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本章考点复习
第二十二章 能源与可持续发展
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2025年新教材精品物理课件
第1节 能源利用的现状和面临的挑战
01
第2节 新能源的发展
02
单元内容
1. 了解人类利用能源的历程，列举常见的不可再生能源和可再生能源。了解人类能源利用面临的挑战，进一步强化能量观念。
2. 收集各种形式能源的资料，并结合能源特点进行分类整理、归纳总结，发展科学思维能力。
3. 观察与感悟各种能量与生产生活的联系，发展观察能力。会通过多种方式收集信息，发展获取证据的能力。
4. 了解我国和世界的能源状况，增强保护环境、节约能源的意识，具有在力所能及的范围内为人类可持续发展作贡献的意识。
学习目标
5. 了解核能的特点及其来源与利用，知道太阳能的由来，了解利用太阳能的方式及其新进展，能利用能源的知识解释生活中的有关现象。
6. 了解核能利用及核废料处理的实例，能表达自己的观点，具有初步的科学论证能力。
7. 结合实例认识地球上的大部分能源源于太阳能，能提出问题，能用能量转化和转移的观点形成猜想与假设。
8. 通过了解我国在核能利用方面的新成就，增强民族自豪感和使命感，体会新能源开发对人类生存和社会发展的推动作用。
学习目标
单元 重点 1. 能源及其分类。
2. 核能的特点与应用；太阳能的来源与利用。
单元 难点 1. 涉及热现象的能量转移和转化具有方向性。
2. 裂变和聚变；太阳能的利用。
重点难点
知识图谱
电磁波的产生
电磁波的传播
广播、电视、移动通信
电磁波大家族
卫星通信、光仟通信
应用
第1节 能源利用的现状和面临的挑战
第二十二章 能源与可持续发展 单元复习
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
（1）物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
（2）常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
2. 能源
能够提供______的物质资源叫作能源。
生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的
能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进
了人类文明的发展。
1. 能量
能量
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
能源种类 来源（形成）
（1）化石能源
煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的
（2）生物质能
自然界中有生命的物质提供的能量，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能
由太阳辐射提供的能量，主要表现就是常说的太阳光线
（3）太阳能
3. 常见的能源
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
能源种类 来源（形成）
（4）水能、风能
由自然界中的流水和流动的空气提供的能量
（5）地热能
由地球内部提供的一种内能，来自地球内部的熔岩
由其他形式的能转化而成
供各种用电器使用的能源
（6）电能
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
4. 人类利用能源的历程
能源利 用历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
（1） 火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类以机械动力代替人力和畜力，导致了第二次能源革命，进入工业化社会。化石能源是当今世界的主要能源。
第一次能源
革命的标志，
使人支配了一种自然力
第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命
化学能→内能
化学能→内能→机械能
蒸汽机的应用
钻木取火
（2）
化石能源的利用
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
能源利用 历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
（3） 电能的 利用
19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用。
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
电能的利用是人类进人现代文明社会的标志
第三次能源革命的标志，开始了开发利用核能的新纪元
机械能→电能
核能→电能
核能发电
电能支撑的城市
（4）
核能的
利用
知识一 人类利用能源的历程
考点串讲
分类 概念 实例
一次能源
可直接从自然
界获得的能源
化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
二次能源
无法从自然界直接获取，消耗一次能源得到的能源
电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、氢气、汽油等
　5. 能源的分类
按照获
取方式
煤、石油、天然气等
化石能源，核能等
风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等
按其从自然界得到补充的周期的长短
不可再
生能源
可再
生能源
不能在短期内从自然界得到补充的能源
可以在短期内从自然界得到补充的能源
题型一、能源的分类
【例题1】图中的四种发电方式中，利用不可再生能源发电的是（ 　）
A．光伏发电 B．风力发电 C．水力发电 D．核能发电
D
A B C D
【解析】ABC．光能、风能、水能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，光伏发电、风力发电、水力发电都是利用可再生能源发电的，故ABC不符合题意；
