4.1 能量 能量守恒定律&4.2 能源&4.3 环境保护与可持续发展(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件围绕能源与可持续发展，涵盖能量守恒定律、能源分类与利用、环境保护等核心知识点。通过儿童滑梯情境思辨和自发电电动车探究导入，衔接机械能守恒到能量守恒，再延伸至能源与环境，构建递进式学习支架。 其特色是融合科学思维（能量转化分析、能源分类对比表）、科学探究（风力发电效率计算、新能源调查）及科学态度与责任（温室效应案例）。采用情境-例题-训练模式，要点回眸系统总结，助力学生提升问题解决能力，为教师提供落实核心素养的完整教学方案。

1.能量　能量守恒定律　 2.能源 3.环境保护与可持续发展 第四章　能源与持续发展 1 素养目标 物理观念：1.知道能源的利用方式。2.理解能量守恒定律。 科学思维：能够分析能量转化与转移的具体过程，理解能量耗散与品质降 低的含义。 科学探究：能通过小组讨论、社会调查或案例分析等方式，探究能源利用 对环境的影响及优化途径。 科学态度与责任：1.理解能源、环境与人类生存的关系。2.知道能源的开 发和利用对环境造成的污染。 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　能量　能量守恒定律 1. 机械能守恒与不守恒 （1）系统机械能守恒的条件：只有 做功。 （2）外力： 的物体对系统内物体的作用力。 其他内力：系统内的物体间除了 之外的其他相互作用力。 （3）如果一个系统除重力或弹力以外，还有外力做功，系统的机械能就 会发生变化：如果外力做正功，系统的机械能 ；反之则系统的机 械能 ⁠。 重力或弹力　 系统以外　 重力或弹力　 增加　 减小　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 能量的分类：能量的形式与物质的 直接相关；机械运动对 应着 ；热运动对应着 ；电磁运动对应着 ⁠， 化学变化对应着 ，原子核的变化对应着 ⁠。 3. 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 ⁠为另 一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程 中其总量 ⁠。 运动形式　 机械能　 内能　 电磁能　 化学能　 核能　 转化　 转移　 不变　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 知识点二　能源 1. 能量的品质 （1）在自然界，一切自发的过程都有一定的 ⁠。 （2）从人类对能量的利用的角度看，能量是有品质高低之分，内能（热 能）是 的能量。 2. 能源：能够提供人类所需能量的自然资源。 3. 能源的分类 （1）一次能源和二次能源 ①一次能源：直接来自自然界未经加工、转换的能源，也叫 ⁠ ⁠。 ②二次能源：由一次能源 、转化而来的能源产品。 方向性　 品质最低　 初级能 源　 经过加工　 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）可再生能源和非可再生能源 ①可再生能源：具有天然的 ⁠。 ②非再生能源：在短期内 的能源。 自我恢复能力　 无法再生　 （3）传统能源和新能源 ①传统能源：从工业革命至今，这期间人类生产、交通、生活中使用的能 源主要是 、 、 ，即化石能源，它们被称为传 统能源。 ②新能源：最近才开始大规模开发利用的能源。 煤炭　 石油　 天然气　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 知识点三　环境保护与可持续发展 1. 环境污染与能源的大量消耗有着密切关系。 2. 是真正的新能源。 3. 环境的破坏不只与能源的过量消耗有关，很多人类的活动都会破坏 环境。 核能　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　如图所示的是儿童玩滑梯的照片，判断下列正误。 （1）儿童下滑过程中，重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小。 （　×　） （2）儿童下滑过程中，重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量 不变。 （　√　） × √ （3）儿童从滑梯的顶端滑到底端直到静止的过程中机械能转化为内能。 （　√　） √ （4）儿童能从周围环境中吸收热量，自动地再从底端返回滑梯顶端。 （　×　） × 目 录 物 理·必修第三册（JK） 核心要点突破 目 录 11 要点一　能量的转化与守恒 近几年流行一种“自发电电动车”（如图所示），基本原理是将一小型发 电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电 动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 提示：仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去。因为靠这种方式，只 能将电动车的一部分能量收集起来，电动车运动时受到的阻力做负功，不 断把电动车的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续 运动下去，必须不断地给电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动 车的电源充电。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 对能量转化的理解 各种不同形式的能量可以相互转化，例如，水电站发电是将水的重力势能 转化为动能推动水轮发电机发电，电能通过电磁炉可以转化为内能等。能 量的转化是通过做功来实现的。力对物体做了多少功，就有多少能量发生 转化，即功是能量转化的量度。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 对能量守恒定律的理解 （1）能量守恒定律是各种自然现象中普遍适用的一条规律。前面学过的 机械能守恒定律是有适用条件的，即机械能守恒定律是普遍的能量守恒定 律在特殊条件下的一种表现形式。例如，物体在空中下落受阻力时，物体 的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量是守恒的。 （2）能量守恒定律的两种表达式 ①E初＝E末 初状态各种形式能量的总和等于末状态各种形式能量的总和。 目 录 物 理·必修第三册（JK） ②ΔE增＝ΔE减 从转化的角度看，某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加， 且减少量和增加量一定相等；从转移的角度看，某个物体的能量减少，一 定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 （3）能量守恒定律的物理意义 能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，能量守恒定律的发现 和应用，为不同学科的联系架起了桥梁。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 物体由地面以120 J的初动能竖直向上抛出，当它从抛出点至上升到 某一点A的过程中，动能减少了40 J，机械能减少10 J。设空气阻力大小不 变，以地面为零势能面，则物体（　D　） A. 落回到地面时机械能为70 J B. 到达最高点时机械能为80 J C. 从最高点落回地面的过程中重力做功为60 J D. 从抛出到落回地面的过程中克服摩擦力做功为60 J D 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：物体以120 J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动的 过程中重力和阻力都做负功，当上升到某一高度时，动能减少了40 J，而 机械能损失了10 J。