高中物理---能源和可持续发展练习
专题06 信息的传递 能源与可持续发展(解析版)-2023年中考物理重难点精讲讲练(全国通用)
第六课信息的传递能源与可持续发展基础知识过关一、现代顺风耳-电话1.无线电广播信号的发射和接收（1）发射：①话筒把声音信号转换成音频信号。
②载波发生器产生高频电磁波，通过把音频信号加载到高频电磁波上。
③通过天线把载有音频电信号的电磁波发射。
（2）接收：①利用天线可以接收电磁波。
②利用收音机的调谐器可以选出我们所需的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台。
③在接收电磁波的过程中，需要从高频信号取出音频信号，这一过程叫做解调。
④把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。
扬声器可以把音频信号转换成声音。
2.电视信号的发射与接收（1）发射：①电视用电磁波传送图象信号和声音信号，摄像机把图象信号转化成电信号，话筒把声音信号转化成电信号；②发射机把两路电信号同时加载到同一电磁波上，这种载波的频率很高；③通过发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中。
（2）接收：①电视机天线把这样的高频信号接收下来；②电视机通过调频，把所需频率信号选出并放大；③电视机通过裂相把图象信号和声音信号分开并分别放大；④用显像管将图象信号还原成图象，用扬声器将声音信号还原成声音。
四、越来越宽的信息之路1.微波通信：微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。
2.卫星通信：通信卫星做微波通信的中继站，用3颗同步卫星就可以实现全球通信。
3.光纤通信：以激光为信息载体在光导纤维中反射传播。
4.网络通信：利用因特网实现资源共享和信息共享。
五、能源1.分类：①产生方式：一次能源和二次能源；②再利用角度：可再生能源和不可再生能源；③按人类开发使用的早晚：常规能源和新能源；④化石能源2.核能（1）定义：原子核分裂或聚合，就有可能释放出巨大能量。
（2）获取途径：裂变和聚变。
（3）利用：①利用核能来发电，核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的；②利用裂变制成原子弹，聚变制成氢弹。
2022年中考物理真题选及答案---能源与可持续发展
2022年中考物理真题选及答案---能源与可持续发展1.（2022枣庄）核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（）A. 核能→化学能→内能→电能B. 核能→化学能→机械能→电能C. 核能→内能→机械能→电能D. 核能→机械能→内能→电能【答案】C2.（2022荆州）推动“节能减排”工作，有助于实现国家提出的“碳中和、碳达标”的目标。
下列做法可取的是（）A. 实行垃圾分类回收利用B. 出行时尽量选择驾驶私家车C. 就餐时选择使用一次性餐具D. 大力发展火力发电【答案】A3.（2022益阳）中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。
钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。
下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（）A. 钍基熔盐堆不产生核废料B. 钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆C. 钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低D. 钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量【答案】D4.（2022南通）节约能源，人人有责。
不提倡的做法是（）A. 用节能灯代替白炽灯照明；B. 私家车代替公交车出行C. 离开教室，人走灯灭D. 夏天空调温度调得不要太低【答案】B5.（2022河南）科普小组的同学调查了我省不同类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是（）A. 小浪底水电站B. 孟津风力电站C. 郑州燃气电站D. 博爱光伏电站【答案】C6.（2022湖北宜昌）2022年6月2日，我国发布了“十四五”可再生能源发展规划，确立了到2025年实现可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时的目标，为此需要逐步减少（）A. 煤炭、天然气发电B. 太阳能、风力发电C. 海水涨落的潮汐发电D. 水力发电【答案】A7.（2022湖北武汉）下列关于太阳能的说法正确的是（）A. 太阳能属于二次能源B. 太阳能属于不可再生能源C. 太阳是一个巨大的“核能火炉”D. 太阳能电池直接将太阳能转化为化学能【答案】C8.（2022湖南常德）关于信息、材料和能源，下列说法中不正确的是（）A. 5G通信是靠电磁波传递信号B. 超导体是一种电阻很大的材料C. 光伏发电将太阳能转化为电能D. 核电站利用核裂变释放的能量发电【答案】B9.（2022四川自贡）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（）A. 能量可以凭空消失B. 能量可以凭空产生C. 能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变D. 热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律【答案】C10.（2022深圳）下列说法正确的是（）A. 未来理想能源必须安全、清洁，不能严重影响环境B. 使用过的核废料不会造成污染可以简单填埋C. 电视、广播、电话都是用电磁波来传递信息的D. 二极管是半导体，具有双向导电性【答案】A12.（2022湘西）下列能源中属于二次能源的是（）A. 电能B. 风能C. 太阳能D. 地热能【答案】A13.（2022湘西）以下情景中，将电能转化为机械能的是（）A. 核电站利用反应堆产生内能B. 电动机通电转动的过程C. 光伏电池充电的过程D. 汽油机的做功冲程【答案】B14.（2022长春）下列能源中属于可再生能源的是（）A. 石油B. 核能C. 天然气D. 太阳能【答案】D15.（2022舟山）白鹤滩水电站装机容量位列全球第二，年平均发电量达624亿千瓦时，这些能量来自大坝拦截的水所具有的（）A. 机械能B. 内能C. 化学能D. 电能【答案】A16.（2022永州）关于能源、环境保护及能量守恒定律，下列说法正确的是（）A．可燃冰、石油都属于可再生能源B．废旧电池可以随意丢弃C．用电动汽车替代燃油汽车，可以减少二氧化碳的排放D．随着时代的进步，永动机是可以造出的【答案】C。
