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第3节 水能和风能
水能和风能
1.下列对自然现象的描述与风能和水能无关的是 (　　)
A.狂风暴雨 B.急流直下
C.冰天雪地 D.高峡出平湖
2.以下关于水能和风能的说法,不正确的是(　　)
A.它们都属于天然的机械能
B.它们都可以循环利用
C.它们都属于绿色清洁能源
D.它们是唯一的没有缺点的能源
水能和风能的利用
3.图中所示的发电设备,利用的是 (　　)
A.风能 B.电能 C.太阳能 D.水能
4.(2024成都中考改编)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是 (　　)
A.水力发电是将电能转化为机械能
B.水力发电是将机械能转化为电能
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D.对水能的利用是从水力发电开始的
5.风能是一种清洁能源,应用广泛,利用风能发电可以 (　　)
A.将风能转化为内能
B.将风能转化为势能
C.有效利用能源,保护环境
D.完全代替火力发电
6.如图所示,人们修筑拦河坝来提高上游的水位,在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水,经水轮机流到下游的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.水的机械能不变
B.水的重力势能增大,动能减小
C.水轮机带动发电机发电,电能转化成机械能
D.上游水位越高,能够发出的电能越多
7.(2024河北中考改编)风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北—雄安特高压交流输变电工程投运后,实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。“张家口的风点亮雄安的灯”是风能转化为　　 能的过程。
8.月球、太阳对地球产生的引力作用产生了潮汐,每天的涨潮与落潮过程蕴含着巨大的能量,这种能量可以用来发电,如图所示。
(1)利用潮汐能发电的过程中,能量的转化情况是海水的　　　　能传递给发电机,通过发电机转化为　　　　能。
(2)图中代表涨潮发电的是　　　　图,代表退潮发电的是　　　　图。
9.明代航海家郑和曾带领庞大的船队远航非洲,其船队在海上航行主要以什么为动力
1.下列说法中错误的是 (　　)
A.潮汐能也像风能一样,取之不尽,用之不竭
B.用拦河坝提高水位,是为了增加水的重力势能
C.现代的大型水轮机,不但功率大,而且效率高
D.用水库的水发电,再把电送到工厂去,因此工厂一定要建在水库边
2.1964年人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室,压缩后再推入工作室,然后推动涡轮机带动发电机发电,那么 (　　)
A.当海水下降时,工作室空气阀门K1开启,阀门K2关闭
B.当海水上升时,阀门K1关闭,阀门K2开启
C.航标灯消耗的电能是空气的机械能转化来的
D.航标灯消耗的电能是海水的机械能转化来的
3.一般情况下,在利用水能、风能的过程中,我们利用的是 (　　)
A.水和风的动能
B.水的重力势能,风的动能
C.水和风的重力势能
D.水的动能,风的重力势能
4.白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内,是中国第二大水电站,如图所示,它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义,下列说法错误的是(　　)
A.水能属机械能
B.水电站将水的机械能转化为电能
C.水坝建造成“上窄下宽”的形状依据了流体压强与流速的关系
D.水轮机应安装在水坝下游
5.当海啸排山倒海而来的时候,几乎没有东西能阻挡,那么海啸具有巨大能量能不能被人们利用呢 复旦大学胡新华教授带领的课题组与他的合作者研究发现,海啸也可能变成发电的能源,利用海啸发电是将　　　　能转化为电能为人类服务。
6.(科学思维)某货船利用风帆提供辅助动力,使用了包括计算机在内的大量技术,可以实时根据风力大小和风向调整风帆,获得适宜的驱动力。货船从甲港口航行到乙港口,出发和到达的时刻及航程表示数如表所示。
港口 时刻 航程表示数
甲港口 6月15日16:00 4 000 km
乙港口 6月16日16:00 4 480 km
(1)请计算货船的平均速度为多少千米每时。
(2)货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入,需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。漏洞在海面下10 m处,漏洞面积为0.02 m2。请计算至少需要施加多大压力才能将漏洞堵上。(修补材料质量忽略不计,ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)请写出利用风帆提供动力的优点和缺点各1条。
【详解答案】
课堂达标
1.C　2.D　3.A　4.B　5.C　6.D
7.电
8.(1)机械　电　(2)甲　乙
9.主要以风能为动力,风吹动船帆使船前进。
课后提升
1.D　解析:潮汐能是利用海洋有规律的涨潮和落潮时,海水所蕴含的能量来发电供人类使用的,可以像风能一样,取之不尽,用之不竭,故A说法正确,不符合题意;用拦河坝提高水位,是为了增加水的重力势能,使水在流动时能转化为更多的动能,用来推动水轮机发电,故B说法正确,不符合题意;现代的大型水轮机,不但功率大,而且效率高,这符合实际情况,故C说法正确,不符合题意;用水库的水发电后,可以通过导线传到远处的工厂,供工厂使用,没必要把工厂建在水库边,D说法错误,符合题意,故选D。
2.D　解析:海水下降时,气室内气压减小,小于外界大气压及工作室的气压,在压力差的作用下,K2打开,K1关闭,空气由外界进入气室;海水上升时相反,K2关闭,K1打开,A、B错;海浪上下起伏推动空气带动涡轮发电机发电,海水的机械能转化成电能。故选D。
3.B　解析:水能、风能在生活中的最大应用是水力发电和风力发电,水力发电主要是利用水的重力势能,风力发电主要是利用风的动能。结合选项可知,B符合,ACD不符合,故选B。
4.C　解析:水能属于蕴藏在天然资源中的机械能,故A正确;水力发电,将水的机械能转化为电能,故B正确;液体的压强与液体的密度和深度有关,水坝设计成“上窄下宽”的形状,利用了液体压强与液体深度的关系,故C错误;水轮机安装在水坝下游,利用水流发电,故D正确。故选C。
5.机械　解析:海啸时的海水具有巨大的动能和重力势能,即具有大量的机械能,利用设计合理的发电机可以把这些能量转化为电能。
6.解:(1)货船从甲港口航行到乙港口,通过的路程
s =4 480 km-4 000 km=480 km,
货船的平均速度为v==20 km/h。
(2)漏洞在海面下10 m处,海水产生的压强p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m=105 Pa,
水在漏洞处产生压力F压=pS = 105 Pa×0.02 m2=2 000 N,
根据二力平衡条件得,将漏洞堵上至少需要施加压力为
F外=F压=2 000 N。
(3)优点:保护环境、节约能源;
缺点:受天气影响比较大,无风时不易前进。
答:(1)货船的平均速度为20 km/h;
(2)至少需要施加2 000 N压力才能将漏洞堵上。

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