根据功能关系可知：合力做功为－40 J，空气阻力做功 为－10 J，对从抛出点到A点的过程，根据功能关系mgh＋fh＝40 J，fh＝10 J，得f＝mg，当上升到最高点时，动能为零，动能减小120 J，设最大高度 为H，则有mgH＋fH＝120 J，解得fH＝30 J，即机械能减小30 J，在最高点 时机械能为120 J－30 J＝90 J，即上升过程机械能共减少了30 J；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以机械能又损失了30 J，故整个过程克服摩擦力做功为60 J，则该物体落回到地面时的机械能为60 J，从最高点落回地面的过程中重力做功等于最高点具有的机械能，故重力做功为90 J，故A、B、C错误，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. （2026·四川眉山仁寿期末）物理学的发展丰富了人类对动物世界的认 识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的 进步，下列表述正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过实验证实了万有引力定律 B. 能量耗散说明能量在不停地减少，能量不守恒 C. 相对论的创立表明经典力学在一定范围内不再适用 D. 能量守恒说明人类不用担心能源的减少，不必节约能源 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　牛顿发现了万有引力定律，并通过月—地检验证实了万有引力 定律，故A错误；能量耗散是指能量的可利用率越来越少，但是仍然遵守 能量守恒定律，故B错误；相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上 发展起来的，有各自成立范围，故C正确；虽然能量守恒，但是随着可利 用能源的使用，能量的可利用率越来越少，故要节约能源，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 风能是一种很好的再生能源，而且对环境的污染较小，近年来我国在西 北地区，建立了许多风力发电厂。如图所示为风力发电的情境。风轮机一 个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。已知：空气的密度为 ρ，风轮机叶片的长度为r，若风速为v0，每台风力发电机输出电功率为P， 求此过程中： （1）单位时间内每台风力发电机获得的风能表达式； 答案： πr2ρ　 解析： 由能量守恒定律可知m＝P总t　① 而m＝πr2v0tρ　② 把②代入①解得P总＝πr2ρ。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）风力发电机利用风能的效率表达式。 答案： 解析： η＝＝。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点二　能源的分类与利用 　仔细观察下列两幅图片，回答下面问题。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （1）人类社会能离开能源吗？ 提示： 人的衣食住行离不开能源，人类社会的存在和发展离不开 能源。 （2）能源的使用会对环境带来破坏吗？都有哪些破坏？ 提示： 会的，如大气污染、温室效应、酸雨等。 （3）为什么要开发新能源？目前开发的新能源都有哪些？ 提示： 因为化石能源的资源有限，而且对环境有很大破坏，所以我 们要开发新能源。目前开发的新能源有太阳能、风能、水能、核能等。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 对能量耗散和能量品质的理解 （1）各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，分散在环 境中的内能不管数量多么巨大，它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一 点，却再也不能驱动机器做功了。 （2）从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品 质的能量。由此可知，能量耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会 导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大 可用的形式。 （3）能量耗散导致可利用能源减少，所以要节约能源。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 能源的四大分类方式及能源特点对比 能源分 类方法 能源分 类名称 特点 举例 按形式或 转换特点分 一次 能源 自然形成，未经 加工 太阳能、风能、地热能、核 能、潮汐能 二次 能源 由一次能源经加 工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化 气、酒精、汽油、电能 目 录 物 理·必修第三册（JK） 能源分 类方法 能源分 类名称 特点 举例 按利 用技 术分 常规 能源 已大规模正常使 用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有 新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海 洋能、沼气、风能 按可否再 生分 可再生 能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地 热能 不可再 生能源 短期内无法转换 获得 煤、石油、天然气、核燃料 目 录 物 理·必修第三册（JK） 能源分 类方法 能源分 类名称 特点 举例 按对环境 污染情况分 清洁 能源 对环境基本上没 有污染 太阳能、海洋能、风能、水 能 污染 能源 会严重污染环境 化石燃料（煤、石油、天然 气） 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 能源对环境的影响 （1）常规能源对环境的影响：石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气 中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的 冰雪融化、海平面上升、海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是人类过度开 发自然所产生的严重问题。 （2）做好环境保护工作：目前的任务是采用能源新技术，解决突出的环 境污染问题。例如，城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；提高汽车发动机 效率，解决尾气问题，达到废气“零排放”；环境污染的综合治理问题， 解决废物、废水、废气等，变废为宝。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 下列说法中正确的是（　D　） A. 直接来自于自然界的能源就是二次能源 B. 新能源是技术比较成熟的能源 C. 二次能源就是新能源 D. 从自然界的能源转化而来的能源是二次能源 解析：从自然界直接取得的能源是一次能源，从自然界能源转化而来的能 源是二次能源，故A错误，D正确；新能源是新兴产业，技术上仍处于起步 阶段，故B错误；二次能源是由一次能源直接或间接转换而来的能源，不 是新能源，故C错误。 D 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 〔多选〕下列关于能源的说法正确的是（　　） A. 能源是取之不尽，用之不竭的 B. 能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等 C. 大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 D. 核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大 √ √ 解析： 　尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是 有限的，特别是常规能源，A错误，B正确；常规能源（石油、煤炭）的利 用比新能源（核能）的利用对环境影响大，C正确，D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. “绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及 高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　） A. 