高中物理能源与可持续发展 同步练习(解析版)
A.白天长时间开着走廊电灯B.白天尽量利用自然光
C.家庭空调长时间设置在18°CD.电脑长时间不用时保持开机状态
【答案】B
【解析】
【分析】节约能源是指不该使用能源的时候就不使用能源，该使用的时候尽量少利用能源．
【详解】AB.日常生活中应节约能源，白天应关闭走廊电灯，白天尽量利用自然光，故A不符合题意，B符合题意；
故选C．
6.电机把一次能源转换为机械能的过程是：一次能源 电能 机械能．
A.发电机，电动机B.电动机，发电机
C 发电机，发电机D.电动机，电动机
【答案】A
【解析】
【详解】发电机是将其他能量转化为电能的装置；电动机是将电能转化为机械能输出的装置；故选A．
【点睛】本题关键是明确电动机和发电机在能量转化过程中所起的作用，
C．风能和水能均是太阳能的间接形式，故C正确；
D．煤、石油和天然气都是属于化石燃料，故D正确。
故选CD
10.我国水能资源的特点不正确的是
A.资源量大，居世界第一位
B.分布不均匀，大部分集中在西南地区
C.大型水电站比重大
D.东部沿海地区水能资源丰富
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、我国水能资源只能居于世界第6倍，故A不正确；
【答案】
【解析】
【分析】根据能量守恒得出水到达玩具底板时的速度，结合动量定理得出作用力的大小，抓住作用力与玩具的重力相等，联立求出玩具悬停在空中离喷口的高度．
【详解】设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为 对于 时间内喷出的水，由能量守恒得：
，
在h高度处， 时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为：
2022年中考物理复习-第二十五单元 能源与可持续发展【过关测试】【有答案】
第二十五单元能源与可持续发展【过关测试】（解析版）一、选择题1.关于电能与其他形式能的相互转化，下列说法中正确的是（）。
A．火力发电站是把燃料的化学能转化为电能；B．蓄电池充电时化学能转化为电能；C．电动机是把机械能转化为电能；D．发电机是把电能转化为机械能【答案】A。
【解析】A、火力发电站的工作过程是：燃烧燃料，燃料的化学能转化为内能，利用内能做功，内能转化为机械能，然后机械能转化为电能，所以火力发电站是把燃料的化学能转化为电能，故A 正确；B、蓄电池充电时消耗电能，得到化学能，是把电能转化为化学能，故B错误；C、电动机工作时消耗电能，得到机械能，是把电能转化为机械能，故C错误；D、发电机工作时消耗机械能，得到电能，是把机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
2.下列能源中，属于可再生能源的是（）。
A．天然气B．煤C．石油D．风能【答案】D。
【解析】天然气、煤、石油都属于不可再生能源，只有风能可以在自然界里源源不断的得到补充，是可再生能源，故D正确、ABC错误。
故选D。
3.下列说法中正确的是（）。
A. 目前核电站获得核能的途径是核聚变；B. 原子内原子核带负电，核外电子带正电；C. 航天器返回舱外表面的材料，具有良好的耐高温性和隔热性；D. 银河系、太阳系、地球、月球是按空间尺度由小到大排序的【答案】C。
【解析】A．目前核电站获得核能的途径是核裂变，故A错误；B．原子核带正电，核外电子带负电，故B错误；C．航天器返回舱返回地球时，与空气摩擦，机械能转化为内能，返回舱的内能增加，温度升高，所以返回舱外表面的材料应具有良好的耐高温性和隔热性，故C正确；D．按空间尺度由大到小排列：银河系、太阳系、地球、月球，故D错误。
故选C。
4.关于能源、电磁波、超声波等物理知识，下列说法中正确的是（）。
A．核电站利用的是核聚变时产生的能量；B．光纤通信是利用电磁波传递信息；C．化石能源属于可再生能源；D．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的【答案】B。
鲁科版高中物理必修第三册第6章能源与可持续发展练习含答案
第6章能源与可持续发展第1节能量的多种形式第2节能量的转化与守恒第3节珍惜大自然基础过关练题组一能源的分类与开发利用1.作为新型燃料,从环保角度来看,氢气具有的突出特点是()A.在自然界里存在氢气B.氢气轻,便于携带C.氢气燃烧污染小D.氢气燃烧发热量高2.下列供热方式最有利于环境保护的是()A.用煤作燃料供热B.用石油作燃料供热C.用天然气或煤气作燃料供热D.用太阳能灶供热题组二能量的转化与守恒3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。
在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽。
该装置的能量转化情况是()A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能4.下列说法正确的是()A.随着科技的发展,永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成其他能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生5.(多选)为了探究能量的转化与守恒,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上,如图所示。
