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人教版物理九年级全一册精做课件授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.22.3跨学科实践：为节约能源设计方案第二十二章能源与可持续发展22.3跨学科实践：为节约能源设计方案同步练习题（人教版九年级全一册）一、选择题（每题3分，共30分）1.节约能源的核心目的是（）A.减少能源种类B.缓解化石能源危机、降低环境污染C.降低生产生活效率D.限制能源使用2.下列日常行为中，不属于节能行为的是（）A.随手关灯、关闭电器电源B.长时间空载开启空调C.使用节能灯具D.短途出行步行或骑行3.家庭电路中，更换LED节能灯替代白炽灯的主要节能原理是（）A.发光颜色更好看B.电能转化为光能的效率更高，内能损耗少C.使用寿命更长D.价格更便宜4.为住宅小区设计节能方案，下列措施最合理的是（）5.工业生产节能的关键是（）A.提高能源利用效率，减少能量损耗B.减少生产产量C.全部停用机械设备D.降低生产标准6.关于节能方案设计原则，说法错误的是（）A.科学性：贴合物理能量转化规律B.实用性：贴合生活生产场景C.经济性：低成本、易推广D.盲目性：不计成本改造设备7.利用太阳能替代传统电能供水，主要节约的能源是（）A.风能B.化石能源C.潮汐能D.地热能8.减少电器待机能耗的正确做法是（）A.长期不拔电源插头B.不用电器及时切断总电源C.多个电器共用一个超负荷插排D.频繁开关电器9.节能设计融合的跨学科知识是（）A.物理能量转化、工程设计、环保科学B.单纯数学计算C.单纯生物遗传D.单纯地理气候10.推广绿色节能、低碳生活，无法实现的效果是（）A.减少废气排放B.缓解温室效应C.加剧能源枯竭D.节约化石能源二、填空题（每空2分，共28分）11.节能设计的核心原理：减少能量_________，提高能源_________。12.白炽灯工作时大量电能转化为_________，光能利用率低；LED灯可大幅提升_________能转化效率，实现节能。13.节能方案设计三大原则：_________、实用性、经济性，贴合生活生产实际。14.生活节能：随手断电、使用节能电器、_________出行，减少能源不必要消耗。15.建筑节能可采用：太阳能供暖、_________墙体、合理采光，减少电能、热能消耗。16.能源损耗主要以_________能、声能等无用能量形式散失，节能就是减少这类无用损耗。17.节能与环保相辅相成，节约化石能源可以减少_________排放，减轻空气污染和温室效应。三、实践分析题（共22分）18.结合节能方案设计实践，完成填空分析。（1）所有用电器工作时都有能量损耗，节能的本质是_________无用能量损耗。（2）新能源替代节能：用太阳能、风能等可再生能源替代_________能源，从源头节约不可再生资源。（3）设备升级节能：更换高效节能设备，提升能量_________比例，减少浪费。（4）习惯节能：电器不用时及时断电，杜绝_________能耗，养成节能习惯。（5）跨学科节能设计兼顾物理原理、_________效益和环保价值，可落地、可推广。四、实践设计应用题（共20分）19.请为家庭生活设计三条具体、可落地的节能方案，并说明节能原理。（10分）20.简述校园节能改造方案的设计思路和实施意义。（10分）五、参考答案与解析选择题答案：1.B解析：节约能源核心是缓解化石能源枯竭问题，减少污染物排放，保护生态环境。2.B解析：空调长时间空载运行，会消耗大量电能，属于能源浪费，不符合节能要求。3.B解析：LED灯能量转化效率高，电能大多转化为光能，发热少、内能损耗小，更加节能。4.B解析：利用太阳能供电属于清洁能源利用，可有效节约传统电能、化石能源。5.A解析：工业节能的核心是优化设备与工艺，提高能源利用率，减少能量浪费。6.D解析：节能方案需科学、实用、低成本，盲目改造、不计成本不属于合理设计。7.B解析：日常电能大多由化石能源发电获得，太阳能替代用电可节约化石能源。