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第4節(jié)　能源與可持續(xù)發(fā)展(強(qiáng)基課——逐點(diǎn)理清物理觀念)
課標(biāo)要求 層級(jí)達(dá)標(biāo)
能分析和解決家庭電路中的簡單問題,能將安全用電和節(jié)約用電的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際 學(xué)考 層級(jí) 1.掌握能量守恒定律的內(nèi)容和重要意義。 2.了解什么是能源的耗散和品質(zhì)降低,認(rèn)識(shí)自然界中能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性。 3.了解能源的分類與應(yīng)用。
選考 層級(jí) 認(rèn)識(shí)當(dāng)前環(huán)境問題,增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。
逐點(diǎn)清(一)　能量守恒定律的理解與應(yīng)用
[多維度理解]
1.內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式　　　　為其他形式,或者從一個(gè)物體　　　　到別的物體,在　　　　或　　　　的過程中,能量的總量　　　　　　。
2.意義:能量守恒定律的建立,是人類認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一,而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。
[微點(diǎn)撥]
1.能量守恒定律的適用范圍
能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律,是在各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。
2.能量守恒定律的表達(dá)式
(1)E初=E末,初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。
(2)ΔE增=ΔE減,某些能量的增加量等于其他能量的減少量。
[全方位練明]
1.(多選)下列設(shè)想符合能量守恒定律的是 (　　)
A.利用核動(dòng)力,駕駛地球離開太陽系
B.做一條船,利用流水的能量逆水行舟
C.通過太陽照射飛機(jī),即使飛機(jī)不帶燃料也能飛行
D.利用永久磁鐵間的作用力,造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械
2.據(jù)報(bào)道,一位設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出一款以可樂來發(fā)電的概念手機(jī),手機(jī)設(shè)計(jì)的核心是一片生物電池,利用酵素把碳水化合物轉(zhuǎn)化為電力。下列說法正確的是 (　　)
A.“可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.“可樂手機(jī)”是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.在能量轉(zhuǎn)化過程中,必須搖動(dòng)手機(jī),否則不發(fā)生轉(zhuǎn)化
D.“可樂手機(jī)”雖然用到了可樂,但是工作過程直接利用了充電后的電能,不存在能量轉(zhuǎn)化問題
3.(2024·江西高考)“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天。”是李白對(duì)廬山瀑布的浪漫主義描寫。設(shè)瀑布的水流量約為10 m3/s,水位落差約為150 m。若利用瀑布水位落差發(fā)電,發(fā)電效率為70%,則發(fā)電功率大致為 (　　)
A.109 W　　　　　　B.107 W
C.105 W D.103 W
逐點(diǎn)清(二)　能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性
[多維度理解]
1.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是　　　　的。
2.能量的耗散:其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后不能再收集起來重新利用,這種現(xiàn)象叫作能量的耗散。
3.能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有　　　　。
[微點(diǎn)撥]
1.能量的耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量的總量減少,卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低,實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不太可用的形式。
2.能量的耗散導(dǎo)致可利用能源減少,所以要節(jié)約能源。
[全方位練明]
1.判斷下列說法是否正確。
(1)因?yàn)槟芰坎粫?huì)消失,所以不可能有能源危機(jī)。 (　　)
(2)大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化,故提倡開發(fā)利用新能源。 (　　)
(3)能量的耗散就是能量的總量在減少。 (　　)
2.(2025·江蘇南通檢測(cè))能源是人類社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ),節(jié)約能源應(yīng)成為公民的行為習(xí)慣。下列說法中正確的是 (　　)
A.太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程中,能量增加
B.能量耗散過程中,能量在不斷減少
C.能量耗散會(huì)降低能源的利用品質(zhì)
D.能量轉(zhuǎn)化在宏觀上沒有方向性
逐點(diǎn)清(三)　能源的分類與應(yīng)用　能源與社會(huì)發(fā)展
[多維度理解]
1.不可再生能源:無法在短時(shí)間內(nèi)再生的能源,又叫　　　　能源。
2.可再生能源:水能和風(fēng)能等來源于　　　　的能源。
3.我國能源的開發(fā):太陽能發(fā)電、　　　　發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、　　　　發(fā)電。
4.能源與社會(huì)發(fā)展
(1)人類對(duì)能源的利用經(jīng)歷的三個(gè)時(shí)期:　　　時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。
(2)能源的開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境造成的影響:
①石油和煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量,加劇了　　　　效應(yīng)。
②石油和煤炭的燃燒形成的二氧化硫等物質(zhì)使雨水的酸度升高,形成“酸雨”,腐蝕建筑物,酸化　　　　。
③內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生氮的氧化物和碳?xì)浠衔?這些化合物受到紫外線的照射會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。燃燒時(shí)產(chǎn)生的　　　　也是主要的污染物。
[全方位練明]
1.(2025·山東濟(jì)南階段練習(xí))下列關(guān)于能源的說法中,正確的是 (　　)
A.水能是不可再生能源
B.由于能量不會(huì)憑空消失,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,總是守恒的,所以節(jié)約能源意義不大
