上海市北虹高中2019-2020学年高中物理沪科版选修3-3：5.1能源利用与环境污染 同步练习（含解析）

能源利用与环境污染
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．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
3．下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是（ ）.
A．所有能量守恒的过程都能自发地发生
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机
4．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
5．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
6．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
7．下列说法正确的（　　）
A．晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变
B．给篮球打气时越来越费劲，说明分子间存在斥力作用
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．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力
E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢
8．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
9．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
10．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
11．月球和太阳对地球的引力形成了一种能源，叫做____________能．该能源属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
12．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：_____________________________.
13．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________．
14．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.
15．21世纪，科学家将在地球赤道上空高的静止轨道上建造太阳能发电站.站上装有巨型光能收集器，由太阳能电池把光能转换成电能，再经微波发生器转换成微波能，借助相控阵发射天线把微波能定向发回地面接收站，最后变为电能，供人类享用.你认为空间太阳能发电站与地面同类电站比较，具有哪些优势？
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．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．
3．B
【解析】
【详解】
A. 并非所有能量守恒的过程都能自发的进行，如没有在引起其它变化的情况下，热量不能自发地从低温向高温传递，故A错误；
B. 根据热力学第二定律可知，摩擦生热的过程是不可逆过程，故B正确；
C. 能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故C错误。
D. 能的转化过程虽然符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此会发生能源危机，故D错误。
4．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。
5．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。
6．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。.
7．ADE
【解析】
A. 晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变，故A正确；
B. 给篮球打气时越来越费劲，这是气体压强作用的缘故，与分子间的作用力无关，故B错误；
C. 能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界中可利用的能源不断减少，故C错误；
D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力，故D正确；
E. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢，故E正确。
故选ADE。
8．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。
9．BCD
【解析】
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。
10．BCE
【解析】
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。
11．潮汐 可再生
【解析】
[1]由于地球和月球引力形成的能源是潮汐能；
[2]潮汐能属于可再生能源。
12．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
13．一次能源 非再生能源
【解析】
按基本形态分类，能源通常可分为一次能源和二次能源．太阳能属于一次能源．按再生性分类，能源分为再生能源和非再生能源．天然气属于非再生能源.
14．（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
15．可从接受的太阳能辐射的角度考虑，外太空无此损失；也可从太空中不占用地面空间考虑；此外，太空能输送电能范围很广，运费也低，这些都是地面站不可比拟的
【解析】
【详解】
可从接受的太阳能辐射的角度考虑，外太空无此损失；也可从太空中不占用地面空间考虑；此外，太空能输送电能范围很广，运费也低，这些都是地面站不可比拟的