12.4能源与可持续发展综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

12.4能源与可持续发展
一、选择题（共15题）
1．下列能源中属于常规能源的是
A．太阳能 B．地热能 C．核能 D．天然气
2．关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是(　　)
A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程
B．化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭
C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源
D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭
3．下列供热方式最有利于环境保护的是（ ）
A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热 D．用太阳能灶供热
4．下列各项中，属于常规能源的是 （ ）
A．天然气 B．太阳能 C．地热能 D．风能
5．下列不属于二次能源的是（ ）
A．蒸汽 B．煤气 C．石油制品 D．煤炭
6．能量转化和守恒定律是自然界的基本规律之一，下列属于机械能转化为电能的是（　　）
A．光电池放电 B．给蓄电池充电 C．风力发电 D．电动机运转
7．核电站中，下列能量转换过程正确的是（ ）.
A．核能→电能 B．核能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→机械能→内能→电能
8．关于家用电器工作时发生能量转化的描述，下列说法正确的是(　　)
A．电饭煲将内能转化为电能
B．电熨斗将机械能转化为电能
C．手摇发电机将机械能转化为电能
D．电吹风将机械能转化为电能
9．关于功和能，下列说法中正确的是（ ）．
A．功就是能，功可以转化为能
B．做功越多，物体的能越大
C．能量转化中，做的功越多，能量转化越大
D．功是物体能量的量度
10．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，我国目前已成为世界节能和利用新能源、可再生能源第一大国。下列符合节能做法的是（　　）
A．教室自然采光条件好时应及时关灯
B．中午离开教室后让电风扇继续开着
C．家庭空调长时间设置在18℃
D．教室的电脑即便不使用时也保持开机状态
11．下列说法中正确的是（　　）
A．直接来自于自然界的能源就是二次能源
B．新能源是技术比较成熟的能源
C．二次能源就是新能源
D．从自然界的能源转化而来的能源是二次能源
12．光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将太阳能转变为电能的一项技术，关键元件是太阳能电池，如图的是太阳能电池组，关于太阳能及其利用，下列说法中正确的是（ ）
A．由于日地距离过大，因此地球上能被利用的太阳能很少
B．太阳能主要以热传递的方式传到地球
C．太阳能电池是将电能转换为其他能的装置
D．太阳能电池已经被广泛应用于航天事业．
13．如图，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为;第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度向右滑动，滑到 B点时的速度为，下列说法正确的是
A．一定大于
B．一定大于
C．第一次的加速度一定大于第二次的加速度
D．两个过程中物体损失的机械能相同
14．如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（　 　）
A．此时物块的动能为（F-f）（s+l）
B．这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l）
C．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为fl
D．这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs
15．二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，地球表面发出的长波辐射到大气层以后被二氧化碳截获，最后使大气升温。大气中的二氧化碳像温室的玻璃一样，只准太阳的热辐射进来，不让室内的长波辐射出去，大气中的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，根据这种观点，以下说法能成立的是（　　）
A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量二氧化碳，当时地球的温度很高
B．经过漫长的时间，地壳的岩石和二氧化碳发生了化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命
C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高
D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能
二、填空题
16．双斜面实验中，小球多滚动几次后，可以明显看出小球不能达到原来的高度，说明此过程中能量不守恒．( )
17．能源可分为一次能源和二次能源。直接取之于自然界，未经人类加工转换的能源称为一次能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、生物能、海洋能等。从一次能源直接或间接转化而来的能源称为二次能源，如电能、氢能、焦炭等，下面按照表中给出的能源分类法，填写能源的名称。
类别 一次能源 二次能源
可再生能源 _______ _______
不可再生能源 _______ _______
未来的理想能源 _______ _______
18．某小型水电站的水轮机，水以v1=3m/s的速度流入，以v2=1m/s的速度流出，流入处与流出处的水位差为H=5m，水的流量为0.6m3/s．如果水流的能量的60%转化成电能，则水电站的功率为______________．
19．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达，年发电量.若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为_______kg.
