能源与可持续发展教师寄语心如止水静能生慧学习目标1、情感态度价值观目标：培养严谨的科学态度、实事求是的作风与协作精神2、能力目标：3、知识目标：①结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。列举常见的不可再生能源和可再生能源②知道核能等新能源的特点和可能带来的问题教学重点①化石能源　②一次能源、二次能源　③可再生能源、不可再生能源教学难点①裂变及其链式反应　②聚变与裂变的区分　③核能的和平利用　④核废料的处理教学方法自学法、讨论法、小组互助合作法。教学过程基础知识自测1．2022年6月17日是第1个“全国低碳日”。在践行“节能低碳”的今天，应特别重视开发利用的能源是A．煤炭B．石油C．天然气D．太阳能2．我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼。光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。下列说法中正确的是（）A．光伏效应是将太阳能转化为电能B．太阳能是不可再生能源C．太阳能和电能都属于一次能源D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的3．同学们都是未来理想能源的探索者和使用者。关于未来理想能源，下列说法不合理的是A．必须全部转化为电能，可以保证大规模使用B．必须足够丰富，可以保证长期使用C．必须足够便宜，可以保证多数人用得起D．必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境4．下列有关“物质和能”说法中，错误的是A．一次能源指的是自然界中存在的，能被人们直接利用的能源B．地震发生时释放出巨大的能量使山体滑坡是重力势能转化为动能C．跟电子的质量相等的质子和中子挤在处于原子中心，构成非常小的原子核D．能量的转化和转移都是有方向性的5．关于能量和能源的利用，以下说法正确的是A.核电站是利用核能来发电的B.水能、风能和化石能源均是可再生资源C.太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置D.电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能6．研究能源利用，实现可持续发展已经成为21世纪世界各国共同的任务，能源按不同的分类方式可进行不同的分类。下列四种能源中，能归入如图所示阴影部分的是4\nA.煤炭B.天然气C.太阳能D.核能7．开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，图中符合节约能源且安全的做法是()8．据报道：城南某街道安装了一种新型太阳能路灯。该路灯的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是(    )A. 太阳能转化为内能，再转化为电能    B．太阳能转化为电能，再转化为化学能C. 太阳能转化为内能，再转化为化学能    D．大阳能转化为电能，再转化为光能二、填空题（每空1分，共16分）9．自然界存在的能源有许多类，如太阳能、天然气、风能、煤、石油和水能等，其中可再生能源的有；不可再生能源的有。10．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过来增加水的内能；从能量性质改变的角度来看，太阳能蓄电池是把光能转化为，进行能量存贮的一种手段。11．汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的___________能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有____________。12．电能可以使电灯发光，同时产生的内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能．汽车制动过程中，动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动地转化为机械能再用来开动汽车．这些现象均说明能量的转化具有___________．以上能量的转化过程中，能的总量_____________（增大/减少/不变）．13．图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电．水蒸气推动汽轮机的过程中．将能转化为能。14．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5kg的氢气可放出J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值(大于／等于／小于)14．3×107J／kg．15．、目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如：_____。其二是把太阳能转化为电能，请你举出一个间接利用太阳能的实例_________。16．“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的（选填“核裂变”或“核聚变”）过程；太阳光在真空中的传播速度为m/s。4\n三、简答与计算题（每小题12分，共36分）17．沼气是当前已开发和使用的一种新型能源。通过将农村大量的秸秆、人畜粪便等发酵来获取沼气，利用沼气来烧水做饭、点灯照明．