初三物理人教版知識導學能源與可持續(xù)發(fā)展 知識講解

1、能源與可持續(xù)發(fā)展撰稿：肖鋒 審稿：雒文麗【學習目標】1、了解日常生活中的各種能源，人類利用能源的過程，不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化，新能源的開發(fā)與利用；2、了解核能的優(yōu)點和可能帶來的問題；3、了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系；4、能說出不同能源的特點；5、了解在現(xiàn)實生活中能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性。【要點梳理】要點一、能源 凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源，都可以叫做能源。要點詮釋： 1、人類利用能源的歷程：（1）鉆木取火是人類從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，導致了以柴薪為主要能源的時代的到來。（2）蒸汽機的發(fā)明使人類以機械動力代替人力和畜力，人類的主要能源從柴薪向煤、石油、天然氣等化石能源轉(zhuǎn)化，利用

2、化石燃料的各種新型熱機的問世，使化石能源成為當今世界的主要能源。（3）物理學家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置-反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。 2、一次能源和二次能源像化石能源一樣，風能、太陽能、地熱能以及核能，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。常

3、見的二次能源有：電能。 要點二、核能 質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或者重新組合是極困難的。但是，一旦質(zhì)量較大的原子核分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能。核能是新能源，它有兩種主要形式：核裂變能和核聚變能。要點詮釋： 1、核裂變：快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈式反應(yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)。“核反應(yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。2、核聚變：除了裂變外，如果將質(zhì)量很小的原子核，例如氘核（由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成）與氚核（由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成），在超高溫下結(jié)合成新

4、的原子核，會釋放出更大的核能，這就是聚變，有時聚變也稱為熱核反應(yīng)。3、核能的利用：我國是核能資源豐富的國家，現(xiàn)已具備了建造核電站的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)已在浙江和廣東建設(shè)了核電站，分別是浙江秦山核電站、廣東大亞灣核電站。核電站的建立給人類解決能源危機帶來了希望，在不可再生資源日趨珍貴之時，適度發(fā)展核電是人類的一種選擇，全世界已經(jīng)建成幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。要點三、太陽能1、太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，太陽能是人類能源的寶庫，如化石能源、地球上的風能、生物質(zhì)能都來源于太陽。2、太陽能的利用（1）間接利用太陽能：化石能源（光能-化學能）生物質(zhì)能（光能-化學能）

5、（2）直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能-內(nèi)能）太陽能電池：（光能-電能）一般應(yīng)用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。（3）太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。要點四、能源與可持續(xù)發(fā)展1、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的。我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有條件的，也是有代價的，所以我們應(yīng)節(jié)約能源。2、能源的消耗給環(huán)境帶來了負面影響：燃料燃燒時產(chǎn)生的有害氣體、大量的粉末污染了環(huán)境，危害人體健康，影響植物正常生長，還會使水

6、土流失，土地沙漠化，加劇溫室效應(yīng)，核能的使用也可造成輻射污染。3、能源與可持續(xù)發(fā)展（1）不可再生能源和可再生能源化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源。而水的動能、風能、太陽能、生物能，可以在自然界里源源不斷地得到，所以它們屬于可再生能源。人類生活中，還廣泛利用食物等生命物質(zhì)中存儲的化學能，這類生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。常見的不可再生能源有：煤、石油、天然氣、核能等。常見的可再生能源有：風能、水能、太陽能、生物質(zhì)能等。 （2）21世紀能源消耗增長速度明顯加快，世界化石能源的使用年限存在嚴重危機，人們期待未來的理想能源的開發(fā)。未來的理想能源必須滿

7、足以下條件：必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環(huán)境?！镜湫屠}】類型一、能源1、下列能源：太陽能、風能、煤氣、汽油，那些是屬于一次能源的是 。【思路點撥】直接從自然界得到的能源叫一次能源；通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源?！敬鸢浮刻柲?；風能【解析】太陽能、風能是直接從自然界獲得的，故是一次能源；煤氣、汽油是天然氣和石油加工而來的，故是二次能源?！究偨Y(jié)升華】此題考查的是一次能源和二次能源的辨別，是基礎(chǔ)題。類型二、核能2、隨著人們對原子核結(jié)構(gòu)認識的不斷深入，核能的開發(fā)和利用備受關(guān)注，有關(guān)核能的理解，正確的

