12.4 能源与可持续发展 导学案(含答案)-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

12.4能源与可持续发展知识链接Hi，在开始挑战之前，先来热下身吧！同学们，现在我们来学习能源与可持续发展的知识。▪◆学习任务（一）读教材，首战告捷让我们一起来阅读教材，并做好色笔区分吧。（二）试身手，初露锋芒让我们来试试下面的问题和小练习吧。问题：什么是不可再生能源、可再生能源？练习1．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，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了练习2．PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是（）A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用 B．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源 C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源 D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少（三）攻难关，自学检测让我们来挑战吧！你一定是最棒的！1、既然能量不会凭空产生，也不会凭空消灭，能量在转化和转移的过程中，其总量是保持不变的，那么，我们为什么还要节约能源？2、某地区的风速为v，空气的密度为ρ。若使风力发电机转动的风通过的截面积为S，且风能转化为电能的效率为η。则发电功率是多少？（四）找规律，方法总结能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。测一测，大显身手1．据报道，2011年5月13日，世界上最大的太阳能飞机首次实现跨国飞行，它长达63.4m的机翼上覆盖着太阳能电池板．下列说法正确的是（）A．太阳能可以转化为电能 B．太阳能不可以转化为电能 C．太阳能的利用，说明能量可以消灭 D．太阳能的利用，说明能量可以创生2．关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（）A．能量是守恒的，不可能消失，所以不会发生能源危机 B．能量既会凭空产生，也会凭空消失 C．能量可以从一种形式转化为另一种形式 D．能量在转化的过程中，能量在数量上会减少3．下列能源属于不可再生能源的是（）A．水能 B．风能 C．太阳能 D．天然气4．下列关于能量转化的说法中正确的是（）A．电灯主要是将电能转化为机械能 B．电风扇主要是将电能转化为化学能 C．电热水器主要是将电能转化为机械能 D．太阳能热水器主要是将太阳能转化为内能5．由能量守恒定律可知（）A．能量可以被消灭，也可以被创生 B．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 C．因为能量是守恒的，所以不需要节约能源 D．不同形式的能量之间可以相互转化6．关于能源的开发和利用，下列观点正确的是（）A．能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响 D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径答案解析试身手，初露锋芒练习1．【答案】D【解析】解：A、水能是可再生能源，而化石能源在燃烧时放出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，故A错误。B、根据能量守恒定律，能量是不能够被创造的，故B错误。C、有一些重要的不可再生能源是可以被用完的，所以在能源的利用过程中，需要节约能源，故C错误。D、能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了；例如，内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能，最终机械能又会转化为内能，而最终的内能人们很难再重新利用，所以我们说能量的品质下降了，故D正确。故选：D。练习2．【答案】C．【解析】解：A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；B、能量被使用后转化为其他形式的能；能量并没有消失；故B错误；C、太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；C、D、能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故D错误；故选：C。攻难关，自学检测1.【答案】见解析【解析】解：由能量守恒定律可以知道大量能量的使用不会使能量的总量减小，却会导致能量的品质降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。虽然能量不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源。答：由能量守恒定律可以知道大量能量的使用不会使能量的总量减小，却会导致能量的品质降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。虽然能量不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源。2.【答案】测一测，大显身手1．【答案】A．【解析】解：太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，为电动机提供能量的，能量可以相互转化，但不能创生和消灭，故BCD错误。故选：A。2．【答案】C【解析】解：A、能量虽然是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，随着可利用能源的消耗，能量可以利用的品质降低了，所以会有能源危机，故A错误；BCD、根据能量守恒定律可知能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变，故BD错误，C正确。故选：C。3．【答案】D【解析】解：A、水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故A错误；B、风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故B错误；C、太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，故C错误；D、天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，故D正确。故选：D。4．【答案】D【解析】解：A、电灯工作时，将电能转化为内能，故A错误；B、电风扇工作时，消耗电能，主要将电能转化为机械能，故B错误；C、电热水器工作时，将电能转化为内能，故C错误；D、太阳能热水器工作时，将电能转化为内能，故D正确。故选：D。5．【答案】D【解析】解：A、能量不能被创生，也不能被消灭，故A错误；B、能量虽然是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要注意节约能源，防止能源危机；故BC错误；D、不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变；故D正确。故选：D。6．【答案】ACD同时我们要注意节约能源，充分利用可再生能源。【解析】解：A、能源是有限的，比如常规能源，所