2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2

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1、第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.了解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。 2.知道熱機(jī)的作用和效率。 3.了解能源的種類、開(kāi)發(fā)及可持續(xù)發(fā)展。 4.知道節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù) 3個(gè)概念——熱機(jī)、熱機(jī)的效率、能源 1個(gè)規(guī)律——能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 一、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 閱讀教材第39頁(yè)“能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性”部分,了解能量轉(zhuǎn)化的方向性,知道熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。 1.能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過(guò)程都是有方向性的不可逆的過(guò)程。 (1)機(jī)械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性:機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,反過(guò)來(lái),內(nèi)能不可能自發(fā)地并不

2、引起任何變化地完全變?yōu)闄C(jī)械能。 (2)熱傳遞過(guò)程中的方向性:在熱傳遞的過(guò)程中,內(nèi)能總是自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,而不能自動(dòng)地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。 2.熱機(jī) (1)熱機(jī)的作用是將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。有了熱機(jī),人們才得以利用自然界蘊(yùn)藏的豐富的內(nèi)能來(lái)做功。 (2)熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。但經(jīng)過(guò)歷代科學(xué)家的努力,已經(jīng)提高了許多。截止目前熱機(jī)的效率仍然大有潛力可挖。 (3)自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過(guò)程都是有方向性的不可逆過(guò)程。機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;反過(guò)來(lái),內(nèi)能不可能自動(dòng)地并不引起任何變化地完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 思維拓展 (1)熱量能否從低溫物體向高溫物體傳遞

3、? (2)內(nèi)能能否全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能? 答案 (1)熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞,只不過(guò)不能自發(fā)進(jìn)行。 (2)內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,只不過(guò)肯定要引起其他變化。 二、能源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展 閱讀教材第41頁(yè)“能源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”部分,了解能源的種類及可持續(xù)發(fā)展。 1.在許多情況下,能源的利用過(guò)程是不可逆的。要珍惜現(xiàn)有的能源,提高能源的利用效率。 2.能源的種類:煤、電、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等都是常用的能源。 3.隨著人們對(duì)社會(huì)發(fā)展、全球環(huán)境等問(wèn)題認(rèn)識(shí)的加深,可持續(xù)的能源生產(chǎn)和消費(fèi),已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。 4.人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的意義:發(fā)展不僅是

4、滿足當(dāng)代人的需要,還要考慮不損害后代的需要。保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境和自然資源,已成為當(dāng)今世界共同關(guān)心的全球性問(wèn)題。 思維拓展 如圖1所示是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖。請(qǐng)總結(jié)出我國(guó)能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律,并提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。 圖1 答案 我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主;我國(guó)的能源消耗中,不可再生能源占據(jù)的比例過(guò)大,結(jié)構(gòu)不合理;我國(guó)能源消耗中可再生能源的比例過(guò)小。建議:節(jié)能降耗;開(kāi)發(fā)新能源;開(kāi)發(fā)可再生能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能等)。  對(duì)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移方向性的理解 [要點(diǎn)歸納] 1.能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 2.熱現(xiàn)象:凡是與溫度有關(guān)的現(xiàn)象都被稱為熱現(xiàn)象。實(shí)際上,凡是與熱現(xiàn)象有

5、關(guān)的物理過(guò)程都具有方向性,是不可逆的。 3.對(duì)于“自發(fā)”的理解 (1)“自發(fā)”是指不需要任何第三者的介入、不會(huì)對(duì)任何第三者產(chǎn)生任何影響,也就是指沒(méi)有任何外界的影響或幫助。熱量會(huì)從高溫物體傳向低溫物體,這就是“自發(fā)”的方向。 (2)機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這個(gè)過(guò)程是“自發(fā)”的方向,但相反的過(guò)程不可能自發(fā)地進(jìn)行而不引起任何變化。 [精典示例] [例1] 下列過(guò)程中,可能發(fā)生的是(  ) A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而沒(méi)有引起其他變化 B.打開(kāi)一高壓密閉容器,其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)逸進(jìn)去,恢復(fù)原狀 C.利用其他手段,使低溫物體的溫度更低,高溫

