四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：能源与可持续发展 章末综合复习题（含解析）

2019-2020学年教科版选修3-3
能源与可持续发展单元测试题（含解析)
1．下列说法中不正确的是
（　　）
A．利用放大1000倍的高倍光学显微镜，可以观察到分子的无规则运动．
B．有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态
C．对于煤炭、石油等化石能源要节约使用，提高其利用率，并避免使用过程中对环境造成影响．
D．一定质量的理想气体气体温度升高，体积增大，压强不变，则气体分子在单位时间撞击容器壁单位面积的次数一定减少．
2．下列说法正确的是（?
）
A．一个长方体铜板三个对面间电阻不同，说明铜具有导电性能各向异性
B．半导体元件的制作可通过高温扩散的方法在单晶硅中掺入其它元素
C．当液晶处于电场中时，光学性质不会发生变化
D．生物质能是新能源，沼气作为燃料不会加剧温室效应
3．下列说法正确的是（
）
A．温度是分子平均动能的宏观标志，所以两个物体只要温度相等，那么它们分子的平均速率就相等
B．热力学第二定律可描述为：“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
C．在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机
D．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
4．我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔．下列关于地热能说法正确的是(　　)
A．可以用于洗浴、发电以及供暖等方面
B．与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源
C．主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量
D．与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉
E.
地热能不是一次能源，也不是新能源
5．下述做法不能改善空气质量的是(　　)
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
E.大量使用核能发电、风力发电和水力发电
6．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是(　　)
A．机械能守恒
B．机械能在减少
C．总能量守恒
D．只有动能和重力势能的相互转化
E.
减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
7．根据热力学定律，下列说法中正确的是(　　)
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
E.虽然能源不断消耗，但总能量保持不变，只不过能用的能量不断减少
8．如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体(　　)
A．内能增加
B．对外做功
C．压强增大
D．分子间的引力和斥力都增大
E.分子间除碰撞力外无斥力和引力
9．下列说法正确的是(　　)
A．给农作物松土，是破坏土壤的毛细管从而保存土壤中的水份
B．空气相对湿度越大，空气中的水分子含量就越高
C．第二类永动机不能做成，是因为其违背了能量守恒
D．在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行
E.电能、焦炭、蒸汽属于二次能源
F.一个物体的内能增大，它的温度一定升高
10．日常生活中应节约能源，下列符合节能做法的是（
）
A．白天长时间开着走廊电灯
B．白天尽量利用自然光
C．夏季家庭空调长时间设置在18°C
D．电脑长时间不用时关机
11．(12分)如图所示的p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，吸收热量410
J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200
J，求：
(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？
12．如果每人年节约用电1千瓦时，那么，全国按12亿人口计算节约用电相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量？（标准煤热值为2.93×107J/kg）
参考答案
1．A
【解析】
A项：分子直径的数量级是10-10m，利用放大1000倍的高倍光学显微镜是看不到的，故A错误；
B项：当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故B正确；
C项：煤炭、石油在利用时，会产生二氧化碳、灰尘等有害物质，为避免对环境的危害，必须提高利用率，故C正确；
D项：气体压强的微观解释可知，压强取决于单位时间撞击容器壁单位面积的次数（体积）和分子的无规则运动程度即分子的平均动能（温度），所以体积增大，压强不变时，气体分子在单位时间撞击容器壁单位面积的次数一定减少，故D正确．
点晴：明确分子直径的数量级和压强的微观解释是解题的关键，从环保的角度分析能源的利用．
2．B
【解析】
由电阻定律即可说明一个长方体铜板三个对面间电阻不同；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素来制作元件；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性；沼气作为生物质能是新能源，在燃料时同样放出二氧化碳．
【详解】
根据电阻定律可知，一个长方体铜板三个对面间电阻不同，是由于铜的电阻率不变，长方体的各边的长度以及相应的横截面积不同的原因，A错误；半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素来制作元件，B正确；液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，当液晶处于电场中时，光学性质会发生变化，C错误；沼气作为生物质能是新能源，在燃料时同样放出二氧化碳，会加剧温室效应，D错误．
3．D
【解析】温度是分子平均动能的宏观标志，所以两个物体只要温度相等，那么它们分子的平均动能就相等，但是由于分子质量不同，分子的平均速率不同，选项A错误；热力学第二定律可描述为：“不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他的变化”，选项B错误；在自然界能的总量是守恒的，但是能源利用之后，短期不能再生，或被重复利用，故肆意浪费能源必然造成能源危机，故C错误．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项D正确；故选D.