8、是（）A核能是可再生的清潔能源B太陽能是由氫原子裂變放出的能量 C能源開發(fā)就是要利用核能 D核能是原子核發(fā)生變化時放出的能量【答案】D【解析】A、核能源于核礦石內(nèi)的能量，核礦石屬于礦產(chǎn)資源，而礦產(chǎn)資源屬于非可再生資源，所以它是不可再生能源，該選項錯誤；B、太陽能是在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出的巨大核能，該選項錯誤；C、能源的開發(fā)是開發(fā)利用新能源如風能、太陽能等無污染的清潔能源，該選項錯誤；D、核能是原子核聚變或裂變產(chǎn)生的能量，該選項正確。【總結(jié)升華】能源危機是石油、電力或其他自然資源的短缺，是全球性問題，開發(fā)利用新能源是解決問題的根本途徑。舉一反三：【變式】原子彈與核電站的根

9、本區(qū)別是（ ）、原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變、原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變、原子彈對裂變的鏈式反應(yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈式反應(yīng)速率、原子彈對聚變的鏈式反應(yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈式反應(yīng)速率【答案】C類型三、太陽能3、下列關(guān)于太陽能的說法中，錯誤的是（）A太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長久B太陽能安全、清潔，不會造成環(huán)境污染 C太陽能分布廣闊，處處可以利用 D太陽能到達地面的功率穩(wěn)定，不會受氣候和季節(jié)的影響【答案】D【解析】A、正確，太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長久，取之不盡用之不竭；B、正確，太陽能安全、清潔，不會造成環(huán)境污染；C、正確，太陽能分布廣闊，獲取方便；D、錯誤，太陽能到

10、達地面的功率不穩(wěn)定，它隨氣候和季節(jié)的變化而變化。【總結(jié)升華】本題主要考查對太陽能優(yōu)點的掌握和理解，太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源，它取之不盡用之不竭，是一種新型的能源，越來越被廣泛利用。它的優(yōu)點很多，比如：太陽能分布廣闊，獲取方便；清潔不會造成環(huán)境污染。舉一反三：【變式】太陽之所以被人們稱為核能火爐，是由于太陽內(nèi)部的_元素在_條件下發(fā)生_從而釋放出巨大的能量。【答案】氫 超高溫 聚變類型四、能源與可持續(xù)發(fā)展4、人類社會發(fā)展與能源的利用息息相關(guān)，能源可分為“可再生能源”和“不可再生能源”，可再生能源是指哪些可從自然界源源不斷得到的能源，下列屬于可再生能源的是（）A煤 B石油 C風能 D天然

11、氣【答案】C【解析】煤、石油、天然氣屬于化石能源。而可再生能源是指風能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等非化石能源。【總結(jié)升華】此題主要考查的是可再生能源和不可再生能源的區(qū)別，要注意從其定義來分析。舉一反三：【變式】能源問題是現(xiàn)代社會發(fā)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、風能 6、太陽能 7、地熱能等，在大量耗用各種能源時，會造成空氣污染的有_；會造成水土流失和沙漠化的有_（填序號） 【答案】1、2、3 15、下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的說法中正確的是（）A電動機通過熱傳遞的方式將電能轉(zhuǎn)化為機械能B古人鉆木取火是通過做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C內(nèi)燃

12、機是通過做功的方式將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D冷天搓手感到手掌發(fā)熱，這是通過熱傳遞的方式將機械能轉(zhuǎn)移為內(nèi)能【思路點撥】注意分析哪種能量增加了，哪種能量減少，因為總是減少的這種能量轉(zhuǎn)化為增加的那種能量?！敬鸢浮緽【解析】A、電動機工作時，消耗了電能，得到了機械能，是通過做功將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故A說法錯誤；B、人鉆木取火是消耗了機械能，得到了內(nèi)能，是通過做功的方式將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，故B說法正確；C、內(nèi)燃機工作時是將燃料燃燒釋放出的內(nèi)能通過燃氣膨脹對外做功，轉(zhuǎn)化成機械能，故C說法錯誤；D、冷天搓手感到手掌發(fā)熱，是通過克服摩擦做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D說法錯誤?！究偨Y(jié)升華】在自然界中，能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象很多，并且能量的轉(zhuǎn)化也是有規(guī)律可循的，例如用電器都是將電能轉(zhuǎn)化成了其它形式的能。在日常的學習中我們要注意總結(jié)歸納。6、“能源危機”是當今世界共同面臨的問題，以下解決危機問題措施切實可行的是（）A人人都要節(jié)約用水、用電，不浪費能源和人為毀壞物品B關(guān)閉全部現(xiàn)有的火力發(fā)電站 C停止使用石油、煤炭資源，而改用核能和太陽能 D各地都要大力興建水力和風力發(fā)電站【答案】A【解析】A、節(jié)約用水、用電，不浪費能源和人為毀壞物品是可行的，可以緩解能源危機，符合題意；B、關(guān)閉全部現(xiàn)有的火力發(fā)電站雖然可以節(jié)省能源，但會影響人們的正常生活不可行，不符合題