4 跨学科实践：风 （导学案）物理教科版2024九年级上册

4 跨学科实践：风 （导学案） 【学习目标】 1. 知道风的概念和成因，能说出风是由于空气受热不均导致气压差异而形成的空气流动现象，了解风能是一种可再生能源。 2. 理解风的形成与比热容的关系，能用比热容知识解释陆地与海洋的温差如何导致海陆风的形成（如白天吹海风、夜晚吹陆风），并认识风在自然界的实际意义。 3. 掌握风能利用的基本原理，能通过简单模型或实例分析风能转化为机械能或电能的过程（如风力发电机），体会能量转换与守恒的思想。 4. 知道风与气候、地理环境的关系，能说出影响风力大小的因素（如温差、地形、气压梯度等），并理解风对生态系统和人类生产生活的影响。 5. 能通过跨学科实践（结合地理、气象等知识），分析风在自然现象和实际应用中的作用（如风力发电、风媒传粉、风蚀地貌等），体会物理知识与多学科融合的价值，增强可持续发展意识。 【学习重点】 1. 风的成因及其物理本质；2. 风能的应用与转化。 【学习难点】用比热容原理解释海陆风；综合运用多学科知识解决实际问题。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 风是我们生活中最常见的 现象，它与我们学过的 、 、 、 等物理知识密切相关。 2. 风是跟地面大致平行的 的现象，是由于 分布不均匀而产生的。 3．由于海陆的 等物理性质的不同，冬季亚欧大陆是 的源地，形成 ，冷空气从 向四周辐散：夏季陆地加热迅速，形成 ，暖湿空气从 吹向低压中心。 4. 风能是一种清洁的 能源，在沿海、草原、山区、高原等均可建设风能发电场，获取电能。 5．热岛效应：城市中心区域的气温明显 周围郊区、乡村地区的现象。成因：城市中心温度 ，空气受热膨胀 ，在城市上空形成一个 ；郊区温度较低，空气冷却 ，在近地面形成一个 ，在近地面，风从周围 （高压） 吹向 （低压），在城市高空，空气则由 流向 ，完成一个循环。 【课堂探究】 探究一、认识风 1. 风的成因 【思考】自然界中有各种各样的风，它们是如何形成的?各种种类的风又具有什么特点？ 【分析】 （1） 空气的两个特性 ①空气有质量：虽然我们看不见也摸不着，但空气确实是有 的，大量的空气就形成了 。 ②空气会热胀冷缩：受热时，空气分子运动 ，相互距离 ，空气体积 ，密度变 。受冷时，空气分子运动 ，相互距离 ，空气体积 ，密度 。 （2）形成风的核心—气压差 假设有两个相邻的地区A B： A区域：温度高，空气受热膨胀，变得又轻又稀疏，于是气压就 ； B区域：温度低，空气冷却收缩，变得又重又稠密，于是气压就 ； 这时，B区域（高压区）稠密的空气会自然地想要流向A区域（低压区）去“填补”那些稀疏的空气，就像水从高水位流向低水位一样。 【结论】风，其实就是 ，形成风的直接原因是 。气压差越大，空气流动得 ，风也就 。 2. 风向 【分析解读】风是因为地面受热不均而产生的，整个过程就像一个空气的“循环跑步”。 （1） 热空气上升（A地）：A地受热多，地面的空气被加热后膨胀变轻，像热气球一样向上爬升。A地近地面的空气变少了，于是形成了 。 （2） 冷空气补充（B、C地流向A地）：B、C两地受热少，空气冷却收缩，密度大、重量沉，形成了 。空气和水一样，会从高压区（B、C）自动流向低压区（A），去填补那里上升空气留下的空位。这个 流动的空气，就是我们感受到的“风”！ （3） 高空完成循环：在A地上空，上升的热空气聚集起来，导致高空空气密度变 ，形成了高气压，A地上空的空气会向受热少、空气下沉的B、C两地上空流动，从而形成了一个完整的空气循环圈。 探究二、我们周围的风 【想一想】通过前面的学习，我们知道风的成因是气压差或者说温度差，结合比热容知识思考一下海陆风的特点与形成原因？ 1. 海陆风探究 【设计实验】 （1）实验器材：水盆（模拟海洋）、沙盆（模拟陆地）、温度计2支、酒精灯（模拟太阳）、烟雾发生器。 （2）实验步骤： ①将水盆和沙盆并排放置，插入温度计； ②用酒精灯同时加热水和沙，记录温度变化； ③观察烟雾流动方向（或用手感受气流）。 （3）数据记录： 材料 初始温度/℃ 加热后温度（3min）/℃ 气流方向 水 20 27 向沙盆 沙 20 42 向上 【分析与论证】 沙升温 ，空气受热上升形成 ，水升温 ，表面空气下沉形成 ，白天风从 （高压）吹向 （低压），模拟海风，夜晚停止加热，沙降温 ，风 ，模拟陆风。 