教科版选修3-4 第5章 1~2~3 能源与人类生存的关系、能源利用与环境问题、可持续发展战略

2. 能源利用与环境问题-教科版选修3-3教案1. 教学目标1.了解能源的定义、分类及其在生活、经济和国家发展中的重要性；2.了解大气环境污染、水环境污染、土地环境污染及生物环境污染；3.掌握环境污染的危害、成因及其防治方法。

2. 教学重点1.能源的定义、分类及其在生活、经济和国家发展中的重要性；2.大气环境污染、水环境污染、土地环境污染及生物环境污染的成因及其危害；3.环境污染的防治方法。

3. 课堂教学3.1 热身引导学生分享不同场景中的能源利用例子，如家庭、工厂、交通等。

3.2 知识讲授3.2.1 能源的定义及分类老师介绍能源的概念及其分类。

知识点如下：能源是一切事物存在和发展的物质基础，包括化石能源、水力、太阳能、风能、核能等。

3.2.2 能源在生活、经济和国家发展中的重要性老师引导学生思考能源在生活、经济和国家发展中的重要性，为学生了解各种能源在现代社会的应用提供背景。

3.2.3 环境污染的四种类型及其危害老师详细讲解大气环境污染、水环境污染、土地环境污染及生物环境污染的危害和成因。

3.2.4 环境污染的防治方法老师介绍环境污染的防治方法，如：1.加强生产过程的管理，控制废气、废水、废渣的排放；2.推广清洁能源、低碳生活方式等。

3.3 课堂互动老师引导学生就各自使用的日常能源展开讨论，并引导学生从环保和经济角度思考如何节约能源。

3.4 课堂练习老师提供环境保护的案例，要求学生从各个方面分析问题并提出相应的解决方案。

4. 课后作业1.思考自己日常中使用能源的方式，提出节约能源的方法；2.查阅各种环境保护案例并总结防治方法。

5. 教学反思通过本节课的学习，学生了解能源的定义、分类及其在各种场景的应用；深入了解了环保的意义及其相关知识，提高了学生的环境保护意识。

能源与可持续发展【教学目的】1、了解什么是能源，什么是常规能源，知道常规能源的储量和人类需求的矛盾2、了解常规能源的使用和环境污染方面的关系3、了解哪些是清洁能源，哪些是可再生能源【教学重点】1、能源、常规能源、可再生能源的教学2、能源和环境之间的关系【教学难点】能源和环境之间的关系【教具准备】投影仪【教学过程】引入热力学第二定律告诉我们，很多与热现象有关的物理过程都是不可逆的。

涉及内能的能量转化过程具有方向性，这在上一节已经提到过了。

在本节，我们讨论这种方向性的现实意义。

一、能源一段木料燃烧后化为灰烬，能够释放给我们所需要的能量。

然而，灰烬却不能立即被合成而成为一段木料。

但是，我们至少可以将灰烬作为肥料施在一颗小树苗上，促成它长成一段未来的木料，以供人类（可能是种树、施肥者的子孙，也可能是别人的子孙）再次燃烧。

在这一人与资源的交互行为中，我们会发现，首先，能量转化的方向性并没有被破坏，也就是说，热力学第二定律仍被得到尊重。

其次，这将形成了一个循环，因为只要时间足够，让树苗成长成为木料的数目大于我们燃烧木料的数目，它就不会破坏需求与资源的动态平衡关系。

其三，在这个循环中，必须要有第三者参与——如果没有太阳的光合作用，循环就终止了——所以人与资源（树木）之间并不是“今天你给我，明天我还给你”的关系（我们与其说在燃烧树木，还不如说是在利用储存的太阳能）。

其四，这种循环还有一种隐忧，那就是：灰烬“成为”树木的速度要远远小于树木变成灰烬的速度，表面的平衡是以内部数量上的不平衡为代价的。

以上的四点中，第三点事实上已经决定了循环“返回”过程的速度（不能由人类操控），第二点和第四点则意味着人类的行为、世界观对“平衡”能否被破坏有着直接的关系。

在工业化时代到来之前，人们过着田园牧歌式的生活，没有电器、没有汽车、没有空调，人类使用大自然的资源只是为了满足最基本的生活需求，因此，这种“平衡”没有被破坏。

随着工业化时代的到来，这种状况立即显现出危机，循环就要被终止了。

能源与人类生存的关系-教科版选修3-3教案
一、教学目标
1.了解能源种类及其使用现状；
2.探讨能源发展与环境保护之间的关系；
3.思考未来能源发展的方向和策略。

