人教版物理高二选修1-2第四章第三节新能源的开发同步训练

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名称 人教版物理高二选修1-2第四章第三节新能源的开发同步训练
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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2016-05-25 11:50:46

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人教版物理高三选修1-2第四章
第三节新能源的开发同步训练
一.选择题
1.关于能量和能源,下列表述正确的是( )
A.能量不可以从一种形式转化为另一种形式
B.能量可以从一个物体转移到另一个物体
C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭
D.能源在利用过程中有能量耗散,这表明能量不守恒
答案:B
解析:解答:A、根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,故A不正确;
B、根据能量守恒定律,能量可以从一个物体转移到另一个物体,故B正确;
C、能量与能源不同;能量是守恒的,但随着能量的耗散,能量可以利用的品质会下降,故依然要节约能源,故C错误;
D、能源在利用过程中有能量耗散,但能量是守恒的,故D错误;
故选:B.
分析:能量是物质的重要属性之一,它有许多形式,如热能、机械能、光能、电能、核能和化学能等等.能源是提供能量的物质资源,地球上有各种各样的能源,如按使用状况分类,有常规能源(包括煤、原油、天然气等),新能源(包括核燃料、地热能、太阳能等).
2.下列哪种设备实现了电能转换为机械能,从而极大地促进了社会生产力发展( )
A.发电机 B.电动机 C.电饭锅 D.电磁炉
答案:B
解析:解答:A、发电机是将其它能转化为电能的设备,故A错误.
B、电动机是将电能转化为机械能的设备,故B正确.
C、电饭锅是将电能转化为内能的电器,故C错误.
D、电磁炉是将电能转化为内能的电器,故D错误.
故选:B.
分析:做功总是伴随着能量的转化,电功也不例外.用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程.熟悉常见的用电器能量的转化.
3.下列图片中,用来将其他形式的能量转换为电能的设备是( )
A.B.C.D.
答案:B
解析:解答:A、太阳灶是收集太阳能,转化为内能,故A错误;
B、风力发电是将空气流动的机械能转化为电能,故B正确;
C、微波炉是将电能转化为微波的能量,故C错误;
D、电风扇是将电能转化为空气的流动动能,故D错误;
故选:B.
分析:自然界中的能量有各种存在形式,如电能、动能、太阳能、内能、机械能等,各种设备起到能量的转化作用.
4.PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用能源.关于能源和能量,下列说法中正确的是( )
A.自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用
B.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
C.能量被使用后就消灭了,所以要节约能源
D.能量耗散说明自然界的能量在不断减少
答案:B
解析:解答:A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源,但不能短期内从自然界得到补充,是不可再生能源,故A错误;
B、太阳能和风能,包括水能等都是可再生资源且为清洁能源,应该尽量开发,故B正确;
C、D、能量虽然守恒,但有些能量使用以后不可能再被利用,所以要节约资源,但能量是不会减少,也不会被消灭掉的,只是形式发生转变,故C错误,D错误;
故选:B.
分析:可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源,如:风能、水能、生物质能、太阳能;
短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源,如:煤、石油、天然气.据此分析判断.
5.下列说法中不正确的是( )
A.电动机是把其他形式的能转化为电能的装置
B.发电机是把其他形式的能转化为电能的装置
C.电容器是储存电荷的装置
D.白炽灯是利用电流的热效应工作的
答案:A
解析:解答:A、电动机是把电能转化为其他形式的能的装置.故A错误.
B、发电机是把其他形式的能如机械能转化为电能的装置.故B正确.
C、电容器能容纳电荷.故C正确.
D、白炽灯通电后发热发光,是利用电流的热效应工作的.故D正确.
本题选错误的,故选A
分析:发电机是把其他形式的能转化为电能的装置.而电动机是把电能转化为其他形式的能的装置.电容器是储存电荷的元件.白炽灯是利用电流的热效应工作的
6.关于能量耗散,下列说法中正确的是( )
A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了
B.能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性
C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了
D.能量不可能耗散,能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
答案:C
解析:解答:A、B、C、能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变,但是总的能量是守恒的,能量不能凭空产生,也不能凭空消失,但有方向性,故AB错误,C正确.
D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性,机械能可以自发地转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能而不引起其它变化,故D错误.
故选:C.