C.節(jié)約能源只要提高節(jié)能意識(shí)就行,與科技進(jìn)步無關(guān)
D.煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能
2.(2025·四川達(dá)州期中)(多選)中央提出了“推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”的理念,下列有關(guān)新能源和能量觀的描述中,正確的是 (　　)
A.外出旅游時(shí),盡可能選擇自駕出行
B.根據(jù)能量守恒定律,擔(dān)心能源危機(jī)是杞人憂天
C.水能和風(fēng)能等能源來源于太陽能,是可再生能源
D.能量的利用過程就是能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和耗散過程
第4節(jié)　能源與可持續(xù)發(fā)展
逐點(diǎn)清(一)
[多維度理解]
1.轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)移　轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)移　保持不變　
[全方位練明]
1.選ABC　利用核動(dòng)力,核能提供能量,駕駛地球離開太陽系,符合能量守恒定律,故A正確;讓船先靜止在水中,設(shè)計(jì)一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)使船獲得足夠電能,然后把電能轉(zhuǎn)化為船的動(dòng)能使船逆水航行,符合能量守恒定律;同理可利用光能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性,使光能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)不帶燃料也能飛行,符合能量守恒定律,故B、C正確;利用永久磁鐵間的相互作用,制成一臺(tái)機(jī)器,不消耗能量而不停地轉(zhuǎn)動(dòng),不符合能量守恒定律,故D錯(cuò)誤。
2.選A　“可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,對(duì)手機(jī)供電,故A正確,B、D錯(cuò)誤;“可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,是利用化學(xué)反應(yīng),不需要搖動(dòng)手機(jī),故C錯(cuò)誤。
3.選B　在t時(shí)間內(nèi)流下的水的質(zhì)量m=ρV=ρQt,這些水產(chǎn)生的能量W=mgh,則發(fā)電功率P=η·=ηρQgh,代入數(shù)據(jù)解得P≈107 W,B正確。
逐點(diǎn)清(二)
[多維度理解]
1.不可逆　3.方向性　
[全方位練明]
1.(1)×　(2)√　(3)×
2.選C　太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程中,能量總和不變,故A錯(cuò)誤;能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化的過程中可利用率越來越小,可利用的品質(zhì)降低了,但總量不會(huì)減少,故B錯(cuò)誤,C正確;能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中具有方向性,故D錯(cuò)誤。
逐點(diǎn)清(三)
[多維度理解]
1.化石　2.太陽能　3.水力　核能　4.(1)柴薪　(2)①溫室　
②土壤　③浮塵　
[全方位練明]
1.選D　水能可以重復(fù)利用,是可再生能源,故A錯(cuò)誤;能量是守恒的,但能量的品質(zhì)會(huì)降低,由便于利用的變成不便于利用的,所以需要節(jié)約能源,故B錯(cuò)誤;科技進(jìn)步能提高能源的利用率,更充分的利用有限的能源,故C錯(cuò)誤;煤、石油、天然氣等屬于化石燃料,最初來源可追溯到太陽能,故D正確。
2.選CD　外出旅游時(shí),盡可能選擇公共交通工具出行,可以減小污染、節(jié)約能源,故A錯(cuò)誤;能量雖然守恒,但可利用能源轉(zhuǎn)化為不可利用或難以利用的能源,減少了可利用能源的儲(chǔ)量,因此擔(dān)心能源枯竭并非杞人憂天,故B錯(cuò)誤;水能和風(fēng)能等能源來源于太陽能,是可再生能源,故C正確;能量的利用過程就是能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和耗散過程,故D正確。
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能源與可持續(xù)發(fā)展
(強(qiáng)基課——逐點(diǎn)理清物理觀念)
第 4 節(jié)
課標(biāo)要求 層級(jí)達(dá)標(biāo) 能分析和解決家庭電路中的簡單問題，能將安全用電和節(jié)約用電的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際 學(xué)考 層級(jí) 1.掌握能量守恒定律的內(nèi)容和重要意義。
2.了解什么是能源的耗散和品質(zhì)降低，認(rèn)識(shí)自然界中能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性。
3.了解能源的分類與應(yīng)用。
選考 層級(jí) 認(rèn)識(shí)當(dāng)前環(huán)境問題，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。
1
逐點(diǎn)清(一)　能量守恒定律的理解
與應(yīng)用
2
逐點(diǎn)清(二)　能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性
3
逐點(diǎn)清(三)　能源的分類與應(yīng)用　
能源與社會(huì)發(fā)展
4
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
CONTENTS
目錄
逐點(diǎn)清(一)　能量守恒定律
的理解與應(yīng)用
1.內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式_____為其他形式，或者從一個(gè)物體_____到別的物體，在_____或_____的過程中，能量的總量__________ 。
2.意義:能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。
多維度理解
轉(zhuǎn)化
轉(zhuǎn)移
轉(zhuǎn)化
轉(zhuǎn)移
保持不變
[微點(diǎn)撥]
1.能量守恒定律的適用范圍
能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是在各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。
2.能量守恒定律的表達(dá)式
(1)E初=E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。
(2)ΔE增=ΔE減，某些能量的增加量等于其他能量的減少量。
1.(多選)下列設(shè)想符合能量守恒定律的是 (　　)
A.利用核動(dòng)力，駕駛地球離開太陽系
B.做一條船，利用流水的能量逆水行舟
C.通過太陽照射飛機(jī)，即使飛機(jī)不帶燃料也能飛行
D.利用永久磁鐵間的作用力，造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械
全方位練明
√
√
√