因为能量守恒，所以不要节约能源 B. 自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用 C. 人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源 D. 人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　能量守恒定律告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天 然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。虽然总能量没有减 小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；自然界 中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；新能源是可以 循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正 确；人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于 太阳，符合能量守恒定律，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点回眸 目 录 物 理·必修第三册（JK） 教学效果检测 目 录 35 1. 〔多选〕以下关于能源的利用说法正确的是　（　　 ） A. 三峡大坝是利用水的重力势能来发电的 B. 风能发电是将内能转化为电能的 C. 核能是一种存储在原子核外部的能量 D. 水能资源最显著的特点是可再生、无污染 √ √ 解析： 　三峡水力发电是将水的重力势能转化为电能，选项A正确；风 能是将空气的机械能转化为电能，选项B错误；核能是一种存储在原子核 内部的能量，选项C错误；水能资源最显著的特点是可再生、无污染，选 项D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最 重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是（　　 ） A. 因为能量守恒，所以不需要节约能源 B. 因为能量不会消失，所以不可能有能源危机 C. 不同形式的能量之间可以相互转化 D. 能量可以被消灭，也可以被创生 √ 解析： 　自然界的总能量是守恒的，能量既不能被消灭，也不能被创 生，但随着能量耗散，能量可以利用的品质会降低，可利用的能源会减 少，所以会有能源危机，我们要节约能源，故C正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 关于能量和能源，下列说法正确的是（　　 ） A. 化石能源是清洁能源，水能是可再生能源 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. 在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能 源 D. 能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减 少，但能量的品质降低了 √ 解析： 　化石能源燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应， 破坏生态环境，不是清洁能源，A错误；能量是守恒的，既不能创造也不 可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B、C错误，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 〔多选〕（2026·四川广元段考）下述做法能改善空气质量的是（　　） A. 以煤等燃料作为主要生活燃料 B. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源 C. 鼓励私人购买和使用普通汽车 D. 用纯电动车汽车代替燃油公交车 √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如CO、CO2、 SO2等有害气体，导致污染大气、温室效应、酸雨等环境问题，故A错 误；利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解 决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水 能、核能、生物质能等），故B正确；汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧 化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，使用电动车不会 产生污染，故C错误，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 课时作业 目 录 41 1. 〔多选〕为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有（　　） A. 禁止使用煤、石油和天然气 B. 开发使用核能、太阳能 C. 将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D. 植树造林 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ √ 解析： 　能源利用与环境保护是相互制约的，要尽量节约常规能源的使 用，大力开发新能源，植树造林，故B、D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 关于能源的利用和节约，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. 由于能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能 源的意义不大 C. 节约能量只要提高节能意识就行，与科学进步无关 D. 在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 与原来的能量总量相等，选项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，必须利用科技手段来提高能源 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，选项 B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 一种新型节能路灯如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池 板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　） A. 小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B. 太阳能电池板将太阳能转化为电能 C. 小风扇是风力发电机，将电能转化为风能 D. 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 √ 解析： 　“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这 种路灯就可以发电，填补了阴天和晚上不能发电的空白，可用于晚上照明 使用，故A、C错误；“肩扛”太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故 B正确；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 针对图中工厂烟囱向空中排放大量废气的现象，下列说法中，错误的是 （　　） A. 排放废气不仅浪费能源，而且严重违反能量守恒定律 B. 