高中物理粤教版选修3-3作业题 第三章第五六节研究性学习—能源的开发利用与环境保护 Word版含解析

第三章 热力学基础
第五节 能源与可持续发展
第六节研究性学习—能源的开发利用与环境保护
[A级　抓基础]
1．下列情况可引起大气污染的是(　　)
A．太阳能热水器的使用 B．工业废气的排放
C．燃放鞭炮 D．风车在发电
解析：太阳能与风能是清洁能源，不会引起大气污染，A、D不能选，而工业废气及燃放鞭炮都可能会引起大气污染，选B、C.
答案：BC
2.“能源分类的相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是(　　)
A．煤炭、石油、天然气
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、生物质能
D．地热能、海洋能、核能
答案：C
3．下列供热方式最有利于环境保护的是(　　)
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能灶供热
解析：煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分，使得废气中所含粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广．
答案：D
4．煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是(　　)
A．太阳能辐射→化学能→热能
B．太阳能辐射→机械能→电能
C．生物质能→电能→化学能→热能
D．太阳能辐射→机械能→化学能
解析：太阳能辐射转化成了煤、石油、天然气等的化学能，在对这些能源利用的过程中，又把它们的化学能转化成了热能，A正确．
答案：A
5．CO2气体有个“怪脾气”，它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CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．
(1)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
(2)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
解析：大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源，并植树造林，改善环境．
答案：(1)D　(2)B
B级　提能力
6．柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是(　　)
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低．故B正确．
答案：B
7．(多选)煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境．最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”．下列有关说法中正确的是(　　)
A．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化
B．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化
C．该技术实现了煤的清洁利用
D．该技术实现了煤的高效利用
解析：煤粉加压气化制备合成气中既有物理变化，又有化学变化，A正确；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确．
答案：ACD
8．(多选)太阳能、风能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别正确的是(　　)
A．石油、地热能、天然气属于新能源
B．地热能、核能、风能属于新能源
C．石油、天然气、煤属于常规能源
D．太阳能、风能、电能属于一次能源
解析：新能源是指人类发展历史过程中从前未曾使用过，而当今时代被开发利用的能源；常规能源是指一直被人类生产生活所使用的能源．故B、C正确，A错误．一次能源指自然形成未经加工，二次能源是指由一次能源经加工转化而来，如电能，故D项错．
答案：BC
9．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一．下列说法中正确的是(　　)
A．因为能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．不同形式的能量之间可以相互转化
C．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机
D．能量可以被消灭，也可以被创生
解析：自然界的总能量是守恒的，能量既不能被消灭，也不能被创生，但随着能量的耗散，能源可以利用的品质降低了，可利用的能源减少了，所以可发生有能源危机，所以我们要节约能源，故A、C、D错误；不同形式的能量之间可以相互转化，如动能与势能之间可以发生相互转化，故B正确．
答案：B
10．下面是晓阳在题为“能源的开发利用与环境保持”的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，在1 m2地面上1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．水的比热为4.2×103 J/(kg·℃)。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．
晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓阳家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天节约多少电能？
解析：(1)设T为光照时间，
k＝1.0×103 J/(s·m2)，
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J＝8.4×106 J.
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，
因为Q吸＝Q放，
所以T＝＝ s
＝1.4×104 s≈3.9 h.
(2)由Q电＝Q吸＝ηE电得
E电＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h.
答案：(1)3.9 h　(2)2.9 kW·h