1.4 跨学科实践：风（举一反三·讲义）物理新教材教科版九年级上册

本讲义聚焦“风”这一核心知识点，通过实验演示导入风的形成，系统梳理风的成因（气压差异导致空气水平流动）、类型（季风、海陆风、谷风山风）及应用（风能利用），并结合热岛效应、温室效应等现象构建从原理到实践的学习支架。 该资料以科学探究为核心，通过风的形成实验培养学生实验操作与观察能力，结合比热容、气压等概念分析风的成因体现科学思维，风能利用与环保现象联系强化社会责任。课中实验直观辅助教学，课后分层作业助力学生巩固知识、查漏补缺。

1.4 跨学科实践：风模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 演示：课本P17风的形成实验 器材：纸盒（在纸盒的相邻两侧各打一个圆洞<一个在顶部，一个在侧面>）、蜡烛、火柴、双面胶、透明塑料膜（较硬、透明度高）、蚊香、风车 操作：（1）将蜡烛点燃，用双面胶将其固定在纸盒底部（位于顶部圆洞的下方位置）； （2）将点燃的蚊香放在纸盒侧面的小孔处，将风车放在纸盒顶部的小孔处； （3）观察蚊香烟的流动方向以及纸条的飘动情况。 现象：蚊香的烟雾会从侧孔被吸入纸盒内，并呈上升趋势，从上方圆洞飘出；同时，顶部的风车会转动。 提问：为什么会发生这种现象呢？ 知识归纳 【知识点1 认识风】 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．风向： （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，会向上升，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。 总之：风是跟地面大致平行的 的现象，是由于同一水平面上 而产生的。 【例1】如图，取下箱子封口盖，在侧面分别开一小孔后，接上一个两端开口的透明细管AB，将一支点燃的香放在细管中，一段时间后，观察到白烟将会从________（A/B）管口冒出，模拟风向。 【变式1-1】_______的运动形成风，风是跟地面大致平行的空气________的现象，是由于气压分布__________而产生的。 【变式1-2】如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。这是因为一定质量的空气受热后，体积会________（选填“变大”“变小”或“不变”），密度会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）而上升，热空气上升后，冷空气从四面八方流过来，从而形成风。冬天房间里开空调时，应该让热风向_____（选填“上”或“下”）吹，房间内才会很快变得暖和起来。 【知识点2 我们周围的风】 1．季风：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。 2．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）。 3．谷风与山风：在山区地区，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。 4．风能的认识和利用 （1）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。 （2）风能的特点： 清洁无污染、可再生性、分布广泛、经济性日益凸显、间歇性与波动性、具有一定的环境与社会影响。 （3）风能的利用：古代的帆船、风车磨坊，现代风力发电（其基本流程为：风能 → 风轮机叶片（ ）→ 发电机（ ）→ 电网传输）。 【例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 【变式2-1】 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。 【变式2-2】防城港海上风电示范项目有望成为北部湾千亿级海上风电产业集群。风能属于（　　） A.化石能源 B.二次能源 C.可再生能源 D.不可再生能源 【知识点3 实践活动】 1．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。 2．温室效应：太阳给地球带来热量，地球受热后也会向外发出热辐射。大气层中的二氧化碳等物质会吸收部分辐射，留住一些能量，由此维持地表温度相对稳定。它的作用像是一个温室，故称为温室效应。 天然的温室效应维持着地球家园的温暖。 气候变暖的原因：大气中二氧化碳等温室气体浓度逐年增大，人为地加剧了地球的温室效应。 【例3】中心城区的气温明显高于郊区的现象，称为城市热岛效应，如图1所示。某小组同学猜想可能是城市下垫面（地表）性质造成了这种温度差异。于是，他们在同一时间段、同一区域，测量夏季户外草地、水泥地表面的温度。不同下垫面在相同日照下，温度随日照时间的变化如图2所示。 （1）分析图2可知，草地的比热容______水泥地的比热容。（选填“大于”或“小于”） （2）结合图1和图2的相关信息，试分析热岛效应的原因。 （3）产生热岛效应的原因还可能是（　　） A.中心城区高楼林立，阻挡风的流通 B.中心城区太阳辐射强度大 C.