资源简介 (共21张PPT)● 考点清单解读● 重难题型突破● 回归教材·图片全解11.4 核 能11.4 核 能■考点一 原子核与核能1. 原子核原子核是由质子和中子组成的,它们通过一种叫作“核力”的相互作用紧密地结合在一起。2. 核能:一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合,将可能释放巨大的能量,这就是核能。11.4 核 能典例 1 下列关于原子核和核能的说法,正确的是 ( )A. 原子核是由质子和电子组成的B. 原子核占据了原子大部分空间C. 核能是原子核发生变化时所释放出来的能量D. 核能属于二次能源对点典例剖析11.4 核 能[解析]原子核由质子和中子组成,故 A 项错误;原子核的质量比电子大得多,体积却非常小,位于原子中心,占据原子很小的空间,故 B项错误;核能可以直接从自然界得到,属于一次能源,故 D 项错误。[答案] C11.4 核 能■考点二 裂变及其利用1. 裂变重原子核分裂成较轻的原子核,叫作裂变。2. 链式反应(1)人类有效地获得大量核能,是从用中子轰击铀核使铀核裂变开始的。 当一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释放能量的同时,还会释放出 2~3 个中子,如果释放出的中子再引起其他铀核裂变,就可使反应不断地进行下去,这种反应叫作链式反应。11.4 核 能(2)链式反应如果是在一瞬间进行的,那将是剧烈的爆炸,原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。 基于和平利用核能的目的,我们需要对链式反应加以控制。3.核反应堆:是一种能够控制链式反应的装置。11.4 核 能4.核电站工作原理 利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化,推动蒸汽轮机带动发电机发电能量转化 核能→水和水蒸气的内能→汽轮机的机械能→电能优 点 消耗燃料少,减少燃料运输量,不产生有害气体、烟尘等,避免大气污染11.4 核 能续表缺 点 用于核反应的燃料(如铀 235),具有强烈的放射性,能够发出射线,引起电离辐射。 如果没有足够的保护措施,这些射线会对人体造成严重伤害11.4 核 能典例 2 关于核能发电,下列说法正确的是 ( )A. 核电站是利用原子核裂变所释放的能量来发电B. 核能是可再生能源C. 核反应的燃料具有放射性,所以不要发展核电事业D. 核能来自太阳对点典例剖析11.4 核 能[解析]核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式,将核能转化为电能,由于核燃料须经地质年代(亿万年)才能形成而短期内无法再生,所以核能属于不可再生能源,故 A 项正确,B 项错误;核能极大地补充了人类能源的不足,虽然核反应的燃料具有放射性,但只要采取有效措施是可以防止电离辐射的,所以可以发展核电事业,故 C 项错误;核能是指原子核裂变或聚变时释放的能量,不是来自太阳,故 D 项错误。[答案] A11.4 核 能■考点三 聚变1. 聚变轻原子核结合成较重的原子核,也会释放出核能,这种核反应叫作聚变。 聚变需要在极高的温度和压力下进行,因此聚变也常称为热核反应。2. 聚变的利用(1)太阳的能量,就来自聚变。(2)氢弹是根据聚变原理制成的 ,它的威力比原子弹大得多。11.4 核 能3.可控核聚变的研究已在实验层面取得重大进展,有我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)不断创造着新的世界纪录,为实现可控核聚变奠定了坚实的物理基础。 海水中储藏着丰富的氘,因此,这项技术一旦攻克,就可能彻底解决人类社会的能源需求。11.4 核 能4.