二、教学重、难点
1.理解能源与人类生存不可分割的关系；
2.探究能源的种类、使用现状及未来发展方向；
3.分析能源发展与环境保护之间的矛盾。

三、教学过程
1. 导入（10分钟）
教师向学生展示能源相关的图片或视频，引导学生思考：现代生活中，我们需要用到哪些能源？这些能源有什么作用？你们对于能源有哪些认识？
2. 学习新课（30分钟）
1.让学生通过课本和互联网资料等途径，了解主要的能源种类及其使用现状，并进行口头汇报。

2.让学生阅读教材第三部分，掌握能源发展与环境保护之间的关系，班内小组讨论不同的看法并汇报。

3. 练习（30分钟）
让学生通过课堂上的小组合作、课外阅读等形式，就未来的能源发展方向和策略进行分析和探讨，并撰写小论文。

4. 总结（10分钟）
教师总结能源与人类生存的关系，再次强调环保意识。

四、教学评价
1.课堂表现评价：观察学生参与课堂讨论和小组合作的表现，评价其学习态度、能力水平等。

2.作业评价：评价学生练习环节中的合作及个人教学成果，考察学生分析问题、解决问题的能力和对环保意识的理解。

五、教学拓展
•学生可参考《能源战略报告》和一些科技网站，了解目前国际能源发展状况；
•学生可组织一次关于节能减排宣传活动，提高环保意识。

1 能源与人类生存的关系2 能源利用与环境问题3 可持续发展战略[学习目标] 1.了解能源及其分类．知道什么是能量耗散和能源危机.2.了解能源利用造成的环境问题(如温室效应、酸雨等).3.了解可持续发展战略，知道“节流”和“开源”的一些措施．一、能源与人类生存的关系1．能源的分类(1)一次能源和二次能源①一次能源：直接来自自然界未经加工、转换的能源，也叫初级能源．②二次能源：由一次能源直接或间接加工、转化而来的能源产品．(2)再生能源和非再生能源①再生能源：有天然的自我恢复能力的能源．②非再生能源：必须经历地质年代才能形成而短期内无法再生的能源．(3)常规能源和新能源①常规能源：当前开发技术上比较成熟、使用比较普遍的能源．②新能源：新近才开始大规模利用的，或正在研究以便广泛推广使用的能源．2．能量耗散由高品质的能量转化为低品质能量的过程叫能量耗散．二、能源利用与环境问题1．温室效应(1)成因：温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．二氧化碳主要由石油和煤炭的燃烧产生．(2)危害：全球温暖化；海平面上升；降水量变化；影响农业生产；影响气候带和植被分布；影响土地利用；影响人体健康．2．酸雨(1)成因：现代工业、农业、交通和陆地、海洋天然排放的多种污染物，与尘埃一起升到高空，通过扩散、迁移、转化，经重力沉降到地面或经雨雪冲刷到达地面．(2)危害：导致土壤的酸性增强；破坏森林生态系统；使江河湖水酸化，鱼虾大量死亡；腐蚀建筑和艺术品；影响人体健康等．3．大气臭氧层厚度变薄(1)成因：氯氟烃类化合物在受到高能量的紫外线照射以后将产生氯原子和自由基，而氯原子能够连续破坏臭氧分子．(2)危害：臭氧层可以吸收99%的太阳紫外辐射中对生物最有害的部分．臭氧层破坏将导致地球受到强烈的紫外辐射，这会对植物、动物产生直接的破坏作用，对生态系统的结构和功能产生明显的影响，并有可能引起人体皮肤癌、眼病等．4．放射性污染(1)成因：核裂变能的开发和核技术在医疗、农业、工业和科学研究中应用时产生的放射性污染．(2)危害：危害人体健康；使动物、植物等发生变异．三、可持续发展战略1．可持续发展是指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展．2．节约资源，发展自然资源的循环使用．3．节能新技术：三束技术、超导技术、燃料节能等．4．开发新能源目前正在开发利用的新能源有太阳能、地热能、海洋能、风能以及核聚变能等．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)能源是取之不尽、用之不竭的．(×)(2)能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等．(√)(3)冬天用电暖器取暖时电能转化为内能属于能量耗散．(√)(4)温室效应是由于大气里二氧化碳含量减少而形成的．(×)(5)酸雨会破坏森林的生态系统．(√)(6)臭氧层破坏将导致地球受到紫外线辐射减弱．(×)一、能源与人类生存的关系[导学探究] 能量守恒定律说明了能量在转化和转移过程中是守恒的．那么，我们为什么还要节约能源呢？答案能量与能源不是一个概念，能量虽不会减少，但能源会越来越少，因此我们要节约能源．[知识深化]1．对能量耗散的理解(1)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．(2)能量耗散虽然不会使总能量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．(3)能源储存着高品质的能量，如煤、石油、天然气等，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．(4)能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源．2．能源问题(1)世界性的能源问题主要反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危机．(2)地球上有限的非再生能源储量已远远不能满足人类日益增长的长期需求，21世纪人类正面临着严重的传统能源枯竭的威胁.例1(多选)能源利用的过程实质上是( )A．能量的消失过程B．能量的耗散过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程答案BC解析在利用能源的过程中，能源储存的高品质能量释放出来并最终转化为低品质的内能，所以能源利用过程是能量的耗散过程，B正确．能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者是能量的转移，在转化和转移过程中遵循能量守恒，故选项A、D错误，C正确．例2(多选)下列对能量耗散理解正确的是( )A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性答案BD解析在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对．能量与能源的区别1．能量是守恒的，既不会增加也不会减少．2．能源是能够提供可利用能量的物质．3．能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源．二、能源利用与环境问题[导学探究] 随着能源消耗量的持续增长，能源消耗对环境带来的污染也日益严重，你能列举因能源利用带来的环境问题吗？答案温室效应、酸雨、大气臭氧层厚度变薄等．[知识深化]1．做好环境保护工作目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；汽车尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，要变废为宝．2．酸雨的成因、危害及防止(1)成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．(2)危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠，腐蚀建筑物和艺术品等．(3)防止：①健全法规，强化管理，控制排放．