《能源與可持續(xù)發(fā)展》教案核心素養(yǎng)點(diǎn)擊物理觀念(1)列舉各種實(shí)例，說(shuō)明能量是如何轉(zhuǎn)化的，解釋能量守恒定律的含義。(2)通過(guò)實(shí)例分析知道能量耗散，認(rèn)識(shí)自然界中能量轉(zhuǎn)化的方向性?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)收集資料，討論能源的開(kāi)發(fā)與利用所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的危害，思考科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，具有環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和行動(dòng)。(2)了解太陽(yáng)能、水能、核能和風(fēng)能等能源的開(kāi)發(fā)利用，知道利用能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的必要條件之一。(3)知道人類(lèi)利用的能源有可再生能源和不可再生能源，認(rèn)識(shí)合理使用能源的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展觀念，養(yǎng)成節(jié)能的習(xí)慣。eq\a\vs4\al(一、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性)1．填一填(1)能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。(2)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。(3)能量的耗散：把能量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類(lèi)重新利用的現(xiàn)象，它反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性。(4)節(jié)約能源的根本原因：在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上雖未減小，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源。2．判斷(1)能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中總量是保持不變的。(√)(2)當(dāng)一個(gè)物體所具有的能量增加時(shí)，一定有別的物體的能量在減小。(√)(3)能源利用過(guò)程中能量總量不變，可利用的品質(zhì)也不變。(×)3．想一想請(qǐng)你將兩手手心對(duì)著壓緊，用力來(lái)回快速摩擦10～15s(如圖12.4-1)，有什么感覺(jué)？想想看，在這一過(guò)程中能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移？這些能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向性的嗎？圖12.4-1提示：發(fā)熱；機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；有。eq\a\vs4\al(二、能源的分類(lèi)與應(yīng)用能源與社會(huì)發(fā)展)1．填一填(1)不可再生能源：煤炭、石油和天然氣是目前人類(lèi)生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，又叫化石能源。(2)可再生能源：水能、風(fēng)能、潮汐能等來(lái)源于太陽(yáng)能的這些能源。(3)我國(guó)能源的開(kāi)發(fā)：太陽(yáng)能發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電。(4)能源與社會(huì)發(fā)展①人類(lèi)對(duì)能源的利用經(jīng)歷的三個(gè)時(shí)期：柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。②能源的開(kāi)發(fā)和利用對(duì)環(huán)境造成的影響：a．石油和煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量，加劇了溫室效應(yīng)，使得兩極的冰雪融化，海平面上升。b．石油和煤炭的燃燒形成的二氧化硫等物質(zhì)使雨水的酸度升高，形成“酸雨”，腐蝕建筑物，酸化土壤。c．內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生氮的氧化物和碳?xì)浠衔铮@些化合物在大氣中受紫外線的照射，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是主要的污染物。2．判斷(1)天然氣屬于化石能源。(√)(2)化石能源利用過(guò)程中加劇了溫室效應(yīng)現(xiàn)象。(√)(3)核能發(fā)電不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。(×)eq\a\vs4\al(主題探究一)eq\a\vs4\al(對(duì)能量守恒定律的理解)[問(wèn)題驅(qū)動(dòng)](1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重物減少的重力勢(shì)能的值總大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少。機(jī)械能減少的原因是什么？減少的部分機(jī)械能是消失了嗎？提示：機(jī)械能減少的原因是由于要克服摩擦阻力和空氣阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能；減少的部分機(jī)械能并沒(méi)有消失。(2)請(qǐng)說(shuō)明下列現(xiàn)象中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？①植物進(jìn)行光合作用。②放在火爐旁的冰融化變熱。③電流通過(guò)燈泡，燈泡發(fā)光。提示：①光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。②內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰。③電能轉(zhuǎn)化為光能?！局仉y釋解】1．適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2．能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等。某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。eq\a\vs4\al(典例1)(多選)從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，下列說(shuō)法正確的是()A．在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化B．