中心城区所处的地势较高 D.中心城区密集交通排放的废热更多 【变式3-1】在欧洲部分国家撕毁碳中和协议的大背景下，我国的环保建设取得了巨大的成就，秋天的早晨，欧洲某国的小J同学搭车去首都，发现当日大雾，看不清沿途稍远的树木和道路；接近城镇时，雾越来越小；经过城镇，基本无雾；出城再行，雾又越来越大，即有“田野有雾、城镇无雾”的现象，形成这种现象的原因是（　　） A.小镇上空尘埃稀少 B.地球近年升温 C.温室气体排放过多 D.小镇气温较高，形成热岛 【变式3-2】（多选）下列选项中，由温室效应造成的是（　　） A.海面上升，沿海和岛国居民生活受到威胁 B.河流严重污染，水资源出现危机 C.温度及降水变化影响农作物生长 D.大气污染物增多严重影响人类的身体健康 模块三 课后作业 一、选择题： 1．风是我们生活中最常见的大气现象，蕴含着很多物理知识。下列有关风的说法中，错误的是（　　） A.风是空气相对于地面的水平运动，其方向受水平气压梯度力和地球自转等因素影响 B.在城市热岛效应中，城市气温高，气压低，风从郊区吹向城市 C.在季风气候区，夏季风从陆地吹向海洋，带来干燥天气 D.风能是太阳能的一种间接形式，可以通过风力发电机将风能转化为电能 2．在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（　　） A.发生在白天，且陆地温度较高 B.发生在白天，且海水温度较高 C.发生在夜晚，且陆地温度较高 D.发生在夜晚，且海水温度较高 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．沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（　　） A.水的内能多，沙石的内能少 B.水的导热性好，沙石的导热性差 C.水的比热容大，沙石的比热容小 D.水吸收的热量多，沙石吸收的热量少 5．下列做法不能减少温室气体的是（　　） A.开发风能，太阳能等清洁能源 B.大量植树造林，严禁乱砍滥伐 C.研究开发二氧化碳回收利用技术 D.提倡家用汽车代替公交车出行 二、填空题： 6．风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭，非常适合于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带利用风力发电｡风力发电的过程是将______能转化成______能｡ 7．住在海边的人能感受到白天和夜晚的风向不同，我们常称为海陆风。 （1）白天，陆地和大海都吸热，因为陆地和海水的________不同，使得________（海面或陆地）上方的空气体积变化较大，密度变小而上升，从而使空气形成了对流，形成海风。 （2）图中AB空气流动方向________（“向左”或“向右”）。 8．地球上各处的地形地貌会影响风的形成。由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容_______，于是在白天，接受相同太阳辐射能后，由于陆地空气升温较_______（选填“快”或“慢”），空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风，晚上则反之。 9．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅"，风能卷起屋顶，是因为风使屋顶上方空气流速变大，压强 （填“变大或“变小”）；“早穿皮袄午穿纱是西北沙漠地区气候的写照，这与沿海地区形成鲜明对比，原因是水的 比沙石大。 10．空调是较为常用的家用电器之一，根据我们的需要可让空调吹出冷风或热风来调节室温，如图所示，空调出风口可以调节出风的方向。冬天，为了升高整个房间的温度，出风口向_______（填“上”或“下”）更好，请从物理学角度分析这样调节的优点：__________________ 11．阅读下面的材料，完成题目。 城市热岛效应 城市热岛效应是指城市区域的气温显著高于周边乡村地区的现象。其成因是由于人类活动密集、城市建筑密集、地表履盖材料的高热容量和低蒸发率，以及人为热源的排放。这些因素共同作用，导致城市热量积聚，形成“热岛”。 城市热岛效应不仅影响城市居民的生活质量，还加剧了能源消耗和空气污染。如空气质量恶化、能源消耗增加、极端天气频发等。长期生活在高温环境中，居民的健康也会受到威胁，特别是老人和儿童，容易引发中暑、呼吸道疾病等健康问题。 （1）什么是城市热岛效应？____________________________________________________________。 （2）城市风和郊区风分别怎样吹？（　　） A.郊区→市区，市区→郊区 B.郊区→市区，市区→郊区 （3）城市热岛效应形成的主要原因是由于城市中什么太多？（　　） A.公园和草地多 B.能源消耗多 C.水域多 D.白天和黑夜多 12．阅读短文，回答问题：化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源。石油危机、环境污染，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。 （1）风力发电是把风能转化为电能，风能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度______（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成； （3）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率______（选填“越大”、“不变”、“越小”）。 三、实验题： 13．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） 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.4 跨学科实践：风模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 演示：课本P17风的形成实验 器材：纸盒（在纸盒的相邻两侧各打一个圆洞<一个在顶部，一个在侧面>）、蜡烛、火柴、双面胶、透明塑料膜（较硬、透明度高）、蚊香、风车 操作：（1）将蜡烛点燃，用双面胶将其固定在纸盒底部（位于顶部圆洞的下方位置）； （2）将点燃的蚊香放在纸盒侧面的小孔处，将风车放在纸盒顶部的小孔处； （3）观察蚊香烟的流动方向以及纸条的飘动情况。 现象：蚊香的烟雾会从侧孔被吸入纸盒内，并呈上升趋势，从上方圆洞飘出；同时，顶部的风车会转动。 提问：为什么会发生这种现象呢？ 知识归纳 【知识点1 认识风】 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．风向： （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，会向上升，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。 总之：风是跟地面大致平行的空气流动的现象，是由于同一水平面上气压分布不均匀而产生的。 【例1】如图，取下箱子封口盖，在侧面分别开一小孔后，接上一个两端开口的透明细管AB，将一支点燃的香放在细管中，一段时间后，观察到白烟将会从________（A/B）管口冒出，模拟风向。 【答案】B 【解析】加热后沙子温度更高，沙子上方空气温度高、密度小，气压更低；水上方空气温度低、密度大，气压更高，因此连接管内的气流方向为从A，也就是水侧，流向B，也就是沙子侧，因此白烟会随气流从B管口冒出。 【变式1-1】_______的运动形成风，风是跟地面大致平行的空气________的现象，是由于气压分布__________而产生的。 【答案】大气 流动；不均匀 【解析】大气的运动‌形成风。风是我们生活中最常见的‌大气现象‌，它与我们学过的运动、物理和地理等学科密切相关。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‌‌。 【变式1-2】如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。这是因为一定质量的空气受热后，体积会________（选填“变大”“变小”或“不变”），密度会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）而上升，热空气上升后，冷空气从四面八方流过来，从而形成风。冬天房间里开空调时，应该让热风向_____（选填“上”或“下”）吹，房间内才会很快变得暖和起来。 【答案】 变大 变小 下 【解析】点燃酒精灯，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀变大，密度变小，密度小的热空气上升，冷空气从四面八方流过来，形成对流。冬天空调吹热风，应让热风向下吹，热风密度小，会上升，使整个房间快速暖和起来。 【知识点2 我们周围的风】 1．季风：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。 2．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）。 3．谷风与山风：在山区地区，白天，因山坡上的空气强烈增温，导致空气密度 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”），暖空气沿山坡 上升 （选填“上升”或“下滑”），形成谷风；夜间因山坡空气迅速冷却，密度 增大 （选填“增大”“减小”或“不变”），因而沿山坡 下滑 （选填“上升”或“下滑”），流入谷地，形成山风。 4．风能的认识和利用 （1）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。 （2）风能的特点： 清洁无污染、可再生性、分布广泛、经济性日益凸显、间歇性与波动性、具有一定的环境与社会影响。 （3）风能的利用：古代的帆船、风车磨坊，现代风力发电（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）。 【例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 【解析】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。 