D．核能不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则核能发电是利用不可再生能源发电的，故D符合题意。故选D。
【例题2】三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站，三峡大坝横跨长江，雄伟壮丽（如图）。下列说法正确的是（　　）
A．水力发电是将电能转化为机械能
B．水能是一次能源，电能是二次能源
C．利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能，用来发电
D．机械能和电能可以相互转化，所以能量转化没有方向性
B
题型一、能源的分类
【解析】A．水力发电是将水的机械能转化为电能，故A错误；
B．水能可以从自然界直接获取使用，是一次能源，而电能是由其他形式的能量转化来的，是二次能源，故B正确；
C．利用大坝提高水位的目的是储蓄更多机械能，用来发电，故C错误；
D．虽然机械能和电能可以相互转化，但是转化是有条件的，所以能量转化是有方向性，故D错误。故选B。
【例题3】哈尔滨市新能源汽车正逐步取代传统燃油车。0CM08型号公交车用天然气和电能作为能源，天然气属于_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，电能属于______（选填“一”或“二”）次能源。
不可再生
二
题型一、能源的分类
【解析】天然气这类化石能源的形成要经历很久的时间，无法短时间从自然界源源不断的获得，因此是不可再生能源。
电能无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，属于二次能源。
能源有不同的分类标准，有以下几种分类情况。
（1）按照获取方式分为：一次能源和二次能源。
①一次能源：可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。化石能源是一次能源，其他常见的一些能源，如风能、水能、太阳能、地热能、核能等也都是一次能源。
②二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。常见的二次能源：电能、汽油、柴油、酒精等。
（2）按照对环境的影响分为：清洁能源和污染能源。
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等都属于清洁能源；煤、石油、柴薪等都属于污染能源。
题型一、能源的分类
（3）按照人类开发早晚分为：常规能源和新能源。
煤、石油、天然气及水能等属于常规能源；核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等属于新能源。
（4）按照其从自然界得到补充的周期的长短分为：可再生能源和不可再生能源。
①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，称为不可再生能源。
②像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，把它们称为可再生能源。
题型一、能源的分类
第2节 新能源的发展
第二十二章 能源与可持续发展 单元复习
知识一、核能
考点串讲
原子核
（带正电）
核外电子
（带负电）
质子（带正电）
中子（不带电）
原子
1. 原子的组成及带电情况
电子
中子
质子
考点串讲
2. 核能
（1）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，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
（2）释放核能的方式：_______和_______。
核裂变
核聚变
知识一、核能
裂变
聚变
考点串讲
3. 裂变
（1）裂变
用______轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。
裂变的能量巨大。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t 煤完全燃烧时释放的能量。
（2）链式反应
用中子轰击铀原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的_______，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。
中子
中子
知识一、核能
考点串讲
（3）裂变的应用
①核电站
核电站利用裂变产生的核能发电，核心设备是核反应堆。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核电站发电时的能量转化：核能→____能→_____能→电能。
②原子弹
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。这就是原子弹。
知识一、核能
内
机械
考点串讲
4. 聚变
（1）如果将某些质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能，这就是_______，也称为热核反应。
（2）氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
聚变
知识一、核能
考点串讲
（2）核废料的处理
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的_______地带。
5. 核电站和核废料处理
（1）核泄漏的危害
核电站一旦发生核泄漏事故，就可能产生严重的危害。科学家们制定了严格的安全措施和安全标准。
沙漠
知识一、核能
知识二、太阳能
考点串讲
1. 地球上大多数能源来自于太阳能
由于化石能源、水能、风能、生物质能等都是来太阳能，所以说太阳是人类能源的宝库。人类利用这些能量，实际上都是间接地利用_______能。
2. 化石能源的形成
远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和______。在石油形成过程中还放出天然气。
太阳
煤
知识二、太阳能
考点串讲
（1）光电转换：指太阳能直接转化为____能。