在斜面上滾動(dòng)時(shí)，有部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．在水平面上滾動(dòng)時(shí)，總能量正在消失D．在水平面上滾動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒[解析]在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化；在水平面上滾動(dòng)時(shí)，有摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量是守恒的。[答案]AD利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點(diǎn)注意(1)能量既可通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同部分或不同物體間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化，分析時(shí)避免出現(xiàn)遺漏?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1．(多選)行駛中的汽車(chē)制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：選AD這四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都受到阻力作用，汽車(chē)主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場(chǎng)阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確。四個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車(chē)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確。2.一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝有液體的袋壁使它變形至如圖12.4-2所示位置，則此過(guò)程中袋和液體的重心將()圖12.4-2A．逐漸升高 B.逐漸降低C．先降低再升高 D．始終不變解析：選A人對(duì)液體做正功，液體的機(jī)械能增加，液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，重心升高，A正確。eq\a\vs4\al(主題探究二)eq\a\vs4\al(能源及其開(kāi)發(fā)和利用)【重難釋解】1．正確理解能量耗散和品質(zhì)降低(1)各種形式的能最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到周?chē)沫h(huán)境中，分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也不過(guò)只能使地球、大氣稍稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功了。(2)從可被利用的價(jià)值來(lái)看，內(nèi)能較之機(jī)械能、電能等，是一種低品質(zhì)的能量。由此可知，能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式。(3)能量耗散導(dǎo)致可利用能源減少，所以要節(jié)約能源。2．能源的分類(lèi)能源分類(lèi)方法能源分類(lèi)名稱(chēng)特點(diǎn)舉例按形式或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑四?、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤炭、石油、天然氣、水能新能源正在開(kāi)發(fā)，或有新的利用方式太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、沼氣、風(fēng)能按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)換獲得煤炭、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境污染情況分清潔能源對(duì)環(huán)境基本上沒(méi)有污染太陽(yáng)能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤炭、石油、天然氣)eq\a\vs4\al(典例2)能源短缺和環(huán)境惡化指的是()①煤炭和石油的開(kāi)采與技術(shù)有關(guān)，在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤炭和石油的開(kāi)采是有限的，這叫能源短缺。②煤炭和石油資源是有限的，以今天的開(kāi)采和消耗速度，石油儲(chǔ)藏將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)，這叫能源短缺。③煤炭和石油具有很大的氣味，在開(kāi)采、存放和使用過(guò)程中這些氣味會(huì)聚集在空氣中污染空氣，使環(huán)境惡化。④大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時(shí)排出的有害氣體污染了空氣，改變了大氣成分，使環(huán)境惡化。A．①③ B.①④C．②③ D．②④[解析]煤炭和石油都是由幾億年以前的生物遺體形成的，這些能源不能再次生成，也不可重復(fù)使用，它們的儲(chǔ)量是有限的，并不是取之不盡、用之不竭的，這是所講的能源短缺，②正確；能源在使用時(shí)會(huì)排出有害氣體污染空氣，這是所講的環(huán)境惡化，④正確，故D正確。[答案]D【素養(yǎng)訓(xùn)練】3．關(guān)于能源的利用，下列說(shuō)法中不正確的是()A．由于我國(guó)煤炭和石油的儲(chǔ)量無(wú)限，所以太陽(yáng)能和核能的開(kāi)發(fā)在我國(guó)根本沒(méi)有必要B．能源的利用過(guò)程，實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程C．現(xiàn)在人類(lèi)社會(huì)使用的能源主要是煤炭、石油和天然氣D．煤炭、石油和天然氣的化學(xué)能歸根到底來(lái)自太陽(yáng)能解析：選A石油、煤炭等為非再生的能源，儲(chǔ)量有限，能源的利用中雖然總量不變，但品質(zhì)降低，可再利用能源越來(lái)越少，所以新能源的開(kāi)發(fā)和利用是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的課題，A錯(cuò)，B、C、D對(duì)。4．(多選)下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法正確的是()A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能很難收集起來(lái)重新被人類(lèi)利用C．