预习18 能源与可持续发展-2022年新高二物理暑假预习（人教版2019必修第三册）

预习18 能源与可持续发展 基础知识 一、能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫作能量守恒定律． 二、能量转移或转化的方向性 1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． 2．能量耗散 (1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用． (2)能量品质降低：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，从便于利用的能源变成不便于利用的能源． (3)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． 三、能源的分类与应用 1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、风能、潮汐能等． 2．不可再生能源：自然界中无法在短时间内再生的能源，如：煤炭、石油、天然气等． 3．我国在能源的开发利用方面，有以下几种发电方式：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电． 四、能源与社会发展 1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期． 2．人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡．人类要树立新的能源安全观，转变能源的供需模式：既要提倡节能，又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源． 例题分析 例题1：风能是清洁能源，风力发电是利用风的动能推动发电机的叶片转动而产生电能。某地有一个风力发电场，安装有20台风电机组，该风电场一年之中能满负荷发电的时间约为80天。已知发电机叶片长度为30米，空气的密度为，该地区平均风速，风向与叶片转动面垂直，空气的动能约有10%可以转化为电能，则该发电场年发电量约为（　　） A． B． C． D． 例题2：北京冬奥组委召开“低碳管理工作阶段性成果新闻发布会”，为贯彻落实“简约、安全、精彩”的办赛要求，北京冬奥组委交通部积极推进低碳交通工作，在车辆筹措、交通运行、高铁运输、信息化管理等方面开展了一系列工作，目前，最大限度应用节能与清洁能源车辆，减少碳排放量，制定了“北京赛区内，主要使用纯电动、天然气车辆；延庆和张家口赛区内，主要使用氢燃料车辆”的配置原则。电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可，电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是（　　） 电池只数 输入电压 充电参数 放电时平均电压/只 电池容量/只 100只 交流220 V 420V，20A 3.3V 120Ah A．可以将电池组的两极直接接在交流电上进行充电 B．电池容量的单位Ah就是能量单位 C．该电池组充电时的功率为8.4×105W D．该电池组充满电所储存的能量约为1.4×108J 例题3：2021年6月11日，我国成功将北京三号卫星送入预定轨道，如图卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于太阳能等能源与可持续发展，以下说法正确的是（　　） A．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化学能源可以改善空气质量 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．水电站里的发电机装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大 基础小练 一、单选题 1．目前许多城市的居民使用煤气、天然气为燃料。关于煤气、天然气，下列正确的是（　　） A．是一次能源，是可再生能源 B．是一次能源，是不可再生能源 C．是二次能源，是可再生能源 D．是二次能源，是不可再生能源 2．下列过程中属于机械能转化为电能的是（　　） A．水力发电 B．火力发电 C．核能发电 D．太阳能发电 3．电动机正常工作时主要是（　　） A．电能转化为内能 B．电能转化为机械能 C．内能转化为机械能 D．机械能转化为电能 4．如图所示是新型“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列说法正确的是（　　） A．照明灯利用的风能属于不可再生能源 B．夜晚蓄电池放电，将化学能转化为电能 C．小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 D．太阳能为可再生能源，光电池板将电能转化为光能 5．关于能源和能量，下列说法中正确的是（　　） A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用 B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源 C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源 D．能量耗散说明自然界的能量正在不断减少 6．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．自然界的能量在转化和转移的过