上海市大境中学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 课时作业（含解析）

能源利用与环境污染
1．太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量.据估计，每三天太阳向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和.太阳能通过四个渠道被人类利用（转化和储存），这四个渠道是：①被植物、微生物吸收；②使大气和水升腾循环；③被海洋吸收；④被直接利用.你认为以下能源中不是由太阳能转化的是（ ）.
A．煤 B．石油 C．天然气 D．核能
2．太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量.据估计，每三天太阳向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和.太阳能通过四个渠道被人类利用（转化和储存），这四个渠道是：①被植物、微生物吸收；②使大气和水升腾循环；③被海洋吸收；④被直接利用.你认为水力发电属于利用太阳能的哪个渠道？（ ）.
A．被直接利用 B．被植物、微生物吸收
C．被海洋吸收 D．使大气、水升腾循环
3．我国新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的石油资源，石油属于（ ）.
A．可再生能源 B．二次能源 C．常规能源 D．来自地球内部的能量
4．人类使用的普通能源，如煤、石油、天然气，其根本来源是（ ）.
A．太阳能 B．地球本身的能 C．内能 D．机械能
5．光合作用的实质是（ ）.
A．吸收，放出净化空气
B．吸收光能，放出内能
C．把转化为有机物，把光能转化为化学能储存在有机物中
D．把分解为氧，把合成为葡萄糖
6．下列说法正确的是
A．能量耗散的说法与能量守恒定律是互相矛盾的
B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，将势能转化为内能，温度升高
C．彩色液晶显示器利用了液晶的电学性质具有各向异性的特点
D．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力
7．水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面，如图所示，斜面上放一质量为、长的薄板。质量为的滑块（可视为质点）位于薄板的最下端，与之间的动摩擦因数。开始时用外力使、静止在斜面上，某时刻给滑块一个沿斜面向上的初速度，同时撤去外力，已知重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A．在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为
B．从、开始运动到、相对静止的过程所经历的时间为
C．从、开始运动到、相对静止的过程中滑块克服摩擦力所做的功为
D．从、开始运动到、相对静止的过程中因摩擦产生的热量为
8．如图所示，质量m=10kg和M=20kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k=250N/m．现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是
A．M受到的摩擦力保持不变
B．物块m受到的摩擦力对物块m不做功
C．推力做的功等于弹簧增加的弹性势能
D．开始相对滑动时，推力F的大小等于200N
9．下列能源属于不可再生能源的是
A．水能
B．风能
C．太阳能
D．天然气
10．关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是　　
A．凡是能量守恒的过程就一定会发生
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．热传递的过程不存在方向性
D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
11．下列说法中正确的是
A．分子间的距离增大时，引力和斥力都增大
B．分子间的距离增大时，分子势能一定增大
C．由于能量的耗散，虽然能量总量不会减少，但仍需节约能源
D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
12．如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧直到速度为零在小球向上运动的整个过程中，下列说法正确的是　　
A．小球的动能先增大后减小 B．小球的机械能守恒
C．小球离开弹簧时动能最大 D．小球动能最大时弹性势能不为零
13．如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度v0冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是(　　)
A．物体B动能的减少量等于系统损失的机械能
B．物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C．物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和
D．摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量
14．下列说法正确的是______
A．当两个分子间的分子势能增大时，分子间作用力一定减小
B．人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能
C．油膜法测定油酸分子直径时，用一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积就可以得到油酸分子的直径
D．固体发生形变时产生的弹力，本质上是固体大量分子间作用力的宏观表现
E.液体能够流动而固体不能，说明液体分子间作用力小于固体分子间作用力
15．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．D
【解析】
煤、石油、天然气均属于石化能源，来源于太阳能，核能不是来自太阳能，而是来自原子核。
A. 煤与分析不符，故A错误。
B. 石油与分析不符，故B错误。
C. 天然气与分析不符，故C错误。
D. 核能与分析相符，故D正确。
2．D
【解析】
水力发电属于利用太阳能的渠道为：使大气、水升腾循环。
A. 被直接利用与分析不符，故A错误。
B. 被植物、微生物吸收与分析不符，故B错误。
C. 被海洋吸收与分析不符，故C错误。
D. 使大气、水升腾循环与分析相符，故D正确。
3．C
【解析】
我国新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的石油资源，石油属于常规能源。
A. 可再生能源与分析不符，故A错误。
B. 二次能源与分析不符，故B错误。
C. 常规能源与分析相符，故C正确。
D. 来自地球内部的能量与分析不符，故D错误。
4．A
【解析】
远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用，将太阳能转化为生物质能，它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂，多年之后形成化石能源；如煤、石油、天然气，其根本来源是太阳能。
A. 太阳能与分析相符，故A正确。
B. 地球本身的能与分析不符，故B错误。