解析:利用核動(dòng)力，核能提供能量，駕駛地球離開太陽系，符合能量守恒定律，故A正確;讓船先靜止在水中，設(shè)計(jì)一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)使船獲得足夠電能，然后把電能轉(zhuǎn)化為船的動(dòng)能使船逆水航行，符合能量守恒定律;同理可利用光能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性，使光能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)不帶燃料也能飛行，符合能量守恒定律，故B、C正確;利用永久磁鐵間的相互作用，制成一臺(tái)機(jī)器，不消耗能量而不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，不符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤。
2.據(jù)報(bào)道，一位設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出一款以可樂來發(fā)電的概念手機(jī)，手機(jī)設(shè)計(jì)的核心是一片生物電池，利用酵素把碳水化合物轉(zhuǎn)化為電力。下列說法正確的是 (　　)
A.“可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.“可樂手機(jī)”是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.在能量轉(zhuǎn)化過程中，必須搖動(dòng)手機(jī)，否則不發(fā)生轉(zhuǎn)化
D.“可樂手機(jī)”雖然用到了可樂，但是工作過程直接利用了充電后的電能，不存在能量轉(zhuǎn)化問題
√
解析: “可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，對(duì)手機(jī)供電，故A正確，B、D錯(cuò)誤;“可樂手機(jī)”是將可樂的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，是利用化學(xué)反應(yīng)，不需要搖動(dòng)手機(jī)，故C錯(cuò)誤。
3.(2024·江西高考)“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。”是李白對(duì)廬山瀑布的浪漫主義描寫。設(shè)瀑布的水流量約為10 m3/s，水位落差約為
150 m。若利用瀑布水位落差發(fā)電，發(fā)電效率為70%，則發(fā)
電功率大致為 (　　)
A.109 W　　　　　　 B.107 W
C.105 W D.103 W
解析:在t時(shí)間內(nèi)流下的水的質(zhì)量m=ρV=ρQt，這些水產(chǎn)生的能量W=mgh，則發(fā)電功率P=η·=ηρQgh，代入數(shù)據(jù)解得P≈107 W，B正確。
√
逐點(diǎn)清(二)　能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化
的方向性
1.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是_______的。
2.能量的耗散:其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后不能再收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散。
3.能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有________。
多維度理解
不可逆
方向性
[微點(diǎn)撥]
1.能量的耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不太可用的形式。
2.能量的耗散導(dǎo)致可利用能源減少，所以要節(jié)約能源。
1.判斷下列說法是否正確。
(1)因?yàn)槟芰坎粫?huì)消失，所以不可能有能源危機(jī)。 ( )
(2)大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化，故提倡開發(fā)利用新能源。( )
(3)能量的耗散就是能量的總量在減少。 ( )
全方位練明
×
√
×
2.(2025·江蘇南通檢測(cè))能源是人類社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ)，節(jié)約能源應(yīng)成為公民的行為習(xí)慣。下列說法中正確的是 (　　)
A.太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程中，能量增加
B.能量耗散過程中，能量在不斷減少
C.能量耗散會(huì)降低能源的利用品質(zhì)
D.能量轉(zhuǎn)化在宏觀上沒有方向性
√
解析:太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程中，能量總和不變，故A錯(cuò)誤;能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化的過程中可利用率越來越小，可利用的品質(zhì)降低了，但總量不會(huì)減少，故B錯(cuò)誤，C正確;能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中具有方向性，故D錯(cuò)誤。
逐點(diǎn)清(三)　能源的分類與應(yīng)用　
能源與社會(huì)發(fā)展
1.不可再生能源:無法在短時(shí)間內(nèi)再生的能源，又叫______能源。
2.可再生能源:水能和風(fēng)能等來源于________的能源。
3.我國能源的開發(fā):太陽能發(fā)電、 _____發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、 _____發(fā)電。
4.能源與社會(huì)發(fā)展
(1)人類對(duì)能源的利用經(jīng)歷的三個(gè)時(shí)期: ______時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。
多維度理解
化石
太陽能
水力
核能
柴薪
(2)能源的開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境造成的影響:
①石油和煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量，加劇了______效應(yīng)。
②石油和煤炭的燃燒形成的二氧化硫等物質(zhì)使雨水的酸度升高，形成“酸雨”，腐蝕建筑物，酸化______ 。
③內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生氮的氧化物和碳?xì)浠衔铮@些化合物受到紫外線的照射會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。燃燒時(shí)產(chǎn)生的______也是主要的污染物。
溫室
土壤
浮塵
1.(2025·山東濟(jì)南階段練習(xí))下列關(guān)于能源的說法中，正確的是 (　　)
A.水能是不可再生能源
B.由于能量不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，總是守恒的，所以節(jié)約能源意義不大
C.節(jié)約能源只要提高節(jié)能意識(shí)就行，與科技進(jìn)步無關(guān)
D.煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能
全方位練明
√
解析:水能可以重復(fù)利用，是可再生能源，故A錯(cuò)誤;能量是守恒的，但能量的品質(zhì)會(huì)降低，由便于利用的變成不便于利用的，所以需要節(jié)約能源，故B錯(cuò)誤;科技進(jìn)步能提高能源的利用率，更充分的利用有限的能源，故C錯(cuò)誤;煤、石油、天然氣等屬于化石燃料，最初來源可追溯到太陽能，故D正確。