【变式2-1】 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 【解析】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。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。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。 【变式2-2】防城港海上风电示范项目有望成为北部湾千亿级海上风电产业集群。风能属于（　　） A.化石能源 B.二次能源 C.可再生能源 D.不可再生能源 【答案】C 【解析】A。化石能源指煤、石油、天然气等由古代生物遗体形成的能源，风能来源于空气流动，不是化石能源，故A不符合题意； B．二次能源指由一次能源加工转换得到的能源，风能可直接从自然界获取，属于一次能源，故B不符合题意； CD．不可再生能源短时间内无法在自然界得到补充，风能可以持续产生，属于可再生能源，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【知识点3 实践活动】 1．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。 2．温室效应：太阳给地球带来热量，地球受热后也会向外发出热辐射。大气层中的二氧化碳等物质会吸收部分辐射，留住一些能量，由此维持地表温度相对稳定。它的作用像是一个温室，故称为温室效应。 天然的温室效应维持着地球家园的温暖。 气候变暖的原因：大气中二氧化碳等温室气体浓度逐年增大，人为地加剧了地球的温室效应。 【例3】中心城区的气温明显高于郊区的现象，称为城市热岛效应，如图1所示。某小组同学猜想可能是城市下垫面（地表）性质造成了这种温度差异。于是，他们在同一时间段、同一区域，测量夏季户外草地、水泥地表面的温度。不同下垫面在相同日照下，温度随日照时间的变化如图2所示。 （1）分析图2可知，草地的比热容______水泥地的比热容。（选填“大于”或“小于”） （2）结合图1和图2的相关信息，试分析热岛效应的原因。 （3）产生热岛效应的原因还可能是（　　） A.中心城区高楼林立，阻挡风的流通 B.中心城区太阳辐射强度大 C.中心城区所处的地势较高 D.中心城区密集交通排放的废热更多 【答案】（1）大于 （2）水泥地的比热容小于郊区草地比热容大 （3）AD 【解析】（1）在相同日照时间下（吸收热量相同），草地升温慢。根据，质量和吸热相同时，升温慢的物质比热容大，因此草地的比热容大于水泥地的比热容。 （2）城市中水泥地等下垫面的比热容小，相同日照下升温快；而郊区草地等下垫面比热容大，升温慢，因此中心城区气温高于郊区，形成热岛效应。 （3）A．中心城区高楼阻挡空气流通，热量不易扩散，会加剧热岛效应，故A符合题意； B．中心城区与郊区太阳辐射强度差异极小，不是热岛效应的原因，故B不符合题意； C．中心城区地势与郊区通常无显著差异，不是主要原因，故C不符合题意； D．中心城区交通、工业等排放的废热多，直接提升了气温，是热岛效应的原因之一，故D符合题意。 故选AD。 【变式3-1】在欧洲部分国家撕毁碳中和协议的大背景下，我国的环保建设取得了巨大的成就，秋天的早晨，欧洲某国的小J同学搭车去首都，发现当日大雾，看不清沿途稍远的树木和道路；接近城镇时，雾越来越小；经过城镇，基本无雾；出城再行，雾又越来越大，即有“田野有雾、城镇无雾”的现象，形成这种现象的原因是（　　） A.小镇上空尘埃稀少 B.地球近年升温 C.温室气体排放过多 D.小镇气温较高，形成热岛 【答案】D 【解析】因为田野空气温度较低，空气中的水蒸气放出热量形成雾；由于受到人们生产与生活的影响，城镇内空气温度较高，形成热岛，空气中的水蒸气不能放出热量液化形成雾。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式3-2】下列选项中，由温室效应造成的是（　　） A.海面上升，沿海和岛国居民生活受到威胁 B.河流严重污染，水资源出现危机 C.温度及降水变化影响农作物生长 D.大气污染物增多严重影响人类的身体健康 【答案】AC 【解析】温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。温室效应能导致地球平均气温不断上升，使冰川融化，海平面上升，沿海和岛国居民生活受到威协，温度及降水变化影响农作物生长，故AC正确。故选AC。 模块三 课后作业 一、选择题： 1．风是我们生活中最常见的大气现象，蕴含着很多物理知识。下列有关风的说法中，错误的是（　　） A.风是空气相对于地面的水平运动，其方向受水平气压梯度力和地球自转等因素影响 B.在城市热岛效应中，城市气温高，气压低，风从郊区吹向城市 C.在季风气候区，夏季风从陆地吹向海洋，带来干燥天气 D.风能是太阳能的一种间接形式，可以通过风力发电机将风能转化为电能 【答案】C 【解析】A。风是空气相对于地面的水平运动，其形成的直接原因是水平气压梯度力，同时还会受地球自转偏向力、摩擦力等因素影响，故A正确，不符合题意； B．