C. 内能与分析不符，故C错误。
D. 机械能与分析不符，故D错误。
5．C
【解析】
光合作用的实质是把转化为有机物，把光能转化为化学能储存在有机物中。
A. 吸收，放出净化空气与分析不符，故A错误。
B. 吸收光能，放出内能与分析不符，故B错误。
C. 把转化为有机物，把光能转化为化学能储存在有机物中与分析相符，故C正确。
D. 把分解为氧，把合成为葡萄糖与分析不符，故D错误。
6．D
【解析】
【分析】
能量的耗散只是能量的品质降低，并不违背能量守恒定律；根据热力学第一定律理解问题；液晶具有光学各向异性；熟悉表面张力形成的原因。
【详解】
A．能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，所以能量耗散与能量守恒不矛盾，故A错误；
B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，而热传递很小，则根据热力学第一定律得知：轮胎内气体内能突然减小，温度降低。故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C错误；
D．由表面张力形成的原因可知，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间的相互作用表现为引力，故D正确；
【点睛】
解答此题需要知道热力学第一定律、能量守恒定律、液晶的各向异性以及分子表面张力形成的原因等知识点，属于概念类题目。
7．D
【解析】
【详解】
A.由题中条件可知，当滑块向上运动时，薄板将沿斜面向下运动，由受力分析和牛顿第二定律可知，对薄板，则有，薄板的加速度，方向沿斜面向下；对滑块，则有，则滑块的加速度，方向沿斜面向下，故在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为，故选项A错误；
B.开始运动时，滑块向上做匀减速直线运动，减速到零所需要的时间，此时薄板的速度大小为，然后二者均向下运动，且二者的加速度不变，最后速度相同，则有，代入数据可解得，共同速度为，、从开始运动到速度相同所用时间为，故选项B错误；
C.沿斜面向上运动的位移，此过程中向下运动的位移，球沿斜面向下运动到两者速度相同时，下滑的位移，此过程中，向下运动的位移，故整个过程中摩擦力对滑块所做的功，即滑块克服摩擦力所做的功为，故选项C正确；
D.整个过程中因摩擦产生的热量为，故选项D正确。
8．C
【解析】
试题分析：对m进行受力分析，水平方向受向右的弹簧的弹力和向左的静摩擦力．由于弹簧在缩短，所以弹力越来越大，由于缓慢地向墙壁移动，也就可以看成平衡状态，所以M对m的摩擦力也在增大，所以M受到的摩擦力在增大，故A错误．物块m受到的摩擦力方向向左，m向左运动，所以摩擦力做正功，故B错误．把m和M看成整体进行受力分析，水平方向受向右的弹簧弹力和向左的推力，当移动40cm时，两物块间开始相对滑动，根据胡克定律得F=kx=100N，
对整体研究，根据动能定理得WF+W弹=△Ek=0，弹簧弹力做功量度弹性势能的变化，WF=-W弹=△Ep，所以推力做的功等于弹簧增加的弹性势能，故C正确，D错误．故本题选C．
考点：受力分析，功能关系，功的计算．
9．D
【解析】
【详解】
A. 水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项A错误；
B. 风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项B错误；
C. 太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项C错误；
D. 天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，选项D正确。
10．B
【解析】
【详解】
能量守恒的过程在传递能量的时候也需要考虑能量传递的方向性，因此不一定发生，A错误；
摩擦生热的过程是不可逆的．例如钻木取火，不能用火得到木头．符合题意．热传递是有方向性的，B正确
热量从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分．C错误；
由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机．D错误
11．C
【解析】
【详解】
A．分子间的距离增大时，引力和斥力都减小，选项A错误；
B．若分子力表现为斥力时，当分子间的距离增大时，分子力做正功，则分子势能减小；若分子力表现为引力时，当分子间的距离增大时，分子力做负功，则分子势能增大；选项B错误；
C．由于能量的耗散，虽然能量总量不会减少，但仍需节约能源，选项C正确；
D．液体中的扩散现象是由于液体分子做无规则运动造成的，选项D错误．
12．AD
【解析】
【分析】
撤去力F后，小球先在重力和弹簧弹力作用下向上做加速运动，在弹力和重力相等时，速度最大，然后重力和弹簧弹力的合力向下，向上做减速运动，离开弹簧后，仅受重力做竖直上抛运动。
【详解】
撤去外力刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，后来弹力小于重力，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，故A正确；小球上升的过程中弹簧的弹力做功，小球的机械能增大故B错误；由A分析可知，小球先做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，，速度最大，动能最大，此后弹力小于重力，小球做加速度增大的减速运动，直到弹簧恢复原长时，小球飞离弹簧，故小球在离开弹簧时动能不是最大，小球动能最大时弹性势能不为零，故C错误，D正确。所以AD正确，BC错误。
【点睛】
解决本题的关键会通过物体的受力判断物体的运动，知道弹力和重力相等时，速度最大．理解好机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功，但是有弹力做功时是物体与弹簧组成的系统机械能守恒，单对物体或弹簧来说，机械能不守恒。
13．CD
【解析】
【详解】
A. 物体以水平速度冲上木板后，由于摩擦力作用，减速运动，木板A加速运动，根据能量守恒定律，物体动能的减少量等于木板A增加的动能和产生的热量之和，故A错误；
B. 根据动能定理，物体克服摩擦力做的功等于物体损失的动能，故B错误；
C. 由能量守恒定律可知，物体损失的机械能等于木板获得的动能与系统损失的机械能之和，故C正确；
D. 摩擦力对物体做的功等于物体动能的减少量，摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力对物体做的功和对木板做的功的总和等于系统内能的增加量，故D正确。
14．BDE
【解析】
【分析】
【详解】
A．分子势能与分子力的大小无关，当两个分子间的分子势能增大时，分子间作用力可能减小，也可能增大．故A错误；
B．人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．所以可利用的能源会逐渐减小，故B正确；
C．油膜法测定油酸分子直径时，是用一滴纯油酸的体积除以油膜的面积得到油酸分子的直径，故C错误；
D．分子间距离发生变化时，固体体积发生变化，物体发生形变，因此固体发生形变时产生的弹力，本质上是固体大量分子间作用力的宏观表现，故D正确；
E．液体能够流动而固体不能，是由于液体能够流动而固体不能，故E正确。
故选BDE。
15．1.47×105t
【解析】
【分析】
【详解】
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。