8.B解析：电器待机仍会消耗少量电能，不用时切断电源可杜绝待机能耗，实现节能。9.A解析：节能实践融合物理能量转化知识、工程设计、生态环保等跨学科内容。10.C解析：节能可延缓能源枯竭，减少污染，不会加剧能源危机。填空题答案：11.损耗；利用效率12.内能；光13.科学性14.绿色低碳15.保温隔热16.热17.污染物（二氧化碳）实践分析题答案：（1）减少（2）化石（3）有效利用（4）待机（5）经济实践设计应用题答案：19.答：①方案一：将家中白炽灯全部更换为LED节能灯。原理：LED灯电能转化为光能的效率更高，内能损耗少，相同亮度下耗电量更低。②方案二：家用电器不用时及时拔掉插头、切断电源。原理：杜绝电器待机能耗，减少不必要的电能损耗。③方案三：白天充分利用自然光照明，减少开灯时间。原理：合理利用自然能源，替代电能消耗，节约电力资源。20.答：设计思路：从设备改造、日常管理、能源替代三个方面设计。更换校园老旧灯具为节能LED灯；安装太阳能路灯、光伏供电设备；制定节能制度，杜绝长明灯、长流水；合理调控空调、电扇使用时间。实施意义：有效节约电能等能源，降低校园能耗成本；减少化石能源消耗，降低污染物排放；培养师生节能、环保、低碳的良好习惯，践行绿色可持续发展理念。习题总结本套习题全覆盖22.3跨学科实践核心考点，聚焦节能原理、能量转化、节能方案设计、生活与校园节能应用、跨学科设计理念。重点考查学生学以致用、实践设计的能力，贴合新课标跨学科实践要求，题型难度、排版与全册习题标准统一，适配课后实践巩固与单元综合复习。人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？
为节约能源设计方案，我们从优化自己家中能源的使用入手。
问题
调查家中能源的用途、类型，估算这些能源消耗量，确定哪些用途的能源消耗比较多
能源用途 采暖 做饭 生活热水 制冷 其他电器 交通
能源名称 天然气 电 汽油
能源类型 不可再生能源 约70%来自不可再生能源，约30%来自可再生能源 不可再生能源
消耗量（年） 200m3 1000kW·h 500L
调查家中能源的使用情况
1.分析家中哪些方面的能源使用可以优化，哪些需要优先改进？
2.你想用哪些方法优化能源使用？
3.在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？
结合调查结果，思考如何选取优化对象，确定改进方法。
选取优化对象与确定改进方法
选取优化对象：
交通
采暖
制冷
优化能源使用方法：
使用太阳能等新能源
提高能源使用效率
优化使用行为
选取优化对象与确定改进方法
方案一：为房屋加装保温层
（1）明确思路
热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。
制订与检验设计方案
（2）选取材料
材料的保温性能与哪些因素有关？
材料的保温性能通常与它的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。
制订与检验设计方案
材料 热导率/[W·（m·℃）-1] 材料 热导率/[W·（m·℃）-1]
铝 236 硬泡沫塑料 0.041～0.048
普通玻璃 约0.8 聚苯乙烯 约0.04
锯木屑 约0.08 岩棉 约0.04
棉花 约0.05 空气 约0.03
一些常见材料的热导率
制订与检验设计方案
材料 热导率 /[W·（m·℃）-1] 参考厚度 /cm 成本 /[元·m-2] 施工费用 /[元·m-2] 燃烧性能 其他特性
EPS泡沫板 0.035～0.040 5～10 70～90 35～50 B2级 （可燃） 轻便易安装，但易变形
XPS挤塑板 0.028～0.030 3～5 90～110 40～60 B1级 （难燃） 高抗压，防水性好
岩板棉 0.035～0.040 5～8 130～150 65～80 A级 （不燃） 防火优，但吸湿性高
聚氨酯泡沫 0.020～0.025 2～4 140～180 70～90 B1/B2级 密封性好，但施工复杂