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低解析：選BCD能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中有一部分以?xún)?nèi)能的形式被周?chē)h(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；耗散的內(nèi)能很難收集起來(lái)再被利用，選項(xiàng)B正確；其他形式的能在一定的條件下可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但相反過(guò)程卻不能夠全額進(jìn)行，選項(xiàng)C正確。5．(多選)關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說(shuō)法正確的是()A．太陽(yáng)能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B．石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C．“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D．“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化解析：選BC“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升、淹沒(méi)沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等，故B、C選項(xiàng)正確。一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維1．如圖12.4-3是用一臺(tái)蒸汽機(jī)和一臺(tái)發(fā)電機(jī)建立的模型發(fā)電站，將這個(gè)模型發(fā)電站與小燈泡連接起來(lái)，就可以供電了。圖12.4-3請(qǐng)分析該模型發(fā)電站工作時(shí)各種形式的能量是如何轉(zhuǎn)化的。解析：蒸汽機(jī)將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蒸汽輪機(jī)的機(jī)械能，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能使小燈泡發(fā)光。二、注重學(xué)以致用和思維建模2．市面上出售一種裝有太陽(yáng)能電扇的帽子(如圖12.4-4所示)。在陽(yáng)光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)，能給炎熱的夏季帶來(lái)一絲涼爽。該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是()圖12.4-4A．太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能 B.太陽(yáng)能→機(jī)械能→電能C．電能→太陽(yáng)能→機(jī)械能 D．機(jī)械能→太陽(yáng)能→電能解析：選A電池板中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，小電動(dòng)機(jī)中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3.如圖12.4-5所示，將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入鐵罐，使兩端分別固定在罐蓋和罐底上。將該裝置從不太陡的斜面上釋放，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？請(qǐng)你做一做，并從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度加以解釋。圖12.4-5提示：會(huì)看到罐子滾動(dòng)到坡底又自動(dòng)向坡上滾動(dòng)，因?yàn)橄蛳聺L動(dòng)時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，又轉(zhuǎn)化成橡皮筋的彈性勢(shì)能儲(chǔ)存在罐子里，彈性勢(shì)能又會(huì)轉(zhuǎn)化成動(dòng)能、重力勢(shì)能，所以又向上滾動(dòng)。[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是()A．能源應(yīng)用的過(guò)程就是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程B．化石能源的能量歸根結(jié)底來(lái)自太陽(yáng)能，因此化石能源永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭C．在廣大的農(nóng)村推廣沼氣前景廣闊、意義重大，既變廢為寶，減少污染，又大量節(jié)約能源D．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤炭資源將取之不盡、用之不竭解析：選C能源應(yīng)用過(guò)程并不單純是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程，各種轉(zhuǎn)化形式均可為人類(lèi)服務(wù)，A錯(cuò)誤；化石能源的能量雖然來(lái)自太陽(yáng)能，但要經(jīng)過(guò)數(shù)億年的地質(zhì)演變才能形成，且儲(chǔ)量有限，為不可再生能源，B錯(cuò)誤；在廣大農(nóng)村推廣沼氣對(duì)改善農(nóng)村環(huán)境、節(jié)約能源意義重大，C正確；無(wú)論技術(shù)先進(jìn)與否，煤炭資源不可能取之不盡、用之不竭，D錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法正確的是()A．能就是功，功就是能B．外力對(duì)物體做功越多，這個(gè)物體的能量就越大C．外力對(duì)物體不做功，這個(gè)物體就沒(méi)有能量D．能量轉(zhuǎn)化的多少可以用做功的多少來(lái)量度解析：選D功和能是兩個(gè)不同的概念，外力對(duì)物體做功的多少只是說(shuō)明了能量轉(zhuǎn)化的多少，而不能說(shuō)明物體能量的多少，外力對(duì)物體不做功不能說(shuō)明物體沒(méi)有能量，A、B、C錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，D正確。3．(多選)下列對(duì)能量耗散的理解正確的有()A．能量耗散說(shuō)明能量在不斷減少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散說(shuō)明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性解析：選BD在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程中，其他形式的能量最終會(huì)轉(zhuǎn)化為流散到周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，無(wú)法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散，能量耗散并不違反能量守恒定律，宇宙中的能量既沒(méi)有減少，也沒(méi)有消失，它只從能量角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。