(共82张PPT)
第四章
能源与可持续发展
能量 能量守恒定律
能源 环境保护与可持续发展
第 1~3 节
核心素养导学
物理观念 (1)知道物体系统机械能守恒与变化的规律。
(2)知道能量的分类，掌握能量守恒定律。
(3)了解永动机不可能成功的原因。
(4)了解能量转化和转移的条件性和自然过程的方向性。
(5)了解能源的分类和能源危机。
科学思维 能够应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题。
科学态度与责任 (1)认识合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念。
(2)能认识能源的过度开发和利用对环境的影响。
(3)具有力所能及的节约资源、保护环境的自觉行为。
续表
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、能量 能量守恒定律
1.机械能的守恒与不守恒
(1)只有重力或弹力做功，系统机械能守恒。
(2)除重力或弹力以外的其他外力做正功，系统机械能增加，反之则系统机械能_______。
(3)一个系统除重力或弹力以外，还有其他内力(如滑动摩擦力)做功，系统的机械能会______，同时产生_______。
减少
减少
热量
2.能量的分类
(1)机械运动对应_________。(2)热运动对应物体________。
(3)电磁运动对应电磁能。(4)化学变化对应化学能。
(5)原子核变化对应_______。
机械能
内能
核能
3.能量守恒定律
(1)内容:能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
(2)企图不消耗任何能量而对外做功的永动机违背_____________定律，不可能成功。
能量守恒
二、能源
1.能量的品质
(1)在自然界中，一切自发的过程都有一定的______性。
(2)能量在利用过程中，品质会逐渐_______。
2.能源:能够提供人类所需能量的自然资源。
方向
降低
3.能源的三种分类方法
(1)一次能源和二次能源。
(2)可再生能源和非再生能源。
(3)传统能源和新能源。
4.解决能源问题的出路
(1)节流。(2)开源。
三、环境保护与可持续发展
1.人类社会的发展，生产力的提高，依赖于能源的大量消耗。
2.消耗以化石能源为主的非再生能源，会越用越少，直到枯竭，这样就谈不上可持续发展。
3.大量开发利用可再生能源、新能源，减少不可再生能源的消耗，保护环境，保护我们的地球家园。
1.如图所示是贵州胜景——黄果树大瀑布，是世界上最阔大壮观的瀑布之一。瀑布中的水具有哪几种机械能
提示:瀑布中流动的水同时具有动能和重力势能。
2.如图所示，下列运动中能量是如何转化的
提示:瀑布中水的重力势能转化成动能;弓箭的弹性势能转化为动能;滑滑梯的小朋友的重力势能转化为动能。
3.冬天未安装暖气的室内，我们可以用如下图所示的电暖气进行取暖。
试对以下结论作出判断:
(1)热量可以自发地从电暖气向温度较低的周围空间传递。( )
(2)该现象说明能量的传递过程具有方向性。( )
(3)实际上热量不可能由低温物体传递到高温物体。( )
√
√
×
4.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。( )
(4)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。 ( )
×
×
√
√
四层学习内容2强化关键能力
如图所示是我国能源结构的统计图。请总结出我国能源结构或能源现状的规律，并提出解决这种现状的合理化建议。
新知学习(一) 能源的类型与应用
任务驱动
提示:我国的能源结构主要以煤为主;我国的能源消耗中，不可再生能源占据的比例过大，结构不合理;我国能源消耗中可再生能源的比例过小。建议:节能降耗;开发新能源;开发可再生能源(如太阳能、风能等)。
1.能源的分类
重点释解
能源分 类方法 能源分 类名称 特点 举例
按形式 或转化 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化而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能
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 可循环再生 水能、风能、生物质能、地热能
不可再 生能源 短期内无法恢复 煤、石油、天然气、核燃料
续表
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)
续表
[特别提醒] 同一种能源按照不同的分类方式属于不同的类别。
2.常规能源和新能源的转化途径
不同形式的能量可以转化为同一种形式的能量，某种能量通过不同的方式可以转化为多种不同形式的能量。
1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是 ( )
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、氢能、天然气
C.太阳能、风能、沼气
D.地热能、海洋能、核能
针对训练
√
解析:煤炭、石油是常规能源，不是新能源，潮汐能不是来自太阳，故A错误;天然气是常规能源，不是新能源，故B错误;太阳能、风能、沼气都是来自太阳的可再生新能源，所以C选项正确;地热能、核能不是来自太阳，故D错误。
2.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
√
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。
3.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。
√
如图所示，某人骑自行车沿斜面匀速下坡(脚踏板不转动)，在下坡过程中，系统的动能不变，势能减小，因而能量不守恒，这种说法正确吗 为什么
提示:不正确。人骑自行车下坡时，受到地面和空气的阻力，阻力做功产生热量，机械能转化为内能，但总能量守恒。
任务驱动
新知学习(二) 能量的转化与守恒
1.能量守恒定律的重要意义
(1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用。
(3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在，即不需要任何动力和燃料，却能不断对外做功的机械是不可能存在的。
重点释解
2.能量转化或转移的判断
3.表达式
(1)E初=E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。
(2)ΔE增=ΔE减，能量的增加量等于能量的减少量。
[典例] 关于下列现象中的能量转化的说法正确的是 ( )
A.在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，是机械能转化为内能
B.电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能
C.火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能
D.用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能
典例体验
√
[解析] 在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能，选项A正确;电风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能;断电后转动着的风扇又慢慢停下来，阻力做负功，机械能转化为内能，选项B错误;火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能;子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功，内能转化为机械能;子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能，选项C错误;柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水泵的机械能，选项D错误。
/方法技巧/
能量转化与守恒的应用步骤
(1)明确研究对象及研究过程。
(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。