裂变和聚变的对比裂 变 聚 变定 义 重原子核分裂成较轻的原子核,会释放出核能 轻原子核结合成较重的原子核,也会释放出核能条 件 用中子轰击较重原子核 超高温、高压释放核能大小 巨大 更加巨大11.4 核 能是否可控 可利用核反应堆控制链式反应 目前核聚变不可控制应 用 核电站、原子弹 氢弹续表11.4 核 能典例 3 月壤中有大量的氦-3(氦-3是氦的同位素),它是可释放核能的清洁能源,氦-3 释放核能的形式与氢弹一样 ,其核能释放的方式是____________(选填“核裂变”或“核聚变”)。对点典例剖析11.4 核 能[解题思路][答案]核聚变11.4 核 能■题型 核能及其利用例 我国的核电技术已进入世界先进行列。 下列关于核电站的说法正确的是 ( )A. 核反应堆中发生的是不可控链式反应B. 利用核聚变发电C. 核反应的燃料具有放射性D. 核能能够全部转化为电能而没有损失11.4 核 能[解析]核电站是利用铀核发生裂变时产生的能量发电,核反应堆中发生的是可控链式反应,故 A、B 项错误;核能在转化为电能的过程中,有一部分转化为内能而损耗,不能全部转化为电能,故 D项错误。[答案] C11.4 核 能思路点拨 根据核电站发电原理和缺点进行分析。解题通法 核电站利用核裂变产生的核能发电,它的核心设备是核反应堆。 核反应堆中的链式反应,是可以控制的。原子弹爆炸时发生的链式反应,是不加控制的。11.4 核 能教材图片 图片解读(教科九下 P56) 命题考点:链式反应核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。 核反应堆中发生的链式反应(如图所示),是①________(选填“可控的”或“不可控的”)。可控的11.4 核 能续表(教科九下 P58) 命题考点:核聚变的应用如图所示,轻原子核②________ 成较重的原子核,会释放出核能。③________(选填“原子弹”或“氢弹”)利用的就是核聚变在瞬间释放的能量。结合氢弹(共28张PPT)11.1 跨学科实践:能量从哪里来11.2 能量守恒定律■考点一 能量从哪里来1. 形形色色的能量运动与能量密切相关,运动在不断变化,能量也在不断转化和转移。 如在空中运动的球具有机械能;太阳内部的原子核在发生剧烈的变化,使太阳具有太阳能;暖气片中的水,由于大量的水分子在做热运动而使水具有内能;电池一但接入闭合回路,其内部的化学成分将持续发生反应,此时电池具有化学能,运动形式的多样性,对应着能量形式的多样性。2. 能量从哪里来我们生产、生活中利用的能量,追根溯源,大多是直接或间接来自太阳。(1)直接利用太阳能:太阳能热水器将太阳能转化为水的内能;由于太阳能的照射形成了风,太阳能转化为风能;太阳光照射推动水循环;绿色植物通过光合作用,把太阳能转化为化学能在植物体内储存下来。(2)间接利用太阳能:风能经风力发电机转化为电能;水的机械能经水力发电机转化为电能;电能通过各种用电器又转化为其他形式的能量;燃烧柴薪取火,将化学能转化为内能;煤、石油、天然气等化石燃料是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,它们的化学能实质上是由古代生物固定下来的太阳能,再通过热机或燃气灶转化为机械能或内能。3. 常见的能量转化现 象 能量转化特技跳伞 重力势能→动能植物进行光合作用 光能→化学能太阳能电池 太阳能→电能电灯发光 电能→光能和内能摩擦生热 机械能→内能蓄电池充电 电能→化学能小型水电站(工作时) 机械能→电能归纳总结 能量可以从一个物体转移到另一个物体,也可以从一种形式转化为另一种形式,能量的转化和转移往往是同时发生的;判断某一过程中发生了怎样的能量转移或转化,关键是明确这一过程中能量的形式有没有改变,分析消耗了什么能量,获得了什么能量或弄清能量从哪一个物体转移到了哪一个物体。典例 1 下列关于能量转化和转移现象的说法正确的是 ( )A. 蓄电池充电时,化学能转化为电能B. 暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能C. 用热水袋取暖时,内能发生了转移D. 电动机工作时,机械能转化为电能对点典例剖析[解题思路][解题思路][答案] C■考点二 能量守恒定律、永动机1. 能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。2. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 从宏观天体到微观粒子,从化学变化、生命活动到物质循环,所有的过程都遵守能量守恒定律。3. 永动机不可能实现,最根本的原因是其违背了能量守恒定律。典例 2 有关能量守恒定律,下列说法正确的是 ( )A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化B. 能量守恒定律只适用于能量转化过程C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律D. 按照能量守恒定律,永动机是不存在的对点典例剖析[解析]能量守恒定律适用于所有不同形式的能量之间的相互转化,故A 项错误;能量守恒定律不仅适用于能量的转化过程,也适用于能量的转移过程,故 B 项错误;“摩擦生热”是机械能转化为内能,使物体内能增大,温度升高,而不是创造了热,这一过程同样符合能量守恒定律,故 C 项错误。[答案] D■考点三 能量转化的效率1. 人为发起的能量转化总有一定的目的。 在所有的能量利用过程中,能量损耗不可避免。 以烧水为例,总有部分热量散发到空气、壶体中。如果把天然气完全燃烧释放的化学能称为输入能量,而把水吸收的那部分能量称为输出有效能量,把散失掉的那部分能量称为输出无效能量, 则根据能量守恒定律,有如下关系:输入能量=输出有效能量+输出无效能量为了进一步描述这些过程,人们定义了能量转化效率:能量转化效率 η=在任何情况下,η 都小于 1。2. 能量转化效率、热机的效率、机械效率对比能量转化效率 热机的效率 机械效率定义 输出有效能量与输入能量的比 热机所做有用 功与所用燃料 完全燃烧释放 的热量之比 机械做的有用 功跟总功的比值公式 η= η= η=续表设备 能量转换设备 汽油机、柴油机 滑轮组、斜面、杠杆说明 输出可利用的能量可能是电能、机械功或是热量 描述机器把内 能转化为机械 能的效率 描述利用机械做功过程中有用功的占比典例 3 如图是一款新能源房车。若充满电的房车在 15 min 内行驶了 25 km,从营地出发到达景点,停车熄火时电量还剩 90%。 房车电池最多可以储存电能 700 kW·h。若房车从营地到景点全程以 100 kW 的恒定功率行驶, 在此过程中能量转化的效率是 ______。(百分号前保留一位小数)对点典例剖析[解析]输出有效能量 W 有用 =Pt=100 × 103 W ×15 ×60 s =9 ×107 J;输入能量 E=700 kW·h×(1-90%)=700×3.6×106 J×0.1=2.52×108 J。在此过程中能量转化的效率:η= = ≈35.7%。[答案]35.7%■题型 能量的转化判断例 下列有关能量转化的说法正确的是 ( )A. 洗衣机工作时,将机械能转化为电能B. 电饭煲煮饭时,将电能转化为内能C. 给电动车充电时,将化学能转化为电能D. 蒸汽机工作时将水蒸气的机械能转化为内能[解析]洗衣机工作时,消耗电能,使洗衣机转动,将电能转化为机械能,故 A 项错误;给电动车充电时,将电能转化为化学能,故 C 项错误;蒸汽机工作时将水蒸气的内能转化为机械能,故 D 项错误。[答案] B解题通法 在分析能量转化的具体实例时,关键是明确过程前后的能量的形式,看哪种形式的能减少了,哪种形式的能增加了,则减少的那种形式的能转化为增加的那种形式的能。■混淆能量守恒与机械能守恒例 如图是小华在做滚摆实验,小华发现滚摆每次上升的高度逐渐减小,下列说法正确的是 ( )A. 滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明在此过程中能量不守恒B. 根据能量守恒定律,在此过程中滚摆的机械能总量是保持不变的C. 在滚摆的运动中,有一部分机械能转化成了内能D. 