6、物體的溫度更高 D.將兩瓶不同液體互溶,然后又自發(fā)地各自分開(kāi) 解析 某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而沒(méi)有引起其他變化,這是不可能的,則A錯(cuò)誤;能量傳遞具有方向性,則B、D錯(cuò)誤;可以利用其他手段,使低溫物體溫度更低,高溫物體的溫度更高,如空調(diào),則C正確。 答案 C 利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的思路方法 (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)自發(fā)進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都具有方向性。 (3)熱機(jī)的效率總小于100%。 (4)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過(guò)程中,能量的總量保持不變,即遵循能量守恒定

7、律。  能源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展 [要點(diǎn)歸納] 1.人類與能源的關(guān)系 (1)有利方面:能源的利用給人類的生活帶來(lái)了極大的改善,人類社會(huì)每一次重大的經(jīng)濟(jì)飛躍和生產(chǎn)革命,都與新的能源和動(dòng)力機(jī)械的利用密切相關(guān),能源消耗的多少已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 (2)不利方面:能源的大量使用會(huì)給環(huán)境帶來(lái)極大的破壞,如大氣污染、溫室效應(yīng)、酸雨等,對(duì)人類造成很大的危害。 (3)可持續(xù)發(fā)展的三個(gè)發(fā)展方向 ①對(duì)常規(guī)能源合理有效地利用,保護(hù)環(huán)境與生態(tài)平衡。 ②開(kāi)發(fā)新型清潔的能源和可再生能源。 ③積極研發(fā)節(jié)能的新技術(shù),提高能源利用效率。 2.環(huán)境問(wèn)題 (1)溫室效應(yīng):由于大氣中溫室氣

8、體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成。主要原因是煤炭和石油的大量消耗而產(chǎn)生的廢氣。 (2)酸雨:大氣中的酸性物質(zhì),如二氧化硫、氮氧化物等,在降雨過(guò)程中溶入雨水,使其成為酸雨。 (3)光化學(xué)煙霧:氮氧化物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥?yáng)光中強(qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)。 (4)浮塵:常規(guī)能源燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的浮塵。 3.能源的開(kāi)發(fā)與利用 (1)能源的分類 ①?gòu)娜祟愂褂媚茉吹南群髮⒛茉捶譃槌R?guī)能源和新能源。 常規(guī)能源:煤、石油、天然氣等。 新能源:太陽(yáng)能、沼氣、地?zé)崮堋⒑四艿取? ②從能源的來(lái)源可分為不可再生能源和可再生能源。 不可再生能源:用完后在短期內(nèi)不可能從自然界得到補(bǔ)充

9、的能源,如煤、石油、天然氣等。 可再生能源:取之不盡、用之不竭的能源,如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等。 ③從對(duì)環(huán)境的污染情況可分為清潔能源和非清潔能源。 清潔能源:不污染環(huán)境的能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等。 非清潔能源:對(duì)人類環(huán)境造成污染的能源,如石油、煤等。 (2)常規(guī)能源與新能源的轉(zhuǎn)化途徑 [精典示例] [例2] (多選)能源短缺和環(huán)境惡化指的是(  ) A.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)采是有限度的,這叫能源短缺 B.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)量將在百年內(nèi)用盡,煤炭資源也不可能永續(xù),這叫能源短缺 C.煤炭和石油具有

10、大量的氣味,在開(kāi)采、存放和使用過(guò)程中,這些氣味會(huì)聚存在空氣中污染空氣,使環(huán)境惡化 D.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,改變了大氣的成分,使環(huán)境惡化 解析 能源短缺是指能源的有限性,指煤炭和石油的儲(chǔ)量是有限的,若儲(chǔ)量無(wú)限,技術(shù)落后現(xiàn)階段開(kāi)采不出來(lái),將來(lái)總可以開(kāi)采出來(lái)。因此,能源短缺的本意是B而不是A;環(huán)境惡化的本意是指空氣環(huán)境成分的變化,煤炭和石油在燃燒時(shí)與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng),改變了大氣成分,因此,對(duì)環(huán)境惡化的說(shuō)法D正確而C錯(cuò)誤。 答案 BD 1.(能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體而不能自發(fā)地

