怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-3：能源与可持续发展 单元测试（含解析）

能源与可持续发展
1．下述做法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、风能和氢能等干净能源替代化石能源
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
2．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是（　　）
A．因为能量守恒，所以不要节约能源
B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用
C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造
3．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是
A．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态
B．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能
C．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线
D．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力
4．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为（　　）
A． B． C． D．
5．作为新型燃料，从环保的角度来看，氢气具有的突出特点是（　　）
A．氢气存在自然界里 B．氢气轻且便于携带
C．氢气燃烧污染较小 D．氢气燃烧发热量高
6．最有利于环境保护的供热方式是（　　）
A．用煤做燃料供热 B．用太阳能供热
C．用石油做燃料供热 D．用天然气和煤气做燃料供热
7．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
8．下列说法正确的是______
A．达到热平衡的两物体的内能一定相等
B．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
C．能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少
D．熵增加原理说明--切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行
E.第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律
9．关于热力学定律，下列说法中错误的是 。
A．对物体持续降温冷却后可以把它的温度降为绝对零度
B．三个系统a、b、c，若a与b内能相等，b与c内能相等，则根据热平衡定律a与c接触时一定不会发生热交换
C．热量可以从低温物体传递到高温物体
D．自然界的能量是守恒的，所以我们可以不必节约能源
E.一定量的理想气体经过绝热压缩其内能一定增大
10．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）稳压装置和燃烧器三部分组成。当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出米，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧，以下说法中正确的是（　　）
A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量不可能被回收再利用
D．若将两个丙烷气体分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大、后变小再变大
11．下列说法正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体传递到高温物体
B．科技的进步可以使内燃机成为第二类永动机
C．能源危机是指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少
D．功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功
E.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律
12．以下说法正确的是________。
A．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间的引力和斥力都为零
B．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能不一定越来越大
C．科技再发达，也不可能利用高科技手段将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
D．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度降低
E.气体能够充满整个容器，说明气体分子间的斥力很大
13．下列说法中正确的是（ ）
A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B．对气体做功，不一定会使该气体的内能增加
C．相对湿度等于空气中水蒸气的分压与该温度下水的饱和汽压的比值
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.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
14．太阳向外辐射能量的功率为，而到达地球表面的仅占220亿分之一，则每年辐射到地球表面的太阳能（一年按365天计算）为_____J；若每千克标准煤燃烧时产生的热量为，如果把辐射到地面上的太阳能的1%利用起来，每年能节约_____t标准煤.
15．许多居民都在自家的楼顶上安装了太阳能热水器.该热水器的聚热面积约为，若每天接受太阳直射的时间为4h，设太阳单位时间垂直辐射到地面单位面积的能量为.太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使200kg的水温度升至多少？（设水温的初始值为20℃）
16．太阳与地球的距离为，太阳光以平行光束入射到地面.地球表面的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量约为.设水面对太阳的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%能量重新辐射出去.太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温常压下蒸发1kg水需要的能量），而后凝结成雨滴降落到地面.
（1）估算整个地球表面的年平均降雨量（以mm表示，球面积为）.
（2）太阳辐射到地球的能量中只有50%到达地面，所以一年中太阳辐射到地球表面水面部分的总能量不能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由.