海陆风与陆海风：白天阳光照射，陆地比热容小，升温快，气温较高，空气受热上升，形成 ；海洋比热容大，升温慢，气温较低，形成 。空气从 高压区流向 低压区，形成从 吹向 的风；夜晚温度降低，陆地比热容小，降温快，气温较低，形成 ；海洋比热容大，降温慢，气温较高，形成 。空气从 高压区流向 低压区，形成从 吹向 的风，称为陆风（或陆海风）。 【例题1】某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 (1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入 和 相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子 相同； (2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度 ，说明 的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 (3)取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的 端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间风是 。（A．从大海吹向陆地；B．从陆地吹向大海） 2. 风能的认识和利用 风能是地球表面空气流动所产生的 。其本质是太阳辐射对地球表面不均匀加热，导致大气产生 ，从而引起 运动。风能是一种储量巨大、分布广泛、清洁 的绿色能源，其开发利用对于应对气候变化、优化能源结构、实现可持续发展具有重要意义。 （1）风能的特点 清洁无污染：风力发电过程不排放二氧化碳等温室气体和污染物，是真正的零碳能源。 可再生性：风能源于太阳，取之不尽，用之不竭，可永续利用。 分布广泛：风能资源全球分布，尤其集中在沿海地区、开阔平原和山口地带，可分散开发，就地取能。 经济性日益凸显：随着技术进步和规模化应用，风力发电的成本已大幅下降，具备与传统化石能源竞争的能力。 间歇性与波动性：这是风能最主要的缺点。风速时大时小，具有不稳定性，需要配套的储能技术或与其他能源互补才能保证电网的稳定运行。 具有一定的环境与社会影响：如风力机可能产生视觉污染、噪音（已大幅改善）、以及对鸟类迁徙和栖息地可能造成影响，需要在选址和建设时慎重评估。 （2） 风能的利用： 风能的利用历史悠久，从古代的帆船、风车磨坊，发展到现代的规模化风力发电。 现代风能利用的核心是风力发电，其基本流程为： 风能 → 风轮机叶片（ ）→ 发电机（ ）→ 电网传输 总结而言，风能作为一种技术成熟、成本可控的清洁能源，已成为全球能源转型的主力军。未来，随着大容量机组、智能控制、浮式海上风电以及高效储能等技术的不断突破，风能将在全球能源体系中扮演更加至关重要的角色。 【例题2】风能是一种清洁能源，风力发电将助力我国实现碳中和目标。按照《山东省新能源产业发展规划（2018-2028年）》，我省将实施“千万千瓦级海上风电基地”建设。如图所示，当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时，从左向右看，叶片A会 （选填“向下”或“向上”）转动。在这个过程中，能量发生了 （选填“转移”或“转化”）；风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 探究三、实践活动 1. 热岛效应探究 【活动设计】 （1）对比测量：用温度计同时测量城市中心、公园、郊区的气温（选择晴天同一时间）。 （2）记录数据： 地点 温度/℃ 主要表面材料 城市中心 33 沥青、混凝土 城市公园 29 土壤、植被 郊区农田 27 土壤、作物 【分析与论证】 ①城市中心温度更 ，因深色材料（如沥青）吸热强、植被少、人类活动释放热量多； ②改善建议：增加绿化、使用浅色建材、减少能源浪费。 2. 温室效应模拟 【实验设计】 （1）器材：两个透明密封箱、温度计2支、台灯（模拟太阳）、CO₂发生器（如小苏打+醋） （2）实验步骤：箱A注入空气，箱B注入CO₂；同时用台灯照射，记录温度变化。 （3）记录数据： 箱子 初始温度/℃ 照射后10min后温度/℃ A（空气） 20 27 B（CO₂） 20 32 【分析与论证】 ①CO₂浓度高的箱子升温更 ，说明温室气体能增强保温作用； ②联系实际：人类活动（如燃烧化石燃料）加剧温室效应，导致全球变暖。 【例题3】阅读材料 热岛效应 城市的平均气温比周围乡村高一些，就像一个个“热岛”分布于乡村之中，这种现象称为“热岛效应”（如图）．形成“热岛效应”的原因大致有：在城市的生产和生活中，燃烧大量的燃料，排放出大量的热；以水泥、沥青为主的路面和建筑物有较强的吸收太阳辐射能的本领；城市中的水面小、地面的含水量小，致使水的蒸发少，加之空气流动不畅，城市中的热不能及时传递出去等，这种效应给城市和周围乡村的环境带来不利影响。 请回答： （1）形成“热岛效应”的原因大致有哪几个方面？ （2）要减弱“热岛效应”请提出一些合理的建议。 【精讲点拨】 1. 比热容在风的形成中起到关键作用：水的比热容远大于陆地材料（如沙石、沥青），导致在相同太阳辐射下，陆地升温快、空气上升形成低压区，海洋或湖泊升温慢、空气下沉形成高压区，空气从高压区流向低压区即形成风，如海陆风、湖陆风和城市热岛环流。 2. 沿海地区风能资源丰富，大型风力发电场优先布局在沿海、海上和湖泊地区，利用稳定的海陆风发电；同时，风能与其他可再生能源（如太阳能）互补，构建清洁能源体系。 【归纳整理】 4 跨学科实践：风 【课堂练习】 1．为减少碳排放保护环境，我国倡导绿色清洁能源，下列不符合倡导的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．水力发电 D．风力发电 2．家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（　　）    A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚 3．炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是（　　） A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度 C．海水的比热容小于砂石的比热容 D．海水的比热容大于砂石的比热容 4．4月25日，随着国家能源集团青海公司大柴旦100万千瓦风光储项目现场42号风机叶轮缓缓转动，标志着国家能源集团青海公司首个大型风电项目正式投运，为实现“风光储”一体化能源基地建设再添关键拼图。风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 5．2024年12月31日，国网新源河北丰宁抽水蓄能电站11号机组正式运行，标志着这座拥有12台机组的“水能充电宝”满格运行。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。风能和光能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，抽水蓄能可将电能转化为 。 6．“谷风”和“山风”在山区地区经常出现．白天，因山坡上的空气强烈增温，导致空气密度 （选填“增大”“减小”或“不变”），暖空气沿山坡 （选填“上升”或“下滑”），形成谷风．夜间因山坡空气迅速冷却，密度 （选填“增大”“减小”或“不变”），因而沿山坡 （选填“上升”或“下滑”），流入谷地，形成山风． 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4 跨学科实践：风 （导学案） 【学习目标】 1. 知道风的概念和成因，能说出风是由于空气受热不均导致气压差异而形成的空气流动现象，了解风能是一种可再生能源。 2. 理解风的形成与比热容的关系，能用比热容知识解释陆地与海洋的温差如何导致海陆风的形成（如白天吹海风、夜晚吹陆风），并认识风在自然界的实际意义。 3. 掌握风能利用的基本原理，能通过简单模型或实例分析风能转化为机械能或电能的过程（如风力发电机），体会能量转换与守恒的思想。 4. 知道风与气候、地理环境的关系，能说出影响风力大小的因素（如温差、地形、气压梯度等），并理解风对生态系统和人类生产生活的影响。 5. 