滚摆最终会静止,说明滚摆具有的机械能凭空消失了[解析]滚摆从放开到停止运动的过程中,每次上升和下降的过程中质量不变,由于滚摆和空气之间、滚摆和绳之间都存在摩擦,滚摆的一部分机械能要转化为内能,滚摆的机械能减小,所以滚摆的机械能不守恒,故 B 项错误,C 项正确;滚摆最终会静止,滚摆的机械能并未凭空消失,而是转化为内能,即总的能量是守恒的,故 A、D 项错误。[答案] C[易错] B[错因]混淆了能量守恒与机械能守恒成立的条件。易错警示 机械能守恒是需要一定条件的,而能量守恒是普遍适用的。 一般情况下物体在有摩擦或空气阻力的环境中运动时,其部分机械能会转化为内能,物体的机械能不守恒。领悟提能 机械能守恒与能量守恒的区别和联系:一个物体如果只存在着动能和势能之间的转化,机械能的总量将保持不变。 除此之外,如果还存在其他能量的转化过程,即有机械能与其他形式的能之间的转化, 机械能总量发生改变,机械能不再守恒,但能量守恒。机械能守恒是能量守恒定律的一种特殊情况。教材图片 图片解读(教科九下 P48) 命题考点:能量守恒定律如图所示是有人设想的一种能永远运动的装置———“永动机”。 这种“永动机”不能永远工作下去,因为它违背了 _____________。能量守恒定律(共20张PPT)● 考点清单解读● 重难题型突破11.3 能 源11.3 能 源■考点一 能量转化和转移的方向性如果某个过程中涉及了热量,能量的转化(和转移)就将是“覆水难收”的,无法自发地沿反方向发生,除非耗费额外的能量予以补充。在现实的宏观世界中,我们对能量的利用,无法避免内能的生成与转移。 于是,每一次能量的利用,都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。这就是虽然能量守恒,我们仍然要节能的原因。11.3 能 源典例 1 下列关于能量转移和转化的说法,正确的是 ( )A. 内能可以自动从低温物体转移到高温物体B. 汽车产生的废气中放出的热可以收集起来再利用C. 火灾时释放的内能可以加以利用D. 天然气燃烧时放出的热可用来加热食物,使其内能增大对点典例剖析11.3 能 源[解析]内能不可以自发地从低温物体转移到高温物体,在外界的影响下,内能可以从低温物体转移到高温物体,故 A 项错误;汽车产生的废气中放出的热量转化为空气的内能,这些能量会散发到周围的环境中,无法回收再利用,故 B 项错误;火灾时释放的内能转化为地面和空气的内能,这些能量会散发到周围的环境中,无法回收再利用,故 C项错误。[答案] D11.3 能 源■考点二 能源的分类1. 能源就是能量的来源,是指能为人类提供某种形式能量的物质资源。11.3 能 源2. 能源的分类分 类 概 念 实 例产生的 方式 一次能 源(初级 能源) 从自然界取得,可 以直接利用的能源 煤、石油、天然气等二次能源 一次能源经过加 工,转换成的另一 种形态的能源 电力、蒸汽、焦炭、沼气等11.3 能 源续表开发 早晚 常规 能源 当前被广泛利用的一次能源 煤、石油、天然气、柴火等新能源 目前尚未被广泛利 用而正在积极研究 以便推广的一次能源 太阳能、核能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等11.3 能 源续表资源的 再生性 可再生 能源 能够不断得到补充以供使用的一次能源 水力、太阳能、生物质能、地热能、风能、潮汐能等不可再 生能源 须经地质年代(亿 万年)才能形成而 短期内无法再生的 一次能源 煤、石油、核燃料等11.3 能 源续表对环境 的影响 污染型 能源 能源消耗后会对环 境造成污染 煤炭、石油、柴火等清洁型 能源 能源消耗后不会造 成环境污染 太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能等11.3 能 源典例 2 在下列能源中,属于二次能源的是 ( )A. 核能、柴薪、水能B. 煤、石油、天然气C. 太阳能、地热能、风能D. 电能、汽油、柴油对点典例剖析11.3 能 源[解题思路][答案] D11.3 能 源■考点三 世界能源储量及需求世界经济的发展和人口的增加, 导致了能源需求量的迅速增长。 常规能源储量的有限性与需求量的逐年增加是当今世界面临的能源问题的核心。 