让该装置从不太陡的斜面上A处由静止滚下,到斜面上B处停下,发现橡皮筋被卷紧了,接着铁罐居然从B处自动滚了上去。
下列关于该装置能量转化的判断正确的是()A.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为动能B.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为弹性势能C.从B处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能D.从B处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能6.(多选)(2022山东潍坊实验中学阶段练习)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火焰;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。
上述不同现象所包含的相同物理过程是()A.物体克服阻力做功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题组三自然过程的方向性7.下列关于能量和能源说法正确的是()A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源B.在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造8.下列说法正确的是()A.汽车在平直公路上匀速行驶,能量守恒,不用耗油B.内能不能转化为动能C.电动机工作时把电能全部转化为机械能D.自然界中能量的转化和转移是有方向性的9.根据能量转化与转移的方向性,下列判断不正确的是()A.电流的电能可以全部转变为内能B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部转变为电能C.在热机中,燃气内能不可能全部转化为机械能D.在热传导中,热量不可能自发地从高温物体传向低温物体10.地球上有大量的海水,若使海水温度降低0.1 ℃就能释放出5.8×1023 J的热量。
人教版高中物理必修三能源与可持续发展课后习题答案及解析
能源与可持续发展
课后习会凭空产生，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？”请你用能量转化和转移的方向性来论述节约能源 的必要性。
解析： 能量在转化和转移的过程中，其总量是保持不变的，但自然界中有 的能量便于利用，有的能量不便于利用。流动的水带动水磨做功， 由于磨盘之间的摩擦、磨盘和粮食之间的摩擦与挤压，使磨盘、粮 食的温度升高，水流的一部分机械能转化为内能。这些内能耗散到 周围的环境中。我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以 利用，这种现象叫做能量的耗散，所以我们还要节约能源。
2．生活中的许多用品都可以看作能量转化器，它们把能量从一种形式转化为另一 种形式。请观察你家中的各种生活用品，分别指出它们工作时进行了哪些能量转化。
解析：电热器(如:电炒锅、电烙铁、电饭煲等)将电能转化为内能;白炽灯将电能转化为 内能和光能;电动自行车将化学能转化为电能，进而又转化为机械能;摩托车将化学能 转化为内能和机械能。
（2）你认为工程师这样设计的意图是什么？
4．某地区的风速为 14 m/s，空气的密度为1.3 kg/m3 。若使风力发电机转动的风通过的截 面积为 400 m2 ，且风能的 20% 可转化为电能，则发电功率是多少？
5．图 12.4-7 是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面 积的能量 E0 为 7×10-3 J/（m2·s）。一台热水器的聚热面积为 2 m2，若每天相当于太阳直射 热水器 4 h，太阳能的 20% 可转化为水的内能，那么这个热水器一天内最多能利用的太阳能 为多少？
3．图 12.4-6 是某工程师的轻轨车站设计方案，与站台前后连接的轨道都有一个小坡 度，列车进站时要上坡，出站时要下坡。假设站台高度比途中轨道高出 2 m，列车在途 中轨道进站前的速度为 29.2 km/h。
高中物理3-3课时训练17能源和可持续发展 含解析
课时训练17能源和可持续发展题组一对能源的认识1。
下列能源中，既属于新能源,又属于可再生能源的是(）A.煤 B.石油 C.天然气D。
沼气解析:煤、石油、天然气是动植物的遗体经过漫长的地质年代形成的,不可再生,只有沼气既是可再生能源,又是新能源,故D选项正确。
答案:D2。
下列属于一次能源的是(）A.太阳能B.焦炭C。
核能 D.汽油解析:一次能源是自然形成，未经加工的，因此B、D错误，选A、C。
答案:AC3。
以下说法正确的是()A。
煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B.汽油是一种清洁能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能,选项A对。
汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成,选项B错。
水能是可再生能源,选项C对.煤、石油等储量是有限的,是不可再生能源，选项D错。
答案:AC题组二可持续发展4。
CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射,大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升；另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放,使整个地球就像一个大温室一样,因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加会导致气温的逐步上升,使全球气候变暖。