能通过跨学科实践（结合地理、气象等知识），分析风在自然现象和实际应用中的作用（如风力发电、风媒传粉、风蚀地貌等），体会物理知识与多学科融合的价值，增强可持续发展意识。 【学习重点】 1. 风的成因及其物理本质；2. 风能的应用与转化。 【学习难点】用比热容原理解释海陆风；综合运用多学科知识解决实际问题。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 风是我们生活中最常见的大气现象，它与我们学过的运动、密度、压强、能量转化和转移等物理知识密切相关。 2. 风是跟地面大致平行的空气流动的现象，是由于气压分布不均匀而产生的。 3．由于海陆的比热容等物理性质的不同，冬季亚欧大陆是冷空气的源地，形成冷高压，冷空气从大陆向四周辐散：夏季陆地加热迅速，形成热低压，暖湿空气从四周海洋吹向低压中心。 4. 风能是一种清洁的可再生能源，在沿海、草原、山区、高原等均可建设风能发电场，获取电能。 5．热岛效应：城市中心区域的气温明显高于周围郊区、乡村地区的现象。成因：城市中心温度高，空气受热膨胀上升，在城市上空形成一个低压区；郊区温度较低，空气冷却下沉，在近地面形成一个高压区，在近地面，风从周围郊区（高压） 吹向城市中心（低压），在城市高空，空气则由城市中心流向郊区，完成一个循环。 【课堂探究】 探究一、认识风 1. 风的成因 【思考】自然界中有各种各样的风，它们是如何形成的?各种种类的风又具有什么特点？ 【分析】 （1） 空气的两个特性 ①空气有质量：虽然我们看不见也摸不着，但空气确实是有质量的，大量的空气就形成了大气压。 ②空气会热胀冷缩：受热时，空气分子运动加快，相互距离变远，空气体积膨胀，密度变小。受冷时，空气分子运动减慢，相互距离拉近，空气体积收缩，密度变大。 （2）形成风的核心—气压差 假设有两个相邻的地区A B： A区域：温度高，空气受热膨胀，变得又轻又稀疏，于是气压就低； B区域：温度低，空气冷却收缩，变得又重又稠密，于是气压就高； 这时，B区域（高压区）稠密的空气会自然地想要流向A区域（低压区）去“填补”那些稀疏的空气，就像水从高水位流向低水位一样。 【结论】风，其实就是空气的流动，形成风的直接原因是气压差。气压差越大，空气流动得越快，风也就越大。 2. 风向 【分析解读】风是因为地面受热不均而产生的，整个过程就像一个空气的“循环跑步”。 （1） 热空气上升（A地）：A地受热多，地面的空气被加热后膨胀变轻，像热气球一样向上爬升。A地近地面的空气变少了，于是形成了低压区。 （2） 冷空气补充（B、C地流向A地）：B、C两地受热少，空气冷却收缩，密度大、重量沉，形成了高压区。空气和水一样，会从高压区（B、C）自动流向低压区（A），去填补那里上升空气留下的空位。这个水平流动的空气，就是我们感受到的“风”！ （3） 高空完成循环：在A地上空，上升的热空气聚集起来，导致高空空气密度变大，形成了高气压，A地上空的空气会向受热少、空气下沉的B、C两地上空流动，从而形成了一个完整的空气循环圈。 探究二、我们周围的风 【想一想】通过前面的学习，我们知道风的成因是气压差或者说温度差，结合比热容知识思考一下海陆风的特点与形成原因？ 1. 海陆风探究 【设计实验】 （1）实验器材：水盆（模拟海洋）、沙盆（模拟陆地）、温度计2支、酒精灯（模拟太阳）、烟雾发生器。 （2）实验步骤： ①将水盆和沙盆并排放置，插入温度计； ②用酒精灯同时加热水和沙，记录温度变化； ③观察烟雾流动方向（或用手感受气流）。 （3）数据记录： 材料 初始温度/℃ 加热后温度（3min）/℃ 气流方向 水 20 27 向沙盆 沙 20 42 向上 【分析与论证】 沙升温快，空气受热上升形成低压，水升温慢，表面空气下沉形成高压，白天风从水（高压）吹向沙（低压），模拟海风，夜晚停止加热，沙降温快，风反向，模拟陆风。 海陆风与陆海风：白天阳光照射，陆地比热容小，升温快，气温较高，空气受热上升，形成低压区；海洋比热容大，升温慢，气温较低，形成高压区。空气从海洋高压区流向陆地低压区，形成从海洋吹向陆地的风；夜晚温度降低，陆地比热容小，降温快，气温较低，形成高压区；海洋比热容大，降温慢，气温较高，形成低压区。空气从陆地高压区流向海洋低压区，形成从陆地吹向海洋的风，称为陆风（或陆海风）。 