②发展清洁煤技术，减少燃烧过程中SO2的排放；③通过改造发动机，安装汽车尾气净化装置，用无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放．例3(多选)能源利用对环境带来的污染有( )A．水能的开发利用可能造成地面沉降、破坏生态系统、水质变化等B．酸雨会破坏森林生态系统，使江河湖水酸化，使农作物减产C．臭氧不是氧气，它的变化不会影响人类及地球上的其他生物D．核能带给人类巨大利益，人类可以无节制的开发利用答案AB解析水能的开发利用要改变原有河流的结构，会引起地面沉降等，A正确；酸雨是呈酸性的降水，有腐蚀性，会破坏森林生态系统，使江河湖水酸化等，B正确；臭氧层可以吸收99%的太阳紫外辐射中对生物最有害的部分，是地球生命的保护伞，故C错误；核能技术，尽管在反应堆方面已有了安全保障，但核废料的处理问题没有完全解决，故不能无节制的开发利用，D错误．三、可持续发展战略[导学探究] 传统的生产模式和消费模式的特征是“高投入、高消耗、高污染”，所以在人类对能源利用的过程中，其中有很大一部分能量被损耗浪费了．面对现在面临的能源危机，你认为我们现在利用能源应本着怎样的原则？答案节约能源，大力发展能源的循环使用；开创节能新技术，提高能源的利用率；开发新能源．例4关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径答案 B解析能量是守恒的，但由于能量的降退，使得能利用的能源越来越少．1．(能源与人类关系)下列哪些现象属于能量耗散( )A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖答案 D解析能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散．本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散．火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散．2．(能源的开发与利用)(多选)下列关于能源的说法中正确的是( )A．能源是取之不尽，用之不竭的B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大答案BC3．(能源与环境)(多选)关于温室效应，下列说法中正确的是( )A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了温室效应B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了温室效应C．温室效应使得地面气温上升、两极冰雪融化D．温室效应使得土壤酸化答案BC解析温室效应的产生是由于石油和煤炭在燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升淹没沿海城市、海水和河流倒灌、耕地盐碱化等，故选项B、C正确．4．(可持续发展)下列供热方式最有利于环境保护的是( )A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳能灶供热答案 D解析煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选D.考点一能源与人类关系1．下列属于新型能源，又是再生能源的是( )A．太阳能B．石油C．天然气D．核能答案 A2．水力发电站的电能最终来自于( )A．太阳能B．水的动能C．水的势能D．水的内能答案 A解析煤、石油、水力等能源最终来自于太阳能．是太阳能将水蒸发到高处，然后再降落到地面各处，汇成江河湖海，高处的水向低处流就具有了水能，从而用于发电．3．(多选)下列关于能量耗散的说法中正确的是( )A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指流散在环境中的内能再也不能收集起来被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动、全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低答案BCD4．作为新能源，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( )A．在自然界里存在氢气B．氢气轻，便于携带C．燃烧氢气无污染D．氢气燃烧发热量高答案 C5．以下说法正确的是( )A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的答案 A解析热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体的体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，C错；煤、石油等的储存量是有限的，是不可再生能源，D错．6．某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器，容器壁的其中两个面用玻璃板替代，以便利于阳光射入，其设计结构如图1所示，为了更有效地利用太阳能，提高热水温度，下列措施中不合理的是( )图1A．容器容积一定时，增大日光入射的有效面积B．尽量使用有效采光面与太阳光垂直C．将除玻璃板之外的内壁涂黑D．将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面答案 D解析若将玻璃板之外的内壁涂上一层反射面则不利于对阳光的吸收，应涂成黑色，因为黑色的吸热效果较好．考点二能源与环境7．酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是( )①少用煤作燃料②燃料脱硫③在已经酸化的土壤中加石灰④多种植美人蕉、银杏等植物⑤开发新能源⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物A．①②④⑤B．①②⑤⑥C．①②③④⑤D．①②③⑤⑥答案 A解析酸雨主要是由煤、石油等燃料尤其是煤燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的．因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法．开发新能源也是减少煤的使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①②④⑤正确，应选A.8．下列叙述中不正确的是( )A．一般将pH小于5.6的降水称为酸雨B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一答案 B9．下述化学物质中，对大气臭氧层破坏最大的是( )A．氟利昂B．二氧化碳C．二氧化硫D．一氧化碳答案 A10．CO2气体几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中CO2气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )A．光热效应B．光电效应C．光气效应D．温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增，呼出的CO2增多D．自然因素破坏了地球环境的生态平衡答案(1)D (2)B。