对不同材料的评估
经比较，可选XPS挤塑板
制订与检验设计方案
（3）确定方案
①在房间的哪些部位安装保温材料
②保温材料的规格、尺寸应满足什么要求
③门窗应该怎样进行保温处理
制订与检验设计方案
安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注
外墙1 475×300 XPS挤塑板 用胶黏剂固定 保温材料外层刷防潮腻子
外墙2 475×300 XPS挤塑板 用胶黏剂固定 窗户1 167×193 安装胶条、玻璃贴膜 密封、粘贴 窗户2 167×193 安装胶条、玻璃贴膜 密封、粘贴 入户门 84×216 门帘 外挂 房屋保温设计方案
制订与检验设计方案
（4）制作模型与测试
为了检验保温效果，可以将质量相等的冰块装在塑料袋中，分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中，将“家”放置在相同的环境下，经过相同的时间后将冰块取出并进行比较，通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。
制订与检验设计方案
【项目提出】
1.随着人们生活水平的提高，消耗的能源越来越多，虽然自
然界的能量是守恒的，由于能量转化和转移具有______性，
可利用的能源在减少，能源危机加重，为了节约能源，从家
庭入手，制定节约能源的方案。
方向
【项目分析】
2.家中利用的能源主要有三个方面，一是家用电器消耗____
能，二是煮饭的燃气灶和烧水的燃气热水器利用________，
三是汽车和摩托车主要消耗汽油，要节约能源需要从这三个
方面入手。
电
天然气
【项目实施】
3.调查后统计的数据如下：
能源 用途 采暖 做饭 生活用 热水 电器工作 交通
名称 天然气 电能 汽油
能源 用途 采暖 做饭 生活用 热水 电器工作 交通
分类 ______（填“可”或“不 可”）再生能源 ____ （填“一”或 “二”）次能 源 ________
（填“清洁”或
“非清洁”）能
源
不可
二
非清洁
续表
能源 用途 采暖 做饭 生活用 热水 电器工作 交通
改进 方法 选用太阳能热水器， 利用______能 加热水 选用节能等 级较高的电 器 选用电动汽车
说明：夏季耗电最多（主要是空调） 太阳
续表
4.夏季耗电最多，是因为空调属于大功率用电器，且工作时
间很长，为节能环保，国务院办公厅规定公共建筑夏季空调
温度设置不____（填“高”或“低”）于 。房间不能长时间
保持恒定的温度，是因为房子的隔热性____
（填“好”或“差”），节约能源从房屋的隔热性入手，选择隔
热材料装修房屋的墙壁可以节约空调所用电能。
低
差
【交流合作】
5.小明选择了几种保温材料，下表是常用的材料参数：
项目 1号 2号 3号
聚氨酯泡沫 聚苯乙烯泡沫 岩棉
传热系数 0.033 0.042 0.065
防火性能 阻燃 级 阻燃 级 不燃 A
级
吸水性%
项目 1号 2号 3号
聚氨酯泡沫 聚苯乙烯泡沫 岩棉
隔音性 好 好 一般
最高使用温度/ 75 65 600
1.4 1.0 2.4
续表
（1）外墙保温材料如果脱落会造成危险，所以应该选密度
较____的材料。同学们观察发现表格中缺少密度信息，于是
需要测量材料的______和______。
小
质量
体积
（2）当保温材料的厚度一定时，为了方便比较材料的性能，
在表格中的项目里引入参数“”，单位为 。同学们观察
表格中的 ，猜想它可能与材料密度有一定关系。已知保温
材料厚度均为，请推导出与材料密度 的关系 ____。
（结果用已知量的符号表示）
（3）小滨同学的叔叔家在陕北，他打算给自建房外墙安装
保温材料，因为陕北冬季气温很低且年降水量少，所以他选
择外墙保温材料时应优先考虑__________（填“传热系数”或
“吸水性”）（注：传热系数越大，保温性能越差），所以他
选择表格中的___号保温材料比较合适。
传热系数
1

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