【例题1】某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 (1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入 和 相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子 相同； (2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度 ，说明 的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 (3)取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的 端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间风是 。（A．从大海吹向陆地；B．从陆地吹向大海） 【答案】(1) 质量 初温 吸收的热量 (2) 高 水 (3) B B 【详解】（1）[1][2][3]根据比较不同物质吸热能力方法，要控制不同物质的质量相同，在完全相同两箱子中装入质量相等且初温相同的水和沙子，由转换法，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子吸热相同。 （2）[1][2]根据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像，可以观察到在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度高。这说明水在吸收相同热量时，温度升高的较慢，即水的吸热能力强。 （3）[1]在实验模拟海陆风的形成时，通过点燃一支香放在连接两个箱子的透明细管中，观察白烟的流向来模拟日晒下海边的风向。由于水的比热容大，相同条件下，水吸热升温慢，沙子吸热升温快。因此，加热一段时间后，沙子（模拟陆地）的温度会高于水（模拟海洋）的温度。根据信息窗中的知识，空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来。所以，烟将会从管的B（连接沙子的管子，代表热空气上升的地方）管口冒出。 [2]夜间，海洋和陆地的温度会发生变化。由于水的比热容大，放热降温慢，而沙子的比热容小，放热降温快。因此，夜间海洋的温度会高于陆地的温度。根据信息窗中的知识，此时海洋上的空气会受热上升，形成低压区，而陆地上的空气会流向海洋，形成海风，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 2. 风能的认识和利用 风能是地球表面空气流动所产生的动能。其本质是太阳辐射对地球表面不均匀加热，导致大气产生压力差，从而引起空气运动。风能是一种储量巨大、分布广泛、清洁可再生的绿色能源，其开发利用对于应对气候变化、优化能源结构、实现可持续发展具有重要意义。 （1）风能的特点 清洁无污染：风力发电过程不排放二氧化碳等温室气体和污染物，是真正的零碳能源。 可再生性：风能源于太阳，取之不尽，用之不竭，可永续利用。 分布广泛：风能资源全球分布，尤其集中在沿海地区、开阔平原和山口地带，可分散开发，就地取能。 经济性日益凸显：随着技术进步和规模化应用，风力发电的成本已大幅下降，具备与传统化石能源竞争的能力。 间歇性与波动性：这是风能最主要的缺点。风速时大时小，具有不稳定性，需要配套的储能技术或与其他能源互补才能保证电网的稳定运行。 具有一定的环境与社会影响：如风力机可能产生视觉污染、噪音（已大幅改善）、以及对鸟类迁徙和栖息地可能造成影响，需要在选址和建设时慎重评估。 （2） 风能的利用： 风能的利用历史悠久，从古代的帆船、风车磨坊，发展到现代的规模化风力发电。 现代风能利用的核心是风力发电，其基本流程为： 风能 → 风轮机叶片（机械能）→ 发电机（电能）→ 电网传输 总结而言，风能作为一种技术成熟、成本可控的清洁能源，已成为全球能源转型的主力军。未来，随着大容量机组、智能控制、浮式海上风电以及高效储能等技术的不断突破，风能将在全球能源体系中扮演更加至关重要的角色。 【例题2】风能是一种清洁能源，风力发电将助力我国实现碳中和目标。按照《山东省新能源产业发展规划（2018-2028年）》，我省将实施“千万千瓦级海上风电基地”建设。