用的能源属于不可再生能源的是(　 )
【变式1-2】(2019河北中考)能源家族中,有煤、石油、风能、水能、核能、太阳能等,属于不可再生能源的有　　　　 ;电能是　　　　　(选填“一次能源”或
“二次能源”)。它可以使电动机转动,同时产生内能散失在空气中,但这些内能却无法自动转化为电能,该现象说明能量转化具有　　　　性。?
D
煤、石油、核能
二次能源
方向
知识点二:能源与环境
【典题2】关于能源与环境,下列说法正确的是(　 )
A.光的应用不会造成环境污染,城市建筑可以随意使用玻璃幕墙
B.彩电、空调、手机等家用电器在使用中,对人和环境不会产生任何不利的影响
C.石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏
D.太阳能是一种既无污染,又取之不尽的新能源
【变式2-1】在中央电视台发布的重点城市空气质量日报中可看到造成空气污染的首要污染物是可吸入颗粒物和二氧化硫,下列对其形成原因的分析不合理的是(　 )
A.环境绿化不好,粉尘随风飘扬
B.生活和生产中燃烧煤炭
C.工业生产排放废水
D.机动车排放尾气
D
C
知识点三:开发新能源
【典题3】我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破,成功实现电子温度超过5 000万摄氏度、持续时间达102 s的超高温长脉冲等离子体放电。“人造太阳”是利用氢
核　　　　(选填“裂”或“聚”)变来获得巨大能量的,现在的核电站都是利用核
　　　　(选填“裂”或“聚”)变来获取能量的。?
聚
规律总结
未来理想能源的特征:
(1)必须足够丰富,可以保证长期使用。
(2)必须足够便宜,可以保证多数人用得起。
(3)相关技术必须成熟,可以保证大规模使用。
(4)必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
裂
【变式3-1】人类对核能的开发和利用不断取得新的进展,根据目前的科研水平,你认为下列关于原子弹和核电站的说法正确的是( 　)
A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变
B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变
C.原子弹对聚变的链式反应不加控制
D.核电站控制裂变的链式反应速度
D
易错点1:能源的分类不明确
1.(2019南京中考)下列能源中,属于可再生能源的是(　　)
A.天然气 B.煤 C.石油 D.风能
2.(2019泰州中考)以下属于非清洁能源的是(　　)
A.太阳能 B.煤炭 C.风能 D.水能
D
易错提醒
能源家族从不同的角度可以划分为不同的类别,从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。解题的关键,是明确能源分类的标准和方法。
B
易错点2:核能获得的方式和核能的应用
3.(多选)关于核能的获得,下列说法中正确的是(　　)
A.核反应堆就是利用原子核裂变时,在极短时间内释放出大量核能的装置
B.当原子核内部发生变化时,能释放出巨大的能量,核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C.核电站是使核能转化为内能,再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D.在核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变
4.如图为某核电站发电流程图,在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转化顺序正确的是(　　)
A.聚变:核能→内能→化学能→电能
B.聚变:核能→内能→机械能→电能
C.裂变:核能→内能→机械能→电能
D.裂变:核能→内能→化学能→电能
BCD
C
易错提醒
由于对原子核的裂变、聚变反应不理解,在解答核能获得的方式及对核电站、原子弹、氢弹原理的理解易出错。原子弹是重核裂变,氢弹是轻核聚变,要注意区分。核电站是和平利用核能发电,是原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行的。
【基础巩固练】
1.关于能源及其利用的下列说法正确的是( 　)
A.所有能源都是一次能源
B.太阳能是可再生能源
C.能量转化装置的效率可以达到100%
D.目前核能发电主要是利用核聚变方式
