四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：能源与可持续发展 单元测试题（含解析）

能源与可持续发展
单元测试题
1．低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球．下列关于能源与能量理解正确的是(
)
A．能量是守恒，没有必要提倡节约能源
B．能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失
C．自然界中石油、煤炭等能源取之不尽，用之不竭，只需不断开发
D．人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源
2．下列能源中属于常规能源的是（　　）
A．石油
B．地热能
C．太阳能
D．核能
3．如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来．上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（
）
A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加
B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热
C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动
D．小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热
CO2气体几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。
4．这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为（　　）
A．光热效应
B．光电效应
C．光气效应
D．温室效应
5．导致大气中CO2浓度增加的主要原因是（　　）
A．大量植物和生物物种灭绝
B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧
C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多
D．自然因素破坏了地球环境生态平衡
6．为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有（　　）
A．禁止使用煤、石油和天然气
B．开发使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
7．如图中用三个圆圈分别表示自然资源、能源和矿产资源。图中若两圆相交，表示两个概念有重叠的地方；两圆相离，表示它们互不相干；一个圆内部有另一个圆，表示一个概念包括了另一概念。图中的A、B、C、D能正确表示三者关系的是（　　）
A．A
B．B
C．C
D．D
8．以下说法正确的是
A．煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气
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
9．关于能源的开发和节约，你认为以下观点正确的是(　　)
A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现
C．能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响
D．和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径
10．下列说法正确的是___________
A．1kg的0的冰比1kg的0的水的内能小些
B．在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机
C．热力学第一定律也可表述为“第一类永动机不可能制成”
D．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”
E.质量相同且温度也相同的两种不同气体（不计分子间的作用力），其内能不一定相同
11．关于现代科技在生产、生活中的应用，下列说法正确的是________
A．潮湿的房间内，开启空调制热，可降低空气的绝对湿度
B．普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内
C．石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂
D．天然气是一种洁净环保的能源，相比于传统化石燃料不会产生地球温室效应
12．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后．进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是(　　)
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
E.叶片在热水中吸收的热量一定大于水和转轮获得动能
13．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5
μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是(　　)
A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动
C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E.PM2.5必然有内能
14．下列说法正确的是（　　）
A．两个邻近分子间的距离在（分子引力与分子斥力平衡时的分子间距）时，因为分子间的作用力为0，所以两个分子组成的系统分子势能也为0
B．新能源的形式很多，太阳能、风能、水能、生物质能、天然气、核能都属于新能源
C．一定质量的理想气体，当分子的平均动能增大时，其压强可能不变
D．一定质量的理想气体，当压强和体积不变时，内能也一定不变
E.一定质量的理想气体，如果发生了等压升温的状态变化，那么分子的密集度一定减小
15．火力发电,利用燃烧____等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.
16．说明下列能源利用方式中的能量转化过程：
（1）水力发电：_____________________________.
（2）电动水泵抽水：_____________________________.
（3）柴油机车牵引列车前进：_____________________________.
（4）火箭发射人造卫星：_____________________________.
参考答案
1．D
【解析】
A、在能源的利用过程中,虽然能量在数量上并未减少,但可利用率越来越小,故仍需节约能源.故A错误.
B、能量耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小，但总量不会减小，故B错误；
C、自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故C错误；
D、太阳能、风能是可再生能源,人类应多开发与利用,故D正确
故选D
点睛：能量的转化是有方向性的,故即使能量符合守恒定律,某些能量也是在短期内无法再生的;太阳能不但丰富而且无污染,如现在的太阳能电池就是将太阳能转化为电能的装置;煤、石油和天然气是目前使用的主要能源;
2．A
【解析】
常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源，故石油是常规能源；太阳能和地热能、核能还没有大规模使用，是新能源；故A正确，BCD错误；
故选A。
【点睛】
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、水力，是促进社会进步和文明的主要能源。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。
3．D
【解析】
试题分析：由功能关系知拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加及系统产生的内能，选项A错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加，选项B错误；离开薄纸板前小木块一定一直在做匀加速运动，选项C错误；对于系统，系统的摩擦生热Q=fL1，对于小木块，fL2=ΔEk，可能L2＜L1，故ΔEk＜Q，选项D正确。
考点：本题考查了功能关系。
4．D
5．B
6．DB
【解析】
4．大气中CO2等气体的含量过高，会引起全球气候变暖，这种现象称为温室效应D正确，ABC错误；
故选D。
5．二氧化碳被称为温室气体，现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气，以及机动车的尾气等，加剧了温室效应。同时人类对自然资源不合理的开发和利用，如滥砍乱伐，破坏植等，使得植物进行光合作用消耗二氧化碳的能力降低，这些是导致二氧化碳浓度增高的主要原因。B正确，ACD错误。
故选B。
6．大气中二氧化碳含量继续增加，主要是因为人类大量使用化石燃料所致，因此要想扼制温室效应的进一步发展，我们可以采取的措施有减少化石燃料的使用，公民要养成低碳生活习惯，大力植树造林，开发利用无污染的新能源。故答案为减少化石燃料的理用、植树造林，BD正确，AC错误。
故选BD。
7．C
【解析】
自然资源是指能从自然界中直接获得的各种物质资源，包括一次能源和一些非能源的自然资源。矿产资源是指通过采矿而获得的各种资源，包括化石能源和一些非能源的矿产，矿产资源完全属于自然资源。能源是指能够提供能量的物质资源，自然资源中的流水、风都是能源，矿产资源中的煤、石油、天然气、铀等都是能源，但有的能源既不是矿产资源，也不是自然资源，如电能、汽油、柴油等等，C正确，ABD错误。
故选C。
8．C
【解析】
煤、石油、天然气等是动植物转化成的，燃烧时放出二氧化碳，A错；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错．
9．ACD
【解析】
能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为，选项A正确；能量都转化为不能利用或不易利用的能源，所以这样会减少可利用资源的数量，因此应该节约能源，所以B是错误．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，所以C是正确的．和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径，选项D正确；故选ACD.