沼气的主要成分为甲烷，它燃烧后的产物是二氧化碳和水，对环境无污染．图所示是一农户沼气池及使用沼气的示意图．[水的比热容为4.2×103J／（kg·℃），沼气的热值约为1.9×107J／m3]（1）沼气是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）若沼气灶前的沼气压强至少为0.5kPa时，沼气灶能正常工作．根据图中压力表（实质上是一个U形管压强计，里面装有染成红色的水）的示数，通过计算说明，该农户此时，能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?（3）若沼气灶正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开，需要消耗沼气0.13m3．试估算沼气灶烧水的效率．（4）推广使用沼气对新农村建设有什么好处?（写出一条即可）18．小华家要购买一台即热式电热水器（俗称“过水热”），替换原来的箱式电热水器，它能使水温在数秒内就达到适宜温度。⑴这种“过水热”的铭牌上注明：“220V、6000W”。当它正常工作时，通过它的电流是多少？⑵鸡西市生活用电的电费为0.5元/kW·h，当地澡票价格是4元，如果他使用这种“过水热”洗澡，每次累计通电时间是10分钟。请你计算一下，他每次洗澡可节省多少元？（每次用水的费用按0.1元计算）⑶因为“过水热”工作环境潮湿且功率大，那么在安装、使用过程中，应当注意什么呢？（已知他家的空气开关上标有的最大额定电流是20A）⑷最近，小华发现许多邻居在使用“太阳能”热水器。如果你是小华，那么，你是选择“太阳能”呢，还是选择“过水热”呢？说出选择的依据。19．阅读短文，回答问题：核能的利用在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力的21%是来自核电．核电站的大体组成如图所示，核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换．请在下面的空格中填上适当的内容：（1）从能源的分类来看，核能是属于_______。（填“一次能源”或“二次能源”）（2）发电机发电时是让线圈在____中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为现象。（3）核电站所需的核能是利用原子核（填“裂变”或“聚变”）所产生的。该变化是。（填“可控”或“不可控”）（4）如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭。则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是J(煤炭的热值为3×107J/kg)。（5）核电站的核废料具有性，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沙漠地带，同时如何在开发新能源，又注意环境的保护，是人类面临的一大课题．4\n四、实验与探究（20小题6分，21小题10分，22小题8分，共24分）20．阅读短文，回答短文后的问题．19世纪末，在罗马尼亚特兰西瓦地区，一名医生发现了一个奇怪的小湖．这个小湖一到冬天，湖面就结成冰，而湖底深处的温度却高达60℃．这种热水湖的怪现象引起了许多科学家的好奇，他们取来湖水化验，发现这是一个咸水湖，而且不同深度的水含盐量不一样，即湖底的水中含盐量较高，密度大，而湖面则含盐量低，接近于淡水．原来，淡水湖在白天经太阳晒后，夜晚会将积蓄的热量散发掉，即表面的湖水先冷却，密度就增大而下沉，下面的水温度高，相对来说密度小，热水就上浮，并把热量散发掉，这样循环的结果，湖水上下温度就逐渐趋同．而咸水湖则不同，表面的水即使温度下降也不下沉，因为下层湖水的含盐量高，密度大，不会上浮，这样，湖底的热量就带不到湖面．因此，咸水湖被太阳晒久了，就将太阳能储存起来，湖底的温度会越来越高．（1）比较并简述咸水湖和淡水湖吸收太阳能后，上、下水温分布的特点．（2）如果你想自制一个储存太阳能的水池，且希望尽可能储存太阳能，从上述事例你会得到什么启发？21．能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，例如海洋中的波浪具有的能量十分巨大，它能把几十吨重的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃．灾难性的波浪——海啸能把轮船冲上陆地，甚至能掀翻岸边的建筑物．经科学家估测，在1km2的海面上，海浪能的功率可高达2.0×105kw．利用物理知识，可以将一些其它形式的能量转化为电能：（1）请你为自己的家庭设计两个不需要消耗燃料的发电方式：、（2）大海海面波浪起伏具有很大的机械能，请你设计一个实验将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电（提示：地磁场磁性太弱）．请回答下列问题：A．这一设想依据的原理是：____________________B．需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：__________、________________C．怎么实现你的设计，请写出具体的实验设计方案？22．假如你是环保小卫士，你会提出哪些合理的建议改善这种状况，还人类一片蓝天？（至少答2种）（1）（2）人类大部分使用的是化石能源，如果有一天，化石能源消耗殆尽，将会用什么清洁的能源代替？（写2种）教学反思4