4．(多選)下列關(guān)于能源的說(shuō)法正確的是()A．石油、天然氣都屬于新能源B．能量耗散不遵循能量守恒定律C．能量耗散會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低D．為了可持續(xù)發(fā)展，必須節(jié)約能源解析：選CD石油、天然氣屬于常規(guī)能源，A項(xiàng)錯(cuò)誤；能量耗散同樣遵循能量守恒定律，但能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)降低，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；因可用能源正在減少，故為了可持續(xù)發(fā)展，必須節(jié)約能源，D項(xiàng)正確。5．利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是()A．能量的消失過(guò)程B．能量的創(chuàng)造過(guò)程C．能量不守恒的過(guò)程D．能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過(guò)程解析：選D利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程，在能源的利用過(guò)程中能量是耗散的，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。6．能源在社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)中有著重要的意義，節(jié)約用電應(yīng)成為現(xiàn)代公民的行為準(zhǔn)則。下列用電方式中屬于科學(xué)、合理地節(jié)約用電的是()A．家電盡量長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)B．用節(jié)能燈替換白熾燈C．樓道、走廊照明燈盡量不采用聲、光控制D．不要清除冰箱內(nèi)的冰、霜解析：選B家電長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)浪費(fèi)電，家電盡量不要長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，才屬于科學(xué)、合理地節(jié)約用電，故A錯(cuò)誤；用節(jié)能燈替換白熾燈，可節(jié)約用電，故B正確；樓道、走廊照明燈采用聲、光控制，才屬于科學(xué)、合理地節(jié)約用電，故C錯(cuò)誤；清除冰箱內(nèi)的冰、霜，能夠提高冰箱的工作效率，才屬于科學(xué)、合理地節(jié)約用電，故D錯(cuò)誤。7．下列說(shuō)法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的B．太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的D．有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生解析：選C永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，不可能制成，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；太陽(yáng)輻射大量的能量，但輻射到星際空間的能量并沒(méi)有消失，而是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；馬和其他動(dòng)物，包括人要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量，動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能，選項(xiàng)C正確；當(dāng)人戴著“全自動(dòng)”手表活動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，才會(huì)維持手表的走動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新8．水平地面上平放著一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的勻質(zhì)棒，把它的一端勻速抬高H(H?L)，假設(shè)用手直接作用于棒端抬高時(shí)手做功W1，用一根彈簧鉤住棒端抬至同樣高度時(shí)手做功W2，則()A．W1＝W2 B.W1＞W(wǎng)2C．W1＜W2 D．不確定W1與W2之間的關(guān)系解析：選C手直接作用于棒的一端時(shí)手做功W1＝ΔEpG，用彈簧鉤住升高相同高度時(shí)手做功W2＝ΔEpG＋ΔEp彈，顯然W1＜W2，C正確。9.抽水蓄能電站的工作原理是：在用電低谷時(shí)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電，浙江天荒坪抽水蓄能電站是亞洲第一大高山蓄能水電站。山頂水庫(kù)面積達(dá)2.8×105m2(水庫(kù)近似為長(zhǎng)方體)。已知上、下水庫(kù)落差H＝600m，如圖1所示。蓄水后一個(gè)晝夜連續(xù)發(fā)電，山頂水庫(kù)水位降低30m，若水的重力勢(shì)能80%轉(zhuǎn)化為電能，水的密度為1.0×103kg/m3。則一個(gè)晝夜連續(xù)發(fā)電所產(chǎn)生的電能約為(g取10m/s2)()圖1A．4×1010J B.4×1011JC．4×1012J D．4×1013J解析：選D一個(gè)晝夜能用于發(fā)電的水的體積V＝Sh＝2.8×105×30m3＝8.4×106m3，水的總質(zhì)量：m＝ρV，水的重力勢(shì)能：Ep＝mgh′＝ρVgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H－\f(h,2)))，一個(gè)晝夜連續(xù)發(fā)電所產(chǎn)生的電能約為E＝Ep×80%，代入數(shù)據(jù)得E≈4×1013J，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。10．一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，每秒有2.0m3的水流過(guò)水輪機(jī)，若河壩水位高度差是20m，則水每秒對(duì)水輪機(jī)最多能做多少功？若有40%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，問(wèn)發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大？(水的密度ρ＝103kg/m3，g取10N/kg)解析：若使水對(duì)水輪機(jī)做功最多，則把水的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的機(jī)械能。