2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2.doc

《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案 魯科版必修2.doc（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1.了解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。2.知道熱機(jī)的作用和效率。3.了解能源的種類、開發(fā)及可持續(xù)發(fā)展。4.知道節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)3個(gè)概念熱機(jī)、熱機(jī)的效率、能源1個(gè)規(guī)律能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性一、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性閱讀教材第39頁“能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性”部分，了解能量轉(zhuǎn)化的方向性，知道熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。1.能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是有方向性的不可逆的過程。(1)機(jī)械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性：機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，內(nèi)能不可能自發(fā)地并不引起任何變化地完全變?yōu)闄C(jī)械能。(2)熱傳遞過程中的方向性：在熱傳遞的過程中，內(nèi)能總是自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不能自動(dòng)地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。2.熱機(jī)(1)熱機(jī)的作用是將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。有了熱機(jī)，人們才得以利用自然界蘊(yùn)藏的豐富的內(nèi)能來做功。(2)熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。但經(jīng)過歷代科學(xué)家的努力，已經(jīng)提高了許多。截止目前熱機(jī)的效率仍然大有潛力可挖。(3)自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是有方向性的不可逆過程。機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；反過來，內(nèi)能不可能自動(dòng)地并不引起任何變化地完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。思維拓展(1)熱量能否從低溫物體向高溫物體傳遞？(2)內(nèi)能能否全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？答案(1)熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，只不過不能自發(fā)進(jìn)行。(2)內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，只不過肯定要引起其他變化。二、能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展閱讀教材第41頁“能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”部分，了解能源的種類及可持續(xù)發(fā)展。1.在許多情況下，能源的利用過程是不可逆的。要珍惜現(xiàn)有的能源，提高能源的利用效率。2.能源的種類：煤、電、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等都是常用的能源。3.隨著人們對社會發(fā)展、全球環(huán)境等問題認(rèn)識的加深，可持續(xù)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)，已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。4.人類社會可持續(xù)發(fā)展的意義：發(fā)展不僅是滿足當(dāng)代人的需要，還要考慮不損害后代的需要。保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境和自然資源，已成為當(dāng)今世界共同關(guān)心的全球性問題。思維拓展如圖1所示是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖。請總結(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律，并提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。圖1答案我國的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主；我國的能源消耗中，不可再生能源占據(jù)的比例過大，結(jié)構(gòu)不合理；我國能源消耗中可再生能源的比例過小。建議：節(jié)能降耗；開發(fā)新能源；開發(fā)可再生能源(如太陽能、風(fēng)能等)。對能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移方向性的理解要點(diǎn)歸納1.能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移2.熱現(xiàn)象：凡是與溫度有關(guān)的現(xiàn)象都被稱為熱現(xiàn)象。實(shí)際上，凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程都具有方向性，是不可逆的。3.對于“自發(fā)”的理解(1)“自發(fā)”是指不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產(chǎn)生任何影響，也就是指沒有任何外界的影響或幫助。熱量會從高溫物體傳向低溫物體，這就是“自發(fā)”的方向。(2)機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這個(gè)過程是“自發(fā)”的方向，但相反的過程不可能自發(fā)地進(jìn)行而不引起任何變化。精典示例 例1 下列過程中，可能發(fā)生的是()A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒有引起其他變化B.打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)逸進(jìn)去，恢復(fù)原狀C.利用其他手段，使低溫物體的溫度更低，高溫物體的溫度更高D.