第5章 第二、三、四节 能源的利用方式 能量的转化与守恒 （课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

能源的利用方式 能量的转化与守恒 能源与环境 第二、三、四节 核心素养导学 物理观念 (1)列举各种实例，说明能量是如何转化的，解释能量守恒定律的含义。 (2)通过实例分析知道能量耗散，认识自然界中能量转化的方向性。 科学态度与责任 (1)收集资料，讨论能源的开发与利用所带来的环境污染问题，认识环境污染的危害，思考科学、技术、社会、环境协调发展的关系，具有环境保护的意识和行动。 (2)了解太阳能、水能、核能和风能等能源的开发利用，知道利用能源是人类生存和社会发展的必要条件之一。 (3)知道人类利用的能源有可再生能源和不可再生能源，认识合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念，养成节能的习惯。 1 四层学习内容1落实必备知识 2 四层学习内容2强化关键能力 3 四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值 CONTENTS 目录 4 课时跟踪检测 四层学习内容1落实必备知识 一、能源的利用方式 1.水能：是一种能源，是指水体的_________、势能和压力能等能量资源，主要用于____________。水能资源最显著的特点是可再生、__________。 2.风能：是因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量。风力发电是利用________带动风车叶片旋转，把风的动能转变为风车叶片的__________。风能是一种清洁、安全、__________的绿色能源。 动能 水力发电 无污染 风力 机械能 可再生 3.太阳能：对太阳能的利用主要有太阳能的_________、光电转换和光化学转换。利用太阳能发电，可省去费用庞大的输电设备，随着______________转换效率的提高及制作成本的降低，前景非常诱人。 4.核能：是一种储存在_____________的能量，原子核发生核反应时，会释放巨大的能量。目前核能主要用于________。 光热转换 太阳能电池 原子核内部 发电 二、能量的转化与守恒 1.各式各样的能量：自然界中存在不同形式的能量，有机械能、________、电能、电磁能、核能、化学能。 2.能量的转化和转移：能量的存在形式多种多样，不同形式的能量可以相互________。 内能 转化 3.能量守恒：能量既不会凭空产生，也不会凭空_______，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___________；在转化和转移过程中其___________。 4.能量转化(转移)的方向性：热传导过程是有方向性的，热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的，而其相反方向的过程是________自发进行的。在自然界的一切自发过程中，能量的转化(转移)都是有_________的，但都不违反能量守恒定律。 消失 别的物体 总量不变 不能 方向性 三、能源与环境 1.能源的分类：按能源的基本形态分类，有__________和二次能源；根据能源消耗后是否造成环境污染，可分为____________和清洁型能源；根据能源使用的类型，可分为___________和新型能源等。 2.能源与环境：对___________的影响，对____________的影响，对__________的影响。 一次能源 污染型能源 常规能源 大气环境 生态环境 居住环境 1.(1)请你将两手手心对着压紧，用力来回快速摩擦10~15 s(如图)，有什么感觉?想想看，在这一过程中能量发生了怎样的转化或转移?这些能量的转化或转移是有方向性的吗? 提示：发热；机械能转化为内能；有。 (2)平时生活中我们常说，热量能从高温物体传给 低温物体，这体现了能量传递的方向性，而电冰箱是 让“热”由低温环境传递到高温环境。这是不是与能量 传递的方向性矛盾呢?说明理由。 提示：不矛盾，电冰箱能够把热量从低温环境传递到高温环境，在该过程中电冰箱要消耗电能。一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了，相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。 2.可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3 的可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水。试对以下结论作出判断。 (1)可燃冰是不可再生能源。( ) (2)1 m3的可燃冰比0.8 m3的水质量小。( ) (3)不可再生能源在利用过程中加剧了温室效应现象。 ( ) √ √ × 四层学习内容2强化关键能力 (1)在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。机械能减少的原因是什么?减少的部分机械能是消失了吗? 提示：机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能；减少的部分机械能并没有消失。 新知学习(一)　对能量守恒定律的理解 任务驱动 (2)请说明下列现象中能量是如何转化或转移的? ①植物进行光合作用。 ②放在火炉旁的冰融化变热。 ③电流通过灯泡，灯泡发光。 提示：①光能转化为化学能。 ②内能由火炉转移到冰。 ③电能转化为光能。 1.能量的形式 (1)含义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，例如流动的河水、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功，因此这些物体都具有能量，流动的河水和被压缩的弹簧具有机械能、高温高压气体具有内能。 重点释解 (2)能量的转化与能量的转移：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量保持不变，也就是说当某个物体的能量减少时，一定存在其他物体的能量增加。 (3)功是能量转化的量度：不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是各种形式的能量转化的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化(或转移)的量度。 2.能量守恒定律的表达式 (1)E初=E终。 (2)ΔE增=ΔE减。 1.据报道，一位设计师设计出一款以可乐来发电的概念手机，手机设计的核心是一片生物电池，利用酵素把碳水化合物转化为电力。下列说法正确的是 (　 ) A.“可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能 B.“可乐手机”是将电能转化为水和氧气的化学能 C.在能量转化过程中，必须摇动手机，否则不发生转化 D.“可乐手机”虽然用到了可乐，但是工作过程直接利用了充电后的电能，不存在能量转化问题 针对训练 √ 解析： “可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能，对手机供电，故A正确，B、D错误；“可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能，是利用化学反应，不需要摇动手机，故C错误。 2.(多选)下面设想符合能量守恒定律的是 (　 ) A.利用核动力，驾驶地球离开太阳系 B.做一条船，利用流水的能量逆水行舟 C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行 D.