11、從低溫物體傳給高溫物體 B.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 C.內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D.自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都有方向性 解析 內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,熱機(jī)就是這種情況,但不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化,故B錯(cuò)誤;由能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知,A、C、D正確。 答案 ACD 2.(能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性)地球上有大量的海水,若使海水溫度降低0.1 ℃就能釋放出5.8×1023 J的熱量。有人設(shè)想用一熱機(jī)將海水放出的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,但這種使內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器是不能實(shí)現(xiàn)的,其原因是(  ) A.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足能量守恒定律 C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)

12、化成機(jī)械能而不引起其他變化的機(jī)器不滿足能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 D.上述三種原因都不正確 解析 內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,如熱機(jī),A項(xiàng)錯(cuò)誤;內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過(guò)程滿足能量守恒定律,B項(xiàng)錯(cuò)誤;能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性告訴我們:熱機(jī)不可能把吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,而不引起其他變化,C項(xiàng)正確。 答案 C 3.(能源的開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展)(多選)關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和利用,下列觀點(diǎn)正確的是(  ) A.能源是有限的,無(wú)節(jié)制地使用常規(guī)能源,是一種盲目的短期行為 B.根據(jù)能量守恒定律,能源是取之不盡、用之不竭的 C.能源的開(kāi)發(fā)和利用,必須同時(shí)考慮其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 D.不斷開(kāi)發(fā)新能源,是緩解能源危機(jī)、

13、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要途徑 解析 在能源的利用過(guò)程中,雖然能量的數(shù)量并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。所以,我們要節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境。 答案 ACD 4.(能源的開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展)“綠色、環(huán)保、低碳”是當(dāng)今世界的關(guān)鍵詞,“低碳”要求我們節(jié)約及高效地利用能源。關(guān)于能源與能量,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.能量被使用后就消失了,所以要節(jié)約能源 B.自然界中石油、煤炭等能源可供人類長(zhǎng)久使用 C.人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)與利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型能源 D.人類不斷地開(kāi)發(fā)和利用新的能源,所以能量可以被創(chuàng)造 解析 能量守恒定律告訴我們,能量是不會(huì)減少的,煤炭、石油、天然氣等

14、化石能源使用后,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散了,雖然總能量沒(méi)有減小,但是可以利用的品質(zhì)降低了,故依然要節(jié)約能源,故A錯(cuò)誤;自然界中石油、煤炭等能源是有限的,故會(huì)不斷減少,故B錯(cuò)誤;新能源是可以循環(huán)利用的,故人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)與利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型能源,故C正確;人類不斷地開(kāi)發(fā)和利用新的能源,如風(fēng)能、太陽(yáng)能,本質(zhì)上都來(lái)源于太陽(yáng),符合能量守恒定律,故D錯(cuò)誤。 答案 C 基礎(chǔ)過(guò)關(guān) 1.(多選)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性,下列判斷正確的是(  ) A.電流的電能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.在火力發(fā)電機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能 C.熱機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.在熱

15、傳導(dǎo)中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體 解析 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知,凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性,電流的電能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知),而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能;機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能;在熱傳導(dǎo)中熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體,所以選項(xiàng)B、C、D正確。 答案 BCD 2.(多選)下列物理過(guò)程,哪些是可能發(fā)生的(  ) A.制冷系統(tǒng)能夠把冰箱里的熱量傳給外界溫度較高的空氣 B.一個(gè)在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體最后要停下來(lái),物體的動(dòng)能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.