(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。
(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)。
1.(2024·泸州期末检测)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
针对训练
√
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.潮汐能是海水周期性涨落运动中所具有的能量，是一种可再生能源。现建立一个简化模型，某发电站大坝内储水水库的有效面积为S=4×106 m2，涨潮时，当大坝外侧海平面高度为h=4 m时(以海水流入前的水库水面为参考系)，打开大坝下面通道的闸门海水流入，此过程中通道处的水轮机利用水流的动能发电，直至大坝内外水面等高，关闭闸门。等到完全退潮后，开闸放水，再次发电，直至大坝内外水面再次相同，关闭闸门，等待下一次涨潮发电(此时的水库水面高度即为涨潮前的水库水面高度)。由于海洋很大，
大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，潮水一天涨落两次，海水的势能有25%转化为电能，则这个发电站一天的发电量约为 ( )
A.4.0×1010 J B.1.5×1010 J
C.3.0×1011 J D.1.5×1011 J
解析:根据题意可得电能为E电=Ep×25%=4×106×4×4×1.0×
103×10×2×25% J=3.2×1011 J，故日发电量约为3.0×1011 J，A、B、D错误，C正确。
√
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
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。
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。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.(2024·攀枝花期中检测)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
√
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.(2024·成都调研)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 ( )
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。
3.研究影响风力发电机发电功率P的模型如
图所示。风对叶片做功，将部分风能转化为电能。
设叶片的旋转半径为r、风速恒为v、空气质量分布
均匀且密度恒定，则 ( )
A.P∝rv3 B.P∝r2v2
C.P∝r2v3 D.P∝rv4
√
解析:设空气密度为ρ，风力发电机的效率为η，则时间t内，流过叶片转动范围内的空气具有的动能为E=mv2=ρ×(πr2)×vt×v2
=πρr2v3t，所以，风力发电机的发电功率为P==πρηr2v3，即有P∝r2v3，故选C。
课时跟踪检测
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(选择题:1~10小题，每小题4分;11~12小题，每小题6分。本检测卷满分70分)
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
√
6
7
8
9
10
11
12
13
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
2
3
4
5
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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
3.一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
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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
4.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
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
5.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
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
6.(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
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
7.(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
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
8.(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
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
9.(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
2
3
4
√
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10.(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
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
B级 选考进阶
11.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( )
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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，不需要节约水资源
D.水电站发电过程中能量是守恒的，不需要节约能源
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12.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
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
13.(18分)随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增加，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。如图所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2
3
4
率为7 kW。在晴朗的天气里，电池板对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A 的电流，求:
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大;
答案:1 920 W
解析:电动机消耗的电功率
P=UI=160 V×12 A=1 920 W。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆车行驶的距离。
答案:480 m
解析:由P=得W电=Pt=1 920 W×60 s=115 200 J
由题意W机=ηW电=115 200 J×75%=86 400 J，
又由W=Fs得汽车行驶的距离s== m=480 m。
2
3
4第1～3节 能量 能量守恒定律
能源 环境保护与可持续发展
核心素养导学
物理观念 (1)知道物体系统机械能守恒与变化的规律。(2)知道能量的分类，掌握能量守恒定律。(3)了解永动机不可能成功的原因。(4)了解能量转化和转移的条件性和自然过程的方向性。(5)了解能源的分类和能源危机。
