《2022-2023学年高二物理备课优选导学案（人教版2019必修第三册）》12.4能源与可持续发展（原卷版）

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第 4 节 能源与可持续发展
【自主预习】
一、能量守恒定律
1，做机械运动的物体具有① 和② 相互之间可以转化；在电路中，电源将其他
形式能转化为③ ，负载又把④ 转化为内能、光能和机械能，这些都说明各种自然现
象之间能量的相互联系和转化。
2，能量守恒定律的内容：能量既不会凭空⑤ ，也不会凭空消失，它只能从一种形式⑥
为其他形式，或者从一个物体⑦ 到别的物体，在
⑧ 或⑨ 的过程中，能量的总量保持⑩ 。
二、能量转移或转化的方向性
1.把刚刚煮熟的热鸡蛋拿出来放在冷水中，鸡蛋的温度⑪ ，水的温度⑫ ，最终
鸡蛋和水的温度会⑬ ，这一过程是自发的；达到温度相同后，鸡蛋和水都不能自发地变回到原
来的温度，这一例子说明，与热现象有关的宏观自然过程是 ⑭ ，虽然能量守恒，能量转化的过
程中有些可以自然发生，有些则不能。
2，能量的耗散：燃料燃烧时把自己的热量释放出去，但是不会⑮ 聚集起来供人类重新利
用。
3.能源危机：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的
⑯ 降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。
4.能量转化的方向性：能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有⑰ ，所
以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要⑱ 能源。
三、能源的分类与应用
1.煤炭、石油、天然气等化石能源无法短时间内再生，所以这类能源被叫作
⑲ 。
2.水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于⑳ 这些能源在自然界中可以再生，叫作㉑
。
3.太阳能发电：目前我国是最大的光伏产品制造国，光伏即光伏发电系统，是通过太阳能电池将 ㉒
直接转化成㉓ 。
4.水力发电：水力发电对环境的影响小，成本低，水能是廉价的㉔ 资源。我国水电装机总
量居世界第一。
5.风能发电：我国风力资源丰富，利用风力将㉕ 能转化为㉖ 能，我国的风力发
电已经走在世界前列，装机容量居全球之首。
6.核能发电：有一些质量非常大的原子核像铀、钍和钚原子的原子核在㉗ 成质量较小的原
子核时，会放出惊人的能量，核电站就是利用㉘ 发电的。有些质量较小的原子㉙ 在
一起发生㉚ 也会释放巨大的能量。
四、能源与社会发展
1.人类对能源的利用大致经历了㉛ 、㉜ 和㉝ 三个时期。
2.可持续发展的核心是追求㉞ 与㉟ 、㊱ 的平衡，既满足当代人的需
求，又不损害子孙后代的需要。
【方法突破】
一、能量转移或转化的方向性
【例 1】随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源说法正确的是（　　）
A．由于自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少
C．能量在转化过程中具有方向性，因此能源是有限的
D．核能是可再生能源，应大力开发和使用
【针对训练 1】行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降
落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象所包含的相
同物理过程是()
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
二、能源与社会发展
1.能源开发
人类社会要发展，能源是必不可少的资源，但现有的煤、石油、天然气等化石燃料都是远古时期储存的太
阳能，不可再生，不久的将来都要枯竭。同时，大量使用这类燃料对环境的破坏非常严重，所以迫切需要
找到新的替代能源。现有条件下，可供利用的新能源主要有地热能、太阳能、海洋能、生物能等。
2.环境问题
(1)温室效应：由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。主要原因是煤炭和石油的大
量消耗而产生的废气。
(2)酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨。
(3)光化学烟雾：氮氧化物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质。
(4)浮尘：常规能源燃烧时会产生大量的浮尘。
【例 2】随着“西气东输”的实施，上海有很多家庭都用上了天然气，天然气属于（　　）
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