將兩瓶不同液體互溶，然后又自發(fā)地各自分開解析某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒有引起其他變化，這是不可能的，則A錯(cuò)誤；能量傳遞具有方向性，則B、D錯(cuò)誤；可以利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高，如空調(diào)，則C正確。答案C利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的思路方法(1)能量既可通過做功的方式實(shí)現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同部分或不同物體間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。(2)自發(fā)進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都具有方向性。(3)熱機(jī)的效率總小于100%。(4)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變，即遵循能量守恒定律。能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展要點(diǎn)歸納1.人類與能源的關(guān)系(1)有利方面：能源的利用給人類的生活帶來了極大的改善，人類社會每一次重大的經(jīng)濟(jì)飛躍和生產(chǎn)革命，都與新的能源和動(dòng)力機(jī)械的利用密切相關(guān)，能源消耗的多少已經(jīng)成為一個(gè)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。(2)不利方面：能源的大量使用會給環(huán)境帶來極大的破壞，如大氣污染、溫室效應(yīng)、酸雨等，對人類造成很大的危害。(3)可持續(xù)發(fā)展的三個(gè)發(fā)展方向?qū)ΤＲ?guī)能源合理有效地利用，保護(hù)環(huán)境與生態(tài)平衡。開發(fā)新型清潔的能源和可再生能源。積極研發(fā)節(jié)能的新技術(shù)，提高能源利用效率。2.環(huán)境問題(1)溫室效應(yīng)：由于大氣中溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成。主要原因是煤炭和石油的大量消耗而產(chǎn)生的廢氣。(2)酸雨：大氣中的酸性物質(zhì)，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨過程中溶入雨水，使其成為酸雨。(3)光化學(xué)煙霧：氮氧化物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥柟庵袕?qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)。(4)浮塵：常規(guī)能源燃燒時(shí)會產(chǎn)生大量的浮塵。3.能源的開發(fā)與利用(1)能源的分類從人類使用能源的先后將能源分為常規(guī)能源和新能源。常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等。新能源：太陽能、沼氣、地?zé)崮?、核能等。從能源的來源可分為不可再生能源和可再生能源。不可再生能源：用完后在短期?nèi)不可能從自然界得到補(bǔ)充的能源，如煤、石油、天然氣等?？稍偕茉矗喝≈槐M、用之不竭的能源，如風(fēng)能、太陽能、水能等。從對環(huán)境的污染情況可分為清潔能源和非清潔能源。清潔能源：不污染環(huán)境的能源，如太陽能、風(fēng)能、水能等。非清潔能源：對人類環(huán)境造成污染的能源，如石油、煤等。(2)常規(guī)能源與新能源的轉(zhuǎn)化途徑精典示例例2 (多選)能源短缺和環(huán)境惡化指的是()A.煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān)，在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤炭和石油的開采是有限度的，這叫能源短缺B.煤炭和石油資源是有限的，以今天的開采和消耗速度，石油儲量將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)，這叫能源短缺C.煤炭和石油具有大量的氣味，在開采、存放和使用過程中，這些氣味會聚存在空氣中污染空氣，使環(huán)境惡化D.大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時(shí)排出的有害氣體污染了空氣，改變了大氣的成分，使環(huán)境惡化解析能源短缺是指能源的有限性，指煤炭和石油的儲量是有限的，若儲量無限，技術(shù)落后現(xiàn)階段開采不出來，將來總可以開采出來。因此，能源短缺的本意是B而不是A；環(huán)境惡化的本意是指空氣環(huán)境成分的變化，煤炭和石油在燃燒時(shí)與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，改變了大氣成分，因此，對環(huán)境惡化的說法D正確而C錯(cuò)誤。答案BD1.(能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性)(多選)下列說法中正確的是()A.熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體而不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體B.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.內(nèi)能不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D.自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都有方向性解析內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，熱機(jī)就是這種情況，但不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化，故B錯(cuò)誤；由能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知，A、C、D正確。答案ACD2.(能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性)地球上有大量的海水，若使海水溫度降低0.1 就能釋放出5.81023 J的熱量。有人設(shè)想用一熱機(jī)將海水放出的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但這種使內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器是不能實(shí)現(xiàn)的，其原因是()A.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足能量守恒定律C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不引起其他變化的機(jī)器不滿足能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性D.