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械 √ √ √ 解析：利用核动力，核能提供能量，驾驶地球离开太阳系，符合能量守恒定律，故A正确；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行，符合能量守恒定律；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，符合能量守恒定律，故B、C正确；利用永久磁铁间的相互作用，制成一台机器，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故D错误。 1.地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能 新知学习(二)　能量及其开发和利用 重点释解 2.能源的分类 能源分类方法 能源分类名称 特点 举例 按是否 可再生 可再生能源 可循环使用、不断补充 水能、风能、潮汐能 不可再生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气 按对环境 污染情况 清洁能源 对环境基本没有污染 太阳能、风能、水能、潮汐能 污染能源 会严重污染环境 煤、石油、天然气 3.能源和环境污染 (1)温室效应：石油、煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应。 (2)酸雨：酸雨是指pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油，以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物、酸化土壤。 (3)光化学烟雾：内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮氧化合物和碳氢化合物。这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——光化学烟雾。这些物质有毒，能引起人的多种疾病。 (4)常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物。 [典例]　能源短缺和环境恶化指的是 (　 ) ①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺。 ②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺。 典例体验 ③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化。 ④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化。 A.①③　　　　　　　　 B.①④ C.②③ D.②④ √ [解析]　煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源无法在短期内再生，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这是所讲的能源短缺，②正确；能源在使用时会排出有害气体污染空气，这是所讲的环境恶化，④正确，故D正确。 1.我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。 未来四十年我国应减少使用的能源是 (　 ) A.水能 B.石油能源 C.太阳能 D.风能 针对训练 √ 解析：水能、风能、太阳能属于清洁能源，使用过程污染少，环保；而石油能源属于污染能源，使用过程中向空气中排碳，污染严重，所以我国应减少使用石油能源，A、C、D错误，B正确。 2.下面所列电池或电站，能把光能转换成电能的是 (　 ) A.干电池 B.太阳能电池 C.核电站 D.水电站 解析：干电池将化学能转化为电能，故A错误；太阳能电池可以直接将光能转化为电能，故B正确；核电站将核能转化为电能，故C错误；水电站将水的机械能转化为电能，故D错误。 √ 四层学习内容3·4浸润学科 素养和核心价值 ◉物理观念——能量转化与守恒 1.(选自鲁科版教材“物理聊吧”)如图是用一台蒸汽机和一台发电机建立的模型发电站，将这个模型发电站与小灯泡连接起来，就可以供电了。 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 请分析该模型发电站工作时各种形式的能量是如何转化的。 提示：蒸汽机将蒸汽的内能转化为蒸汽轮机的机械能，蒸汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能使小灯泡发光，小灯泡发光将电能转化为光能和内能。 ◉科学思维——能量守恒定律的应用 2.(选自沪科版教材课后练习)人体在最佳状态下只能把其化学能的25%转化为有用的机械能。假设一位质量为60 kg的同学有这样的转化效率，他登山时平均每小时登高400 m，那么，在3 h内，该同学共消耗了多少化学能?g取10 m/s2。 答案：2.88 ×106 J 解析：登山时，60 kg的同学3 h内增加的重力势能为： Ep=mgh=60×10×400×3 J=7.2×105 J。 消耗的化学能E==2.88 ×106 J。 ◉科学态度与责任——西电东送 3.(选自教科版教材“发展空间”)“西电东送”工程是西部大开发的标志性工程，也是西部大开发的骨干工程。“西电东送”指开发贵州、云南、广西、四川、内蒙古、山西、陕西等西部省区的电力资源，将其输送到电力紧缺的广东、上海、江苏、浙江和京津唐地区。 我们国家地域辽阔，能源资源分布极不均匀，煤炭资源的69% 集中在“三西”地区(即山西、陕西和内蒙古西部)和云南、贵州，水能资源的77%分布在西南和西北地区。经济较发达的东部沿海地区能源资源匮乏，用电负荷却相对集中。开发西部的水电和煤炭资源，实施“西电东送”是中国电力工业发展的必然选择，是变西部资源优势为经济优势，满足东部地区电力需求，促进东、西部地区协调发展的重要举措。 “西电东送”形成北、中、南三路送电线路。北线由内蒙古、陕西等省区向华北电网输电，尤其向京津唐地区送电；中线由四川、重庆等省市向华中、华东电网输电；南线由云南、贵州、广西等省区向华南输电。 1.白鹤滩水电站是我国实施“西电东送”的国家重大工程。电站装机总容量为1 600万千瓦，仅次于三峡工程，位居世界第二。下列理解正确的是 (　 ) A.水电站发电过程中凭空产生了能量 B.水电站发电过程中机械能转化为电能 C.水能是可再生能源，不需要节约能源 D.水电站发电过程中能量是守恒的，不需要节约能源 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 √ 解析：根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，A错误；水电站发电过程中机械能转化为电能，B正确；水能是可再生能源，可循环利用，但地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约水资源，C错误；水电站发电过程中能量是守恒的，但不是所有能量都能被人类利用，自然资源也是有限的，因此需要节约能源，D错误。 2.如图所示，我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为η=20%。风速在15~20 m/s范围内，η可视为不变。已知风速v=15 m/s 时每台发电机输出电功率为3 000 kW，空气的密度为ρ=1.3 kg/m3，则 (　 ) A.单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为ρπr2v2 B.