2.(2025·四川達(dá)州期中)(多選)中央提出了“推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”的理念，下列有關(guān)新能源和能量觀的描述中，正確的是 (　　)
A.外出旅游時(shí)，盡可能選擇自駕出行
B.根據(jù)能量守恒定律，擔(dān)心能源危機(jī)是杞人憂天
C.水能和風(fēng)能等能源來源于太陽能，是可再生能源
D.能量的利用過程就是能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和耗散過程
√
√
解析:外出旅游時(shí)，盡可能選擇公共交通工具出行，可以減小污染、節(jié)約能源，故A錯(cuò)誤;能量雖然守恒，但可利用能源轉(zhuǎn)化為不可利用或難以利用的能源，減少了可利用能源的儲(chǔ)量，因此擔(dān)心能源枯竭并非杞人憂天，故B錯(cuò)誤;水能和風(fēng)能等能源來源于太陽能，是可再生能源，故C正確;能量的利用過程就是能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和耗散過程，故D正確。
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
1
2
3
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5
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11
12
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A級(jí)——學(xué)考達(dá)標(biāo)
1.(多選)下列關(guān)于能量的耗散的說法正確的是(　　)
A.能量的耗散使能量的總量減少，違背了能量守恒定律
B.能量的耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能很難被人類利用
C.能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性
D.能量的耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低
√
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解析:能量的耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，A錯(cuò)誤，D正確;耗散的內(nèi)能很難再被利用，B正確;能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出了自然界中的宏觀過程具有方向性，C正確。
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2.(2025·浙江寧波階段檢測(cè))下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散 (　　)
A.利用水流發(fā)電產(chǎn)生電能
B.利用風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生電能
C.電池的化學(xué)能變成電能
D.火爐把屋子烤暖
解析:能量耗散是指高品質(zhì)的能量在利用過程中轉(zhuǎn)化為了低品質(zhì)的能量，內(nèi)能的品質(zhì)最低。故選D。
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3
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√
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8
9
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12
13
3.(2025·山西長治質(zhì)檢)關(guān)于能源、能量，下列說法正確的是 (　　)
A.能量是守恒的，所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)
B.能量利用過程中存在能量耗散，說明能量在不斷減少
C.能量耗散說明便于利用的能源最終會(huì)轉(zhuǎn)化為不便于利用的能源
D.能量守恒定律說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移不具有方向性
解析:能量是守恒的，能量耗散說明便于利用的能源最終會(huì)轉(zhuǎn)化為不便于利用的能源，會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，故A錯(cuò)誤，C正確;在自然界中能量是守恒的，能量耗散只是能量從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，故B錯(cuò)誤;由于能量耗散，能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性，故D錯(cuò)誤。
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4.(多選)關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是 (　　)
A.化石能源是不可再生能源，水能是可再生能源
B.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造
C.在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源
D.能源危機(jī)的深層次含義是能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了
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解析:化石能源是不可再生能源，水能是可再生能源，故A正確;人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，但能量不可以被創(chuàng)造，故B錯(cuò)誤;在能源的利用過程中，雖然能量在數(shù)量上并未減少，但是能源的品質(zhì)在降低，所以還需要節(jié)約能源，故C錯(cuò)誤;能源危機(jī)的深層次含義是能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，故D正確。
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5.中國新能源汽車產(chǎn)銷量位居全球首位，我國電動(dòng)化技術(shù)總體處于全球領(lǐng)先水平。一輛新能源電動(dòng)汽車所用電池是鋰電池，在水平公路上加速啟動(dòng)，在此過程中電能向其他形式的能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是 (　　)
A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能
B.電能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和內(nèi)能
C.電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和重力勢(shì)能
D.電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能