上述三種原因都不正確解析內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足能量守恒定律，B項(xiàng)錯(cuò)誤；能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性告訴我們：熱機(jī)不可能把吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，而不引起其他變化，C項(xiàng)正確。答案C3.(能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展)(多選)關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列觀點(diǎn)正確的是()A.能源是有限的，無節(jié)制地使用常規(guī)能源，是一種盲目的短期行為B.根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的C.能源的開發(fā)和利用，必須同時(shí)考慮其對生態(tài)環(huán)境的影響D.不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要途徑解析在能源的利用過程中，雖然能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了。所以，我們要節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。答案ACD4.(能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展)“綠色、環(huán)保、低碳”是當(dāng)今世界的關(guān)鍵詞，“低碳”要求我們節(jié)約及高效地利用能源。關(guān)于能源與能量，下列說法正確的是()A.能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源B.自然界中石油、煤炭等能源可供人類長久使用C.人類應(yīng)多開發(fā)與利用風(fēng)能、太陽能等新型能源D.人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造解析能量守恒定律告訴我們，能量是不會減少的，煤炭、石油、天然氣等化石能源使用后，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散了，雖然總能量沒有減小，但是可以利用的品質(zhì)降低了，故依然要節(jié)約能源，故A錯(cuò)誤；自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故會不斷減少，故B錯(cuò)誤；新能源是可以循環(huán)利用的，故人類應(yīng)多開發(fā)與利用風(fēng)能、太陽能等新型能源，故C正確；人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，如風(fēng)能、太陽能，本質(zhì)上都來源于太陽，符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤。答案C基礎(chǔ)過關(guān)1.(多選)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，下列判斷正確的是()A.電流的電能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能C.熱機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體解析根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知，凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，電流的電能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知)，而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能；機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；在熱傳導(dǎo)中熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項(xiàng)B、C、D正確。答案BCD 2.(多選)下列物理過程，哪些是可能發(fā)生的()A.制冷系統(tǒng)能夠把冰箱里的熱量傳給外界溫度較高的空氣B.一個(gè)在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體最后要停下來，物體的動(dòng)能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.理想的熱機(jī)因?yàn)闆]有摩擦，也沒有漏氣，它的效率可以達(dá)到100%D.在兩個(gè)連通容器A、B內(nèi)都充滿氣體以后，氣體會自發(fā)地從容器A流向容器B，使容器A內(nèi)成為真空解析熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，C錯(cuò)誤，氣體在連通器內(nèi)的流動(dòng)是因?yàn)橛袎毫Σ?，不是自發(fā)地，D錯(cuò)誤。答案AB3.下列說法正確的是()A.隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的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)生解析永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，這種裝置違背了能量守恒定律，所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的，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，使萬物生長，但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失，而是轉(zhuǎn)化成了別的能量，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，C正確；所謂“全自動(dòng)”手表，內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，才會維持手表的運(yùn)行，如果把這種手表放在桌面上靜置幾天，它一定會停止走動(dòng)的，D錯(cuò)誤。答案C4.下列哪些物理過程是可逆的()A.在一絕熱容器內(nèi)盛有液體，通過不停地?cái)噭?dòng)使液體的溫度升高B.在一個(gè)傳熱的容器內(nèi)盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內(nèi)，不停地?cái)噭?dòng)液體，但液體的溫度不變C.用一條不可伸長的細(xì)輕繩懸掛一個(gè)小球，上端固定，把小球拉離平衡位置由靜止釋放(不計(jì)阻力)D.在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的氣體進(jìn)行混合解析在A、B、D所述的三個(gè)過程中，都涉及到熱現(xiàn)象，即A中是“做功改變內(nèi)能”，B中是“做功改變內(nèi)能”及“熱傳導(dǎo)”，D中是“熱傳導(dǎo)”，所以過程都不可逆，對于C中的過程，只涉及動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化，不涉及熱現(xiàn)象，故過程是可逆的。