当风速为20 m/s时每台发电机的输出电功率约为7 100 kW C.每台发电机叶片转动时形成的圆面半径r约为21 m D.若每年有4 000 h风速在15~20 m/s，则每台发电机年发电量至少为1.2×106 kW·h √ 解析：单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为Ek=mv2=ρVv2=ρπr2v3t，选项A错误；风速v=15 m/s时每台发电机输出电功率为3 000 kW，当风速为20 m/s时每台发电机的输出电功率约为P'=×3 000 kW≈7 100 kW，选项B正确；由Ek=ρπr2v3t，可得发电机输出电功率为P=ρπr2v3η，则r=，代入数据可得r≈47 m，选项C错误；每年有4 000 h风速在15~20 m/s，则每台发电机年发电量至少为E=Pt=1.2×107 kW·h，选项D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A级——学考达标 1.下列能源中，属于不污染环境且比较经济的能源是(　 ) A.煤　　　　　　　　　　 B.风能 C.石油 D.天然气 解析：常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油、天然气和煤都是化石燃料，其在使用中会对环境产生污染；只有风能属于不污染环境并且风力发电相对比较经济，故选B。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 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 解析：水力发电是机械能转化为电能，A正确；火力发电是化学能转化为电能，B错误；核能发电是核能转化为电能，C错误；太阳能发电是光能转化为电能，D错误。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3.关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是 (　 ) A.能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B.化石能源的能量归根结底来自太阳能，因此化石能源永远不会枯竭 C.在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源 D.随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，A错误；化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，B错误；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，C正确；无论技术先进与否，煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4.一个铁块沿斜面匀速下滑，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是 (　 ) A.物体的机械能和内能都不变 B.物体的机械能减少，内能不变 C.物体的机械能增加，内能增加 D.物体的机械能减少，内能增加 解析：铁块沿斜面匀速下滑时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。故选D。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5.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光焰；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。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是 (　 ) A.物体机械能守恒 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 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：行驶中的汽车具有动能，克服摩擦力做功将动能转化为内能；流星通过克服空气阻力做功，机械能转化为内能；降落伞通过克服空气阻力做功，机械能转化为内能；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，机械能转化为电能，故包含的相同的物理过程是物体的机械能转化为其他形式的能量，故选D。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6.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，因此可利用的能源是有限的 D.核能是可再生能源，应大力开发和使用 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：自然界中的能量是守恒的，即能量在数量上是保持不变的，但是由于能量在转化过程中具有方向性，所以人类可利用的能源是有限的，人类需要节约能源，故A、B错误，C正确；核能是不可再生能源，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7.低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球。下列关于能源与能量的理解正确的是 (　 ) A.能量是守恒的，没有必要提倡节约能源 B.能量的耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失 C.自然界中石油、煤炭等能源取之不尽、用之不竭，只需不断开发 D.人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等可再生的新能源 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但可利用率越来越小，故仍需节约能源，故A错误；能量的耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小，但总量不会减小，故B错误；自然界中石油、煤炭是亿万年前的大量生物的遗体在地层中经过一系列生物化学变化而生成的，在短时间内不能再生，是不可再生能源，故C错误；风能、太阳能、潮汐能是可再生能源，人类应多开发与利用，故D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8.(多选)秋千是人们都喜欢的娱乐活动。会荡秋千的人，不用别人帮助推，就能越荡越高，而不会荡秋千的人则始终荡不起来。对能独自把秋千越荡越高的现象，下列说法正确的是 (　 ) A.通过人做功，系统的机械能不断增加 B.只存在动能和重力势能的相互转化 C.系统没有外力做功，机械能守恒 D.从高处荡下时身体应迅速下蹲，从最低点向上摆起时，身体应迅速直立起来 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：从高处荡下时身体应迅速下蹲，此过程降低重心，将更多的重力势能转化为动能，获得更大的速度，从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，此过程人克服重力做功，升高重心，获得更大的重力势能，系统的机械能不断增加，这样秋千才能越荡越高，A、D正确；从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，重心升高，此过程人克服重力做功，系统的机械能不断增加，人克服重力做功的过程中，将自身的化学能转化为机械能，B、C错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9.