則每秒對(duì)水輪機(jī)做功為W＝mgh＝ρgVh＝103×10×2×20J＝4×105J由P＝eq\f(W,t)得P出＝eq\f(40%W,t)＝eq\f(4×105×0.4J,1s)＝1.6×105W。答案：4×105J1.6×105W11．某地的平均風(fēng)速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風(fēng)車(chē)，它的車(chē)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12m的圓面，如果這個(gè)風(fēng)車(chē)能將此圓內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車(chē)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？解析：首先可以求出在時(shí)間t內(nèi)作用于風(fēng)車(chē)的氣流質(zhì)量為m＝πr2vtρ，這些氣流的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mv2故風(fēng)車(chē)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為P＝eq\f(10%Ek,t)＝eq\f(1,2)πr2ρv3×10%代入數(shù)據(jù)得P＝3.4kW。答案：3.4kWA組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)以下說(shuō)法正確的是()A．煤、石油、天然氣等燃料的最初來(lái)源可追溯到太陽(yáng)能B．汽油是一種清潔能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡，用之不竭的【答案】AC【解析】煤、石油、天然氣等是動(dòng)植物轉(zhuǎn)化成的，其來(lái)源可追溯到太陽(yáng)能，A正確；汽油燃燒會(huì)引起一些化合物的產(chǎn)生，導(dǎo)致有毒氣體的生成，B錯(cuò)誤；水能是可再生能源，C正確；煤、石油、天然氣等存量是有限的，是不可再生能源，D錯(cuò)誤．2．(多選)下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法，正確的是()A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類(lèi)利用C．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低【答案】BCD【解析】能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中有一部分以?xún)?nèi)能的形式被周?chē)h(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，故A錯(cuò)誤，D正確；耗散的內(nèi)能無(wú)法再被利用，B正確；其他形式的能可以自發(fā)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C正確．3．自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、普通汽車(chē)消耗的能量的分類(lèi)是()①生物能②核能③電能④太陽(yáng)能⑤化學(xué)能A．①④⑤ B．①③⑤C．①②③ D．①③④⑤【答案】B【解析】自行車(chē)需要人力，故需要消耗體內(nèi)的生物能；電動(dòng)車(chē)要充電，消耗電能；汽車(chē)要燃燒汽油，消耗化學(xué)能．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．4．以下對(duì)能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中不正確的是()A．電風(fēng)扇把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．電熱水壺?zé)闺娔苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能C．燃?xì)鉄崴靼央娔苻D(zhuǎn)化為水的內(nèi)能D．舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái)，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】C【解析】電風(fēng)扇消耗電能使電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，則這個(gè)過(guò)程中是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A正確；電熱水壺?zé)碾娔苻D(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，故B正確；燃?xì)鉄崴魇窍奶烊粴獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為水的熱能，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái)，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的重力勢(shì)能，D正確．本題選擇錯(cuò)誤的，故選C.5．關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法正確的是()A．在利用能源的過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少B．由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源C．能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中沒(méi)有方向性D．人類(lèi)在不斷開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造【答案】A【解析】自然界的能量守恒，但能源需要節(jié)約，能量在數(shù)量上并未減少，因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)換有方向性，故A正確，B錯(cuò)誤；能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有方向性，比如一杯熱水過(guò)段時(shí)間，熱量跑走啦，水冷了，所以轉(zhuǎn)化具有方向性，故C錯(cuò)誤；人類(lèi)在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，但能量不能被創(chuàng)造，也不會(huì)消失，故D錯(cuò)誤．6．動(dòng)車(chē)組列車(chē)進(jìn)站前的減速過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段來(lái)用“再生剎車(chē)”技術(shù)，速度從250km/h減至90km/h，這期間停止動(dòng)力供給，列車(chē)依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；第二階段采用機(jī)械剎車(chē)，速度從90km/h開(kāi)始不斷減小直至停止．