第六章
能源与可持续发展练习B
一、选择题
1．能源利用的过程实质上是( )
A．能量的消失过程
B．能量的创造过程
C．能量的转化和转移过程
D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程
2．（2019湖北武汉改编）核电站发电的过程中，涉及能量的转化过程为( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．核能→电能→内能→机械能
D．核能→电能→机械能→内能
3．下列说法正确的是
( )
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．从高温热源处吸收的热量全部变成功是不可能的
C．热机是一种把内能转化为机械能的装置
D．没有任何漏气和摩擦时,热机的效率η=×100%=100%
4．柴油机使柴油燃料产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，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。有经验的柴油机维修师傅，将手感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能。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
5．有关能量和能源以下说法正确的是( )
A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大
B．风能可循环使用
C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%
D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
6．如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是( )
7．下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤作为燃料供热
B．用石油作为燃料供热
C．用天然气作为燃料供热
D．用太阳能灶供热
8．游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了
一段距离后停下来，则
( )
A．下滑过程中支持力对小朋友做功
B．下滑过程中小朋友的重力势能减少
C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒
D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
9．下列过程中,可能发生的是
( )
A．某工作物质从高温热源吸收20
kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合互溶，然后又自发地各自分开
10．（多选）下列说法中正确的有
( )
A．热量只能自发地从高温物体传给低温物体而不能自发地从低温物体传给高温物体
B．内能不能转化为动能
C．内能不能自发地转化为动能
D．自然界中涉及热现象的宏观过程都有方向性
11．下列哪些物理过程是可逆的
( )
A．在一绝热容器内盛有液体，通过不停地搅动使液体的温度升高
B．一个传热的容器放在一恒温的大水池内，不停地搅动液体，但液体的温度不变
C．上端固定不可伸长的细轻绳悬挂一个小球，把小球拉离平衡位置静止释放(不计阻力)，小球会摆动
D．在一绝热容器内,不同温度的气体进行混合
13．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
14．关于下列现象中的能量转化的说法正确的是( )
A．在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，是机械能转化为内能
B．电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能
C．火药爆炸产生燃气，发射子弹射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能
D．用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能
15．关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是
( )
A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程
B．化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭
C．在农村推广沼气意义重大，既变废为宝、减少污染，又节约大量能源
D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭
16．近年来,在公交车和出租车中推行使用天然气代替汽油作为燃料的改革,取得了显著的进展,走在街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标志,代表它们是以压缩天然气为燃料的汽车,则推广这一改革的主要目的是（
）
A．延长发动机的寿命
B．促进地方经济的发展
C．减少大气污染
D．节约能源
17．（多选）以下说法中正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等化石能源是取之不尽，用之不竭的
16．（多选）悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术。跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
A．他的动能减少了(F－mg)h
B．他的重力势能减少了mgh－mv2
C．他的机械能减少了Fh
D．他的机械能减少了mgh
17．（多选）下面关于熵的理解正确的是
( )
A．对于任何过程,熵总是增加的
B．熵越大,就意味着系统越混乱、越分散
C．气体向真空扩散时,熵值减小
D．熵较大的宏观态就是无序程度较大的宏观态
18．（多选）根据能量转化和转移的方向性,下列判断正确的是
( )
A．电流的电能不可能全部转化为内能
B．在火力发电机中,燃气的内能不可能全部转化为电能
C．热机中,燃气的内能不可能完全转化为机械能
D．在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
20．（多选）下列关于熵的说法中正确的是( )
A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
21.
(2020·山东改编)下列关于熵的观点中，正确的是( )
A.熵是物体内分子运动无序程度的量度
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中嫡总是向减少的方向进行
C.热力学第二定律的微观实质是:熵总是增加的
D.熵值越大,表明系统内分子运动越无序
二．计算题
1．（2019江西试题改编）足够长的传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,求：转化为内能的能量
2．如图所示是一种太阳能草坪节能灯,太阳能电池板供一只“10
V 9
W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3
m2,平均1小时得到的太阳辐射能为4×105
J，太阳光平均一天按8小时计算,恰好可以供电子节能灯工作10小时。问(结果保留整数):
（1）太阳能节能灯的能量转化情况。
（2）太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少?
（3）太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少?
3.
“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆(如图所示)，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103
kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353
kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为多少.