2.(2019威海中考)下列关于太阳能的说法,错误的是(　　)
A.太阳能是一次能源
B.太阳能是由核聚变产生的
C.当前我国能源消费以直接利用太阳能为主
D.太阳能是可再生能源
B
C
3.在我国西部建有不同类型的发电站,下列发电站发电过程中,利用不可再生能源发电的是(　 )
A.燃气电站 B.风电站 C.水电站 D.太阳能电站
4.为缓解电力紧张的状况,我省正在加大核电站的建设。下列说法正确的是(　 )
A.核电站将核能最终转化为电能
B.核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C.核能发电使用的燃料是天然气
D.核电站利用的核能属于可再生能源
5.太阳是人类的“能源之母”,属于可再生能源。下列能源中均属于可再生能源的一组是( 　)
①风能　②水能　③煤　④石油　⑤核燃料
A.①② B.①②⑤ C.③④ D.③④⑤
A
A
A
6.(2019武汉中考)关于核能和太阳能,下列说法错误的是(　　)
A.裂变也称为热核反应,裂变时会释放出巨大的核能
B.核电站利用核能发电,它的核心设备是反应堆
C.太阳能是可再生能源,核能是不可再生能源
D.太阳能和核能均属于一次能源
7.有关能源、能源的利用以及能源危机,以下说法正确的是(　 )
A.太阳能是一种无污染的新能源,但大量使用会导致温室效应
B.能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程
C.由于能量是守恒的,所以不会存在能源危机
D.核能的利用会造成放射性污染,所以应该关闭核电站
A
B
8.(2019滨州中考)2018年12月27日,我国北斗三号基本系统完成建设
并开始提供全球服务。如图所示,北斗卫星工作所需要的电能是通过
太阳能电池板由　　　　能转化而来的。?
9.为缓解电力紧张,我国开发利用新能源,陆续建成一批核电站,核电站工作时将
　　　　能转化为电能,该能源属于　　　　(选填“可”或“不可”)再生能源,1 kg核燃料释放的能量超过了2 000 t煤完全燃烧释放的能量,即超过了　　　　J。(煤的热值为3×107 J/kg)?
?
太阳
核
不可
6×1013
【核心素养练】
10.阅读下列短文,回答问题。
太阳的一生
　　天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星,然后进入称为主序星的稳定期。太阳目前正处于主序星演化阶段,它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量,这些释放出的核能最后转化为辐射能,并同时以每秒4.2×109 kg向外抛出大量物质。在演化末期,太阳将离开主序星阶段膨胀而转化为红巨星的演化阶段,最终塌陷为密度很大的白矮星。
(1)地球只接收了太阳辐射能的二十亿分之一,就使地面温暖、万物生长。地球接收的辐射来自太阳中的核　　　　反应。?
(2)太阳内部进行的核反应是　　　　　　　 　　　　　　　,并释放出能量。?
(3)请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整。
　　　　→主序星→　　　　→　　　　。?
(4)太阳从现在演化到最终,经历的几个阶段相比,其密度的变化情况大致是
　 。?
聚变
四个质子聚变成一个氦原子核和两个正电子
星际介质
红巨星
白矮星
先变小后变大
1.(2019云南中考)2019年4月30日,云南省政府新闻办发布消息,我省33个贫困县(市、区)达到脱贫标准,退出了贫困序列。脱贫过程中许多村镇安装了“肩扛太阳能电池板,头顶小风扇”的新能源路灯。下列说法正确的是(　　)
A.小风扇的作用是为太阳能电池板散热
B.太阳能电池板把太阳能转化成了小风扇的机械能
C.这种新能源路灯是集太阳能发电和风力发电为一体的发电用电设备
D.太阳能电池板可以把接收到的太阳能全部转化为电能
2.(2019东营中考)目前,人类利用核能发电的主要方式是　　　　(选填“核裂变”或“核聚变”)。随着科技的发展,人类　　　　(选填“会”或“不会”)制造出永动机。?
3.(2019昆明中考)6月5日是世界环境日,为减少环境污染和生态破坏,实现节能减排,中国在沿海地区大力推广风力发电。这种发电方式是把　　　 　转化成电能,在众多能源中,煤、石油、天然气和铀矿等都属于　　　　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。?
C
核裂变
不会
机械能(风能)
不可再生