12.4能源与可持续发展同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022人教版（2019）高二物理必修三
12.4能源与可持续发展
一、单选题
1．能源问题是人类对能源需求的增长和现有能源资源日趋减少的矛盾。人类的生存与发展都和能源有密切关系，人类的一切经济活动和生存都依赖于能源的供给，而开采其他资源和利用其他资源也都要依赖能源。下列有关能量与能源的说法，正确的是（　　）
A．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．人类在不断开发新能源，由此可知能量可以不断被创造
C．能量可以在不同的物体之间转移，不能在不同形式之间转化
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式
2．下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪许测出了万有引力常量
B．能量守恒，所以节约能量毫无意义
C．做离心运动的物体一定沿原圆周轨道的切线方向飞出
D．重力势能的大小是绝对的
3．共享单车是一种新型的交通工具租赁业务。甲、乙两种单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能，这两种单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机（车轮转动时，带动线圈在磁场中转动）产生电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板产生电能。这两种单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．都是把机械能转化为电能
B．都是把光能转化为电能
C．甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
D．甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能
4．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（　　）
A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害
C．电能的转换效率明显低于其他能源
D．核能发电的优点是低成本、零污染
5．太阳能光伏发电是一种新型清洁能源。如图所示，是装在农家屋顶上的12块多晶硅太阳能电池板，每块尺寸：长、宽。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳辐射能约，电池板的光电转化效率约，平均每天等效日照时间，则1年可发电约（　　）
A．
B．
C．
D．
6．为了节能减排，我国大力发展新能源汽车。如图所示电源正在给电动汽车中的锂电池充电，下列说法正确的是（　　）
A．充电时电能全部转化为汽车的机械能
B．充电时电能全部转化为锂电池的化学能
C．汽车加速运动时锂电池减少的化学能部分转化为汽车动能
D．汽车匀速运动时锂电池减少的化学能全部转化为汽车动能
7．下面属于二次能源的是（　　）
A．石油
B．太阳能
C．煤炭
D．电能
8．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，三峡水库蓄水后，平均水位落差约100m。假设通过水轮机以后水的动能为零，下列说法正确的是（　　）
A．水下落过程中重力势能增加
B．水下落过程中机械能增加
C．水减少的一部分机械能转化为电能
D．重力对水做负功
二、多选题
9．下列关于能源耗散的说法正确的是（　　）
A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律
B．能量耗散是指耗散在环境中的内能很难被人类利用
C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的
D．能量耗散导致能量品质的降低
10．北京时间2016年5月15日，中国田径精英赛在奥林匹克文化广场举行，中国名将李玲以4米40的成绩摘得桂冠。如图所示表示李玲撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地（未画出）。在这几个阶段中有关能量转化的情况，正确的是（　　）
A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能
B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能
C．越过横杆后，人的重力势能转化为动能
D．落地后，人的能量消失了
11．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
12．下列关于能源的说法正确的是（　　）
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．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大
三、解答题
13．内能可以转化为电能，电能可以转化为光能、内能、机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么还要节约能源呢？
14．设计一个有关不可再生能源和可再生能源的表格，表格中应该包括：
(1)不可再生能源和可再生能源各三种；
(2)简要地说明每一种能源的利用方式；
15．根据热力学定律，判断下列说法是否正确，若不正确请说明理由。
(1)空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量；
(2)海水降低温度可以放出大量的热量，科技的不断进步使得人类有可能通过降低海水的温度来发电，从而解决能源短缺的问题；
(3)即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能；
(4)对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”。
16．如图所示，为了节能降耗，某高铁站设计了“节能坡”。现有一列“复兴号”列车沿MN轨道进站后在NO轨道上停留了几分钟，然后沿OP轨道出站。试简要回答下列问题：
(1)如果关闭动力，列车在上坡过程中受到哪些外力作用？
(2)列车沿OP轨道下坡的过程中动能和势能分别如何变化？
(3)
“节能坡”是如何实现节能降耗的？
试卷第2页，总2页
参考答案
1．D
【详解】
A．虽然自然界的能量守恒，但是可利用的能源越来越少，则仍然需要节约能源，选项A错误；
B．人类在不断开发新能源，但是能量不可以不断被创造，只能相互转化，选项B错误；
C．能量可以在不同的物体之间转移，也能在不同形式之间转化，选项C错误；