科学思维 能够应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题。
科学态度与责任 (1)认识合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念。(2)能认识能源的过度开发和利用对环境的影响。(3)具有力所能及的节约资源、保护环境的自觉行为。
一、能量 能量守恒定律
1．机械能的守恒与不守恒
(1)只有重力或弹力做功，系统机械能守恒。
(2)除重力或弹力以外的其他外力做正功，系统机械能增加，反之则系统机械能______。
(3)一个系统除重力或弹力以外，还有其他内力(如滑动摩擦力)做功，系统的机械能会______，同时产生______。
2．能量的分类
(1)机械运动对应________。
(2)热运动对应物体________。
(3)电磁运动对应电磁能。
(4)化学变化对应化学能。
(5)原子核变化对应______。
3．能量守恒定律
(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
(2)企图不消耗任何能量而对外做功的永动机违背__________定律，不可能成功。
二、能源
1．能量的品质
(1)在自然界中，一切自发的过程都有一定的______性。
(2)能量在利用过程中，品质会逐渐______。
2．能源：能够提供人类所需能量的自然资源。
3．能源的三种分类方法
(1)一次能源和二次能源。
(2)可再生能源和非再生能源。
(3)传统能源和新能源。
4．解决能源问题的出路
(1)节流。(2)开源。
三、环境保护与可持续发展
1．人类社会的发展，生产力的提高，依赖于能源的大量消耗。
2．消耗以化石能源为主的非再生能源，会越用越少，直到枯竭，这样就谈不上可持续发展。
3．大量开发利用可再生能源、新能源，减少不可再生能源的消耗，保护环境，保护我们的地球家园。,1.如图所示是贵州胜景——黄果树大瀑布，是世界上
最阔大壮观的瀑布之一。瀑布中的水具有哪几种机械能？
2．如图所示，下列运动中能量是如何转化的？
3．冬天未安装暖气的室内，我们可以用如下图所示的电暖气进行取暖。
试对以下结论作出判断：
(1)热量可以自发地从电暖气向温度较低的周围空间传递。( )
(2)该现象说明能量的传递过程具有方向性。( )
(3)实际上热量不可能由低温物体传递到高温物体。( )
4．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。( )
(4)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。( )
新知学习(一)|能源的类型与应用
[任务驱动]
如图所示是我国能源结构的统计图。请总结出我国能源结构或能源现状的规律，并提出解决这种现状的合理化建议。
[重点释解]
1．能源的分类
能源分类方法 能源分类名称 特点 举例
按形式或转化特点分 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化而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能
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 可循环再生 水能、风能、生物质能、地热能
不可再生能源 短期内无法恢复 煤、石油、天然气、核燃料
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)
[特别提醒] 同一种能源按照不同的分类方式属于不同的类别。
2．常规能源和新能源的转化途径
不同形式的能量可以转化为同一种形式的能量，某种能量通过不同的方式可以转化为多种不同形式的能量。
[针对训练]
1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、潮汐能
B．水能、氢能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
2．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
3．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
新知学习(二)|能量的转化与守恒
如图所示，某人骑自行车沿斜面匀速下坡(脚踏板不转动)，在下坡过程中，系统的动能不变，势能减小，因而能量不守恒，这种说法正确吗？为什么？
[重点释解]
1．能量守恒定律的重要意义
(1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用。
(3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在，即不需要任何动力和燃料，却能不断对外做功的机械是不可能存在的。
2．能量转化或转移的判断
3．表达式
(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。
(2)ΔE增＝ΔE减，能量的增加量等于能量的减少量。
[典例体验]
[典例] 关于下列现象中的能量转化的说法正确的是( )
A．在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，是机械能转化为内能
B．电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能
C．火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能
D．用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能
听课记录：
/方法技巧/
能量转化与守恒的应用步骤
(1)明确研究对象及研究过程。
(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。
(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。
(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)。
[针对训练]
1.(2024·泸州期末检测)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．潮汐能是海水周期性涨落运动中所具有的能量，是一种可再生能源。现建立一个简化模型，某发电站大坝内储水水库的有效面积为S＝4×106 m2，涨潮时，当大坝外侧海平面高度为h＝4 m时(以海水流入前的水库水面为参考系)，打开大坝下面通道的闸门海水流入，
此过程中通道处的水轮机利用水流的动能发电，直至大坝内外水面等高，关闭闸门。等到完全退潮后，开闸放水，再次发电，直至大坝内外水面再次相同，关闭闸门，等待下一次涨潮发电(此时的水库水面高度即为涨潮前的水库水面高度)。由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，潮水一天涨落两次，海水的势能有25%转化为电能，则这个发电站一天的发电量约为( )
A．4.0×1010 J B．1.5×1010 J
C．3.0×1011 J D．1.5×1011 J
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
?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。
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。
?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。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1．(2024·攀枝花期中检测)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．(2024·成都调研)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( )
A．7 kW B．8.4 kW
C．70 kW D．420 kW
3.研究影响风力发电机发电功率P的模型如图所示。风对叶片做功，将部分风能转化为电能。设叶片的旋转半径为r、风速恒为v、空气质量分布均匀且密度恒定，则( )
A．P∝rv3 B．P∝r2v2