为了减缓大气中CO2浓度的增加,以下措施中可行且有效的是（) A。
禁止使用煤、石油和天然气B。
开发使用核能、太阳能C。
将汽车燃料由汽油改为液化石油气D.植树造林解析：可行且行之有效的措施是开发新能源以便减少对常规能源的利用,减少CO2的排放;植树造林可以吸收空气中的CO2,所以选项B、D正确。
选项A、C措施虽然有效，但并不可行。
答案:BD5。
下面关于能源的说法中正确的是()A.能源是取之不尽、用之不竭的B.能源是有限的,特别是常规能源，如煤、石油、天然气等C。
大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源D。
核能的利用对环境没有污染解析:常规能源的储量有限,且不可再生,故A错误,B正确；常规能源特别是煤和石油对环境的污染很大，应努力开发新能源;核能属新能源且污染小,故C正确,D错误。
新教材2024高中物理第十二章电能能量守恒定律12
第十二章电能能量守恒定律4 能源与可持续发展【基础巩固】1.(多选)下列做法能改善空气质量的是( )A.以煤等燃料为主要生活燃料B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C.激励私人购买和运用一般汽车D.用纯电动汽车代替燃油公交车答案:BD2.某市新开通的301路公交车,运用的燃料主要成分是甲烷,甲烷燃烧供应公交车所需的能量.关于上述能量转化,下列说法正确的是( )A.电能转化为机械能B.风能转化为机械能C.光能转化为机械能D.化学能转化为机械能答案:D3.“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,二者皆具备时则同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明运用.该系统( )A.只可以实现风能转化为电能B.只可以实现太阳能转化为电能C.可以实现电能转化为风能D.可以同时实现风能、太阳能转化为电能答案:D4.如图所示,轻质弹簧一端与墙相连,质量m=2 kg的木块沿光滑水平面以v0=5 m/s的初速度向左运动,当木块压缩弹簧后速度减为v=3 m/s时,弹簧的弹性势能是(不考虑空气阻力) ( )A.9 JB.16 JC.25 JD.32 J答案:B5.一个盛有水的袋子如图所示,某人从侧面缓慢推袋子使它变形至如图实线所示位置,则此过程中袋子和水的重心将( )A.渐渐上升B.渐渐降低C.先降低再上升D.始终不变答案:A6.(多选)二氧化碳对长波热辐射有剧烈的汲取作用,地球表面发出的长波热辐射到大气以后被二氧化碳截获,最终使大气升温,大气中的二氧化碳和暖房的玻璃一样,只让太阳的热辐射进来,却不让大气中的长波热辐射出去,二氧化碳的这种效应叫温室效应.这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点.依据这种观点,下列说法成立的是( )A.在地球形成的早期,火山活动频繁,排出了大量的二氧化碳气体,当时地球的气温很高B.二氧化碳是空气的组成成分,人们可以放心大胆地运用煤、石油、自然气等化石能源,化石能源不会对环境造成任何影响C.由于工业的发展和人类的活动,二氧化碳在空气中的含量增多,地球上的气温上升D.气候变暖的缘由是工业用电和生活用电的急剧增加答案:AC7.(2024·广东肇庆)图示中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106 J.假如每天等效日照时间约为6 h,光电池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h.光电池的光电转换效率约为()A.4.8 %B.9.6 %C.16 %D.44 %解析:已知每只路灯的有效采光面积S,每平米每小时接收太阳能E0,每天日照时间t,则每只路灯每天接收的太阳能E效=SE0t;光电池一天产生的电能可供P0=30 W的路灯工作T0=8 h,光电池的光电转换率η==16%,选项C正确.答案:C【拓展提高】8.为了探究能量的转化与守恒,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并将橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上,如图甲所示.如图乙所示,让该装置从不太陡的斜面上A处滚下,到斜面上B处停下,发觉橡皮筋被卷紧了,接着铁罐尽然能从B处自动滚了上去.下列关于该装置能量转化的推断正确的是( )甲乙A.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为动能B.从A处滚到B处,主要是弹性势能转化为动能C.从B处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能D.从B处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能解析:从A处滚到B处,主要是重力势能转化为弹性势能;从B处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能,选项D正确.答案:D9.是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标.有阅历的柴油机修理师傅,不用任何仪器,只要将手伸到柴油机排气管旁边,去感觉一下尾气的温度,就能够推断出这台柴油机是否节能.关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,下列推断正确的是()A.尾气的温度越高,柴油机越节能B.尾气的温度越低,柴油机越节能C.尾气的温度凹凸与柴油机是否节能无关D.以上说法均不正确解析:气体的内能不行能完全转化为柴油机的机械能,柴油机使柴油在它的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源.依据能量守恒可知,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能,燃烧相同的燃料,要想输出的机械能越多,尾气的温度就要越低,选项B正确.