16、理想的熱機(jī)因?yàn)闆](méi)有摩擦,也沒(méi)有漏氣,它的效率可以達(dá)到100% D.在兩個(gè)連通容器A、B內(nèi)都充滿氣體以后,氣體會(huì)自發(fā)地從容器A流向容器B,使容器A內(nèi)成為真空 解析 熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%,C錯(cuò)誤,氣體在連通器內(nèi)的流動(dòng)是因?yàn)橛袎毫Σ?,不是自發(fā)地,D錯(cuò)誤。 答案 AB 3.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

17、 解析 永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對(duì)外做功的裝置,這種裝置違背了能量守恒定律,所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的,A錯(cuò)誤;太陽(yáng)輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,使萬(wàn)物生長(zhǎng),但輻射到宇宙空間的能量也沒(méi)有消失,而是轉(zhuǎn)化成了別的能量,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,C正確;所謂“全自動(dòng)”手表,內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,一般是一個(gè)擺錘,當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),使擺錘不停擺動(dòng),給游絲彈簧補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的運(yùn)行,如果把這種手表放在桌面上靜置幾天,它一定會(huì)停止走動(dòng)的,D錯(cuò)誤。 答案 C 4.下列哪些物理過(guò)程是可逆的(  ) A.在一絕熱容器內(nèi)盛有液體,通過(guò)不停地

18、攪動(dòng)使液體的溫度升高 B.在一個(gè)傳熱的容器內(nèi)盛有液體,容器放在一恒溫的大水池內(nèi),不停地?cái)噭?dòng)液體,但液體的溫度不變 C.用一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)輕繩懸掛一個(gè)小球,上端固定,把小球拉離平衡位置由靜止釋放(不計(jì)阻力) D.在一絕熱容器內(nèi),不同溫度的氣體進(jìn)行混合 解析 在A、B、D所述的三個(gè)過(guò)程中,都涉及到熱現(xiàn)象,即A中是“做功改變內(nèi)能”,B中是“做功改變內(nèi)能”及“熱傳導(dǎo)”,D中是“熱傳導(dǎo)”,所以過(guò)程都不可逆,對(duì)于C中的過(guò)程,只涉及動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化,不涉及熱現(xiàn)象,故過(guò)程是可逆的。 答案 C 5.(多選)當(dāng)今人類利用的新能源是(  ) A.電能 B.太陽(yáng)能 C.化石燃料 D.核能 解析 

19、電能是二次能源,是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái),不是新能源?;剂鲜浅R?guī)能源,太陽(yáng)能和核能是當(dāng)今的新能源,故B、D正確。 答案 BD 6.對(duì)下列裝置和過(guò)程描述正確的是(  ) A.電動(dòng)機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 B.熱機(jī)是將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 C.若將所有海水的溫度都降低1°C,就能獲得巨大的能量,我們可以通過(guò)這種途徑來(lái)獲得能量 D.雖然不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,但不可能將已轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的能量全部收集起來(lái)加以利用 答案 D 7.下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.從甲物體自發(fā)傳遞熱量給乙物體,說(shuō)明甲物體的內(nèi)能比乙物體多 B.熱機(jī)的效率從原理上講可達(dá)100% C.

20、因?yàn)槟芰渴睾?,所以“能源危機(jī)”是不可能的 D.以上說(shuō)法均不正確 解析 自發(fā)熱傳遞的條件是存在溫度差,而不是內(nèi)能的多少,故A錯(cuò)誤;任何熱機(jī)都不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功,而不引起其他變化,所以任何熱機(jī)的效率都不可能達(dá)到100%,故B錯(cuò)誤;由于能源的利用是不可逆的,煤炭、石油等都是不可再生的能源,故C錯(cuò)誤。 答案 D 8.斜面高度是0.6 m,傾角是30°,質(zhì)量是1 kg的物塊由頂端滑到底端。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5,取g=10 m/s2,在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量約為(  ) A.6 J B.5.2 J C.0.9 J D.11.1 J 解析 物塊克服

21、摩擦力做功而損失的能量要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,且有Wf=ΔE內(nèi)。故ΔE內(nèi)=μmgcos α·s=μmgcos α·2h≈5.2 J。 答案 B 9.我國(guó)居民有在房前種樹(shù)的習(xí)慣,夏天大樹(shù)長(zhǎng)出茂密的葉子。為人們擋住炎炎烈日,冬天樹(shù)葉又會(huì)全部掉光,使溫暖的陽(yáng)光進(jìn)入屋內(nèi),可以起到冬暖夏涼的作用,被人們稱為天然空調(diào)。炎熱的夏天,我們?cè)诮?jīng)過(guò)有樹(shù)的地方時(shí),也會(huì)感到很明顯的涼意。關(guān)于樹(shù)木周圍比較涼爽的現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.樹(shù)木把大部分太陽(yáng)光反射出去,使地面溫度降低 B.樹(shù)木吸收太陽(yáng)能,使自己溫度升高,周圍溫度降低 C.樹(shù)木吸收太陽(yáng)能,將太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,使環(huán)境溫度降低 D.白天樹(shù)木將熱