4．ACD
【解析】
A、地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面，A正确；
B、地热能是来自地球内部的能量，不属于化石能源，B错误；
C、地热能是地球内部放射性元素衰变释放的热能，是一次能源也是新能源，C正确、E错误；D、地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽，这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成温泉等，D正确。
故选：ACD。
5．ACD
【解析】
以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多；限制使用电动车对改善空气质量无影响；太阳能、核能、风能和氢能等属于清洁能源，可以减少污染物排放．
故选ACD．
6．BCE
【解析】
自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，减少的机械能通过克服阻力做功转化为内能，但总能量不变，故BCE选项正确、AD错误。
故选：BCE。
7．ABE
【解析】
热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项A正确；第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项B正确，选项C错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项D错误，E正确．
故选ABE．
8．ABE
【解析】
因汽缸导热良好，故环境温度升高时封闭气体温度亦升高，而一定质量的理想气体的内能只与温度有关，故封闭气体的内能增大，A正确；由盖吕萨克定律＝恒量，可知气体体积膨胀，对外做功，B正确；因汽缸内壁光滑，由活塞受力平衡有p0S＋mg＝pS，即缸内气体的压强p＝p0＋不变，C错误；理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力，故D错误，E正确．
故选ABE．
9．ADE
【解析】
A．给农作物松土壤为了破坏土壤中的毛细管，防止水分快速蒸发，选项A正确；
B．相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压；但空气中的水分子含量不一定高，选项B错误；
C．第二类永动机不能做成，是因为其违背了热力学第二定律，它是遵循能量守恒定律的，选项C错误；
D．由热力学第二定律可知，在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行；选项D正确；
E．二次能源是一次能源经过加工或转换得到的能源，如煤气、焦碳、汽油、煤油、电力、蒸汽、热水、氢能等，选项E正确。
F．一个物体的内能增大可能是分子势能增大，也可能是分子动能增大，其温度不一定升高，选项F错误。
故选ADE。
【点睛】
本题考查热学中较多的知识点，但大多数属于识记内容，要求重点掌握的是热力学第一定律和热力学第二定律，并会用它们来解释生活中所遇到的基本现象，同时要关注能源方面的相关问题。
10．BD
【解析】
白天应关掉电灯，有窗户的地方，拉开窗帘，利用自然光照明，电视机，电脑等用电器长时间不用时应关机，不要待机，都能节约能源；故本题选BD
11．（1）内能增加130
J
（2）放出热量330
J
【解析】试题分析：(1)ACB过程中W1＝－280
J，Q1＝410
J
（2分）
由热力学第一定律得UB－UA＝W1＋Q1＝130
J
（2分）
故ACB过程气体的内能增加了130
J
（1分）
(2)因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，
BDA过程中气体内能的变化量UA－UB＝－130J
（2分）
由题意知W2＝200
J
（1分）
由热力学第一定律得UA－UB＝W2＋Q2（2分）
代入数值解得Q2＝－330
J
（1分）
即BDA过程中气体放出热量330
J
（1分）
考点：本题考查热力学第一定律、热力学第二定律。
12．1.47×105t
【解析】
1KW?h=1×103W×3600s=3.6×106J
全国12亿人每年共节约电能：
W=3.6×106J×1.2×109=4.32×1015J
由：
得：
≈1.47×108kg=1.47×105t。