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初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展优质ppt课件
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这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 能源与可持续发展优质ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了随讲随练，能源消耗对环境的影响，能源与可持续发展，课堂总结等内容，欢迎下载使用。
由于它们属于不可再生的资源，等到那一天，我们人类又会用什么？
化石能源是现代人类文明所需的主要能源。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。
我们知道，自然界中的能量在转移和转化过程中是守恒的。按照这个规律推理，那么地球上的能量就不会减少了，但是为什么全人类还需要节约能源？为什么还要发展寻找新的理想能源?
这节课我们一起学习这些问题。
能量转移和能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
能量转移与转化的方向性
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
1.在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 例如电冰箱就需要消耗电能。
2.汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。
能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
能量转移和能量转化都是有方向性的，人们是在能量转移或能量转化的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。
因此，我们所能利用的能源是有限的，需要节约能源。
1.在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，你认为其中错误的是（ ）。A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体；B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的；C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的；D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变
【解析】A．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，一直到温度相同为止，故A正确，不符合题意；BC．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变物体内能实质上是机械能和内能的相互转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，二者实质不同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．根据能量转化和守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故D正确，不符合题意。故选B。
2.小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
【解析】[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。【答案】太阳能（光能）转化为电能；化学能转化为电能。
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。
燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
酸性气体形成酸雨造成危害
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
人们在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？在下表中，用“√”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“×”表示对环境不会造成明显破坏。
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。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。
人类应该保持与自然、环境的和谐与平衡
1.“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（ ）。A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源；B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
【解析】A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C错误；D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D错误。故选B。
2.（2022·百色）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（ ）。A. 太阳能发电B. 风力发电C. 核能发电D. 燃煤发电【解析】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发、利用或正在积极研究并有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等，燃煤不属于新能源。故选D。
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充。
煤、石油、天然气、核能等。
不可再生能源和可再生能源
太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 的一类能源。
风能、水能、太阳能、生物质能等。
能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。
1. 如何实现能源与可持续发展
⑴ 提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏；
自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。
⑵ 发展新的理想能源。
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年迅速上涨，这些不可再生能源终将会在不太长的时间内消耗殆尽。为了我们的子孙后代，我们必须从现在开始大力发展新的理想能源。
可再生能源：太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 。
不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少。
绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源。
2. 满足理想能源的条件
⑴ 首先必须足够丰富，可以保证长期使用；
⑵ 必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
⑶ 相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用； ⑷ 必须足够安全清洁，绿色环保。
1.人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。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，电力是一次能源；B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一；C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值；D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源
【解析】A．电能是二次能源，是消耗一次能源得到的，故A错误；B．消耗能量时，有相当部分没有被利用，所以提高能量转化效率的重要措施之一是节能减排，故B正确；C．有些新能源存在开发技术难、成本高问题，但新能源安全、清洁，不会严重影响环境的优点，故C错误；D．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，但其消耗具有方向性，所以一定得节约能源，故D错误。故选B。