答案C5.(多選)當(dāng)今人類利用的新能源是()A.電能 B.太陽能C.化石燃料 D.核能解析電能是二次能源，是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來，不是新能源?；剂鲜浅Ｒ?guī)能源，太陽能和核能是當(dāng)今的新能源，故B、D正確。答案BD6.對下列裝置和過程描述正確的是()A.電動(dòng)機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置B.熱機(jī)是將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置C.若將所有海水的溫度都降低1C，就能獲得巨大的能量，我們可以通過這種途徑來獲得能量D.雖然不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，但不可能將已轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的能量全部收集起來加以利用答案D7.下列說法中正確的是()A.從甲物體自發(fā)傳遞熱量給乙物體，說明甲物體的內(nèi)能比乙物體多 B.熱機(jī)的效率從原理上講可達(dá)100% C.因?yàn)槟芰渴睾?，所以“能源危機(jī)”是不可能的 D.以上說法均不正確 解析自發(fā)熱傳遞的條件是存在溫度差，而不是內(nèi)能的多少，故A錯(cuò)誤；任何熱機(jī)都不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，所以任何熱機(jī)的效率都不可能達(dá)到100%，故B錯(cuò)誤；由于能源的利用是不可逆的，煤炭、石油等都是不可再生的能源，故C錯(cuò)誤。答案D8.斜面高度是0.6 m，傾角是30，質(zhì)量是1 kg的物塊由頂端滑到底端。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5，取g10 m/s2，在這個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量約為()A.6 J B.5.2 JC.0.9 J D.11.1 J解析物塊克服摩擦力做功而損失的能量要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且有WfE內(nèi)。故E內(nèi)mgcos smgcos 2h5.2 J。答案B9.我國居民有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子。為人們擋住炎炎烈日，冬天樹葉又會全部掉光，使溫暖的陽光進(jìn)入屋內(nèi)，可以起到冬暖夏涼的作用，被人們稱為天然空調(diào)。炎熱的夏天，我們在經(jīng)過有樹的地方時(shí)，也會感到很明顯的涼意。關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.樹木把大部分太陽光反射出去，使地面溫度降低B.樹木吸收太陽能，使自己溫度升高，周圍溫度降低C.樹木吸收太陽能，將太陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使環(huán)境溫度降低D.白天樹木將熱量存起來，晚上再將熱量放出來，所以白天在樹木周圍感到?jīng)鏊砩细械綗峤馕鰳淠具M(jìn)行光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化成樹木生長所需的化學(xué)能，因此能使環(huán)境溫度降低，并不是將能量反射或使自己溫度升高，故C正確。答案C能力提升10.(2018曲靖高一檢測)電動(dòng)車所需能量由它所攜帶的蓄電池供給。如圖1所示為某類電動(dòng)車與汽油車性能的比較。通常車用電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量是汽油機(jī)的4倍或5倍。為促進(jìn)電動(dòng)車的推廣使用，在技術(shù)上主要對電動(dòng)車的_、_等部件加以改進(jìn)。給電動(dòng)車蓄電池充電的能量實(shí)際上來自于發(fā)電站，一般發(fā)電站燃燒燃料所釋放出來的能量僅30%轉(zhuǎn)化為電能，在向用戶輸送及充電過程中又損失了20%，這意味著使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率約為_%。圖1解析從題圖中可以看出電動(dòng)車每千克蓄能物質(zhì)所儲存的能量和充一次電能行駛的距離均遠(yuǎn)小于汽油車，因此應(yīng)對蓄電池加以改進(jìn)，另外電動(dòng)車的效率也不是很高，所以也應(yīng)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。設(shè)發(fā)電站消耗的能量為E0，電動(dòng)車輸出的機(jī)械能為E，由題意可知使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率100%100%16.8%。答案蓄電池電動(dòng)機(jī)16.811.如圖2所示是利用潮汐發(fā)電的示意圖，左方為陸地和海灣，中間的水壩下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。一晝夜中兩次漲潮、兩次落潮，四次發(fā)電，漲潮時(shí)，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道，如圖甲所示。潮落至最低時(shí)放水發(fā)電，如圖乙所示。待內(nèi)外水面高度相同，再堵住通道，直至下次漲潮到最高點(diǎn)，又放水發(fā)電，如圖丙。設(shè)海灣平均面積為S5.0108 m2，高潮與低潮間高度差為h3.0 m，求一天內(nèi)水流的平均功率。(取g10 m/s2)圖2解析潮汐發(fā)電其實(shí)質(zhì)就是將海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。每次漲潮時(shí)流進(jìn)海灣(落潮時(shí)流出海灣)的海水的質(zhì)量為mVSh1.01035.01083.0 kg1.51012 kg。其重心的高度變化h1.5 m。一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出，故水流功率為P W1.0109 W。答案1.0109 W12.(2018瀘州高一檢測)水庫上建筑一條攔河壩，利用水庫水位與攔河壩下游水位之間的落差，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。若水的重力勢能有60%轉(zhuǎn)化為電能，已知每分鐘5 000 t的水流量可以得到發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為4.9107 W，取g9.8 m/s2，水的比熱容c4.2103 J/(kg)。求：(1)水的落差是多少？(2)如果水庫的水不通過水輪機(jī)，而是自由下落到攔河壩下游的水面上，且水的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則水溫升高多少？解析(1)由P，得h m100 m。(2)若重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則mghcmt，t 0.23 。答案(1)100 m(2)0.23