城市热岛效应中，城市气温高，空气受热膨胀，近地面气压低；郊区气温低，气压高，因此风从郊区吹向城市，故B正确，不符合题意； C．季风气候中，陆地的比热容小，夏季陆地升温快，气压低，海水的比热容较大，海洋升温慢，气压高，夏季风从海洋吹向陆地，会带来湿润的降水天气；反之，冬季风才是从陆地吹向海洋，带来干燥天气，故C错误，符合题意； D．风能来源于太阳能辐射导致的大气运动，是太阳能的一种间接形式，风力发电可将风能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（　　） A.发生在白天，且陆地温度较高 B.发生在白天，且海水温度较高 C.发生在夜晚，且陆地温度较高 D.发生在夜晚，且海水温度较高 【答案】D 【解析】水的比热容较大，同样质量的水和沙石，吸收相同的热量（接受相同的太阳辐射能），沙石的温度升高得多，陆面上空空气迅速增温而上升，海面上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那儿因热空气上升而造成的空缺，形成风。同理，在晚上相同受冷的情况下，陆地的温度低于海洋的温度，从而形成从陆地吹向海洋的风，故这样形成了海陆风。由图可知，风从陆地吹向海洋，则应发生在夜晚，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 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 【解析】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．沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（　　） A.水的内能多，沙石的内能少 B.水的导热性好，沙石的导热性差 C.水的比热容大，沙石的比热容小 D.水吸收的热量多，沙石吸收的热量少 【答案】C 【解析】沿海地区水多，内陆地区（尤其是沙漠）水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故 ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．下列做法不能减少温室气体的是（　　） A.开发风能，太阳能等清洁能源 B.大量植树造林，严禁乱砍滥伐 C.研究开发二氧化碳回收利用技术 D.提倡家用汽车代替公交车出行 【答案】D 【解析】A。开发太阳能、水能、风能、地热等新能源能减少二氧化碳的排放；故A能减少温室气体； B．大量植树造林，禁止乱砍滥伐，能增强二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的排放，故B能减少温室气体； C．研究开发二氧化碳回收利用技术，能减少二氧化碳的排放，故C能减少温室气体； D．家用汽车代替公交车出行，增加了汽车尾气的排放，所以增加了二氧化碳的排放，故D不能减少温室气体的排放。 故选D。 二、填空题： 6．风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭，非常适合于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带利用风力发电｡风力发电的过程是将______能转化成______能｡ 【答案】机械/风 电 【解析】[1][2]风力推动发电机运转，通过电磁感应现象产生电能，将空气流动时的机械能转化成电能。 7．住在海边的人能感受到白天和夜晚的风向不同，我们常称为海陆风。 （1）白天，陆地和大海都吸热，因为陆地和海水的________不同，使得________（海面或陆地）上方的空气体积变化较大，密度变小而上升，从而使空气形成了对流，形成海风。 （2）图中AB空气流动方向________（“向左”或“向右”）。 【答案】（1）比热容；地面；（2）向右 【解析】（1）因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风； （2）据上述的分析过程能看出，白天风由大海吹向陆地，故图中AB空气的流动方向是向右。 8．地球上各处的地形地貌会影响风的形成。由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容_______，于是在白天，接受相同太阳辐射能后，由于陆地空气升温较_______（选填“快”或“慢”），空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风，晚上则反之。 【答案】大；快 【解析】海水的比热容大于陆地的比热容，白天吸收了相同的热量后，海洋上空空气的温度升高的较慢，陆地上方空气升高的较快，所以，陆地上方空气的气压低，海洋上方空气的气压高，风从气压高的海洋流向气压低的陆地。 9．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅"，风能卷起屋顶，是因为风使屋顶上方空气流速变大，压强 （填“变大或“变小”）；“早穿皮袄午穿纱是西北沙漠地区气候的写照，这与沿海地区形成鲜明对比，原因是水的 比沙石大。 