12.4能源与可持续发展 课时作业 word版含答案

2021年高中物理人教版（新教材）必修第三册第十二章4　能源与可持续发展
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的理解正确的是(　　)
A．能量是守恒的，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、潮汐能等可再生的新能源
2．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．能量只是以势能和动能两种形式存在
B．能量只是存在于具有一定高度或运动状态的物体中
C．任何物质均具有能量
D．能量存在形式多种多样，且不同形式之间可以相互转化，并且转化过程中总能量是守恒的
3．(多选)下面关于能源的说法正确的是(　　)
A．一切能源是取之不尽、用之不竭的
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大
4．(多选)下列能源中，哪些属于不污染环境的新能源(　　)
A．太阳能
B．天然气
C．风能
D．沼气
5．节约能源的主要措施是(　　)
A．大力开发新能源
B．大量利用太阳能、地热能
C．大量利用风能、水能
D．采用新技术、新设备，更新改造落后的技术设备
6利用下列能源，可以减少污染环境的气体排放的是(　　)
A．太阳能
B．煤炭
C．石油
D．天然气
7(多选)煤炭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．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
8．(多选)下列做法中，能提高能源利用效率的是(　　)
A．采用联合热电技术为居民小区供热
B．禁止使用煤炭资源
C．将煤制成煤浆
D．关闭火力发电厂
9．抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104
kW·h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为(　　)
A．2.2×104
kW·h
B．2.8×104
kW·h
C．3.5×104
kW·h
D．5×104
kW·h
10．某地的平均风速为5
m/s，已知空气密度是1.2
kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12
m的圆面，如果这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
11．四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，四川省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20
m进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380
V，此时输入电动机的电功率为19
kW，电动机的内阻为0.4
Ω.已知水的密度为1×103
kg/m3，重力加速度取10
m/s2，求：
(1)电动机内阻消耗的热功率；
(2)将蓄水池蓄入864
m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．
参考答案及解析
1.答案：D
解析：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；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；自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物的遗体在地层中经过一系列生物化学变化而生成的，在短时间内不能再生，是不可再生能源，故C错误；风能、太阳能、潮汐能是可再生能源，人类应多开发与利用，故D正确．
2.答案：CD
3.答案：BC
解析：尽管能量守恒，但耗散的内能很难重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，A错误，B正确；常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大，C正确，D错误．
4.答案：AC
解析：目前，人类应用较多的能源是煤炭、石油、天然气等常规能源，正在大力发展的新能源有核能、太阳能、风能、沼气等．太阳能和风能都是无污染的能源，故选A、C.
5.答案：D
解析：在能源的利用中，虽然能量守恒，但可以有效利用的能量只占其中一部分，另外的一部分未被利用而散失了．因此，提高能源的利用率，节约能源是一个关系国民经济发展的重大问题，而提高能源利用率，节约能源，离不开科学技术的进步．采用新技术、新设备，更新落后的技术设备是节能的主要措施，故D正确．
6.答案：A
解析：使用太阳能不污染环境，是一种清洁能源，故A正确；煤炭燃烧时产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等物质，污染环境，故B错误；石油燃烧时产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等物质，污染环境，故C错误；天然气燃烧时生成大量的二氧化碳、一氧化碳等物质，污染环境，故D错误．
7.答案：ACD
解析：煤粉加压气化制备合成气过程中既有物理变化，又有化学变化，A正确，B错误；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确.
8.答案：AC
解析：禁止使用煤炭资源和关闭火力发电厂在目前来说是不切实际的．
9.答案：B
解析：由题意可知，这部分电能在转化过程中要损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为5×104×(1－44%)
kW·h＝2.8×104
kW·h，B正确．
10.答案：3.4
kW
解析：时间t内作用于风车的气流质量为m＝πr2vtρ，这些气流的动能为Ek＝mv2，故风车带动发电机发电的功率为P＝＝πr2ρv3×10%，代入数据得P≈3.4
kW.
11.答案：(1)1
kW　(2)2×104
s
解析：(1)设电动机的电功率为P，由P＝UI得
I＝＝＝50
A
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则
Pr＝I2r＝502×0.4
W＝1×103
W＝1
kW.
(2)设蓄水总质量为M，所用蓄水时间为t.已知抽水高度为h＝20
m，容积为V＝864
m3，水的密度为ρ＝1×103
kg/m3，则M＝ρV＝1×103×864
kg＝8.64×105
kg
设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则ΔEp＝Mgh＝1.728×108
J
设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr
根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp
代入数据解得将蓄水池蓄入864
m3的水需要的时间t＝2×104
s.