能源与可持续发展：：【学习目标】1．知道什么是能源，了解能源的分类及能量耗散．2．了解能源的利用状况和环境污染的危害．3．知道温室效应和酸雨的产生原因，危害及控制措施．4．了解能源消耗，研究开发新能源．5．了解如何节约能源，保护资源及可持续发展战略．【知识网络】【要点梳理】要点一、能源与人类生存的关系1．能源及其分类(1)能源：指能够提供能量的自然资源．(2)分类：分类方法多种多样，常用分类有○1一次能源和二次能源．○2再生能源和非再生能源．○3常规能源和新能源．(3)能源与人类文明：人类利用能源的历史大致经历了柴薪、煤炭、石油三个时期．2．能量耗散与能源问题(1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．(2)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．要点诠释：大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式，所以要节约能源．要点二、能源利用与环境问题1．能源利用与环境问题随着能源消耗量的持续增长，能源消耗对环境带来的污染也日益严重，具有：(1)温室效应影响包括：○1全球温暖化．○2海平面上升．○3降水量变化．○4影响农业生产．○5影响气候带和植被分布．○6影响土地利用．○7影响人体健康．(2)酸雨：pH小于5.6即呈酸性的降水．(3)大气臭氧层厚度变薄(4)放射性污染2．能源危机与环境污染(1)近一百年,地球人口由16亿增加到目前的50亿，净增了2倍多，而能源消耗据统计却增加了16倍．按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年．(2)能源利用的过程也直接污染着地球环境○1温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳,使大气中二氧化碳的含量大量增高，导致“温室效应”，造成地面温度上升、两极的冰雪融化、海平面上升、淹没沿海地区等不良影响．○2酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡．同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康．○3臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上,会提高皮肤癌和白内障的发病率,也会影响我们的免疫系统．同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物的化学循环都会造成一系列危害．要点三、可持续发展战略1．能源消耗在能源的消耗上，我们要设法提高能源的利用率,减少能源的损耗和浪费，节约能源．2．可持续发展可持续发展战略思想包括三方面(1)鼓励经济增长，改变传统的以“高投入、高消耗、高污染”为特征的生产模式和消费模式．(2)利用科学技术及社会力量，节约资源(含能源)，大力发展资源的循环使用．(3)利用科学技术寻找新的能源及开拓新的资源．3．节约资源、自然资源的循环使用循环使用：是指将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，使它们又进入自然界参与物质循环和能源流动过程．4．节能新技术几种节能新技术：三束技术、超导技术、燃料节能等．5．开发新能源目前正在开发利用的新能源有太阳能、海洋能、地热能、风能、生物质能、可燃冰、氢能源以及核聚变能等．6．目前我国发展可再生能源的技术有哪些？它们各有何特点？【典型例题】类型一、能源与人类生存的关系例1、（2015 龙岩一模）下列说法中正确的是（）A．自然界中的能量是守恒的，但有的能量便与利用，有的不便与利用，因此要节约能源B．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此不可能制成C．根据能量守恒定律，经过不断的技术改造，热机的效率可以达到100%D．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的【答案】A【解析】自然界中的能量是守恒的，但是有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源，A正确，D错误；第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，B错误；不可能从单一热源吸收热量，并将这热量变为功，而不产生其它的影响，热机的效率不可以达到100%，故C错误。