4．（2018山东试题改编）下图表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示．设海湾面积为1.0×108
m2，高潮与低潮间高度差为4.0
m，则一天内水流的平均功率为______________MW.(g取10
m/s2)第六章
能源与可持续发展练习B
一、选择题
1．能源利用的过程实质上是( )
A．能量的消失过程
B．能量的创造过程
C．能量的转化和转移过程
D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程
【答案】C
【解析】能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者是能量的转移．
2．（2019湖北武汉改编）核电站发电的过程中，涉及能量的转化过程为( )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．核能→电能→内能→机械能
D．核能→电能→机械能→内能
【答案】B
【解析】在核电站中，释放的核能转化为内能，使水变为水蒸气，推动蒸汽轮机变为机械能，再带动发电机变为电能，故选B.
3．下列说法正确的是
( )
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．从高温热源处吸收的热量全部变成功是不可能的
C．热机是一种把内能转化为机械能的装置
D．没有任何漏气和摩擦时,热机的效率η=×100%=100%
【答案】C
【解析】机械能可以全部转化成内能,A错误;从热库吸收的热量全部变成功也是可能的,只是会引起其他变化,B错误;热机是一种把内能转化为机械能的装置,C正确;热机工作过程中,必定要放出部分热量,热机用于做机械功的热量一定小于它从高温热库那里吸收的热量,即使没有任何漏气和摩擦时,热机的效率也不可能达到100%,D错误。
4．柴油机使柴油燃料产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，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。有经验的柴油机维修师傅，将手感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能。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
【答案】B
【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汽缸中燃烧，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．
5．有关能量和能源以下说法正确的是( )
A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大
B．风能可循环使用
C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%
D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
【答案】A
【解析】热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；风能是可再生能源，可循环使用，不断补充，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D错．
6．如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是( )
【答案】A
7．下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤作为燃料供热
B．用石油作为燃料供热
C．用天然气作为燃料供热
D．用太阳能灶供热
【答案】D
8．游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了
一段距离后停下来，则
( )
A．下滑过程中支持力对小朋友做功
B．下滑过程中小朋友的重力势能减少
C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒
D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
【答案】BD
【解析】在滑动的过程中,小朋友受三个力,重力、支持力、摩擦力,重力做正功,重力势能减少,B对;支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,A、C皆错,BD正确。
9．下列过程中,可能发生的是
( )
A．某工作物质从高温热源吸收20
kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合互溶，然后又自发地各自分开
【答案】C
【解析】某工作物质从高温热源吸收20
kJ的热量,全部转化为机械能,而没有引起其他变化,这是不可能的,则A错误;能量传递具有方向性,则B、D错误;可以利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高,如空调,则C正确。
10．（多选）下列说法中正确的有
( )
A．热量只能自发地从高温物体传给低温物体而不能自发地从低温物体传给高温物体
B．内能不能转化为动能
C．内能不能自发地转化为动能
D．自然界中涉及热现象的宏观过程都有方向性
【答案】B
【解析】自发热传播的条件是热量由高温物体传向低温物体,故A正确;内能在一定条件下是可以转化为机械能的,只是不能自发地转化为机械能,故B错,C正确;自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的,具有方向性的,故D正确。
11．下列哪些物理过程是可逆的
( )
A．在一绝热容器内盛有液体，通过不停地搅动使液体的温度升高
B．一个传热的容器放在一恒温的大水池内，不停地搅动液体，但液体的温度不变
C．上端固定不可伸长的细轻绳悬挂一个小球，把小球拉离平衡位置静止释放(不计阻力)，小球会摆动
D．在一绝热容器内,不同温度的气体进行混合
【答案】C
【解析】在A、B、D所述的三个过程中,都涉及了热现象,即A中是通过做功使机械能转化为内能,B中是通过做功使机械能转化为内能及“热传导”,D中是“热传导”,所有过程都不可逆,对于C中的过程,只涉及动能与势能的转化,不涉及热现象,此过程是可逆的。
13．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【答案】A
14．关于下列现象中的能量转化的说法正确的是( )
A．在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，是机械能转化为内能
B．电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能
C．火药爆炸产生燃气，发射子弹射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能
D．用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能
【答案】A
【解析】在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能，选项A正确；风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能；断电后转动着的风扇又慢慢停下来，阻力做负功，机械能转化为内能，选项B错误；火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功，内能转化为机械能；子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能，选项C错误；柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能，选项D错误。
15．关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是