【点睛】
可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源．化石能源是指煤、石油、天然气等资源；同时我们要注意节约能源，充分利用可再生能源．
10．ACE
【解析】
A．冰在熔解成水的时候需要吸收热量，所以1kg的0的冰比1kg的0的水的内能小些，故A正确；
B．在自然界能的总量是守恒的，但由于能量耗散，散失到周围空间的内能无法再收集重新利用，能源的利用品质降低，所以存在能源危机，故B错误；
C．热力学第一定律也可表述为“第一类永动机不可能制成”，故C正确；
D．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产生其它影响”，故D错误；
E．质量相同且温度也相同的两种不同气体（不计分子间的作用力），由于两种气体的摩尔质量不一定相同，所以质量相同的气体的分子数不一定相同，其内能不一定相同，E正确。
故选ACE。
11．BC
【解析】
A．空气的绝对湿度是用空气中水蒸气的压强表示的，对房间内气体加热，不会减少空气中的水蒸气，故空气的绝对湿度不会降低，故A错误；
B．普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内，故B正确；
C．石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂，故C正确；
D．天然气燃烧同样产生二氧化碳，也会产生温室效应，故D错误。
故BC正确。
12．BDE
【解析】
根据能量守恒定律形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中．
A、转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功．故A错误．B、要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮自己提供．故B正确．C、转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故C错误．D、E、根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量．故D正确．故选BDE．
【点睛】考纲对3-3要求较低，故题目比较简单，所以只要加强对基本概念的理解然后做些基础题即可．
13．BDE
【解析】
A．PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，选项A错误；
B．PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，选项B正确；
C．PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，选项C错误；
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，选项D正确；
E．PM2.5必然有内能，选项E正确。
故选BDE。
14．CDE
【解析】
A．如图所示
关系图像与关系图像对比可知时，最小为负值，的位置在处，故A错误；
B．新能源是指传统能源之外的各种能源形式，具有污染小，储量大的特点，包括各种可再生能源和核能，但是天然气是不可再生的化石能源，正面临能源的枯竭问题，所以新能源不包括天然气，故B错误；
C．温度是物体分子平均动能的标志，一定质量的理想气体，当分子的平均动能增大，温度一定升高，根据理想气体的状态方程，气体的温度升高时，体积可能膨胀，气体可以发生等压变化，因此压强可能不变，故C正确；
D．一定质量的理想气体，满足理想气体状态方程，当气体的压强和体积不变时，其温度也不变，温度是物体分子平均动能的标志，当温度不变时，平均动能不变，分子个数是确定的，因此一定质量的理想气体总动能也不变，又因为理想气体不考虑分子力，不存在分子势能，理想气体的内能等于气体分子的总动能，所以内能也定不变，故D正确；
E．一定质量的理想气体，当温度升高时，分子平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集度减小，才能保持压强不变，故E正确。
故选CDE。
15．天然气、石油和煤
【解析】火力发电,利用燃烧天然气、石油和煤等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.
16．机械能→电能
电能→机械能
化学能→内能→机械能
化学能→内能→机械能
【解析】
(1)[1]
水力发电中的能量转化过程：机械能→电能
(2)[2]
电动水泵抽水的能量转化过程：电能→机械能
(3)[3]
柴油机车牵引列车前进的能量转化过程：化学能→内能→机械能
(4)[4]
火箭发射人造卫星的能量转化过程：化学能→内能→机械能