三、综合题
20．如图所示，一质量M=0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m=0.2kg的小滑块，以v0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4，g=10m/s2，问：
(1)经过多少时间小滑块与长木板速度相等？
(2)从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？（滑块始终没有滑离长木板）
(3)整个过程中产生的热量为多少？
21．如图所示，小孩松手后橡皮条收缩，将无动力模型飞机斜向上弹射出去，并飞到一定高 度，不计空气阻力。试分析∶模型飞机在弹出阶段和上升阶段各种能量之间是如何转化。
22．如图所示，一质量为m的小球通过长度为L的细线悬挂于O点，现用一水平向右的恒力从最低点开始拉动小球，当小球运动到细线与竖直方向的夹角=37°时，小球受到的合力沿细线方向，此时，撤去水平恒力（空气阻力不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
(1)水平恒力F的大小和F做的功；
(2)小球摆回最低点时，细线对小球的拉力FT的大小。
23．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能的零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度大小g取10m/s2。求：
(1)物体的质量？
(2)物体上升过程中的加速度？
(3)物体上升的时间？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源，故天然气是常规能源；太阳能和地热能还有核能还没有大规模使用，是新能源；故选D．
2．C
【详解】
能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，故A错误；化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，故B错误；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，故C正确；无论技术先进与否，煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭，故D错误．所以C正确，ABD错误．
3．D
【详解】
常见的有利于环境保护的能源包括风能，水能，太阳能，潮汐等．供热过程释放出各种碳氧化物，硫化物的都不利于保护环境．
A.煤做燃料供热会释放二氧化碳，提高温室效应，不利于环境保护；
B.石油作燃料释放碳氧化物和硫化物，可形成酸雨，不利于环境保护；
C.天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护；
D.太阳能是利用光能转化为电能供热，是清洁能源，有利于环境保护；
故选：D。
4．A
【详解】
常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源．又称传统能源．如煤炭、石油、天然气，而新能源是在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，与常规能源相比，新能源生产规模较小，使用范围较窄，A正确．
5．D
【详解】
由其他一次能源经过加工转换而获得的能源是二次能源．
A、蒸汽是利用加热的方式使水汽化获得的能源，属于二次能源；
B、煤气是以煤为原料加工制得的含有可燃组分的气体，属于二次能源；
C、石油制品是以石油为原料加工制得的，属于二次能源；
D、煤炭是直接从自然界获得的能源，属于一次能源，不属于二次能源；
故本题选项D符合题意，选项ABC不符合题意．
6．C
【详解】
A．光电池放电的过程中消耗电能，是电能向其他形式的能的转化，故A错误；
B．给蓄电池充电的过程中蓄电池的化学能增加，是电能转化为化学能。故B错误；
C．风力发电的过程中把风蕴藏的一部分机械能转化为电能，故C正确；
D ．电动机运转的过程中是电能向机械能转化。故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
A．核能→电能，与结论不相符，选项A错误；
B．核能→内能→电能，与结论不相符，选项B错误；
C．核能→内能→机械能→电能，与结论相符，选项C正确；
D．核能→机械能→内能→电能，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
8．C
【详解】
A、电饭煲、电熨斗都是将电能转化为内能，故选项AB错误；
C、手摇发电机是将机械能转化为电能，故选项C正确；
D、电吹风是将电能转化为风能，故选项D错误．
9．C
【详解】
A. 功和能是不同的物理量，功是过程量，能是状态量，这是两个概念，故不能说功就是能，选项A错误；
B.做功越多，能量就转化越多，但并不表示物体具有的能量就越大，选项B错误；
C.做功的过程就是能量转化的过程，做的功越多，能量转化就越大，选项C正确；
D.功是能量转化的量度，不是物体能量多少的量度，选项D错误；
故选C。
10．A
【详解】
日常生活中要节约能源，则教室自然采光条件好时应及时关灯，中午离开教室后要关闭风扇，在电脑长时间不用时应该要关闭电脑，家用空调冬天设置在左右，夏天设置在左右，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．D