①光电池（太阳能电池）
光电池也叫太阳能电池，是一种在光的照射下
产生电动势的半导体元件，直接把太阳光转变成电。
②太阳能电池的一些应用：太阳能电池在生活、生产、航空航天、交通、通信等领域中有着重要的应用。
③光伏发电：光伏发电的主要原理是半导体的光电效应，将光能直接转变为电能的一种技术。
3. 太阳能的利用
电
知识二、太阳能
考点串讲
（2）光热转换
①集热器
集热器收集阳光中的能量来加热水等
物质，把太阳能直接转化为____能。
②太阳能热电站
这种发电站先将太阳能转变成内能，
然后再通过机械能装置转变成____能。
（3）光化转换
光化转换是指把太阳能转化为______能，储存在生物质内。比如绿色植物的生长就是靠太阳能转化的化学能，所以通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能。
内
电
化学
知识二、太阳能
考点串讲
（1）海洋能：是因月球引力的变化引起潮汐现象，导致海平面周期性升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量。海洋能也是人们可以利用的新能源，都可以用来发电。
（2）风能：风能也是人们可以利用的新能源，都可以用来发电。我国建成了许多“风车田”，场面蔚为壮观。
4. 一些新能源
题型一、核能
【例题1】“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应是核裂变
B．太阳内部发生的也是这种核反应
C．核能属于可再生能源
D．原子核是由中子和电子组成的
A
【解析】A．由题图可知用中子轰击质量比较大的
原子核，使其发生裂变，因此该核反应是核裂变，故A正确；
B．太阳内部发生的是核聚变，故B错误；
C．核能在短期内不能源源不断地获取，属于不可再生能源，故C错误；
D．原子核是由中子和质子组成的，故D错误。故选A。
【例题2】图是核电站发电和供电流程图：以核反应堆来代替火力发电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量来加热水，使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮机带着发电机旋转，从而产生电，并通过电网送到四面八方。下列说法正确的是（　　）
C
题型一、核能
A．核能属于可再生能源
B．核电站发电原理与太阳释放能量的原理相同
C．核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
【例题3】中国“人造太阳”（ITER计划）研究的是受控核聚变，这与我国正在运行的核电站获得核能的方式_______（选填“不同”或“相同”）；目前被人类广泛运用的核能是___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；ITER计划中首个大型超导磁体线圈位于超导磁体的底部，当线圈中有强大电流通过，周围就会产生强大的______。
磁场
题型一、核能
不同
不可再生
【解析】 “人造太阳”获取核能的方式是核聚变，核电站获得核能的方式是核裂变，故它们的获取方式不同；核能不能短时间内再次获得，它属于不可再生能源；通电导线周围存在磁场，这是电流的磁效应，当线圈中有强大电流通过，周围就会产生强大的磁场。
【例题4】物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。原子核由带正电的______和不带电的中子组成；如图甲，可以利用______（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能进行发电；如图乙，表示的是两个不同种类的物质在摩擦时，电子转移情况的示意图，则______ （选填“A”或“B”）物体将带负电。
B
题型一、核能
质子
核裂变
【例题5】如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是（　　）
A．太阳能是二次能源
B．太阳能电池板是由超导材料制成的
C．地面通过超声波控制“启明星50”
D．太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量
D
题型二、太阳能
【解析】 A．太阳能是可以从自然界直接获取的能源，是一次能源，故A错误；
B．太阳能电池板由半导体材料制成，故B错误；
C．电磁波的传播不需要介质，地面通过电磁波控制“启明星50”，故C错误；
D．太阳之所以能发光发热，是因为其内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放核能，故D正确。故选D。
【例题6】如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　　）
C
题型二、太阳能
A．太阳能是一种不可再生能源
B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
【解析】 A．太阳能取之不尽、用之不竭，所以是可再生能源，故A错误；
B．蓄电池为汽车提供动力时，将化学能转化为电能，故B错误；
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，有一部分太阳能会转化为内能等其它形式的能，故C正确；
D．太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为动能，故D错误。故选C。
【例题7】太阳能转化为其它形式能量的方式有如图所示的三种，其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式。请你在图中①②③
空白处填入相关的文字
______、______ 、
______ 。
光化转换
内能
太阳能电池
题型二、太阳能
【解析】人类利用太阳能的方式有三种：通过太阳灶把太阳能转化为内能，即光热转换；通过太阳能电池把太阳能转化为电能，即光电转换；通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能，即光化转换。
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