研究开发新能源,以减少对传统能源的依赖,是人类要共同解决的重要任务。11.3 能 源典例 3 下列关于能源的说法正确的是 ( )A. 常规能源取之不尽,用之不竭B. 尽管能源的利用呈增长趋势,但永远不会出现“能源危机”C. 如果不合理利用能源,多年后就可能出现“能源危机”D. 我们会开发新能源,所以不用节约能源对点典例剖析11.3 能 源[解析]我们人类目前所用的常规能源主要是不可再生能源。 不可再生能源是经亿万年才能形成而短期内无法再生的一次能源,它们日渐枯竭,存储量已经不多,故 A、B 项错误;开发新能源和节约使用能源均是解决能源危机的途径,故 D 项错误。[答案]C11.3 能 源■题型一 通过生活情景认识能量转移和转化的方向性例 1 一杯水的内能自发集中到这杯水的上层,使上面的水剧烈地沸腾,而下面的水却结成了冰。 这样的情景是不会出现的原因是 ( )A. 违反能量守恒定律B. 水的比热容大C. 能量的转移有方向性D. 冰的密度较小11.3 能 源[解析]因为能量的转移具有方向性,内能会自发地从高温处向低温处转移,不会逆向转移,所以不会出现题中所说的情景,故 C 项正确,A、B、D 项错误。[答案] C11.3 能 源解题通法 多观察生活中的现象,并通过现象体会能量的转移和转化是有方向性的。11.3 能 源■题型二 能源的分类例 2 能源可按不同方式分类,如图所示,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是 ( )A. 煤炭、沼气B. 太阳能、风能C. 水能、天然气D. 石油、核能11.3 能 源[解析]煤炭、石油、天然气是常规能源且属于不可再生能源,故 A、C、D 项不符合题意;太阳能、风能都是来自太阳辐射的可再生能源,并且都属于新能源,故 B 项符合题意。[答案] B11.3 能 源解题通法 能源可以从不同角度进行分类,且分类方法较多,若没有弄清分类方法和每类能源的概念容易造成能源分类混乱。(共19张PPT)● 考点清单解读● 重难题型突破11.5 能源与可持续发展11.5 能源与可持续发展■考点一 能源结构的变迁1. 人类利用能源的历程100 万年前 火的使用结束了茹毛饮血的蛮荒历史。 柴薪是人类第一代主体能源300 多年前 蒸汽机的发明,使生产力发生了划时代的革命。 煤炭成为主要能源100 多年前 内燃机的发明,开创了以燃油为主体燃料的时代11.5 能源与可持续发展续表19 世纪 30 年代至 20 世纪初 物理学的大发展使电得以广泛应用,开启了第二次工业革命,人类社会在大工业生产方式中迎来了电气化时代20 世纪以来 能源的大量消耗,也给人类社会造成了许多困境,能源革命的呼声日渐高涨11.5 能源与可持续发展2. 能源危机随着不断开采,煤、石油、天然气这些常规能源越用越少,这是人类要共同面对的“能源危机”。 要避免危机的发生,一方面要节约能源;另一方面要调整能源结构,寻找新型能源,减少对化石能源的依赖。11.5 能源与可持续发展典例 1 不同能源的使用标志着人类的进步与发展。 结合如图分析关于能源利用的描述正确的是( )对点典例剖析11.5 能源与可持续发展A. 古代广泛使用柴薪是因为其热值高,效率高B. 第一次工业革命燃油成为主要能源C. 第二次工业革命电力大量使用,电能只能转化为机械能和内能D. 未来可能利用核聚变为人类提供大量能量11.5 能源与可持续发展[解析]古代广泛使用柴薪是因其易获取,实际柴薪热值低、效率低,故 A 项错误;第一次工业革命煤炭成为主要能源,故 B 项错误;第二次工业革命电力大量使用, 电能可以转化成多种能量,故 C 项错误。[答案] D11.5 能源与可持续发展■考点二 能源与可持续发展1. 能源的利用和对环境的危害化石能源利用中硫化物、碳氧化物和粉尘的大量排放,对环境及生态系统造成了巨大破坏。 化石能源是碳基能源,使用中不可避免地生成二氧化碳。 而大气中二氧化碳浓度过高,是导致温室效应加剧的主要原因。11.5 能源与可持续发展2. 碳达峰与碳中和在某个时间点二氧化碳的排放达到峰值, 之后逐渐回落,这就是碳达峰。 