6.2 能源的开发与环境保护 同步练习（含答案解析） (2)

6.2
能源的开发与环境保护
同步练习
1.利用下列哪种能源时给人类带来的污染较小(　　)．
A．煤
B．石油
C．天然气
D．核能
答案　D
2．下列关于地球上“水能源”的叙述错误的是(　　)．
A．水流能的源泉是太阳辐射能
B．水流能是可再生能源
C．水流能是无污染的能源
D．只有流动的水才是能源
解析　地球上包括水力、风力和化石燃料等在内的所有能源均直接或间接地来自太阳能．所以A正确；太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行，所以水流能是可再生能源，所以B正确；水流能是一种清洁无污染的能源，所以C正确；水可以直接被人类利用，所以并非只有流动的水才是能源，所以D错误．
答案　D
3．出行是人们工作生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是(　　)．
①生物能　②核能　③电能　④太阳能　⑤化学能
A．①④⑤
B．①③⑤
C．①②③
D．①③④
解析　人骑自行车是将生物能转化为机械能；电动自行车是将畜电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能，所以B选项正确．
答案　B
4．(双选)以下说法中正确的是(　　)．
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
答案　AC
5．(双选)能源短缺和环境恶化指的是(　　)．
A．煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的，这叫能源短缺
B．煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺
C．煤炭和石油具有大量的气味，在开采存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气的成分使环境恶化
解析　常规能源是有限的，用尽后不可能永续，这是能源短缺；环境恶化是指常规能源燃烧后排出的气体污染空气，使生态平衡被破坏等灾害现象，故只选B、D.
答案　BD
6．关于能源的利用中，下列说法不正确的是(　　)．
A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度
C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应
D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
解析　自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，A项错，C、D对．城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，B对．
答案　A
7．下列说法不正确的是(　　)．
A．根据能的转化和守恒定律，能量不会消失，因此不会出现能源危机
B．相对人类的历史来说，太阳能是取之不尽，用之不竭的
C．节约能源、开发新能源是解决能源危机的有效途径
D．风能是目前能源开发利用中较为理想的清洁能源
解析　能量虽然不会消失，但能量的转化方式有方向性，从而在利用能源时会使能源或能量的品质越来越低，最后不能被我们所利用，故A的说法不正确．
答案　A
8．下列说法中正确的是(　　)．
A．从甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体多
B．只要方法得当，可以制造出“永动机(不消耗能量，但可源源不断地提供能量)”
C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的
D．以上说法均不正确
解析　自发的热传递的条件是必须存在温度差，而不是内能差，甲物体传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体高，故A错误；“永动机”不符合能量守恒定律，故无论什么方法都不会制造出，B错误；关于“能源危机”必须明白几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等；(2)人们在消耗能源时，放出热量，有的转化为内能，有的转化为机械能，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能收集起来再利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的，不可能再生(或短时间内不可再生)．因此，“能源危机”并非说明能量不守恒，C错误．选D.
答案　D
9．(双选)太阳能可以直接利用，下列装置中把太阳能转化成内能的是________，把太阳能转化成电能的是________．
A．硅光电池
B．太阳灶
C．太阳集热器
D．太阳能热电站
答案　BC　AD
10．利用水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量达每秒6
000
m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50
m．若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机输出功率．
解析　本题应根据能量守恒定律求解，水的重力势能减少，其减少量的50%转化成了电能．
取每秒流下的水量研究：m0＝ρV＝6
000×103
kg，
由能量守恒：m0gh×50%＝Pt，t取1
s，h＝50
m，
所以P＝6
000×103×10×50×50%
W＝1.5×109
W.
答案　1.5×109
W
11．太阳能热水器的构造如图4-8-2甲所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，集热管的下方是一块光亮的铝合金板做成的凹凸一定的曲面．试回答下列有关太阳能利用的问题：
图4-8-2
(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部．
(2)如图乙所示，A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________时针方向流动，这是因为________________________
.C是辅助加热器，其作用是________________________________________________________________
解析　(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明管，内有黑色管，使阳光能直射入透明管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板做成的凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内；水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流．
(2)顺时针流动；集热管中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动；在阴天用电加热的方式使水温升高．
答案　见解析
12．我国新疆大阪风能发电场某台风力发电机，当风速为10
m/s时，该装置发电送给电网；当风速小于5
m/s时，该装置成为电动机，要动用电网的电能维持风叶的转动，问：
(1)从能量转移角度看，当风速为10
m/s时，该装置是________能转化________能；当风速过小时，该装置是________能转化为________．
(2)同样风速时，该装置在冬天的发电功率大于夏天，主要原因是________________________________________________________________．
(3)设该装置风叶迎风面积为S，空气密度为ρ，风速为v，该装置发电效率为20%，则它的发电功率P是________．
(4)(双选)关于能源，以下说法中不正确的是
(　　)．
A．风能和石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能
B．柴草燃烧时释放的能量是生物质能
C．核能和地热能来自地球自身
D．波浪能和潮汐能来源于月球引力做功
答案　(1)机械能　电　电　机械能
(2)冬天空气密度大于夏天
(3)0.1ρSv3　(4)BD
13．为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验：取一个横截面积是3×
10－2
m2的不高的圆筒，筒内装水0.6
kg，用来测量射到地面的太阳能．某一天中午在太阳光直射2
min后，水的温度升高了1℃，求：
(1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量：
(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面．由此估算太阳辐射的功率．
解析　(1)圆筒内的水经过2
min照射后，增加的内能为
ΔU＝Q＝cmΔt＝4.2×103×0.6×1
J＝2.5×103
J
每分钟获得的能量为P＝＝＝1.25×103
J/min，圆筒面积S＝3×10－2
m2＝3×102
cm2.
地球每分钟每平方厘米获得的能量
＝＝＝4.2
J/(min·cm2)．
(2)以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)
满足
?
＝?0·43%·60
s/min，
解得
?0＝＝＝
0．163
J/(s·cm2)．
太阳是向四面八方均匀辐射的，上述球面每秒接受到的太阳能即为太阳的辐射功率P0.
上述球面的面积为4πr2，其中r＝1.5×1011
m，
所以，辐射功率P＝4πr2×0.163
J/(s·cm2)≈4.6×1026
W.
答案　(1)4.2
J/(min·cm2)　(2)4.6×1026
W