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解析:普通路面上摩擦力都是不能忽略不計(jì)的，另外電動(dòng)汽車車輪與軸之間也有摩擦，由于摩擦生熱，部分電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，另外電池和電動(dòng)機(jī)均有電阻，電流通過這些電阻的過程中將產(chǎn)生焦耳熱，電動(dòng)汽車在水平公路上加速啟動(dòng)，速度增大，動(dòng)能增大，所以電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能。故選D。
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6.下列說法正確的是 (　　)
A.隨著科技的發(fā)展，可以制造出一種機(jī)器，使其不消耗任何能量但能源源不斷地對(duì)外做功
B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了
C.“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的
D.有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量可以憑空產(chǎn)生
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解析:任何機(jī)器都不能違背能量守恒定律，A錯(cuò)誤;太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極少的一部分，但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失，而是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，B錯(cuò)誤;馬和其他動(dòng)物，包括人要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量，動(dòng)物的能量來源是食物中儲(chǔ)存的生物能，C正確;所謂的“全自動(dòng)”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，只有當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，才能不斷補(bǔ)充能量，維持手表的運(yùn)行，如果把表放在桌面上靜置一段時(shí)間，它一定會(huì)停擺的，D錯(cuò)誤。
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7.白鶴灘水電站是我國實(shí)施“西電東送”的國家重大工程。水電站裝機(jī)總?cè)萘繛? 600萬千瓦，僅次于三峽工程，位居世界第二。下列理解正確的是 (　　)
A.水電站發(fā)電過程中憑空產(chǎn)生了能量
B.水電站發(fā)電過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.水能是可再生能源，不需要節(jié)約水資源
D.水電站發(fā)電過程中能量是守恒的，不需要節(jié)約能源
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解析:根據(jù)能量守恒定律可知，能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，A錯(cuò)誤;水電站發(fā)電過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，B正確;水能是可再生能源，可循環(huán)利用，但地球上可以利用的淡水資源是有限的，因此需要節(jié)約水資源，C錯(cuò)誤;水電站發(fā)電過程中能量是守恒的，但不是所有能量都能被人類利用，自然資源也是有限的，因此需要節(jié)約能源，D錯(cuò)誤。
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8.(多選)下列過程中，可能實(shí)現(xiàn)的是 (　　)
A.水的溫度自動(dòng)下降時(shí)釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B.在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體，它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高
C.利用不同深度的海水溫度不同來制造一種機(jī)器，把海水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時(shí)釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，使物體運(yùn)動(dòng)起來
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解析:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程都是有方向性的，可知機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，可知水的溫度自動(dòng)下降時(shí)釋放的內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯(cuò)誤;在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體，它的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高，故B正確;利用淺層海水和深層海水間的溫度差制造出一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，符合能量守恒定律，所以能夠?qū)崿F(xiàn)，故C正確;靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時(shí)釋放的內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，使物體運(yùn)動(dòng)起來，故D錯(cuò)誤。
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9.光伏發(fā)電是利用太陽能的技術(shù)之一，它利用太陽能電池板，將照射在其上的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。農(nóng)村居民院落或屋頂?shù)墓夥l(fā)電裝置除滿足居民家庭用電，還可向電網(wǎng)供電獲得收益。太陽光垂直照射地面，在每平方米的面積上，平均每分鐘能得到8.4×104 J的太陽能，如果我們能利用太陽能的10%，那么在面積為50 m2的屋頂上可以利用的太陽能的功率最大為 (　　)
A.7 kW B.8.4 kW
C.70 kW D.420 kW
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解析:在時(shí)間t內(nèi)能夠利用的太陽能E0=t×50×10% J=
7t×103 J，根據(jù)功率的表達(dá)式有Pmax=，解得Pmax=7 kW，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。
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10.(10分)(選自滬科版教材課后練習(xí))人體在最佳狀態(tài)下只能把其化學(xué)能的25%轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能。假設(shè)一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)有這樣的轉(zhuǎn)化效率，他登山時(shí)平均每小時(shí)登高400 m，那么，在3 h 內(nèi)，該同學(xué)共消耗了多少化學(xué)能 g取10 m/s2。