同时如果我们降低化石能源消费占比、节能减排,并通过植树造林等方式吸收二氧化碳,在某一天排放量与吸收量相互抵消,达到相对“零排放”,便实现了碳中和。11.5 能源与可持续发展3. 能源安全安全是发展的前提。 稳定保障与安全使用,是能源安全的两大方面。 作为世界最大的能源消费国,如何有效保障国家能源安全、有力保障国家经济社会发展,始终是我国能源发展的首要问题。11.5 能源与可持续发展4. 新能源战略与绿色发展碳达峰、碳中和、能源安全,已纳入我国经济社会发展全局。 为推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,我国要加快推动产业结构、能源结构、交通运输结构等的调整优化,加快规划建设新型能源体系。电力是非常重要的二次能源,我国发电量长期稳居世界第一位。 经过几十年的不懈努力,我国在核能发电、太阳能发电、风力发电、水力发电等领域,技术水平均居世界前列。 在地热能、潮汐能、氢能的利用上,我国也在不断尝试与创新。11.5 能源与可持续发展推进绿色低碳可持续发展,不仅需要国家层面的统筹布局,更需要将理念深深植根于每一位公民的责任和意识之中。11.5 能源与可持续发展典例 2 能源是人类社会发展的物质基础, 下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是 ( )A. 煤炭 B. 石油C. 太阳能 D. 天然气对点典例剖析11.5 能源与可持续发展[解析]煤炭、石油、天然气在使用时会排放大量的二氧化碳, 不利于实现“碳达峰”“碳中和”目标,故 A、B、D 项不符合题意; 太阳能是可再生能源、清洁能源,在使用时不会产生二氧化碳等温室气体, 有利于实现“碳达峰”“碳中和”目标,故 C 项符合题意。[答案] C11.5 能源与可持续发展典例 3 小明为响应节约能源设计了一些方案,下列方案符合绿色发展节能减排的是 ( )A. 小区内安装小型核电站B. 可以适当延长打开冰箱的时间C. 夏天将空调制冷温度调为 16 ℃D. 教室里无人时及时关灯11.5 能源与可持续发展[解析]核电站的建设涉及到核安全、核废料处理等诸多问题,且成本高昂,不能随意在小区内安装,故 A 项错误;适当延长打开冰箱的时间会使冰箱消耗更多的电能来恢复低温,故 B 项错误;夏天将空调制冷温度调为 16 ℃过低,会导致空调消耗更多的电能,故 C 项错误。[答案] D11.5 能源与可持续发展■题型 新能源的认识例 风是地球上的一种自然现象。 风能作为一种新型清洁能源,属于 ________(选填“一次”或“二次”)能源。 风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转, 把风的动能转化为风轮的机械能,风轮带动发电机发电,风力发电机的原理为 __________________。 从能源利用等角度说说使用风能的优点_____________________________(答出一点)。11.5 能源与可持续发展[解析]风能是从自然界取得,可以直接利用的能源,是一次能源;风力发电机借助风力带动发电机的叶片转动,从而产生电能,即消耗机械能产生电能,故是利用电磁感应原理来工作的;风能具有无污染、可再生的特点。[答案] 一次 电磁感应 风能是可再生、环保能源11.5 能源与可持续发展解题通法 (1)从自然界取得,可以直接利用的能源叫一次能源;一次能源经过加工,转换成另一种形态的能源叫二次能源。(2)发电机消耗机械能产生电能,是利用电磁感应原理制成的。(3)风能、太阳能都是新型的能源,都具有无污染、可再生的特点。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 11.1 跨学科实践:能量从哪里来 11.2 能量守恒定律 2025-2026学年物理教科版九年级下册.pptx 11.3 能 源 2025-2026学年物理教科版九年级下册.pptx 11.4 核 能 2025-2026学年物理教科版九年级下册.pptx 11.5 能源与可持续发展 2025-2026学年物理教科版九年级下册.pptx