能源是提高人民生活水平和进行现代化建设的重要物质基础，但是，能源与人们的需求及环境之间的关系又迫使人们不得不注意节约能源和开发新能源。

太阳能、风能都是无污染、不需要开采费用的能源，而且取之不尽，用之不竭，目前处于试验使用阶段，要大规模地使用还需要取得技术上的突破。

无论是节约能源，还是开发能源，都要靠科学研究，都要掌握先进的技术，希望同学们努力学习，将来能够在能源科学技术领域为祖国做贡献。

第1～3节能源与人类生存的关系能源利用与环境问题可持续发展战略一、能源与人类生存的关系1．能源及其分类(1)能源是指能够提供能量的自然资源。

(2)二次能源是指由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源产品，如电能。

(3)非再生能源是指必须经历地质年代才能形成而短期内无法再生的能源，如石油、天然气等。

(4)新能源是指新近才开始大规模利用的，或正在研究以便广泛推广使用的能源，如太阳能等。

2．人类文明与能源问题人类的日常生活处处离不开能源，人们的衣、食、住、行等都与能源密切相关。

3．能量耗散与能源问题(1)各种形式的能最终都转化成内能，流散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也只不过能使地球大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。

(2)各种形式的能向内能转化是微观领域内无序程度较小向无序程度较大的转变，是能A(A.“自动”B.“被动”)全额发生的。

(3)从可被利用的价值来看，内能相比于机械能、电能等是一种B(A.“高品质”B.“低品质”)的能量。

由此可知，能量耗散虽然不会导致能的总量减少，却会导致能量品质B(A.“升高”B.“降低”)。

二、能源利用与环境问题1．温室效应由于大气中的温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增加而形成的。

温室效应会导致全球变暖、海平面上升、气候变化等。

2．酸雨由于大气中酸性污染物质(如硫氧化物、氮氧化物等)在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。

煤炭中含有较多的硫，燃烧时会产生二氧化硫等物质。

教科版高三物理选修3《能源与人类生存的关系》教案及教学反思一、教案1. 教学目标本节课的教学目标是：•了解能源的基本概念及分类；•掌握人类社会发展与能源消耗的关系；•了解各种能源的优缺点；•掌握节能减排的基本知识；•能够分析并解决实际问题。