答案:2.88×106 J
解析:登山時(shí)，60 kg的同學(xué)3 h內(nèi)增加的重力勢(shì)能為Ep=mgh=60×10×400×3 J=7.2×105 J
消耗的化學(xué)能E==2.88 ×106 J。
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B級(jí)——選考進(jìn)階
11.如圖所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m。在右端管口用蓋板A密閉，兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長度為4h。現(xiàn)拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)。由于管壁的阻力作用，最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為(　　)
A.mgh B.mgh
C.mgh D.mgh
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解析:去掉右側(cè)蓋板之后，液體向左側(cè)管內(nèi)流動(dòng)，最終兩側(cè)液面相平，液體的重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖所示，最終狀態(tài)可等效為右側(cè)管中h的液柱移到左側(cè)管中，即產(chǎn)生的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢(shì)能，則Q=mg·h=mgh，故A正確。
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12.(2025·浙江溫州月考)如圖所示，某地有一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為20 m的圓面。某時(shí)間內(nèi)該地的風(fēng)速為6 m/s，風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面垂直，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可將經(jīng)過此圓面內(nèi)空氣動(dòng)能的10%轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電的功率約為16 kW，則下列說法正確的是 (　　)
A.若風(fēng)速變大，則發(fā)電的功率變大
B.每秒流經(jīng)此圓面空氣的動(dòng)能約為1.6 kJ
C.每秒流經(jīng)此圓面空氣的動(dòng)能約為16 kJ
D.經(jīng)過此圓面空氣動(dòng)能的90%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
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解析:時(shí)間Δt內(nèi)流經(jīng)此圓面空氣的質(zhì)量為Δm=ρπr2vΔt，則發(fā)電功率為P=，解得P=，可知若風(fēng)速變大，則發(fā)電的功率變大，故A正確;已知P0=16 kW，則有P0=，解得Ek0=160 kJ，故B、C錯(cuò)誤;該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可將經(jīng)過此圓面內(nèi)空氣動(dòng)能的10%轉(zhuǎn)化為電能，空氣還存在一定的動(dòng)能，則經(jīng)過此圓面轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的值小于空氣動(dòng)能的90%，故D錯(cuò)誤。
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13.(12分)十三陵抽水蓄能電站是利用十三陵水庫為下庫，在蟒山頂上修建上庫(又名“天池”)，上下庫落差h=430 m。其工作原理是:白天用電高峰期，將天池中的水引向下游水庫，經(jīng)過水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電;晚上用電低谷期，則用抽水機(jī)將水由下游水庫引向天池，由此循環(huán)來發(fā)電。假設(shè)某時(shí)刻將下游水庫的水抽入天池，用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)效率為η=60%的離心水泵工作，工作電壓為U=380 V，此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為P=19 kW，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r=0.4 Ω。已知水的密度為ρ=1×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2。求:
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(1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率Pr;
答案:1×103 W
解析:通過電動(dòng)機(jī)的電流為I== A=50 A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率Pr=I2r=502×0.4 W=1×103 W。
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(2)如果有10臺(tái)這樣的水泵同時(shí)工作，將540 m3水蓄入天池，需多長時(shí)間。(不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度)
答案:2.15×104 s
解析:540 m3水蓄入天池，增加的重力勢(shì)能為ρVgh，一臺(tái)水泵工作時(shí)間t做的有用功為0.6×(P-Pr)t，則ρVgh=10×0.6×(P-Pr)t，代入數(shù)據(jù)解得t=2.15×104 s。
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4課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十九)　能源與可持續(xù)發(fā)展
(選擇題1~9小題,每小題4分;11~12小題,每小題6分。本檢測(cè)卷滿分70分)
A級(jí)——學(xué)考達(dá)標(biāo)
1.(多選)下列關(guān)于能量的耗散的說法正確的是 (　　)
A.能量的耗散使能量的總量減少,違背了能量守恒定律
B.能量的耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能很難被人類利用
C.能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性
D.能量的耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低
2.(2025·浙江寧波階段檢測(cè))下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散 (　　)
A.利用水流發(fā)電產(chǎn)生電能
B.利用風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生電能
C.電池的化學(xué)能變成電能
D.火爐把屋子烤暖
3.(2025·山西長治質(zhì)檢)關(guān)于能源、能量,下列說法正確的是 (　　)
A.能量是守恒的,所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)