分析:解答本题的关键是充分理解热力学第二定律,正确理解能量耗散和能量的转化与守恒
7.关于下列物理现象的分析,说法正确的是( )
A.鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为鸟儿的脚上有一层绝缘皮
B.能量耗散表明能源在利用过程中能量不断消失,因此要节约能源
C.车辆在公路弯道允许超过规定速度是防止因离心运动造成交通事故
D.开关断开时会出现电火花是因为电路中的线圈产生很大的自感电动势
答案:D
解析:解答:A、鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为鸟儿的两脚间的电势差很小,通过鸟儿的电流很小,故A错误;
B、能量应该是守恒的,不会减少;能量耗散表明宏观热现象具有方向性,故可利用的能源是有限的,因此要节约能源,故B错误;
C、汽车转弯时要限制车速是为了防止车速过快时,所需要的向心力大于轮胎与地面的最大摩擦力,从而产生侧滑,发生车祸,是离心运动的防止,故C错误;
D、开关断开时会出现电火花是因为电路中的线圈产生很大的自感电动势,击穿开关位置的空气,产生火花放电,故D正确;
故选:D
分析:A、鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为流过鸟儿的电流很小;
B、能量耗散表明宏观热现象具有方向性;
C、辆在公路弯道不允许超过规定速度是防止因离心运动;
D、开关断开时会出现电火花是自感现象.
8.有一种油电混合动力汽车,既可以利用车载电池使用清洁的电力能源,也可以使用更加方便的汽油,受到人们的欢迎.这类汽车有一种技术:安装一个电池充电系统,车轮转动通过传动系统带动发电机的转子转动,从而可以给电池充电,而电池充的电又可以作为汽车行驶的能量来源.关于这项技术,说法正确的是( )
A.在给电池充电过程中,转子所受的安培力可能作为汽车的动力
B.该充电系统应该一直开启,不论汽车是在正常行驶阶段还是刹车阶段,都可以给电池充电
C.该充电系统只应该在刹车阶段开启,部分动能转化为电池存储的化学能
D.该技术没有意义,因为从能量守恒来看,这些能量归根结底来源于汽油
答案:C
解析:解答:A、在给电池充电过程中,转子所受的安培力只能是阻力,否则违背能量守恒定律,故A错误;
B、该充电系统应该在减速阶段开启,加速阶段不应该开启,故B错误;
C、该充电系统只应该在刹车阶段开启,部分动能转化为电池存储的化学能,故C正确;
D、该技术有意义,电池可以用外电路充电,可以将刹车过程的动能先转化为电能储存起来,故D错误;
故选:C.
分析:混合动力汽车,在刹车阶段开启,部分动能转化为电池存储的化学能,起到节约能源的目的,效率较高.
9.下列说法中正确的有( )
A.自然界中的能量是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,因此要节约能源
B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律,因此不可能制成
C.根据能量守恒定律,经过不断的技术改造,热机的效率可以达到100%
D.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能真正出现的
答案:A
解析:解答:AD、自然界中的能量是守恒的,但有些能量消耗后品质降低,不可能被重新利用,所以要节约资源,A正确,D错误;
B、第二类永动机不违背能量守恒定律,违背了热力学第二定律,B错误;
C、不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响.热机的效率不可以达到100%.故C错误
故选:A.
分析:自然界中的能量是守恒的,但有些能量消耗后品质降低,不可能被重新利用,所以要节约资源;
10.热核反应是一种理想能源的错误原因是( )
A.就平均每一个核子来说,热核反应比重核裂变时释放的能量多
B.对环境的放射性污染较裂变轻,且较容易处理
C.热核反应的原料在地球上储量丰富
D.热核反应的速度容易控制
答案:D
解析:解答:A、平均每一个核子,轻核的聚变产生的能量比重核裂变释放的能量要多;故A正确;
B、轻核裂变没有放射性,生成物容易处理;故B正确;
C、热核反应用到的原料为氢的同位素,在海水中大量存在;故C正确;
D、热核反应由高温高压引发,目前其速度无法控制;故D错误;
故选:D.
分析:热核反应是由较轻的H和H反应形成的,其放出的能量多,生气物对环境没有污染,且在海水中原料非富,维一的缺点在于比重核裂变更难控制.
11.下列各种形式的能量转化,说法错误的是( )
A.水冲击水轮发电机发电是机械能→热能
B.太阳出来,照耀森林是太阳能→生物能
C.傍晚,电灯亮了是电能→光能
D.夏天,电风扇工作是电能转化为风能
答案:B
解析:解答:A、水冲击水轮发电机时,是消耗了水的机械能,通过电磁感应转化为电能;故A正确;
B、太阳的辐射的太阳能通过树木的光合作用转化为生物能;故B错误;
C、晚上电灯消耗了电能,转化为光能和热能;故C正确;
D、夏天电风扇消耗电能,转化为了风能和热能;故D正确;
故选:B.
分析:解答本题应明确能量的转化和转移规律,知道哪些能量在发生转化和转移.
12.有关核电站发电过程中的能量转化情况,下列说法中正确的是( )
A.发电机是将电能转化为机械能
B.汽轮机是将内能转化为机械能
C.核电站是利用核聚变释放的核能
D.核电站是利用化学反应释放的核能
答案:B
解析:解答:A、发电机将机械能转化为电能;故A错误;
B、汽轮机将内能转化为机械能;故B正确;
C、核电站利用的是核裂变的能量;故CD错误;
故选:B.