2. 教学内容本节课的教学内容主要包含以下几个部分：1.能源的概念及分类2.人类社会发展与能源消耗的关系3.各种能源的优缺点4.节能减排的基本知识5.实际问题分析与解决3. 教学方法本节课的教学方法包括：1.讲授法：针对能源的概念、分类、人类社会发展与能源消耗的关系等知识点进行讲述；2.实验法：通过实验让学生亲身体验各种能源的特点，以及节能减排的效果；3.讨论法：引导学生通过讨论的方式分析实际问题，探讨解决方案。

4. 教学步骤本节课的教学步骤如下：步骤一：导入（5分钟）通过问题引导学生探究“什么是能源”及“为什么需要能源”等问题。

步骤二：讲授（10分钟）讲解能源的概念、分类、人类社会发展与能源消耗的关系等知识点，并介绍各种能源的优缺点。

步骤三：实验（20分钟）通过实验的方式让学生亲身体验各种能源的特点，以及节能减排的效果。

步骤四：讨论（20分钟）引导学生通过讨论的方式分析实际问题，探讨解决方案。

步骤五：总结（5分钟）总结本节课所学知识点，并要求学生对垃圾分类、节水节电、低碳出行等方案进行尝试。

5. 教学评价本节课的教学评价主要包括教师评价和学生评价。

教师评价：通过观察学生课堂表现、作业的完成情况等进行评价。

学生评价：通过学生课后反馈表、课堂讨论等方式进行评价。

二、教学反思教师在本节课的教学中，对于能源、垃圾分类、节能减排等知识点进行了详细讲解，并通过实验和讨论的方式加深了学生对这些知识点的理解。

教学中有几个需要改进的地方。

首先，在实验环节中，应选取更简单、更生动、更直观的实验，以便让学生更好地理解实验的结果，并可以更好地将知识点与实践相结合。

其次，讨论环节中要注意引导学生自己思考问题，不要贯彻“教师说了算”的原则，更好地发挥学生的主观能动性。

第5课合理利用能源(教材P49～51)授课时间：______________累计____1____课时探索一：我们为什么要关注能源1.活动：引导学生阅读教材P49“2017年我国的电能来源”饼状图和小资料。

2.提问：大家获得了什么信息？(预设：电能是生活中应用最为广泛的能源，我国目前的电能来源多样，但火电占最大比重。

)3.追问：(教学提示：播放火力发电的视频。

)广泛使用化石能源存在什么问题？(预设：化石能源是有限的，最终会枯竭；化石能源在使用过程中会产生污染。

)4.活动：指导学生分组讨论“我们为什么要关注能源问题”，并将结果汇总于记录表中。

5.小结：人类的生存和发展都和能源有着密切关系，而传统的化石能源是有限的，一段时间后会枯竭，并且长期大量消耗化石能源会加剧环境污染，因此我们要关注并解决能源问题。