(多选)关于能源的利用和节能，下列说法正确的是 (　 ) A.根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100% B.节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关 C.能量的总量不变，在自然界存在的形式不同 D.在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失。虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，故A错误，D正确；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能量只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，故B错误；能量的总量不变，在自然界存在的形式不同，故C正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10.(多选)下列过程中，可能实现的是 (　 ) A.水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能 B.在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高 C.利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的部分内能转化为机械能 D.静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：机械能可以全部转化为内能，而内能不可能全部转化为机械能，则知水的温度自动下降时释放的内能不可能全部转化为机械能，故A错误；在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高，故B正确；利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合能量守恒定律，所以能够实现，故C正确；一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，可知静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能不能转化为物体的动能，使物体运动起来，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B级——选考进阶 11.光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104 J的太阳能，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A.7 kW B.8.4 kW C.70 kW D.420 kW 解析：在时间t内能够利用的太阳能E0=t×50×10% J=7t×103 J，根据功率的表达式有Pmax=，解得Pmax=7 kW，B、C、D错误，A正确。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12.(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是 (　 ) A.能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B.各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C.在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D.各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的，由能量耗散可知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这部分内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的，而自然界的能量仍是守恒的，故A、B、C正确；各种能量不论在转化时或不转化时均是守恒的，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13.某地强风的风速约为v，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为 (　 ) A.P=ρSv　　　　　 B.P=ρSv2 C.P=ρSv3 D.P=ρSv4 解析：风能完全转化为电能，由能量守恒定律得mv2=Pt，其中m=ρV=ρvtS，联立解得P==ρSv3，A、B、D错误，C正确。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20 m的圆面。某时间内该地区的风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2 kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内空气动能的10%转化为电能，若该风力发电机的发电功率约为1.63×104 W，则该地区的风速约为 (　 ) A.10 m/s B.8 m/s C.6 m/s D.4 m/s 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：设风速为v，则在时间t内吹到叶片上的空气的质量m=vtSρ=vtπr2ρ，则P== ，解得v=，代入数据解得v≈ 6 m/s，故选C。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15.如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，现拿去盖板，液体开始运动。由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，重力加速度为g，则该过程中产生的内能为 (　 ) A.mgh B.mgh C.mgh D.mgh 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：去掉右侧盖板之后，液体向左侧管内流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能。如图所示，最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中，即产生的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q=mg·h=mgh，故A正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16.(2024·江西高考)“飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”是李白对庐山瀑布的浪漫主义描写。设瀑布的水流量约为10 m3/s，水位落差约为150 m。若利用瀑布水位落差发电，发电效率为70%，则发电功率大致为 (　 ) A.109 W B.107 W C.105 W D.103 W 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析：在t时间内流下的水的质量m=ρV=ρQt，这些水产生的能量W=mgh，则发电功率P=η·=ηρQgh，代入数据解得P≈107 W，B正确。   2 3 4 $$