如图所示，当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时，从左向右看，叶片A会 （选填“向下”或“向上”）转动。在这个过程中，能量发生了 （选填“转移”或“转化”）；风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 向下 转化 可再生 【详解】[1]风力发电机的叶片采用类似飞机机翼的流线型设计。当风垂直吹向叶片时，叶片下表面空气流速快、压强小，上表面空气流速慢、压强大，从而产生压力差推动叶片旋转。从左向右观察时，叶片A会向下转动。 [2]在风力发电过程中，风的动能先转化为叶片的机械能，再通过发电机转化为电能，能量形式发生了改变，因此是能量的转化。 [3]风能来源于太阳辐射引起的大气运动，可以持续再生，不会因使用而枯竭，属于可再生能源。 探究三、实践活动 1. 热岛效应探究 【活动设计】 （1）对比测量：用温度计同时测量城市中心、公园、郊区的气温（选择晴天同一时间）。 （2）记录数据： 地点 温度/℃ 主要表面材料 城市中心 33 沥青、混凝土 城市公园 29 土壤、植被 郊区农田 27 土壤、作物 【分析与论证】 ①城市中心温度更高，因深色材料（如沥青）吸热强、植被少、人类活动释放热量多； ②改善建议：增加绿化、使用浅色建材、减少能源浪费。 2. 温室效应模拟 【实验设计】 （1）器材：两个透明密封箱、温度计2支、台灯（模拟太阳）、CO₂发生器（如小苏打+醋） （2）实验步骤：箱A注入空气，箱B注入CO₂；同时用台灯照射，记录温度变化。 （3）记录数据： 箱子 初始温度/℃ 照射后10min后温度/℃ A（空气） 20 27 B（CO₂） 20 32 【分析与论证】 ①CO₂浓度高的箱子升温更明显，说明温室气体能增强保温作用； ②联系实际：人类活动（如燃烧化石燃料）加剧温室效应，导致全球变暖。 【例题3】阅读材料 热岛效应 城市的平均气温比周围乡村高一些，就像一个个“热岛”分布于乡村之中，这种现象称为“热岛效应”（如图）．形成“热岛效应”的原因大致有：在城市的生产和生活中，燃烧大量的燃料，排放出大量的热；以水泥、沥青为主的路面和建筑物有较强的吸收太阳辐射能的本领；城市中的水面小、地面的含水量小，致使水的蒸发少，加之空气流动不畅，城市中的热不能及时传递出去等，这种效应给城市和周围乡村的环境带来不利影响。 请回答： （1）形成“热岛效应”的原因大致有哪几个方面？ （2）要减弱“热岛效应”请提出一些合理的建议。 【答案】见解析 【详解】（1）导致“热岛效应”的原因有： ①燃烧大量燃料，向外排放大量的热； ②水泥、沥青路面吸收大量太阳辐射的热； ③城市中的水面小，地面含水量少，致使水蒸发吸热少； ④城市空气流动不畅，城市中的热不易传递出去。 （2）可以通过增加公园面积，种植树木花草，建造人工湖等减弱“热岛效应”。 【精讲点拨】 1. 比热容在风的形成中起到关键作用：水的比热容远大于陆地材料（如沙石、沥青），导致在相同太阳辐射下，陆地升温快、空气上升形成低压区，海洋或湖泊升温慢、空气下沉形成高压区，空气从高压区流向低压区即形成风，如海陆风、湖陆风和城市热岛环流。 2. 沿海地区风能资源丰富，大型风力发电场优先布局在沿海、海上和湖泊地区，利用稳定的海陆风发电；同时，风能与其他可再生能源（如太阳能）互补，构建清洁能源体系。 【归纳整理】 4 跨学科实践：风 【课堂练习】 1．为减少碳排放保护环境，我国倡导绿色清洁能源，下列不符合倡导的是（　　） A．光伏发电 B．火力发电 C．水力发电 D．风力发电 【答案】B 【详解】A．光伏发电：是将太阳的光能转换成为电能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源，故A不符合题意； B．火力发电：通常以煤、石油或天然气等化石燃料为能源，燃烧过程中会大量排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，以及产生粉尘等颗粒物，对环境造成严重污染，并且是碳排放的主要来源之一，不符合我国绿色清洁能源的倡导，故B符合题意； C．水力发电：是利用水的动能和重力势能等能量资源来发电，属于可再生能源，是清洁能源。