探索二：模拟温室效应实验1.活动：我们知道过度使用化石燃料会引发温室效应，什么是温室效应？请大家阅读教材P50图文资料。

2.布置任务：为了帮助大家理解“温室效应”，接下来，我们做一个温室效应模拟实验。

(教学提示：指导学生分组活动，并完成活动帮助卡。

)3.小结：温室气体就像密封袋那样，既能让阳光的热量到达地球表面，又能阻止地球一部分热量的散发，从而使地表附近大气温度上升，导致全球变暖。

探索三：探寻能源问题的解决方案1.过渡：化石能源有限，而且使用过程中会污染环境，加剧温室效应。

因此，我们要探寻解决方案。

例如，我们可以从节约每一度电做起。

2.活动：引导学生认真阅读教材P51“节约每一度电”资料。

3.提问：研究人员发现，一台1.5匹的空调，如果夏天温度调高1 ℃，每天运行10小时，可节省约1.8度电。

按照这个数据，一个季度(3个月)可以节约多少度电？(预设：1.8×90＝162度。

)4.讲解：每一度电的生产，都需要消耗化石能源以及排放废弃物，所以节约用电相当于减少污染物的排放量。

此外，新技术的利用也可以让我们在享受便捷生活的同时减少电能的消耗。

能源与人类生存的关系能源利用与环境问题可持续发展战略(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法中正确的是 ( )A．水能和风能是“可再生能源”B．太阳能是一种清洁能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大E．水力发电站的电能最终来自于水的机械能【解析】水能和风能是“可再生能源”，A正确；太阳能是清洁能源，B正确；沼气是人们开发的新能源，C正确；核能对环境的污染比常规能源较小，D错误；水力发电的能量来源于太阳能，E错．【答案】ABC2．“能源分类相关图”如图5­1­3所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是 ( )图5­1­3A．煤炭B．太阳能C．风能D．潮汐能E．核能【解析】同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C、D三个选项．【答案】BCD3．关于自行车、电动自行车、普通汽车、高铁动车组、大型轮船消耗能源的类型，下列正确的对应关系是( )【导学号：74320068】A．自行车—生物能B．电动自行车—电能C．普通汽车—化学能D．高铁动车组—化学能E．大型轮船—风能【解析】高铁动车组消耗的是电能，大型轮船消耗的是化学能，故A、B、C正确．【答案】ABC4．关于“温室效应”，下列说法正确的是( )A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D．“温室效应”使得土壤酸化E．“温室效应”使土地干旱，沙漠化面积增大【解析】“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化沙漠化面积增大等，故B、C、E选项正确．【答案】BCE5．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作燃料的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括( )A．原料来源广B．储存方便C．制备工气廉价D．易燃烧E．热值高【解析】氢易燃烧、热值高，原料来源广，但储存难、制备成本高，故A、D、E正确．【答案】ADE6．太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格．①石油②地热能③核能④天然气⑤风能⑥潮汐能然气等；新能源是指尚未被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意：“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．【答案】②③⑤⑥①④7．有下列各种能源：A.天然气B．水能C．石油D．核能E．地热能F．电能G．太阳能H．潮汐能其中属于不可再生能源的有________；属于二次能源的有________；属于化石能源的有________．【解析】根据能源的产生和利用情况进行分类，不可再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工转换成的另一种形态的能源，有F；化石能源有A、C.【答案】A、C、D F A、C8. “中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆(如图5­1­4所示)，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为 1.353 kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m2.【导学号：74320069】图5­1­4【解析】设P＝4.6×103kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353 kW，则由能量转化与守恒得：P＝P0×S×η代入数据，解得S＝1.9×104 m2.【答案】 1.9×104[能力提升]9．下列关于能量耗散的说法，正确的是( )A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D．能量耗散导致能量品质降低E．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失【解析】能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错，D对；耗散在环境中的内能无法再被利用，B项对；其他形式的能可以自发全部转化为内能，C项对；能量耗散能量既没有减少，也没有消失，故E错．【答案】BCD10．为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，图5­1­5是它的示意图．请你判断这一方案的可行性，并说明理由．图5­1­5判断：________.(填“可行”或“不可行”)理由：_________________________________________________________________________________________________________________.【解析】不可行；①违反了能量守恒定律；②此流程每个环节皆消耗能量，因此不可能实现；③这种流程类似永动机，是不可能的．【答案】见解析11．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q(m3/s)，落差为h(m)，发电效率为η，则该电站全年的发电量(kW·h)约是多少？(g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3)【导学号：74320070】【解析】每秒钟水能转化为电能的量为E＝ηQρgh，也就是发电功率，所以一年内的发电量E′＝365×24×3 600×13.6×10－6ηQgh(kW·h)≈8.8×104ηQh(kW·h)．【答案】8.8×104ηQh(kW·h)12.如图5­1­6所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为0.4×106J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时．问：图5­1­6(1)太阳能节能灯的能量转化情况；(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率为多少？(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？【解析】(1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)．(2)电池板单位面积上接收功率：P ＝0.4×1060.3×1×3 600W ＝370.4 W. (3)节能灯效率： η＝9.0×10×3 6000.4×106×8×100%≈10%. 【答案】 (1)见解析 (2)370.4 W (3)10%。