B.能量利用過程中存在能量耗散,說明能量在不斷減少
C.能量耗散說明便于利用的能源最終會(huì)轉(zhuǎn)化為不便于利用的能源
D.能量守恒定律說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移不具有方向性
4.(多選)關(guān)于能量和能源,下列說法正確的是 (　　)
A.化石能源是不可再生能源,水能是可再生能源
B.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源,所以能量可以被創(chuàng)造
C.在能源的利用過程中,由于能量在數(shù)量上并未減少,所以不需要節(jié)約能源
D.能源危機(jī)的深層次含義是能量在數(shù)量上雖未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了
5.中國新能源汽車產(chǎn)銷量位居全球首位,我國電動(dòng)化技術(shù)總體處于全球領(lǐng)先水平。一輛新能源電動(dòng)汽車所用電池是鋰電池,在水平公路上加速啟動(dòng),在此過程中電能向其他形式的能量轉(zhuǎn)化,下列說法正確的是 (　　)
A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能
B.電能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和內(nèi)能
C.電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和重力勢(shì)能
D.電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能
6.下列說法正確的是 (　　)
A.隨著科技的發(fā)展,可以制造出一種機(jī)器,使其不消耗任何能量但能源源不斷地對(duì)外做功
B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了
C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律,因而是不可能的
D.有種“全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說明能量可以憑空產(chǎn)生
7.白鶴灘水電站是我國實(shí)施“西電東送”的國家重大工程。水電站裝機(jī)總?cè)萘繛? 600萬千瓦,僅次于三峽工程,位居世界第二。下列理解正確的是 (　　)
A.水電站發(fā)電過程中憑空產(chǎn)生了能量
B.水電站發(fā)電過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.水能是可再生能源,不需要節(jié)約水資源
D.水電站發(fā)電過程中能量是守恒的,不需要節(jié)約能源
8.(多選)下列過程中,可能實(shí)現(xiàn)的是 (　　)
A.水的溫度自動(dòng)下降時(shí)釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B.在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體,它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使物體溫度升高
C.利用不同深度的海水溫度不同來制造一種機(jī)器,把海水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.靜止在光滑水平面上的物體,溫度降低時(shí)釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能,使物體運(yùn)動(dòng)起來
9.光伏發(fā)電是利用太陽能的技術(shù)之一,它利用太陽能電池板,將照射在其上的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。農(nóng)村居民院落或屋頂?shù)墓夥l(fā)電裝置除滿足居民家庭用電,還可向電網(wǎng)供電獲得收益。太陽光垂直照射地面,在每平方米的面積上,平均每分鐘能得到8.4×104 J的太陽能,如果我們能利用太陽能的10%,那么在面積為50 m2的屋頂上可以利用的太陽能的功率最大為 (　　)
A.7 kW B.8.4 kW
C.70 kW D.420 kW
10.(10分)(選自滬科版教材課后練習(xí))人體在最佳狀態(tài)下只能把其化學(xué)能的25%轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能。假設(shè)一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)有這樣的轉(zhuǎn)化效率,他登山時(shí)平均每小時(shí)登高400 m,那么,在3 h 內(nèi),該同學(xué)共消耗了多少化學(xué)能 g取10 m/s2。
B級(jí)——選考進(jìn)階
11.如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體,液體質(zhì)量為m。在右端管口用蓋板A密閉,兩邊液面高度差為h,U形管內(nèi)液體的總長度為4h。現(xiàn)拿去蓋板,液體開始運(yùn)動(dòng)。由于管壁的阻力作用,最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g,則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為 (　　)
A.mgh B.mgh
C.mgh D.mgh
12.(2025·浙江溫州月考)如圖所示,某地有一風(fēng)力發(fā)電機(jī),其葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為20 m的圓面。某時(shí)間內(nèi)該地的風(fēng)速為6 m/s,風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面垂直,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可將經(jīng)過此圓面內(nèi)空氣動(dòng)能的10%轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電的功率約為16 kW,則下列說法正確的是 (　　)
A.若風(fēng)速變大,則發(fā)電的功率變大
B.每秒流經(jīng)此圓面空氣的動(dòng)能約為1.6 kJ
C.每秒流經(jīng)此圓面空氣的動(dòng)能約為16 kJ
D.經(jīng)過此圓面空氣動(dòng)能的90%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
13.(12分)十三陵抽水蓄能電站是利用十三陵水庫為下庫,在蟒山頂上修建上庫(又名“天池”),上下庫落差h=430 m。其工作原理是:白天用電高峰期,將天池中的水引向下游水庫,經(jīng)過水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電;晚上用電低谷期,則用抽水機(jī)將水由下游水庫引向天池,由此循環(huán)來發(fā)電。假設(shè)某時(shí)刻將下游水庫的水抽入天池,用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)效率為η=60%的離心水泵工作,工作電壓為U=380 V,此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為P=19 kW,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r=0.4 Ω。已知水的密度為ρ=1×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率Pr;