分析:解决此题的关键是知道核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水,用产生的高温、高压蒸汽作为动力,推动蒸汽涡轮机转动,从而带动发电机发电的.
13.关于如图中装置,则下列的说法中正确的是( )
A.该装置是发电机的模型
B.该装置把电能转化为机械能
C.该装置的转动方向只和线圈中的电流方向有关
D.该装置线圈中的电流为交变电流
答案:B
解析:解答:该装置可以用来产生交流电,也可以用来作为电动机使用;在作为电动机时,可以将电能转化为机械能;使用的电流可以为直流电;其转动方向取决于电流和磁场的方向;故ACD错误,B正确;
故选:B.
分析:明确发电机和电动机的结构,此种装置即可以做发电机也可以做电动机.
14.据报道,2011年5月13日,世界上最大的太阳能飞机首次实现跨国飞行,它长达63.4m的机翼上覆盖着太阳能电池板.下列说法正确的是( )
A.太阳能可以转化为电能
B.太阳能不可以转化为电能
C.太阳能的利用,说明能量可以消灭
D.太阳能的利用,说明能量可以创生
答案:A
解析:解答:太阳能电池工作时,将太阳能转化为电能,为电动机提供能量的,能量可以相互转化,但不能创生和消灭,故BCD错误.
故选:A.
分析:太阳能飞机工作时,首先利用太阳能电池将太阳能转化为电能,然后再有电能转化为电动机的机械能.
但在能量的转移和转化过程中,能量是守恒的,满足能量守恒定律.
15.在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心.如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯,其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来,供夜晚照明使用.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达20%,可产生24V电压,产生2.5A的电流,则每分钟该路灯可转化的太阳能为( )
A.120 J B.1200 J C.7200 J D.12000J
答案:C
解析:解答:路灯正常工作消耗电功率:
p=UI=24×2.5=60W
若设电池组吸收太阳能的功率为:P′,则有:
p=20% P′,
即:p′=120W;
W′=P′t=120×60=7200J
即:每秒该路灯可转化的太阳能为7200J
故选:C
分析:根据电流做功公式解答路灯正常工作消耗的电功率,然后结合太阳能电池的光电转换效率为20%解答电池板吸收太阳能的功率,即每分钟内该路灯可转化的太阳能.
二.填空题
16.近几年,宁夏大力兴建风力发电站.风力发电是将 能转化为 能.
答案:机械|电
解析:解答:风力发电中消耗了机械能,增加了电能;故风力发电是将风能即机械能通过电磁感应现象转化为电能;
故答案为:机械;电.
分析:近本题考查风力发电,解答时应明确发电机的原理为电磁感应;明确能量的转化方向.
17.能源是人类社会活动的物质基础,其中常规能源有: ; ;天然气.清洁能源有 ; ;风能等.
答案:煤炭|石油|水力发电|太阳能
解析:解答:能源是人类社会活动的物质基础,其中常规能源有:煤炭、石油、天然气、水力等,是促进社会进步和文明的主要能源;
清洁能源是不排放污染物的能源,有:水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能等;
故答案为:煤炭;石油;水力发电;太阳能.
分析:常规能源也叫传统能源,是指已经大规模生产和广泛利用的能源.清洁能源是不排放污染物的能源,它包括核能和“可再生能源”.可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源.可再生能源不存在能源耗竭的可能,因此日益受到许多国家的重视,尤其是能源短缺的国家.
18.按基本形态分类,能源通常可分为一次能源和二次能源.太阳能属于 .按再生性分类,能源分为再生能源和非再生能源.天然气属于 .
答案:一次能源|非再生能源
解析:解答:必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源,四种能源中只有电能需要消耗其他形式的能才能转化为电能,故太阳能属于一次能源.
可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源,随其本身的转化或被人类利用而减少的能源,天然气属于非再生能源;
故答案为:一次能源;非再生能源.
分析:(1)一次能源:直接来自自然界而未经加工转换的能源,例如化石燃料、太阳能、水能、生物燃料;(2)二次能源:由一次性能源直接或间接转换而来的能源:煤气、氢能、电能、汽油、沼气;(3)可再生能源:不随其本身的转化或被人类利用而减少的能源:太阳能、生物能、水能;(4)不可再生能源:随其本身的转化或被人类利用而减少的能源:化石燃料、煤气、汽油.
19.人类社会自从进入电气化时代以来,就一直在不断地探寻电能的来源.如今常见的发电方式有:①火力发电、②水力发电、③核发电,其中将自然界的机械能转化为电能的方式是 (写序号即可).如果把直接来自于自然界的煤炭称为一次能源,那么由煤炭转化而来的电能则属于 能源.