( )
A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程
B．化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭
C．在农村推广沼气意义重大，既变废为宝、减少污染，又节约大量能源
D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭
【答案】C
【解析】能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程,各种转化形式均可为人类服务,A错误;化石能源的能量虽然来自太阳能,但要经过数亿年的地质演变才能形成,且储量有限,为不可再生能源,B错误;在农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大,功在当代,利在千秋,C正确;无论技术先进与否,煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭,D错误。
16．近年来,在公交车和出租车中推行使用天然气代替汽油作为燃料的改革,取得了显著的进展,走在街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标志,代表它们是以压缩天然气为燃料的汽车,则推广这一改革的主要目的是（
）
A．延长发动机的寿命
B．促进地方经济的发展
C．减少大气污染
D．节约能源
【答案】C
【解析】常用燃料(柴油、汽油)的使用会对环境造成很大影响,特别是对大气的污染,使用天然气代替汽油作为燃料,可减少对大气的污染,故只有选项C正确,其余选项错误
17．（多选）以下说法中正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等化石能源是取之不尽，用之不竭的
【答案】AC
【解析】.煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，故A正确；汽油燃烧会引起一些有害化合物的产生，故B错误；水能可以重复利用，故C正确；煤、石油等储量有限，是不可再生能源，故D错误．
16．（多选）悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术。跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
A．他的动能减少了(F－mg)h
B．他的重力势能减少了mgh－mv2
C．他的机械能减少了Fh
D．他的机械能减少了mgh
【答案】AC
17．（多选）下面关于熵的理解正确的是
( )
A．对于任何过程,熵总是增加的
B．熵越大,就意味着系统越混乱、越分散
C．气体向真空扩散时,熵值减小
D．熵较大的宏观态就是无序程度较大的宏观态
【答案】BD
【解析】如果一个系统不孤立,系统的熵可能增加,也可能减小,所以A错;一个宏观态所对应的微观态数目越多,熵值就越大,也就越无序,就是系统越混乱、越分散,所以B、D都对;气体向真空扩散时,无序程度增大,所以熵值增大,所以C错。
18．（多选）根据能量转化和转移的方向性,下列判断正确的是
( )
A．电流的电能不可能全部转化为内能
B．在火力发电机中,燃气的内能不可能全部转化为电能
C．热机中,燃气的内能不可能完全转化为机械能
D．在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
【答案】BCD
【解析】电流的电能可全部转化为内能(由电流热效应中的焦耳定律可知),而内能不可能全部转化为电能;机械能可全部转化成内能,而内能不可能全部转化成机械能;在热传导中热量只能自发地从高温物体传递给低温物体,而不能自发地从低温物体传递给高温物体。故选项B、C、D正确,A错误。
20．（多选）下列关于熵的说法中正确的是( )
A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
【答案】AD
【解析】根据熵的意义可知，熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高。熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序，选项A、D正确。答案 AD
21.
(2020·山东改编)下列关于熵的观点中，正确的是( )
A.熵是物体内分子运动无序程度的量度
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中嫡总是向减少的方向进行
C.热力学第二定律的微观实质是:熵总是增加的
D.熵值越大,表明系统内分子运动越无序
【答案】ACD
【解析】A.熵是热力学系统内分子运动无序程度的量度,故A正确。
B.对孤立系统而言,一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行,故B错误。
C.热力学第二定律又称为熵增加原理,故C正确。
D.熵值越大,表明系统内分子运动越无序,故D正确。
二．计算题
1．（2019江西试题改编）足够长的传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,求：转化为内能的能量
【解析】物体A被放于传送带上即做匀加速直线运动,加速度a==μg,匀加速过程前进的距离x1==。该时间内传送带前进的距离x2=vt=v·=。所以物体相对传送带滑动距离Δx=x2-x1=。故产生的内能Q=μmg·Δx=μmg·=mv2
答案:mv2
2．如图所示是一种太阳能草坪节能灯,太阳能电池板供一只“10
V 9
W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3
m2,平均1小时得到的太阳辐射能为4×105
J，太阳光平均一天按8小时计算,恰好可以供电子节能灯工作10小时。问(结果保留整数):
（1）太阳能节能灯的能量转化情况。
（2）太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少?
（3）太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少?
2.【解析】(1)能量转化:太阳能→电能→光能(热能)
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率:P=
W≈370
W
(3)节能灯利用太阳能的效率:η=×100%≈10%
答案:(1)见解析 (2)370
W (3)10%
3.
“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆(如图所示)，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103
kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353
kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为多少.
【解析】设P＝4.6×103
kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353
kW，则由能量转化与守恒得：P＝P0×S×η
代入数据，解得S＝1.9×104
m2.
【答案】 1.9×104
4．（2018山东试题改编）下图表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示．设海湾面积为1.0×108
m2，高潮与低潮间高度差为4.0
m，则一天内水流的平均功率为______________MW.(g取10
m/s2)
4．【解析】每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力mg＝ρShg＝1.0×103×1.0×108×4×10
N＝4×1012
N.
其重心高度变化为h′＝4
m.
每次落潮海水重力势能的减少量
ΔEp＝mgh′＝4×1012×2
J＝8×1012
J.
一天内水流做功的功率
P＝＝
W≈4.0×108
W＝400
MW.
【答案】400