假設(shè)軌道平面水平，則對(duì)剎車(chē)過(guò)程的第一階段，下列說(shuō)法中正確的是()A．減小的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，即增加的電能等于減小的動(dòng)能B．減小的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，并且增加的電能小于減小的功能C．減小的動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即增加的電能小于減小的動(dòng)能D．該過(guò)程動(dòng)車(chē)組列損失的機(jī)械能等于增加的電能【答案】C【解析】第一階段減速過(guò)程中，由于速度變小，所以動(dòng)能變小，由于繼續(xù)駛并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，故將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能．減小的動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，另一部分轉(zhuǎn)化為阻力做功，即電能小于減小的動(dòng)能，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．7．下列說(shuō)法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的B．太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成其他能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的D．有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生【答案】C【解析】永動(dòng)機(jī)是不消耗或少消耗能量，可以大量對(duì)外做功的裝置，違背能量守恒定律，A錯(cuò)誤．能量不可能憑空消失，B錯(cuò)誤．能量也不可能憑空產(chǎn)生，C正確，D錯(cuò)誤．8．某地的平均風(fēng)速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風(fēng)車(chē)，它的車(chē)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12m的圓面，如果這個(gè)風(fēng)車(chē)能將此圓內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑒t該風(fēng)車(chē)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？【答案】3.4kW【解析】首先可以求出在時(shí)間t內(nèi)作用于風(fēng)車(chē)的氣流質(zhì)量為m＝πr2vtρ，這些氣流的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mv2，故風(fēng)車(chē)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為P＝eq\f(10%Ek,t)＝eq\f(1,2)πr2ρv3×10%，代入數(shù)據(jù)以后得P＝3.4kW.9．據(jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》報(bào)道：從一份科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示，我國(guó)酸雨區(qū)已占國(guó)土面積的40%以上，研究結(jié)果還表明，我國(guó)農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)15億元．為了有效控制酸雨，目前國(guó)務(wù)院已批準(zhǔn)《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)．(1)在英國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可有效地降低地面SO2濃度，在20世紀(jì)60～70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面濃度降低了30%之多，請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種做法是否可??？說(shuō)明理由．(2)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃料，其主要缺點(diǎn)是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油作燃料相比，哪種物質(zhì)可以作為新能源？主要優(yōu)點(diǎn)是什么，缺點(diǎn)又是什么？【答案】(1)不可取，因?yàn)镾O2的排放總量并沒(méi)有減少，進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)對(duì)全球造成危害．(2)見(jiàn)解析【解析】(1)減少酸雨的產(chǎn)生是要杜絕污染源，而不是建造高煙囪轉(zhuǎn)移污染，而杜絕酸雨的污染途徑一般有三個(gè)：一是對(duì)煤、石油等傳統(tǒng)能源進(jìn)行處理，使其在燃燒過(guò)程中不產(chǎn)生SO2；二是對(duì)污染物SO2進(jìn)行回收利用；三是開(kāi)發(fā)新能源．(2)傳統(tǒng)燃料的主要缺點(diǎn)是：①煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的；②燃燒后產(chǎn)生的SO2、NO2等嚴(yán)重污染大氣，進(jìn)而形成酸雨；③燃燒后產(chǎn)生的CO2又會(huì)造成溫室效應(yīng)．與傳統(tǒng)的燃料相比，氫可以作為目前最理想的燃料，優(yōu)點(diǎn)：①H2可以用水作為原料來(lái)制取，取之不盡，用之不竭；②H2燃燒時(shí)放熱多，放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍；③氫燃料的最大優(yōu)點(diǎn)是燃燒產(chǎn)物為水，不易污染環(huán)境，還可循環(huán)使用．缺點(diǎn)：氫能源的提取、開(kāi)發(fā)和利用的技術(shù)發(fā)明成為當(dāng)務(wù)之急．B組·能力提升10．抽水蓄能電站的工作原理是：在用電低谷時(shí)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電，浙江天荒坪抽水蓄能電站是亞洲第一大高山蓄能水電站，堪稱(chēng)世紀(jì)之作．山頂水庫(kù)面積達(dá)2.8×105m2(水庫(kù)近似為長(zhǎng)方體)．已知上、下水庫(kù)落差H＝600m，如圖所示．蓄水后一個(gè)晝夜連續(xù)發(fā)電，山頂水庫(kù)水位降低30m，若水的重力勢(shì)能80%轉(zhuǎn)化為