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二、基础知识
1. 各种形式的能量都不是
1. 各种形式的能量都不是
孤立
的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向
的。答案
孤立
方向
方向
解析
【解析】
根据能量转化的相关基础知识，各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。
【答案】
孤立；方向
【知识点】
能量的转化、能量转化的方向性
【点评】
本题为基础概念题，考查对能量转化基本特性的掌握，侧重核心知识点的记忆，需准确识记相关结论。
【难度系数】
0.8
根据能量转化的相关基础知识，各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的。
【答案】
孤立；方向
【知识点】
能量的转化、能量转化的方向性
【点评】
本题为基础概念题，考查对能量转化基本特性的掌握，侧重核心知识点的记忆，需准确识记相关结论。
【难度系数】
0.8
2. 我们对能量的利用，无法避免涉及热量的
生成与转移
；每一次能量的利用，都会减少
这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。答案
生成与转移
减少
减少
解析
【解析】
根据能量转化的方向性相关知识，我们对能量的利用，无法避免涉及热量的生成与转移；由于能量在利用过程中，高品质的可利用能量会向低品质能量转化，因此每一次能量的利用，都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。
【答案】
生成与转移；减少
【知识点】
能量转化的方向性、能量的利用
【点评】
本题考查对能量利用过程中热量变化及能量总量变化的理解，需结合热力学基本规律分析，属于基础概念题。
【难度系数】
0.7
根据能量转化的方向性相关知识，我们对能量的利用，无法避免涉及热量的生成与转移；由于能量在利用过程中，高品质的可利用能量会向低品质能量转化，因此每一次能量的利用，都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。
【答案】
生成与转移；减少
【知识点】
能量转化的方向性、能量的利用
【点评】
本题考查对能量利用过程中热量变化及能量总量变化的理解，需结合热力学基本规律分析，属于基础概念题。
【难度系数】
0.7
3. 输入能量=
输出有效能量
+输出无效能量。能量转化效率$$\eta=$$$\dfrac{输出有效能量}{输入能量}$
。在任何情况下，$$\eta$$都小于
1。答案
输出有效能量
$\frac{输出有效能量}{输入能量}$
小于
$\frac{输出有效能量}{输入能量}$
小于
解析
【解析】
根据能量转化与守恒规律，输入的能量会分为可被利用的输出有效能量和无法被利用的输出无效能量，因此输入能量=输出有效能量+输出无效能量；能量转化效率是输出有效能量与输入能量的比值，即$\eta=\frac{输出有效能量}{输入能量}$；由于能量转化过程中不可避免存在能量损耗，所以在任何情况下，$\eta$都小于1。
【答案】
输出有效能量；$\frac{输出有效能量}{输入能量}$；小于
【知识点】
能量转化效率；能量守恒应用
【点评】
本题考查能量转化的基本规律及转化效率的概念，属于基础概念题，需明确能量转化过程中能量的分配情况，掌握转化效率的计算公式。
【难度系数】
0.8
根据能量转化与守恒规律，输入的能量会分为可被利用的输出有效能量和无法被利用的输出无效能量，因此输入能量=输出有效能量+输出无效能量；能量转化效率是输出有效能量与输入能量的比值，即$\eta=\frac{输出有效能量}{输入能量}$；由于能量转化过程中不可避免存在能量损耗，所以在任何情况下，$\eta$都小于1。
【答案】
输出有效能量；$\frac{输出有效能量}{输入能量}$；小于
【知识点】
能量转化效率；能量守恒应用
【点评】
本题考查能量转化的基本规律及转化效率的概念，属于基础概念题，需明确能量转化过程中能量的分配情况，掌握转化效率的计算公式。
【难度系数】
0.8
4. 提高能量转化利用中的效率是
节能
问题的核心，是可持续
发展重要措施之一。答案
节能
可持续
可持续
解析
【解析】
本题考查能源利用相关的基础概念，提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。
【答案】
节能；可持续
【知识点】
节能、可持续发展
【点评】
本题为基础识记类题目，主要考查学生对能源利用与发展相关核心知识点的掌握情况。
【难度系数】
0.8
本题考查能源利用相关的基础概念，提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。
【答案】
节能；可持续
【知识点】
节能、可持续发展
【点评】
本题为基础识记类题目，主要考查学生对能源利用与发展相关核心知识点的掌握情况。
【难度系数】
0.8
例 某地区风力发电的外景如图所示。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，一台这样的风车10min获得的风能是
解析：(1)由表格的数据可知，当平均风速为15m/s时，1s内获得的能量为12×10⁴J，则一台这样的风车10min获得的风能$$W = 12×10^4×10×60 J = 7.2×10^7 J$$。