2.2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（ ）。A．垃圾分类投放B．野炊明火烧烤C．节约用电 D．坚持绿色出行
【解析】A．垃圾分类投放，有利于环境保护，还可以废物再利用，符合主题，故A不符合题意；B．野炊明火烧烤，烧烤生成有害气体和烟尘，做法与这一主题不相符，不符合主题，故B符合题意；C．节约用电既能减少化石能源的消耗，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，符合主题，故C不符合题意；D．坚持绿色出行，减少汽车排放尾气产生污染，有利于环境保护，符合主题，故D不符合题意。故选B。
类型1:能量转移与转化的方向性
1.能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。它的具体阐述是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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。核能______（填“是”、“不是” ）可再生能源。【解析】[1][2]能量在转化和转移的过程中，都是具有方向性的，不能反过来转化；核能在使用后，短时间内不能源源不断的获得，属于不可再生能源。【答案】方向性；不是。
2.全球气候变暖又称温室效应，这种现象主要是人类在生产、生活中排放的二氧化碳等温室气体增加而产生的。具体原因：（1）工业生产中，大量利用煤作为燃料，向大气中排放大量的二氧化碳。（2）交通工具、家庭炉灶等大量燃烧煤、石油等，排放二氧化碳。（3）人类大量砍伐森林，减少了树木对二氧化碳的吸收。请说出2项危害和解决的措施：危害一：______ 措施：______危害二：______ 措施：______
【解析】[1][2]二氧化碳的排放会导致两极地区的冰川大量融化，导致全球海平面上升，沿海低地的地区可能被淹没，措施为：开发新能源，减少矿物能源的使用。[3][4]二氧化碳的排放会导致地球上的病虫害增加，措施为：植树造林，改善环境。【答案】气候反常，海洋风暴增多；地球上的病虫害增加；植树造林，改善环境；低碳出行，减少汽车尾气排放。
类型3:能源与环境保护
3.有专家预言，水资源短缺将成为人类21世纪面临的最为严重的资源问题。下列做法能够有效解决我国缺水问题并且符合可持续发展原则的是（ ）。①增加地下水开采量 ②减少农药、化肥的使用 ③直接利用工业和生活污水灌溉农田 ④改变灌溉方式，推广喷灌和滴灌 ⑤污水处理、达标排放 ⑥推广节水器具A．③④⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．①②③④ D．②③④⑤
【解析】①增加地下水开采量来增加工农业和生活用水会使地下水资源枯竭，地面沉降塌陷，是饮鸩止渴的做法。③直接利用工业和生活污水灌溉农田会使污水中的有害物质被植物吸收存储，通过食物链进入人体，毒害健康。②和⑤可减少水污染，④和⑥可节约用水，都是有效合理的利用水资源的措施，故B正确。故选B。
4.下列有关能源的说法正确的是（ ）。A．核能是可再生能源；B．化石能源只要合理利用就不会产生污染；C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源；D．风能、水能、太阳能都是清洁能源
【解析】A．核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，故A错误；B．化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，故B错误；C．虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，故C错误；D．风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，故D正确。故选D。
类型5:能源的开发与利用
5.前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”．下列对该事件的看法错误的是（ ）。A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能；B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量；C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹；D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
由于它们属于不可再生的资源，等到那一天，我们人类又会用什么？
化石能源是现代人类文明所需的主要能源。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。
我们知道，自然界中的能量在转移和转化过程中是守恒的。按照这个规律推理，那么地球上的能量就不会减少了，但是为什么全人类还需要节约能源？为什么还要发展寻找新的理想能源?
这节课我们一起学习这些问题。
能量转移和能量转化的方向性
我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
能量转移与转化的方向性
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
1.在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 例如电冰箱就需要消耗电能。
2.汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。
能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
能量转移和能量转化都是有方向性的，人们是在能量转移或能量转化的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。
因此，我们所能利用的能源是有限的，需要节约能源。
1.在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，你认为其中错误的是（ ）。A．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体；B．做功和热传递改变物体内能的实质是相同的；C．做功和热传递改变物体内能的效果是一样的；D．能量在转移和转化的过程中，能的总量保持不变
【解析】A．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，一直到温度相同为止，故A正确，不符合题意；BC．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能上是等效的，做功改变物体内能实质上是机械能和内能的相互转化，热传递改变内能的实质是能量的转移，二者实质不同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．根据能量转化和守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故D正确，不符合题意。故选B。
2.小明发现路旁有“神奇”路灯（如图），它可以“自己”白天发电并储存起来用于晚上照明，白天在太阳能电池处发生的能量转化是：________；晚上在蓄电池处发生主要的能量转化是：________。
【解析】[1][2]白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作。即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能。【答案】太阳能（光能）转化为电能；化学能转化为电能。
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。
燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
酸性气体形成酸雨造成危害
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
人们在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？在下表中，用“√”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“×”表示对环境不会造成明显破坏。
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。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。
人类应该保持与自然、环境的和谐与平衡