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式，选项D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，A正确；
B．虽说能量守恒，但可利用的、方便利用的能源一直减小，转变为难以利用的能量，所以节约能量具有重大意义，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体，当合外力突然消失，物体沿圆周轨道的切线方向飞出，当合外力减小不足以作为向心力时，物体运动的轨道半径逐渐增大，并不会从圆周轨道的切线方向飞出，C错误；
D．重力势能的大小与参考平面的选择有关，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
甲车靠小型发电机（车轮转动时，带动线圈在磁场中转动）产生电能，是把机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板产生电能，是把光能转化为电能。
故选C。
4．B
【详解】
A．火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误；
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害，故B正确；
C．目前人类主要利用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，故C错误；
D．核能发电会产生高低阶放射性核废料，若处理不当，会造成重大的核污染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
每天太阳能电池板吸收的太阳能转化为电能的大小为
故选C。
6．C
【详解】
AB．充电时电能转化为锂电池的化学能，但不是全部转化，选项AB错误；
C．汽车加速运动时锂电池减少的化学能部分转化为汽车动能，部分转化为其他形式的能，选项C正确；
D．汽车匀速运动时动能不变，锂电池减少的化学能全部转化为其他形式的能，选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】
一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源；二次能源是转化过形式的能源。故石油、太阳能、煤炭是一次能源，电能是二次能源；
故选D。
8．C
【详解】
AD．水下落的过程中，质量不变，高度降低，重力做正功，所以重力势能减小，故AD错误；
B．水下落过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，故B错误；
C．水下落过程中，减少的一部分机械能转化为电能，故C正确。
故选C。
9．BCD
【详解】
AD．能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，选项A错误，选项D正确；
B．耗散的内能很难再被利用，选项B正确；
C．其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能，但相反过程却不能够全额进行，选项C正确。
故选BCD。
10．ABC
【详解】
ABC．李玲在助跑、撑竿起跳、越横杆下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能，故ABC正确；
D．人落地后，人的重力势能会使地面发生形变及温度升高，即人的能量并没有消失，故D错误。
故选ABC。
11．AD
【分析】
【详解】
行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来是由于受到摩擦力的缘故，即克服摩擦力做功，该过程中把机械能转化为了内能；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰，即其与空气摩擦生热，即把机械能转化为了光能和热能，其过程也是克服阻力做功；降落伞在空中匀速下降，该过程中，其动能不变，重力势能减小，故机械能减小，即减小的机械能转化为内能，也是克服阻力做功；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，该过程是电磁感应现象，即将机械能转化为电能，也是克服阻力做功的过程．据上面的分析不难看出，上述四个过程中均是克服阻力做功，均是消耗了机械能，即将机械能或转化为内能，或转化为光能，或转化为电能，即是把机械能转化为其他形式能的过程．
故选AD．
12．BC
【详解】
AB．尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，故A错误，B正确；
CD．常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，故C正确，D错误。
故选BC。
13．见解析
【详解】
虽然能量的总量没有减少，但由于能量转化的方向性，使能量从便于利用的形式转化为不便于利用的形式，导致了可利用的能源减少，因此我们仍要节约能源．
14．见解析
【详解】
不可再生能源
可再生能源
名称
用途
名称
用途
天然气
燃料
太阳能
太阳能发电或者太阳能热水器
石油
工业燃料和原料
水能
发电
煤
燃料
风能
发电
15．见解析
【详解】
(1)正确；因为空调制冷过程中，还要消耗电能，电能转化过程中也要放出热量，所以空调制冷时从室内吸收的热量加电能转化过程中放出的热量都会排到室外去；
(2)不正确；因为要使海水降低温度，需要对海水做功才能实现，即要消耗更多的能量才能实现，这样并不可持续；
(3)正确；因为热机在工作时，要做功，一定会使热机内的温度高于环境温度，从而导致热机向环境散热，同时，热机在工作过程中还要向外排出热量，因此，热机不可能将燃料产生的内能全部转化为机械能；
(4)不正确；对能源的过度消耗确实会形成“能源危机”，但自然界的总能量是守恒的，自然界的能量不会减小，形成能源危机的原因不是能量减少了，而是可以利用的能源减少了，因为有些能源耗散到空中后不能再回收利用了。
16．(1)列车受到重力，支持力和阻力；
(2)列车沿OP轨道下坡的过程中，重力势能减小，动能增大；
(3)“节能坡”在列车上坡过程中，把动能转化为列车的重力势能，当列车开始运动后，列车要下坡，把列车的重力势能转化为列车的动能，从而起到节能降耗的作用；
【详解】
(1)在MN阶段，由于关闭动力，对列车受力分析，受到重力，支持力和阻力；
(2)列车沿OP轨道下坡的过程中，重力做正功，重力势能减小，由于列车速度增大，动能增大；
(3)“节能坡”在列车上坡过程中，把动能转化为列车的重力势能，当列车开始运动后，列车要下坡，把列车的重力势能转化为列车的动能，从而起到节能降耗的作用；
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