22、量存起來(lái),晚上再將熱量放出來(lái),所以白天在樹(shù)木周圍感到?jīng)鏊砩细械綗? 解析 樹(shù)木進(jìn)行光合作用,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成樹(shù)木生長(zhǎng)所需的化學(xué)能,因此能使環(huán)境溫度降低,并不是將能量反射或使自己溫度升高,故C正確。 答案 C 能力提升 10.(2018·曲靖高一檢測(cè))電動(dòng)車所需能量由它所攜帶的蓄電池供給。如圖1所示為某類電動(dòng)車與汽油車性能的比較。通常車用電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量是汽油機(jī)的4倍或5倍。為促進(jìn)電動(dòng)車的推廣使用,在技術(shù)上主要對(duì)電動(dòng)車的________、________等部件加以改進(jìn)。給電動(dòng)車蓄電池充電的能量實(shí)際上來(lái)自于發(fā)電站,一般發(fā)電站燃燒燃料所釋放出來(lái)的能量?jī)H30%轉(zhuǎn)化為電能,在向用戶輸送及充電過(guò)程中又

23、損失了20%,這意味著使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率約為_(kāi)_______%。 圖1 解析 從題圖中可以看出電動(dòng)車每千克蓄能物質(zhì)所儲(chǔ)存的能量和充一次電能行駛的距離均遠(yuǎn)小于汽油車,因此應(yīng)對(duì)蓄電池加以改進(jìn),另外電動(dòng)車的效率也不是很高,所以也應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。設(shè)發(fā)電站消耗的能量為E0,電動(dòng)車輸出的機(jī)械能為E,由題意可知使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率 η=×100%=×100%=16.8%。 答案 蓄電池 電動(dòng)機(jī) 16.8 11.如圖2所示是利用潮汐發(fā)電的示意圖,左方為陸地和海灣,中間的水壩下有通道,水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。一晝夜中兩次漲潮、兩次落潮,四次發(fā)電,漲潮時(shí),水進(jìn)入海灣,待內(nèi)外水面高

24、度相同,堵住通道,如圖甲所示。潮落至最低時(shí)放水發(fā)電,如圖乙所示。待內(nèi)外水面高度相同,再堵住通道,直至下次漲潮到最高點(diǎn),又放水發(fā)電,如圖丙。設(shè)海灣平均面積為S=5.0×108 m2,高潮與低潮間高度差為h=3.0 m,求一天內(nèi)水流的平均功率。(取g=10 m/s2) 圖2 解析 潮汐發(fā)電其實(shí)質(zhì)就是將海水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。每次漲潮時(shí)流進(jìn)海灣(落潮時(shí)流出海灣)的海水的質(zhì)量為 m=ρV=ρSh=1.0×103×5.0×108×3.0 kg=1.5×1012 kg。 其重心的高度變化h′==1.5 m。 一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出,故水流功率為 P== W≈1.0×109 W。 答案 1.

25、0×109 W 12.(2018·瀘州高一檢測(cè))水庫(kù)上建筑一條攔河壩,利用水庫(kù)水位與攔河壩下游水位之間的落差,使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。若水的重力勢(shì)能有60%轉(zhuǎn)化為電能,已知每分鐘5 000 t的水流量可以得到發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為4.9× 107 W,取g=9.8 m/s2,水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·℃)。求: (1)水的落差是多少? (2)如果水庫(kù)的水不通過(guò)水輪機(jī),而是自由下落到攔河壩下游的水面上,且水的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,則水溫升高多少? 解析 (1)由P==,得h== m=100 m。 (2)若重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則mgh=cmΔt,Δt== ℃≈0.23 ℃。 答案 (1)100 m (2)0.23 ℃ 11

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