1.“绿水青山，就是金山银山”，党的十九大报告提出，我们要推进绿色发展，着力解决环境问题，加大生态系统的保护，建设美丽中国。下列关于能源利用的说法正确的是（ ）。A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源；B．风能、太阳能是可再生能源，应大力开发利用；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境不会造成负面影响D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
【解析】A．煤、石油、是不可再生能源，太阳能是可再生能源，故A错误；B．风能、太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，应大力开发利用，故B正确；C．大量的燃烧煤炭、石油对环境会造成大气污染、热污染和温室相应等负面影响，故C错误；D．能量在转化过程中是守恒的，但能源的消耗是不可逆的，能源的利用是有限的，故D错误。故选B。
2.（2022·百色）我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是（ ）。A. 太阳能发电B. 风力发电C. 核能发电D. 燃煤发电【解析】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发、利用或正在积极研究并有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等，燃煤不属于新能源。故选D。
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充。
煤、石油、天然气、核能等。
不可再生能源和可再生能源
太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 的一类能源。
风能、水能、太阳能、生物质能等。
能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。
1. 如何实现能源与可持续发展
⑴ 提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏；
自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。
⑵ 发展新的理想能源。
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年迅速上涨，这些不可再生能源终将会在不太长的时间内消耗殆尽。为了我们的子孙后代，我们必须从现在开始大力发展新的理想能源。
可再生能源：太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到 。
不可再生能源：化石能源、核能等能源会越用越少。
绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源。
2. 满足理想能源的条件
⑴ 首先必须足够丰富，可以保证长期使用；
⑵ 必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
⑶ 相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用； ⑷ 必须足够安全清洁，绿色环保。
1.人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。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，电力是一次能源；B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一；C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值；D．能量既不能创造，也不会消灭，所以不用节约能源
【解析】A．电能是二次能源，是消耗一次能源得到的，故A错误；B．消耗能量时，有相当部分没有被利用，所以提高能量转化效率的重要措施之一是节能减排，故B正确；C．有些新能源存在开发技术难、成本高问题，但新能源安全、清洁，不会严重影响环境的优点，故C错误；D．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，但其消耗具有方向性，所以一定得节约能源，故D错误。故选B。
2.2020年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符的是（ ）。A．垃圾分类投放B．野炊明火烧烤C．节约用电 D．坚持绿色出行
【解析】A．垃圾分类投放，有利于环境保护，还可以废物再利用，符合主题，故A不符合题意；B．野炊明火烧烤，烧烤生成有害气体和烟尘，做法与这一主题不相符，不符合主题，故B符合题意；C．节约用电既能减少化石能源的消耗，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，符合主题，故C不符合题意；D．坚持绿色出行，减少汽车排放尾气产生污染，有利于环境保护，符合主题，故D不符合题意。故选B。
类型1:能量转移与转化的方向性
1.能量守恒和转化定律与细胞学说、进化论并称19世纪自然科学的三大发现。它的具体阐述是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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中其总量保持不变。虽然总量保持不变，但因为能量的转移或转化具有______，所以人们在生活中得养成节能环保得意识，重点推广使用可再生能源。核能______（填“是”、“不是” ）可再生能源。【解析】[1][2]能量在转化和转移的过程中，都是具有方向性的，不能反过来转化；核能在使用后，短时间内不能源源不断的获得，属于不可再生能源。【答案】方向性；不是。
2.全球气候变暖又称温室效应，这种现象主要是人类在生产、生活中排放的二氧化碳等温室气体增加而产生的。具体原因：（1）工业生产中，大量利用煤作为燃料，向大气中排放大量的二氧化碳。（2）交通工具、家庭炉灶等大量燃烧煤、石油等，排放二氧化碳。（3）人类大量砍伐森林，减少了树木对二氧化碳的吸收。请说出2项危害和解决的措施：危害一：______ 措施：______危害二：______ 措施：______
【解析】[1][2]二氧化碳的排放会导致两极地区的冰川大量融化，导致全球海平面上升，沿海低地的地区可能被淹没，措施为：开发新能源，减少矿物能源的使用。[3][4]二氧化碳的排放会导致地球上的病虫害增加，措施为：植树造林，改善环境。【答案】气候反常，海洋风暴增多；地球上的病虫害增加；植树造林，改善环境；低碳出行，减少汽车尾气排放。
类型3:能源与环境保护
3.有专家预言，水资源短缺将成为人类21世纪面临的最为严重的资源问题。下列做法能够有效解决我国缺水问题并且符合可持续发展原则的是（ ）。①增加地下水开采量 ②减少农药、化肥的使用 ③直接利用工业和生活污水灌溉农田 ④改变灌溉方式，推广喷灌和滴灌 ⑤污水处理、达标排放 ⑥推广节水器具A．③④⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．①②③④ D．②③④⑤
【解析】①增加地下水开采量来增加工农业和生活用水会使地下水资源枯竭，地面沉降塌陷，是饮鸩止渴的做法。③直接利用工业和生活污水灌溉农田会使污水中的有害物质被植物吸收存储，通过食物链进入人体，毒害健康。②和⑤可减少水污染，④和⑥可节约用水，都是有效合理的利用水资源的措施，故B正确。故选B。
4.下列有关能源的说法正确的是（ ）。A．核能是可再生能源；B．化石能源只要合理利用就不会产生污染；C．因为能量是守恒的，所以不必节约能源；D．风能、水能、太阳能都是清洁能源
【解析】A．核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，故A错误；B．化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，故B错误；C．虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，故C错误；D．风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，故D正确。故选D。
类型5:能源的开发与利用
5.前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”．下列对该事件的看法错误的是（ ）。A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能；B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量；C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹；D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
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