答案:B10.如图所示,轻质弹簧长为l,竖直固定在地面上,质量为m的小球,在离地面高度为h处,由静止起先下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中,小球受到的空气阻力恒为F阻,则弹簧在最短时,具有的弹性势能为( )A.(mg-F阻)(h-l+x)B.mg(h-l+x)-F阻(h-l)C.mgh-F阻(h-l)D.mg(l-x)+F阻(h-l+x)解析:对整个过程由能量守恒有m g h=m g(l-x)+ΔE p+F阻(h-l+x),解得ΔE p=(m g- F阻)·(h-l+x),选项A正确.答案:A11.某地的平均风速为5 m/s,已知空气密度是1.2 kg/m3.有一风车,风车叶片转动时可形成半径为12 m的圆面.假如这个风车能将圆面内10% 的气流淌能转化为电能,则该风车带动的发电机功率是多大? 解析:在t时间内作用于风车叶片的气流质量m=πr2vρt,这些气流的动能E k=mv2,转化成的电能E=m v2×10%,所以风车带动发电机的功率为P== πr2ρv3×10%,代入数据得P=3.4 kW.答案:3.4 kW【挑战创新】12.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h 的速度匀速行驶时,驱动电动机的输入电流I=50 A,电压U=300 V.(1)求驱动电动机的输入功率P电.(2)若驱动电动机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与汽车重力的比值,g取10 m/s2.(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需太阳能电池板的最小面积.已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%.解析:(1)驱动电动机的输入功率为P电=UI=1.5×104 W.(2)由功率计算式得P机=Fv,汽车匀速运动,由平衡条件得F=F f,由题意得P机=0.9P电,联立解得F f=,汽车所受阻力与汽车重力的比值==0.045.(3)当阳光垂直电池板入射时,所需电池板面积最小,设其为S,由题意得15%×·S=P电,解得所需的太阳能电池板的最小面积为S=≈101 m2.答案:(1)1.5×104 W (2)0.045 (3)101 m2。
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高中物理--能源和可持续发展练习
基础夯实
一、选择题(1、2题为单选题,3、4题为多选题)
1．以下说法正确的是( C )
A．煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的,燃烧时放出二氧化碳,A错；汽油燃烧会引起一些化合物的产生,导致有毒气体的生成,B错；水能是可再生能源,C对；煤、石油等存储量是有限的,是不可再生能源,D错。
2．人类只有一个地球,我们要保护赖以生存的环境。
试完成以下三个题目：
(1)下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题( C )
A．酸雨B．臭氧层的破坏
C．人口的急剧增长D．温室效应
(2)酸雨的形成主要是由于( B )
含量的增加
A．大气中CO
2
含量的增加
B．大气中SO
2
C．乱砍滥伐森林,破坏生态环境
D．大气中氟利昂含量增加
(3)大气臭氧层( D )
A．能大量反射太阳辐射中的紫外线,所以那里的温度较低
B．能散射太阳光中的紫外线,使地面生物免受紫外线之害
C．是大气层中存在臭氧的唯一场所,我们应该加以保护
D．吸收大量的太阳紫外线,减少到达地面的紫外线辐射
3．下列对能量耗散的理解正确的有( BD )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
解析：在发生能量转化的宏观过程中,其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能,无法再回收利用,这种现象叫能量耗散。
能量耗散并不违反能量守恒定律,宇宙的能量既没有减少,也没有消失,它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性,故A、C错。
4．关于“温室效应”,下列说法正确的是( BC )
A．太阳能源源不断地辐射到地球上,由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
解析：“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量。
它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升,淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等,故B、C选项正确。
二、非选择题
5．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能源区,同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验。
某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能,制作了一个太阳能集热装置,实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个,底面积为1m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；
(d)玻璃板一块(约1m2)。
如图所示。
假设图为一斜坡草地,太阳光垂直照射到草地表面,请将上述实验器材按实验设计要求画在下图中。