虽然在建设过程中可能会对局部生态环境产生一定影响，但总体上对环境的污染较小，运行过程中不排放温室气体，故C不符合题意； D．风力发电：是将风能转化为电能，风，能是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。风力发电具有明显的节能减排和减污降碳效果，能有效减少煤炭等化石能源的使用，进而减少二氧化碳等温室气体的排放，故D不符合题意。 故选B。 2．家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（　　）    A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚 【答案】A 【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地；晚上陆地很快就冷却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向海洋。因此白天，风力发电机翼朝向朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天，图丙是晚上。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是（　　） A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度 C．海水的比热容小于砂石的比热容 D．海水的比热容大于砂石的比热容 【答案】D 【详解】质量相同的水和沙吸收相同的热量，水的温度变化低于沙石的温度变化，是因为水的比热容大于沙石的比热容；在相同的日晒情况下，沙石上方的空气温度会升得较快，其密度也变得较小而上升，海面上温度较低密度较大的空气会补充过来，从而形成海面吹向陆地的风，而晚上，沙石上方的空气温度下降得较快，其密度也变得较大而下降，海面上温度下降慢且温度较高、密度较小、空气上升，陆地的空气会补充过来，从而形成陆地吹向海面的风，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．4月25日，随着国家能源集团青海公司大柴旦100万千瓦风光储项目现场42号风机叶轮缓缓转动，标志着国家能源集团青海公司首个大型风电项目正式投运，为实现“风光储”一体化能源基地建设再添关键拼图。风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】可再生 【详解】可再生能源是可以从自然界中源源不断地得到的能源；由于风能可以从自然界中源源不断地获取，所以风能是可再生能源。 5．2024年12月31日，国网新源河北丰宁抽水蓄能电站11号机组正式运行，标志着这座拥有12台机组的“水能充电宝”满格运行。该电站可以利用风能和光能资源充足时发电获得的部分电能，将水抽到高处变为水的势能储存起来，需要时再利用水的势能发电，从而弥补了风能、光能不稳定且转化的电能难储存的不足，实现风、光与水电的互补，堪称电力系统的巨型“充电宝”。风能和光能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，抽水蓄能可将电能转化为 。 【答案】 可再生 机械能/水的势能 【详解】[1]风能和光能是可以长期使用的并且可以再生的能源，所以风能和光能是可再生能源。 [2]抽水蓄能是用电把水抽到高处变为水的势能储存起来，故抽水蓄能是把电能转化为水的势能（或机械能）。 6．“谷风”和“山风”在山区地区经常出现．白天，因山坡上的空气强烈增温，导致空气密度 （选填“增大”“减小”或“不变”），暖空气沿山坡 （选填“上升”或“下滑”），形成谷风．夜间因山坡空气迅速冷却，密度 （选填“增大”“减小”或“不变”），因而沿山坡 （选填“上升”或“下滑”），流入谷地，形成山风． 【答案】 减小 上升 增大 下滑 【详解】因山坡上的空气强烈增温，导致空气密度减小，暖空气沿山坡上升，形成谷风．夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿山坡下滑，流入谷地，形成山风． 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $