第20章 能源与能量守恒定律 学案 物理九年级.doc

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1、能源与能量守恒定律【学习目标】1、了解人类利用能源的过程，能列举出可再生能源和不可再生能源，了解世界和我国能源消耗的不合理结构及能源储存状况；2、知道太阳能、核能是两种新能源，知道直接利用太阳能的两种途径；3、了解核裂变和核聚变，知道原子弹和氢弹的原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点；4、了解能量存在的多种形式，能列举出能量的转化和转移的实例；5、知道能量守恒定律，了解能量在转移或转化过程中的方向性；6、了解温室效应、酸雨、铅尘的形成过程与危害，知道利用能源的过程中保护环境的重要性。【要点梳理】要点一、能源和能源危机1、人类利用能源的历程：（1）人类从钻木取火中学会了利用薪柴为主要

2、能源，直到19世纪中叶，薪柴在全世界能耗中仍然占75%,这是世界上能源的薪柴时代。（2）蒸汽机的发明引起资本主义国家的工业革命，煤炭成为这场工业革命的动力基础，19世纪后半叶到1900年，世界进入“煤炭时代”。（3）内燃机的出现，电力工业的迅速发展，使得煤炭在能源消耗结构中的比重逐渐下降。1965年，石油在世界能耗中的比例已超过煤炭，世界进入了“石油时代”。（3）目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能21世纪将是太阳能、核能时期或多元化能源时期。2、能源危机的挑战： （1）不可再生能源：木柴、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于不可再生能源。（2）太阳

3、能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随着开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里不断地得到，所以属于可再生能源。(3)世界上消耗的能源中，90%以上是不可再生能源。我国的能源消耗以煤炭为主，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象。随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。要点诠释： 1、凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源2、一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自、然界直接获取，必须通过

4、一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。要点二、新能源的开发1、太阳能的利用：（1）通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。 （2）通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来（3）被海水吸收成为海洋的内能；(4)被人们直接利用，如太阳能热水器、太阳灶等。2、核能：（1）核能：原子核内部

5、蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。（2）核能的释放方式：一是核裂变；二是核聚变。核裂变：是较重的原子核变为较轻的原子核的一种核反应。核聚变：是在超高温度条件下，较轻原子核聚合成较重的原子核。要点诠释：1、间接利用太阳能：化石能源（光能-化学能）生物质能（光能-化学能）2、直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能-内能）；太阳能电池（光能-电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。3、太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。4、快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就

6、是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。5、核聚变的优势，比核裂变释放的能量更大；无高端核废料，可不对环境构成较大的污染；燃料供应充足。核聚变的劣势，反应要求与技术要求极高，目前，核聚变的应用只限于核爆炸。要点三、能量的转化与能量守恒1、能量的转移与转化：（1）能量是可以在两个物体之间转移的。如：热水袋取暖、电能的输送等。（2）各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。如：电池的充电过程和放电过程。2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式，能量在转移或

7、转化过程中，能的总量保持不变。这就是能量守恒定律。3、能在转移和转化中的方向性：（1）能量的转化和转移是有方向性的，多数能源在消耗过程中，用一点就少一点，不能再生，（2）尽管在转化过程中能量是守恒的，但总有相当一部分的能量是不能被有效利用的，成为“无用的能量”。因此，节约能源、提高能源的利用率是当务之急。要点诠释：我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，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，所以我们应节约能源。要点四、能源、环境与可持续发展1、温室效应：过量的二氧化碳、氟氯烃（又称氟利昂）等气体排放到大气中后，会聚集成一个温室气体层，使地球表面的辐射热不易向空间散发出

8、去，导致全球的平均温度升高，形成了温室效应。2、酸雨：二氧化硫和氮氧化物排放到大气中，会生成酸性物质，溶在雨水中便成了酸雨。3、铅尘增加：空气中铅的含量增加，将导致儿童智力下降，也易使成年人患高血压、心脏病，中风等疾病。4、能源与可持续发展（1）为了减少能源利用对环境的污染和破坏，做到可持续发展，我们不仅要改进利用传统能源的技术，同时还要着力开发无污染的“绿色能源”。（2）世界各国都十分重视能源利用过程中的环境保护。大自然既不是我们随意盘剥的对象，也不是我们无止境地汲取财富的源泉，而是与我们的生存和发展息息相关的生命共同体。【典型例题】类型一、能源1、中国目前使用的能源中所占比重最大的是（）A

9、水能和地热能 B煤和石油 C核能和潮汐能 D太阳能【答案】B【解析】太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能，属于可再生能源；煤炭和石油是不可再生能源。我国在能源消耗的结构上，90%以上都是不可再生能源，煤炭和石油的消耗占主要地位。【总结升华】题目考察了我国能源消耗的结构，其中占最大比重的是煤炭和石油。类型二、核能2、随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确的是（）A核能是可再生的清洁能源B太阳能是由氢原子裂变放出的能量C能源开发就是要利用核能D核能是原子核发生变化时放出的能量【思路点拨】原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。释放核能的方式有两种

10、，一种是核聚变，一种是核裂变。【答案】D【解析】A、核能源于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于非可再生资源，所以它是不可再生能源，该选项错误；B、太阳能是在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出的巨大核能，该选项错误；C、能源的开发是开发利用新能源如风能、太阳能等无污染的清洁能源，该选项错误；D、核能是原子核聚变或裂变产生的能量，该选项正确。【总结升华】能源危机是石油、电力或其他自然资源的短缺，是全球性问题，开发利用新能源是解决问题的根本途径。举一反三：【变式】原子弹与核电站的根本区别是（ ）、原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变、原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变、原子弹

11、对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率、原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率【答案】C类型三、太阳能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太阳能安全、清洁，不会造成环境污染 C太阳能分布广阔，处处可以利用 D太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响【答案】D【解析】A、正确，太阳能十分巨大，供应时间长久，取之不尽用之不竭；B、正确，太阳能安全、清洁，不会造成环境污染；C、正确，太阳能分布广阔，获取方便；D、错误，太阳能到达地面的功率不稳定，它随气候和季节的变化而变化。【总结升华】本题主要考查对太阳能优点的掌握和理

12、解，太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用。它的优点很多，比如：太阳能分布广阔，获取方便；清洁不会造成环境污染。举一反三：【变式】太阳之所以被人们称为核能火炉，是由于太阳内部的_元素在_条件下发生_从而释放出巨大的能量。【答案】氢；超高温；聚变类型四、能源与可持续发展4、自然界中有些能源一旦被消耗就很难再生，因此我们要节约能源。在下列能源中，属于不可再生能源的是（）A风能 B水能 C太阳能 D石油【答案】D【解析】自然界中不可能短期得到补充的能源有：煤、石油、天然气、核能等，由此可知选项D中的能源是不可再生能源；而ABC选项中的风能、水能和

13、太阳能都是可再生资源，不符合题意。【总结升华】此题主要考查的是可再生能源和不可再生能源的区别，要注意从其定义来分析。举一反三：【变式】能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，能源家族中有：1、柴薪 2、煤炭 3、石油 4、水能 5、风能 6、太阳能 7、地热能等，在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有_；会造成水土流失和沙漠化的有_（填序号）【答案】1、2、3；15、下列有关能量转化或转移的说法中正确的是（）A电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能B古人钻木取火是通过做功将机械能转化为内能 C内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能 D冷天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转

14、化为内能【思路点拨】注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。【答案】B【解析】A、电动机工作时，消耗了电能，得到了机械能，是通过做功将电能转化为机械能，故A说法错误；B、人钻木取火是消耗了机械能，得到了内能，是通过做功的方式将机械能转化为内能的，故B说法正确；C、内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功，转化成机械能，故C说法错误；D、冷天搓手感到手掌发热，是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能，故D说法错误。【总结升华】在自然界中，能量转化的现象很多，并且能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能。在日常的学习

15、中我们要注意总结归纳。6、“能源危机”是当今世界共同面临的问题，以下解决危机问题措施切实可行的是（）A人人都要节约用水、用电，不浪费能源和人为毁坏物品B关闭全部现有的火力发电站 C停止使用石油、煤炭资源，而改用核能和太阳能 D各地都要大力兴建水力和风力发电站【答案】A【解析】A、节约用水、用电，不浪费能源和人为毁坏物品是可行的，可以缓解能源危机，符合题意；B、关闭全部现有的火力发电站虽然可以节省能源，但会影响人们的正常生活不可行，不符合题意；C、停止使用石油、煤炭资源，虽然可以节省能源，但很多地方没有条件改用核能和太阳能，不可行，不符合题意；D、很多地区没有条件大力兴建水力和风力发电站，不符合题意。【总结升华】“能源危机”是当今世界共同面临的问题，我们要合理节约利用能源，这也是近几年中考的热点。举一反三：【变式】第41届世博会已于2010年10月31日在上海闭幕。为了延续“城市，让生活更美好”的世博会主题精神。某校同学提出下列环保建议，其中你认为可行的是（）开发新能源，减少化石燃料的燃烧提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑科袋开发生产无汞电池提倡使用手帕，减少餐巾纸的使用分类回收垃圾A B C D【答案】B