如果已知水的比热容c,被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量Δt 间的关系是Q＝cmΔt,则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能,除了需要测量m、Δt外,还应测量的物理量是时间t,本实验会有一定误差,试写
出一条产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收。
答案：实验图示如下：
还应测时间T (或t )
产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收(或水吸收的太阳能还有一部分损失等)
6．某地的平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2kg/m 3
,有一风车,它的车叶转动时可形成半径为12m 的圆面,如果这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多少？
答案：3.4kW
解析：首先可以求在时间t 内作用于风车的气流质量为m ＝πr 2vtρ,这些气
流的动能为12mv 2,转变的电能为E ＝12mv 2×10%,故风车带动电动机功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10%
代入数据以后得P ＝3.4kW
能力提升
一、选择题(单选题)
1．(贵州省贵阳市第一中学高三月考)下列说法正确的是( D )
A ．当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
B ．能量转化和守恒定律是普遍规律,但是能量耗散违反能量守恒定律
C ．温度高的物体分子平均动能一定大,内能也一定大
D ．热力学第二定律指出：在任何自然的过程中,一个孤立的系统的总熵不会减小
解析：当分子间作用力表现为斥力时,随分子间距离的增大,分子力做正功,分子势能减小,故A 错误；能量耗散不违反能量守恒,故B 错误；内能是所有分子动能与势能之和,与温度和体积都有关。
温度高的物体分子平均动能一定大,内能不一定大,故C 错误；在任何自然的过程中,一个孤立的系统的总熵一定是增大的,故D 正确。
2．凡是能提供某种形式能量的物质,或是物质各种各样的运
动,统称为能源,下面是一组关于能源的问题,请完成下列题目。
(1)“能源分类的相关图”如图所示,四组能源选项中全部
符合图中阴影部分能源的是( C )
A．煤炭、石油、天然气
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、生物质能
D．地热能、海洋能、核能
(2)煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( C )
A．可再生能源,取之不尽,用之不竭
B．不可再生能源,用一点,少一点
C．来自太阳辐射的能源
D．污染环境的能源
(3)煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( A )
A．太阳辐射能→化学能→热能
B．太阳辐射能→机械能→电能
C．生物质能→电能→化学能→热能
D．太阳辐射能→机械能→化学能
3．CO
2气体有个“怪脾气”,它几乎不吸收太阳的短波辐射。
大气中CO
2
浓度
的增加,能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放,使整个地球就像一个大温室一样。
因此,大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升,使全球气候变暖。
(1)这种大气中以CO
2
为主的气体产生的效应称为( D )
A．光热效应B．光电效应
C．光气效应D．温室效应
(2)导致大气中CO
2
浓度增加的主要原因是( B )
A．大量植物和生物物种灭绝
B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧
C．人口剧增,呼出的二氧化碳增多
D．自然因素破坏了地球环境生态平衡
浓度的增加,可以采取的措施有( D )
(3)为了减缓CO
2
A．禁止使用煤、石油和木柴
B．开发使用核能、太阳能和天然气
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
浓度的增加,导致了温室效应；为了缓解这种局面,一方面解析：大气中CO
2
要尽量少使用煤、石油等常规能源,另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境。
二、非选择题
4．太阳能是人类最基本的能源,它无污染、无费用,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长,当太阳光照射地面时,1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J。
太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,目前已经逐渐地出现在我们的生活中。
晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
(1)晓阳家每天大约需要100kg热水,用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳家每天可节约多少电能？
答案：(1)3.9h (2)2.9kW·h
解析：(1)设T为光照时间,
k＝1.0×103J/(s·m2),
Q
＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20J＝8.4×106J
吸
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη
因为Q吸＝Q放,所以
T＝
Q
放
kSη
＝
8.4×106
1.0×103×1.5×40%
s＝1.4×104s≈3.9h
(2)由Q电＝Wη1得
W＝Q
电
η
＝
8.4×106
0.8
J＝1.05×107J≈2.9kW·h。