排放废气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律 C. 当前存在着环境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废 气排放等污染治理 D. 能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　排放废气浪费能源，但不违反能量守恒定律，故A错误；排放废 气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律，故B正确；当前存在着环 境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废气排放等污染治理，故C正确； 能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 5. 〔多选〕煤炭是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环 境，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气 （一氧化碳及氢气总含量≥90％），把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正 确的是（　　） A. 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 B. 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 C. 该技术实现了煤的清洁利用 D. 该技术实现了煤的高效利用 √ √ √ 解析： 　煤粉加压气化制备合成气过程中既有物理变化，又有化学变 化，A正确，B错误；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 6. 有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管 附近，去感受一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能，真是 “行家伸伸手，就知有没有”。关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的 关系，下列说法正确的是（　　） A. 尾气的温度越高，柴油机越节能 B. 尾气的温度越低，柴油机越节能 C. 尾气的温度高低与柴油机是否节能无关 D. 以上说法均不正确 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油在汽缸中 燃烧，产生高温高压气体，是一个高温热源，而柴油机排气管排出的尾气 是一个低温热源。根据能量守恒定律，这两个热源之间的能量差就是转换 的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越 低，即这样的柴油机就越节能，故选项B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 7. 〔多选〕如图所示，流星在夜空中发出明亮的光焰。有些流星是外太空 物体被地球强大引力吸引，在坠落到地面的过程中与空气发生剧烈摩擦造 成的。下列相关说法正确的是（　　） A. 流星与空气摩擦时部分机械能转化为内能 B. 引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒 C. 当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力方向不在同 一直线上时，流星做曲线运动 D. 流星物体进入大气层后做斜抛运动 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　流星与空气摩擦时部分机械能转化为内能，A正确；引力对流 星做正功，除了重力之外还有其他力做功，机械能不守恒，B错误；当流 星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运 动，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 8. （2026·自贡月考）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1.3 kg/m3，该地区平均风速10 m/s，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. 2.4×107 kW·h B. 7.1×106 kW·h C. 2.1×106 kW·h D. 8.5×107 kW·h √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　单位时间内与发电机叶片作用的空气质量为m＝＝πl2ρv，每 台发电机的发电功率为P0＝10％×mv2＝10％×πl2ρv3，该发电厂一年之 中能满负荷发电的时间约为t＝80×24 h＝1 920 h，该发电场年发电量约为 W＝20P0t≈7.1×106 kW·h，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 9. 目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为一种时尚。甲、乙两种 共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模 块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠 小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图（a）所 示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时，产生电能，如图 （b）所示。这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电 能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） A. 都是把机械能转化为电能 B. 都是把光能转化为电能 C. 甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能 D. 甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能 √ 解析： 　甲车靠小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生 电能，是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光 照时，产生电能，是将光能转化为电能。故A、B、D错误，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） 10. 如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V　9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4×105 J，太阳光平均一天按8小时计 算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：（结果保留整数） （1）太阳能节能灯的能量转化情况； 答案： 见解析　 解析： 能量转化：太阳能→电能→光能（热能）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？ 答案： 370 W　 解析：太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率 P＝ W≈370 W。 （3）太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？ 答案： 10％ 解析：节能灯利用太阳能的效率 η＝×100％≈10％。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·必修第三册（JK） $