(2)如果有10臺(tái)這樣的水泵同時(shí)工作,將540 m3水蓄入天池,需多長時(shí)間。(不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度)
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十九)
1.選BCD　能量的耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收,遵守能量守恒定律,但使得能量品質(zhì)降低,A錯(cuò)誤,D正確;耗散的內(nèi)能很難再被利用,B正確;能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出了自然界中的宏觀過程具有方向性,C正確。
2.選D　能量耗散是指高品質(zhì)的能量在利用過程中轉(zhuǎn)化為了低品質(zhì)的能量,內(nèi)能的品質(zhì)最低。故選D。
3.選C　能量是守恒的,能量耗散說明便于利用的能源最終會(huì)轉(zhuǎn)化為不便于利用的能源,會(huì)發(fā)生能源危機(jī),故A錯(cuò)誤,C正確;在自然界中能量是守恒的,能量耗散只是能量從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式,故B錯(cuò)誤;由于能量耗散,能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性,故D錯(cuò)誤。
4.選AD　化石能源是不可再生能源,水能是可再生能源,故A正確;人類在不斷地開發(fā)和利用新能源,但能量不可以被創(chuàng)造,故B錯(cuò)誤;在能源的利用過程中,雖然能量在數(shù)量上并未減少,但是能源的品質(zhì)在降低,所以還需要節(jié)約能源,故C錯(cuò)誤;能源危機(jī)的深層次含義是能量在數(shù)量上雖未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,故D正確。
5.選D　普通路面上摩擦力都是不能忽略不計(jì)的,另外電動(dòng)汽車車輪與軸之間也有摩擦,由于摩擦生熱,部分電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化,另外電池和電動(dòng)機(jī)均有電阻,電流通過這些電阻的過程中將產(chǎn)生焦耳熱,電動(dòng)汽車在水平公路上加速啟動(dòng),速度增大,動(dòng)能增大,所以電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能。故選D。
6.選C　任何機(jī)器都不能違背能量守恒定律,A錯(cuò)誤;太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失,而是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,B錯(cuò)誤;馬和其他動(dòng)物,包括人要運(yùn)動(dòng),必須消耗能量,動(dòng)物的能量來源是食物中儲(chǔ)存的生物能,C正確;所謂的“全自動(dòng)”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,只有當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),才能不斷補(bǔ)充能量,維持手表的運(yùn)行,如果把表放在桌面上靜置一段時(shí)間,它一定會(huì)停擺的,D錯(cuò)誤。
7.選B　根據(jù)能量守恒定律可知,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,A錯(cuò)誤;水電站發(fā)電過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,B正確;水能是可再生能源,可循環(huán)利用,但地球上可以利用的淡水資源是有限的,因此需要節(jié)約水資源,C錯(cuò)誤;水電站發(fā)電過程中能量是守恒的,但不是所有能量都能被人類利用,自然資源也是有限的,因此需要節(jié)約能源,D錯(cuò)誤。
8.選BC　一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程都是有方向性的,可知機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,可知水的溫度自動(dòng)下降時(shí)釋放的內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體,它的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使物體溫度升高,故B正確;利用淺層海水和深層海水間的溫度差制造出一種熱機(jī),將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,符合能量守恒定律,所以能夠?qū)崿F(xiàn),故C正確;靜止在光滑水平面上的物體,溫度降低時(shí)釋放的內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能,使物體運(yùn)動(dòng)起來,故D錯(cuò)誤。
9.選A　在時(shí)間t內(nèi)能夠利用的太陽能E0=t×50×10% J=7t×103 J,根據(jù)功率的表達(dá)式有Pmax=,解得Pmax=7 kW,B、C、D錯(cuò)誤,A正確。
10.解析:登山時(shí),60 kg的同學(xué)3 h內(nèi)增加的重力勢(shì)能為Ep=mgh=60×10×400×3 J=7.2×105 J
消耗的化學(xué)能E==2.88 ×106 J。
答案:2.88×106 J
11.選A　去掉右側(cè)蓋板之后,液體向左側(cè)管內(nèi)流動(dòng),最終兩側(cè)液面相平,液體的重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖所示,最終狀態(tài)可等效為右側(cè)管中h的液柱移到左側(cè)管中,即產(chǎn)生的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢(shì)能,則Q=mg·h=mgh,故A正確。
12.選A　時(shí)間Δt內(nèi)流經(jīng)此圓面空氣的質(zhì)量為Δm=ρπr2vΔt,則發(fā)電功率為P=,解得P=,可知若風(fēng)速變大,則發(fā)電的功率變大,故A正確;已知P0=16 kW,則有P0=,解得Ek0=160 kJ,故B、C錯(cuò)誤;該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可將經(jīng)過此圓面內(nèi)空氣動(dòng)能的10%轉(zhuǎn)化為電能,空氣還存在一定的動(dòng)能,則經(jīng)過此圓面轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的值小于空氣動(dòng)能的90%,故D錯(cuò)誤。
13.解析:(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流為I== A=50 A,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率Pr=I2r=502×0.4 W=1×103 W。
(2)540 m3水蓄入天池,增加的重力勢(shì)能為ρVgh,一臺(tái)水泵工作時(shí)間t做的有用功為0.6×(P-Pr)t,則ρVgh=10×0.6×(P-Pr)t,代入數(shù)據(jù)解得t=2.15×104 s。
答案:(1)1×103 W　(2)2.15×104 s
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