(2)由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数地增加，所以风车获得的能量与风速成正比关系，即$$\dfrac{P_1}{P_2} = \dfrac{v_1}{v_2}$$；若风速为12m/s时，$$P_2 = \dfrac{v_2}{v_1}P_1 = \dfrac{12 m/s}{15 m/s}×1.2×10^5 J/s = 9.6×10^4 J/s$$，则风车工作1h获得的能量$$W_总 = P_2t_2 = 9.6×10^4 J/s×3600 s = 3.456×10^8 J$$，风车工作1h产生的电能$$W = Pt = 18×100 W×8×3600 s = 5.184×10^7 J$$，故风车发电的效率$$\eta = \dfrac{W}{W_总}×100\% = \dfrac{5.184×10^7 J}{3.456×10^8 J}×100\% = 15\%$$。
答案：7.2×10⁷ 15%
7.2×10⁷
J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能可供18只“220V 100W”的灯泡正常工作8h，则这台风车发电的效率为15%
。解析：(1)由表格的数据可知，当平均风速为15m/s时，1s内获得的能量为12×10⁴J，则一台这样的风车10min获得的风能$$W = 12×10^4×10×60 J = 7.2×10^7 J$$。
(2)由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且成倍数地增加，所以风车获得的能量与风速成正比关系，即$$\dfrac{P_1}{P_2} = \dfrac{v_1}{v_2}$$；若风速为12m/s时，$$P_2 = \dfrac{v_2}{v_1}P_1 = \dfrac{12 m/s}{15 m/s}×1.2×10^5 J/s = 9.6×10^4 J/s$$，则风车工作1h获得的能量$$W_总 = P_2t_2 = 9.6×10^4 J/s×3600 s = 3.456×10^8 J$$，风车工作1h产生的电能$$W = Pt = 18×100 W×8×3600 s = 5.184×10^7 J$$，故风车发电的效率$$\eta = \dfrac{W}{W_总}×100\% = \dfrac{5.184×10^7 J}{3.456×10^8 J}×100\% = 15\%$$。
答案：7.2×10⁷ 15%
答案
$7.2×10^7$
15%
15%
解析
【解析】
1. 由表格数据可知，当风速为15m/s时，1s内获得的能量为$12×10^4J$，10min=600s，因此一台风车10min获得的风能：
$W_{风}=12×10^4J/s×10×60s=7.2×10^7J$。
2. 由表格数据可知，风车获得的能量与风速成正比，即$\frac{P_1}{P_2}=\frac{v_1}{v_2}$。当风速$v_2=12m/s$时，结合$v_1=15m/s$时的功率$P_1=12×10^4J/s$，可得此时风车获得能量的功率：
$P_2=\frac{v_2}{v_1}P_1=\frac{12m/s}{15m/s}×12×10^4J/s=9.6×10^4J/s$。
风车工作1h获得的总能量：
$W_{总}=P_2t_2=9.6×10^4J/s×3600s=3.456×10^8J$。
18只“220V 100W”灯泡正常工作8h消耗的电能：
$W_{电}=18×100W×8×3600s=5.184×10^7J$。
则风车发电的效率：
$\eta=\frac{W_{电}}{W_{总}}×100\%=\frac{5.184×10^7J}{3.456×10^8J}×100\%=15\%$。
【答案】
$7.2×10^7$；15%
【知识点】
1. 风能的计算
2. 电能与电功率计算
3. 能量转化效率计算
【点评】
本题结合风力发电的实际场景，考查风能、电能及能量转化效率的计算，需从表格中提取关键数据，分析风能与风速的比例关系，注重物理知识在实际生活中的应用，培养学生的数据分析与应用能力。
【难度系数】
0.6
1. 由表格数据可知，当风速为15m/s时，1s内获得的能量为$12×10^4J$，10min=600s，因此一台风车10min获得的风能：
$W_{风}=12×10^4J/s×10×60s=7.2×10^7J$。
2. 由表格数据可知，风车获得的能量与风速成正比，即$\frac{P_1}{P_2}=\frac{v_1}{v_2}$。当风速$v_2=12m/s$时，结合$v_1=15m/s$时的功率$P_1=12×10^4J/s$，可得此时风车获得能量的功率：
$P_2=\frac{v_2}{v_1}P_1=\frac{12m/s}{15m/s}×12×10^4J/s=9.6×10^4J/s$。
风车工作1h获得的总能量：
$W_{总}=P_2t_2=9.6×10^4J/s×3600s=3.456×10^8J$。
18只“220V 100W”灯泡正常工作8h消耗的电能：
$W_{电}=18×100W×8×3600s=5.184×10^7J$。
则风车发电的效率：
$\eta=\frac{W_{电}}{W_{总}}×100\%=\frac{5.184×10^7J}{3.456×10^8J}×100\%=15\%$。
【答案】
$7.2×10^7$；15%
【知识点】
1. 风能的计算
2. 电能与电功率计算
3. 能量转化效率计算
【点评】
本题结合风力发电的实际场景，考查风能、电能及能量转化效率的计算，需从表格中提取关键数据，分析风能与风速的比例关系，注重物理知识在实际生活中的应用，培养学生的数据分析与应用能力。
【难度系数】
0.6