C．P∝r2v3 D．P∝rv4
第1～3节 能量 能量守恒定律
能源 环境保护与可持续发展
落实必备知识
[预读教材]
一、
1．(2)减少 (3)减少 热量 2.(1)机械能 (2)内能
(5)核能 3.(2)能量守恒
二、
1．(1)方向 (2)降低
[情境创设]
1．提示：瀑布中流动的水同时具有动能和重力势能。
2．提示：瀑布中水的重力势能转化成动能；弓箭的弹性势能转化为动能；滑滑梯的小朋友的重力势能转化为动能。
3．(1)√ (2)√ (3)×
4．(1)√ (2)× (3)√ (4)×
强化关键能力
新知学习(一)
[任务驱动]
提示：我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中，不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小。建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源(如太阳能、风能等)。
[针对训练]
1．选C 煤炭、石油是常规能源，不是新能源，潮汐能不是来自太阳，故A错误；天然气是常规能源，不是新能源，故B错误；太阳能、风能、沼气都是来自太阳的可再生新能源，所以C选项正确；地热能、核能不是来自太阳，故D错误。
2．选B 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。
3．选B 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。
新知学习(二)
[任务驱动]
提示：不正确。人骑自行车下坡时，受到地面和空气的阻力，阻力做功产生热量，机械能转化为内能，但总能量守恒。
[典例] 选A 在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能，选项A正确；电风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能；断电后转动着的风扇又慢慢停下来，阻力做负功，机械能转化为内能，选项B错误；火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功，内能转化为机械能；子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能，选项C错误；柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水泵的机械能，选项D错误。
[针对训练]
1.选A 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．选C 根据题意可得电能为E电＝Ep×25%＝4×106×4×4×1.0×103×10×2×25% J＝3.2×1011 J，故日发电量约为3.0×1011 J，A、B、D错误，C正确。
浸润学科素养和核心价值
一、
1．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。
2．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。
答案：2.88 ×106 J
二、
1．选D 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．选A 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。
3．选C 设空气密度为ρ，风力发电机的效率为η，则时间t内，流过叶片转动范围内的空气具有的动能为E＝mv2＝ρ×(πr2)×vt×v2＝πρr2v3t，所以，风力发电机的发电功率为P＝＝πρηr2v3，即有P∝r2v3，故选C。
9 / 9课时跟踪检测(二十) 能量 能量守恒定律
能源 环境保护与可持续发展
(选择题：1～10小题，每小题4分；11～12小题，每小题6分。本检测卷满分70分)
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
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
3．一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
4．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
5．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
6．(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
7．(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
8．(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
9．(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
10．(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
B级——选考进阶
11．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，不需要节约水资源
D．水电站发电过程中能量是守恒的，不需要节约能源
12．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
13．(18分)随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增加，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽
车具有更好的发展前景。如图所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW。在晴朗的天气里，电池板对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A的电流，求：
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大；
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆车行驶的距离。
课时跟踪检测(二十)
1．选B 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。
2．选A 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。
3．选D 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。
4．选D 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。
5．选C 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。
6．选AD 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。
7．选CD 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。
8．选BC 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。
9．选ABC 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。
10．选ABC 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。
11．选B 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。
12．选C 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。
13．解析：(1)电动机消耗的电功率
P＝UI＝160 V×12 A＝1 920 W。
(2)由P＝得W电＝Pt＝1 920 W×60 s＝115 200 J
由题意W机＝ηW电＝115 200 J×75%＝86 400 J，
又由W＝Fs得汽车行驶的距离
s＝＝ m＝480 m。
答案：(1)1 920 W (2)480 m
3 / 3