参考答案
1．B
【解析】
A．以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；
B．利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），故B正确；
C．汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，故C错误；
D．使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
A．能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。虽然总能量没有减小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；
B．自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；
C．新能源是可以循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正确；
D．人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于太阳，符合能量守恒定律，故D错误。
故选C。
3．D
【解析】
A. 甲图中火箭点火后加速上升时，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
B. 乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能，但并不能全部转化成内能，存在一定的能量损耗，故B错误；
C. 丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力与重力等大反向，故竖直向上，故C错误；
D. 丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力为相互作用，故是一对作用力和反作用力，故D正确。
4．C
【解析】
ABCD．风能转变为电能，由能量守恒定律得
其中
联立解得
ABD错误C正确。
故选C。
5．C
【解析】
ABCD．氢气燃烧生成物是水，所以对环境污染较小，ABD 错误C正确。
故选C。
6．B
【解析】
A．煤做燃料供热会释放二氧化碳，产生温室效应，且会产生二氧化硫，不利于环境保护，选项A错误；
B．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，选项B正确；
C．石油做燃料释放氮氧化物和二氧化硫，可形成酸雨，不利于环境保护，选项C错误；
D．天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护，选项D错误。
故选B。
7．A
【解析】
太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，在用于其它途径，过程中能量是守恒的，没有消失，太阳能的利用，只能说明能是可以转换的，BCD错误，A正确；
故选A。
点评：利用太阳能工作的设备，能量的转化都是先将太阳能转化为电能在加以利用的．
8．BDE
【解析】
A．达到热平衡的两物体的温度相同，内能不一定相等，故A错误；
B．内能从温度高的物体传向温度低的物体，内能小的物体温度可能高，内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体，不一定从内能大的物体传向内能小的物体，故B正确；
C．对能源的过度消耗将形成能源危机，但自然界的总能量守恒，故C错误；
D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故D正确；
E．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，故E正确。
故选BDE。
9．ABD
【解析】
A．绝对零度是不可能达到的，故A错误；
B．热平衡状态即为两物体的温度相同，但两物体内能相同时，温度不一定相同，故B错误；
C．热量可以从低温物体传递到高温物体，例如电冰箱，但需要消耗电能，故C正确；
D．自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源，故D错误；
E．一定质量的理想气体经过绝热压缩，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体的内能增大，故E正确。
本题选错误的，故选ABD。
10．AD
【解析】
A．燃气由液态变为气态的过程中体积增大对外做功，故A正确；
B．燃气由液态变为气态的过程中吸收热量而温度不变，吸收的热量转化为分子势能，所以分子势能增大，故B错误；
C．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能，能量耗散了，很难再被利用，但消耗其他能量也可以被回收利用，故C错误；
D．两个丙烷气体分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力从无到有，先变大。当r＞r0时，表现为引力，随分子间距的减小而增大，当r＜r0时，表现为斥力，随分子间距的减小而增大。由以上分析可知D正确。
故选AD。.
11．ADE
【解析】
A．热量可以从低温物体传递到高温物体，如电冰箱致冷时可以使热量从低温物体向高温物体传递，故A正确；
B．由热力学第二定律知第二类永动机永远不可能制成，故B错误；
C．做功的过程是能量转化的过程，尽管总的能量守恒，但是有些能量不太好利用，造成能量危机，故C错误；
D．功可以全部转化为热量，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，故D正确；
E．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，故E正确。
故选ADE。
12．BCD
【解析】
【详解】
A．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子间作用力表现为零，A错误；
B．物体内分子的平均动能仅由温度决定，与物体运动的快慢无关，B正确；
C．能量转化具有方向性，因此不可能将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化，C正确；
D．轮胎爆裂的一瞬间，气体膨胀对外做功，来不及发生热交换，因此气体的内能减少，温度降低，D正确；
E．气体分子间距离很大，几乎没有相互作用力，分子散开是分子无规则运动的结果，E错误．
故选BCD。
13．BCE
【解析】
【详解】
A. 液晶具有各向异性，分子的空间排列是不稳定的，故A错误；
B. 对气体做功，不一定会使该气体的内能增加，因为气体可能会同时传热给另外的物体，故B正确；
C. 根据相对湿度得定义，相对湿度等于空气中水蒸气的分压与该温度下水的饱和汽压的比值，故C正确；
D. 自然界的能量是守恒的，即总的能量是不变的，能源危机的含义是对能源的过度消耗使得可再利用的能源越来越少，故D错误；
E. 扩散现象可以发生在固体之间，升高温度可加快扩散速度，故E正确。
故选BCE。
14．
【解析】
【详解】
[1]太阳向外辐射能量的功率为，而到达地球表面的仅占220亿分之一，则每年辐射到地球表面的太阳能：
[2]若每千克标准煤燃烧时产生的热量为，如果把辐射到地面上的太阳能的1%利用起来，每年能节约煤的质量
15．56℃
【解析】
【详解】
热水器中水每天吸收的热量：
据可得，
即水温可升至56℃．
16．（1） （2）大气层吸收；大气层散射、反射；云层遮挡
【解析】
【详解】
(1) 设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W，
W=1.87×1024J
凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m
使地球表面覆盖一层水的厚度为h
解得：
h=1.0×103mm
(2) 大气层吸收；大气层散射、反射；云层遮挡