答案:②|二次
解析:解答:水力发电是利用水的机械能转移给发电机,发电机再将机械能转化为电能;
把直接来自于自然界的煤炭称为一次能源,煤炭转化而来的电能则属于二次能源.
故答案为:②,二次.
分析:火力发电是通过燃烧燃料,将燃料中存在的化学能转化为高温高压蒸气的内能释放出来,通过热机将内能转化为机械能,再通过发电机将内能转化为电能;
水力发电是利用水的机械能转移给发电机,发电机再将机械能转化为电能;
风力发电是利用空气的流动带动风力转轮的转动,转轮的转动带动放电机转子的转动,再通过发电机将机械能转化为电能.
20.能源利用方面,我国现阶段主要依靠的常规能源有: 、 、 ;正在开发的新能源有: 、 (写出其中两种).
答案:煤|石油|天然气|太阳能|风能
解析:解答:我国现阶段主要依靠的常规能源有:煤、石油、天然气.正在开发的新能源有:太阳能,风能,水能,核能等.
故答案为:煤,石油,天然气;太阳能,风能.
分析:我国现阶段主要依靠的常规能源有:煤、石油、天然气;正在开发的新能源有:太阳能,风能,水能,核能等.
三.解答题
21.有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰.为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站.请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由.
答案:该城市经常受到大风的侵扰.说明此地具有丰富的风力资源,由于没有说明是否具有丰富的太阳能,所以适合建风力发电站.
解析:解答:该城市经常受到大风的侵扰.说明此地具有丰富的风力资源,由于没有说明是否具有丰富的太阳能,所以适合建风力发电站.答:建风能发电站比较合理.
分析:根据题意,该城市经常受到大风和风沙的侵扰.说明此地具有丰富的风力资源,所以适合建风力发电站.
22.核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一.与煤、石油等传统能源相比较,核能具有哪些优点和缺点?
答案:当今人类利用的常规能源是化石燃料,包括煤、石油、天然气等,利用的新能源是太阳能、核能、地热能、海洋、风能等,新能源与煤、石油等传统能源相比较,其
核能的优点是核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多.核能的缺点是核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.风力发电的优点是取之不尽用之不竭,缺点是不够稳定.
解析:解答:当今人类利用的常规能源是化石燃料,包括煤、石油、天然气等,利用的新能源是太阳能、核能、地热能、海洋、风能等,新能源与煤、石油等传统能源相比较,其
核能的优点是核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多.核能的缺点是核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.风力发电的优点是取之不尽用之不竭,缺点是不够稳定.
答:核能的优点是核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多.核能的缺点是核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.
风力发电的优点是取之不尽用之不竭,缺点是不够稳定.
分析:(1)常规能源:人类利用多年且广泛使用的能源,如煤、石油、电能等;(2)新能源:新近才开始使用的能源,如核能、太阳能、地热能、潮汐能.
23.汽车行驶时,要消耗汽油,尽可能详细地说明汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能.
答案:化学能变成了气缸内气体的内能,一部分内能转化为汽车的动能,另一部分散失到周围环境中成为环境的内能,汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能;气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能,使用蓄电池时,这部分化学能转化为电能,又通过车灯转化为光能,光照到地面空气,转化为环境的内能;
解析:解答:化学能变成了气缸内气体的内能,一部分内能转化为汽车的动能,另一部分散失到周围环境中成为环境的内能,汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能;气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能,使用蓄电池时,这部分化学能转化为电能,又通过车灯转化为光能,光照到地面空气,转化为环境的内能;
答:化学能变成了气缸内气体的内能,一部分内能转化为汽车的动能,另一部分散失到周围环境中成为环境的内能.
分析:汽车消耗汽油,化学能转化为机械能,最终都转化为内能而耗散.
24.太阳能热水器内盛有40kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了25℃,求:水吸收的热量.(c水=4.2×103J/(kg ℃ )
答案:解答:水吸收的热量:Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×40kg×25℃=4.2×106J;
答:水吸收的热量为4.2×106J;
解析:分析:握热量公式:Q=cm△t,以及Q=mq的解答公式是解答本题的关键
25.在一些大城市(例如广州)禁止排气不符合环保标准的机动车上路,同时大力发展以电为动力的公交车.随着科技的发展,以电力为能源的汽车已研制成功,而且性能好、时速可以和热机发动机媲美.请你从能源利用和环保的角度谈谈从热机到电动机的技术变革对工业发展所起的作用?
答案:解答:热机消耗的是石油等常规律能源,而这些能源一旦用完将很难再形成;而电力机车使用的电能可以来自于核能等新能源;可以减小对常规能源的消耗;
同时,热机会排放大量汽车尾汽而对大气层造成污染;而电动机车零排放;可以减小对环境的污染;
答:使用电动机车可以减小常规律能源的消耗,同时可以减轻对环境的污染.
解析:分析:根据能源危机以及环境污染两个方面进行分析即可解答.
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