【详解】
AD．从自然界直接取得的能源是一次能源，从自然界能源转化而来的能源是二次能源，故A错，D对；
B．新能源是新兴产业，技术上仍处于起步阶段，故B错；
C．二次能源是由一次能源直接或间接转换而来的能源，不一定是可重复利用的能源，故C错。
故选D。
12．D
【详解】
试题分析：虽然日地距离过大，但是地球上能被利用的太阳能仍然很大．故A错误；太阳能主要以热辐射的方式传到地球．故B错误；太阳能电池可以把太阳能转化为电能．故C错误；太阳能电池已经被广泛应用于航天事业．故D正确．故选D．
13．BD
【详解】
A． 物体向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力，则物体做加速运动，若重力向下的分力小于摩擦力，则物体做减速运动。故A错误；
BD． 设木板长L，斜面的倾角为θ时，物块受到滑动摩擦力：
f1=μmgcosθ
摩擦力做功：
W1=f1L=μmgcosθ L
木板水平时物块受到的摩擦力做功：
W2=μmg Lcosθ=W1
两次摩擦力做的功相等，所以两个过程中物体损失的机械能相同；第一次有重力做正功，所以由动能定理可知第一次的动能一定比第二次的动能大，v1一定大于v2，故BD正确。
C． A向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力则：
B运动的过程中
因为角度与摩擦因数关系未知，第一次的加速度不一定大于第二次的加速度，故C错误。
14．AC
【详解】
A.对物块分析，物块相对于地的位移为l+s，根据动能定理得：（F-f）×（l+s）=mv2-0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）（l+s）,故A正确．
BC.对小车分析，小车对地的位移为s，根据动能定理得：fs=Mv′2-0，则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fs．故B错误．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为Q="f" l，故C正确．
D.根据能量转化和守恒定律得知：外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和，则有：F（l+s）=△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E=F（l+s）-fl．故D错误．
故选AC
15．ABC
【详解】
A．地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律。由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，进而导致当时的地球气温升高，A正确；
B．由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使地球上的岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件，B正确；
C．由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高，C正确；
D．生活用电和工业用电是电能向其他形式的能的转化，会产生热，但不是温室效应的主要原因，D错误。
故选ABC。
16．×
【详解】
双斜面实验中，小球多滚动几次后，虽然小球不能达到原来的高度，是由于有阻力做功，虽然机械能不守恒，但此过程中总能量仍然是守恒的；故错误；
17． 水能、风能、太阳能，生物能，海洋能 电能、氢能 煤、石油、天然气 焦炭 海洋能 氢能
【详解】
可再生能源中，一次能源有：水能、风能、太阳能，生物能，海洋能，二次能源有：电能、氢能；
不可再生能源中，一次能源有：煤、石油、天然气，二次能源有：焦炭；
未来的理想能源有：海洋能，主要原因是海洋在地球占比巨大，海洋中含有能源丰富，二次能源有：氢能，主要原因是不污染环境，清洁环保。
18．1.944×104J
【详解】
试题分析：单位时间内的流过的水的质量为m=0.6kg,所以
19．
【详解】
利用太阳能，一年产生的电能为，需要的煤的质量为
20．(1)0.15s；(2)0.135m；(3)0.072J
【详解】
(1)分析小滑块的受力，由牛顿第二定律有
分析长木板的受力，由牛顿第二定律有
设经过时间t两者速度相同
，，
代入数据，联解可得
t=0.15s
(2)小滑块做匀减速运动，末速度为
(3)由能量守恒可知，整个过程中产生的热量系于系统损失的动能
21．弹出阶段：弹性势能转化动能；上升阶段：动能转化成重力势能
【详解】
弹出阶段：弹性势能转化动能；
上升阶段：动能转化成重力势能。
22．(1)，；(2)
【详解】
(1)由题意可得
解得
水平恒力F做的功为
解得
(2)设小球摆回最低点时速度为v，整个过程中，由能量守恒和牛顿第二定律可得
解得
23．(1)2kg；(2)12.5m/s2；(3)0.8s
【详解】
(1)由图可知，时，，根据得
(2)根据功能关系，物体上升过程中，因克服摩擦力做功使机械能减少
则
方向向下，上升过程中受到重力和均向下，根据牛顿第二定律得
带入数据解得
(3)上升过程为匀减速运动，逆向思维可将其视为初速度为零的匀加速运动，根据
带入数据解得
答案第1页，共2页