【答案】变小 比热容 【解析】风刮过屋顶，屋顶上方的空气流动速度大，压强小；屋内空气流动速度小，压强大，屋顶受到向上的压强大于向下的压强，受到的向上的压力大于向下的压力，产生一个向上的压力差，将茅草吸上去。沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏谅，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大。 10．空调是较为常用的家用电器之一，根据我们的需要可让空调吹出冷风或热风来调节室温，如图所示，空调出风口可以调节出风的方向。冬天，为了升高整个房间的温度，出风口向_______（填“上”或“下”）更好，请从物理学角度分析这样调节的优点：__________________ 【答案】下 冬天空调吹出的热风密度小，热空气上升、冷空气下降，可在室内形成对流 【解析】冬天，为了升高整个房间的温度，出风口向下更好；这是因为冬天空调吹出的热风密度小，热空气上升、冷空气下降，可在室内形成对流，使整个房间的温度尽快升上来。 11．阅读下面的材料，完成题目。 城市热岛效应 城市热岛效应是指城市区域的气温显著高于周边乡村地区的现象。其成因是由于人类活动密集、城市建筑密集、地表履盖材料的高热容量和低蒸发率，以及人为热源的排放。这些因素共同作用，导致城市热量积聚，形成“热岛”。 城市热岛效应不仅影响城市居民的生活质量，还加剧了能源消耗和空气污染。如空气质量恶化、能源消耗增加、极端天气频发等。长期生活在高温环境中，居民的健康也会受到威胁，特别是老人和儿童，容易引发中暑、呼吸道疾病等健康问题。 （1）什么是城市热岛效应？____________________________________________________________。 （2）城市风和郊区风分别怎样吹？（　　） A.郊区→市区，市区→郊区 B.郊区→市区，市区→郊区 （3）城市热岛效应形成的主要原因是由于城市中什么太多？（　　） A.公园和草地多 B.能源消耗多 C.水域多 D.白天和黑夜多 【答案】（1）见解析；（2）B；（3）B 【解析】（1）城市热岛效应是指城市区域的气温显著高于周边乡村地区的现象； （2）‌城市风和郊区风的方向和形成原因如下‌： ‌城市风‌： ‌方向‌：从城市流向郊区。 ‌形成原因‌：城市中心温度较高，空气受热上升，在高空聚集形成高压区，然后向两侧的郊区流动，形成从城市流向郊区的风。 ‌郊区风‌： ‌方向‌：从郊区流向城市。 ‌形成原因‌：城市中心温度高，空气受热上升后，近地表地区空气稀薄，气压较低。因此，郊区的空气流动过来进行补充，形成了从郊区流向城市的风‌。 ‌热岛效应对城市风和郊区风的影响‌： 白天‌：城市气温升高快，气压较低；郊区气温升高慢，气压较高。因此，风从郊区（高压区）吹向城市（低压区）。 ‌晚上‌：城市气温降低快，气压较高；郊区气温降低慢，气压较低。因此，风从城市（高压区）吹向郊区（低压区）‌ （3）城市热岛效应是指城市区域气温显著高于周围郊区的现象。其形成原因主要与人类活动相关： A.公园和草地多：错误。绿地和水域有助于降温，缓解热岛效应，因此此选项与现象成因相反； B．能源消耗多：正确。城市中大量能源消耗（如工业、交通、空调使用等）会释放废热，同时建筑物和路面材料吸热强，导致城市温度升高； C．水域多：错误。水域具有调节温度的作用，会降低热岛效应强度； D．白天和黑夜多：错误。昼夜交替是自然现象，与热岛效应无直接关联。 因此，正确答案为 B。 12．阅读短文，回答问题：化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源。石油危机、环境污染，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。 （1）风力发电是把风能转化为电能，风能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度______（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成； （3）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率______（选填“越大”、“不变”、“越小”）。 【答案】 可再生 小 越大 【解析】（1）[1]风力发电利用的是风能，风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源。 （2）[2]风机叶片材料质量轻，同等体积下密度越小，质量越小。因此复核材料的密度小。 （3）[3]由乙图可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率增大；当风速在v2到v3之间时，风速越大，发电机组的电功率不会增大。 三、实验题： 13．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 【解析】（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。 第 14 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $