第十二章第4节能源与可持续发展同步练习-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十二章第4节能源与可持续发展同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．以下属于一次能源的是（　　）
A．太阳能
B．电能
C．煤气
D．焦炭
2．关于能量耗散，下列说法中正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
3．下列关于能源的说法中，正确的是（　　）
A．二次能源是指可重复利用的能源
B．新能源是指新开发的能源
C．一次能源是直接来自于自然界的能源
D．石油是二次能源
4．下面实例中属于内能转化为机械能的是（　　）
A．点燃的爆竹腾空而起
B．两冰块相互摩擦，使一部分熔化
C．人造地球卫星从高空掉入大气层内被烧毁
D．电动机通电工作
5．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
6．关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　）
A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒，能源应该是取之不尽，用之不竭的，所以不需要节约能源
C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响
D．不断开发新能源，是缓解能源危机，加强环境保护的重要途径
7．如图所示，木块质量为M，放在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以初速度水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为。设木块离原点s时开始匀速前进，最终速度为ν，则下列判断正确的是（
）
A．
B．
C．
D．上面公式均不正确
8．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（　　）
A．重力势能减少，动能不变，机械能减少
B．重力势能减少，动能增加，机械能减少
C．重力势能减少，动能增加，机械能增加
D．重力势能减少，动能增加，机械能守恒
9．作为新型燃料，从环保的角度来看，氢气具有的突出特点是（　　）
A．氢气存在自然界里
B．氢气轻且便于携带
C．氢气燃烧污染较小
D．氢气燃烧发热量高
10．下列过程中属于内能转化为机械能的是（
）
A．爆竹燃放后腾空飞起
B．人们在阳光下取暖
C．用酒精灯给水加热
D．反复弯折一根铁丝
11．核电站中，下列能量转换过程正确的是（
）.
A．核能→电能
B．核能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能
12．小梅同学将能量的转化及常见的例子连线如下，其中出现了错误的是（
）.
A．机械能转化为内能——用磨刀石磨刀
B．内能转化为机械能——暖水瓶瓶盖蹦起
C．电能转化为内能——电炉工作
D．势能转化为动能——向上运动的乒乓球
13．你看见过杂技里的蹦床表演吗？演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起，在这个过程中，发生的能量转化顺序是（
）
A．重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能
B．动能——弹性势能——重力势能
C．势能——动能——势能——动能
D．动能——弹性势能——动能——重力势能
14．如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知，重力加速度为，则小球从P到B的运动过程中（　　）
A．重力做功
B．机械能减少
C．合外力做功
D．克服摩擦力做功
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．太阳的辐射功率及太阳能传递到地球后各种形式能之间的转化过程，根据书中提供的信息和已学的知识，完成下列问题：
（1）太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为______能，晒热后的空气因密度变小上升、流动而形成风，这样又转化为______能。
（2）太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为______。
（3）太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的______能；部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的______能；古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为__能。
（4）地球表面每年接受的太阳辐射能约为______kJ。
16．试说明下列能源利用的方式中能量转化过程：
（1）水力发电______。
（2）柴油机车牵引列车前进______。
（3）电动水泵抽水______。
（4）核电站发电机发电______。
（5）风力发电机发电______。
（6）火箭发射人造卫星______。
17．提高火车运行速度是人们孜孜以求的.1966年，有人提议利用列车上的强磁体和安装在铁轨上的超导线圈中的感应电流之间的磁力把列车悬浮起来运行.设想列车在抽成真空的地下隧道中行驶，由于阻力极小，车速可高达1000m/s.列车只需在加速过程中做功，而减速过程中可以利用特定装置回收列车释放的动能，用于产生真空、实现磁悬浮.设列车的质量为5t，则列车每次运行可回收的最大能量为_______J.
18．风能是由于太阳辐射能造成地球各部分受热不均匀，而引起空气流动所产生的能量.例如，某地强风的风速为，设该地的空气密度，若把通过截面积为的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量求出该风力发电装置的发电功率P的表达式为_______，其大小约为______W.
三、解答题
19．设计一个有关不可再生能源和可再生能源的表格，表格中应该包括：
(1)不可再生能源和可再生能源各三种；
(2)简要地说明每一种能源的利用方式；
20．图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，若每天相当于太阳直射热水器，太阳能的可转化为水的内能，那么这个热水器一天内最多能利用的太阳能为多少？
21．根据下图并结合实际例子说明一种太阳能的转化方式与结果。
22．某海湾共占面积1.0×106m2，涨潮时水深20m，若利用这个海湾修建一座水坝，此时关上水坝的闸门时，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建水力发电站，已知重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，涨潮和退潮时水流都推动水轮机发电，试估算该电站一天能发多少电能？重力加速度g取10m/s2。海水密度近似为1.0×103kg/m3。
参考答案
1．A
【详解】
直接从自然界取得的能源称为一次能源，故太阳能时一次能源，电能、煤气、焦炭都是二次能源，故选A。
2．D
【详解】
A．根据能量守恒定律，能量的总量是保持不变的，故A错误；
B．能量守恒定律是普遍适用的定律，不存在局限性，故B错误；
C．能量耗散的本质是可利用的能量在数量上减少了，故C错误；
D．能量耗散说明能量的转化具有方向性，从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．二次能源是由一次性能源直接或间接转换而来的能源，不一定是可重复利用的能源，故A错误；
B．新能源是指新近才开始使用的可以重复使用的能源，故B错误；
CD．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，如石油，故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．点燃的爆竹腾空而起属于内能转化为机械能。A正确；
B．两冰块相互摩擦，使一部分熔化属于动能转化为内能。B错误；
C．人造地球卫星从高空掉入大气层内被烧毁属于机械能转化为内能。C错误；
D．电动机通电工作属于电能转化为机械能和内能。D错误。
故选A。
5．D
【详解】
常见的有利于环境保护的能源包括风能，水能，太阳能，潮汐等．供热过程释放出各种碳氧化物，硫化物的都不利于保护环境．
A.煤做燃料供热会释放二氧化碳，提高温室效应，不利于环境保护；
B.石油作燃料释放碳氧化物和硫化物，可形成酸雨，不利于环境保护；
C.天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护；
D.太阳能是利用光能转化为电能供热，是清洁能源，有利于环境保护；
故选：D。
6．B
【详解】
AB．能源是有限的，不能无节制地利用常规能源，因为常规能源都是短期内不可再生的，故肆意开采是一种盲目的短期行为，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，不计后果的开发能源是不可取的，故C正确，不符合题意；
D．新能源是缓解能源危机的趋势，应是清洁能源的代表。能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
A.表示系统产生的热量，根据能量守恒有
故A错误；
B.表示作用力对木块做的功，根据动能定理有
故B错误；
C.表示子弹克服阻力做的功，则有
故C错误；
D.由以上可知，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
小孩加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小；速度增大，动能增加；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小，而总能量不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【详解】
ABCD．氢气燃烧生成物是水，所以对环境污染较小，ABD
错误C正确。
故选C。
10．A
【详解】
A．燃放爆竹时，将内能转化为爆竹的机械能，选项A正确；
B．在阳光下取暖，将太阳的内能转移给了人体，选项B错误；
C．用酒锖灯给水加热，将酒精的化学能转化为水的内能，选项C错误；
D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，将机械能转化为内能，铁丝变热，选项D错误。
故选A。
11．C
【详解】
根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
A．核能→电能，与结论不相符，选项A错误；
B．核能→内能→电能，与结论不相符，选项B错误；
C．核能→内能→机械能→电能，与结论相符，选项C正确；
D．核能→机械能→内能→电能，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
12．D
【详解】
A.用磨刀石磨刀，是利用做功的方法改变物体的内能，使机械能转化为内能，故A正确不符合题意；
B.
暖水瓶瓶盖蹦起是由于瓶内的水蒸气对瓶盖做功，水蒸气的内能转化为瓶盖的机械能，故B正确不符合题意；
C.
电炉是利用电流的热效应来工作的，将电能转化为内能，故C正确不符合题意；
D.
乒乓球球向上运动时，速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B错误符合题意；
13．A
【详解】
演员在高处具有重力势能，从高初跳落下时重力势能减少，动能增加，到蹦床上后，动能减少，蹦床的弹性势能增加，又被弹起时，弹簧的弹性势能减少，演员的动能增加，离开蹦床后再往上的过程是演员的动能减少，重力势能增加。因此演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起，在这个过程中，发生的能量转化顺序为重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能，选项A正确，BCD错误。
故选A。
14．D
【详解】
A．重力做功与路径无关，只与初末位置有关，故小球从P到B的运动过程中，重力做功为
WG=mg?2R=2mgR
故A错误；
BD．小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律，有
解得：
从P到B过程，重力势能减小量为2mgR，动能增加量为
故机械能减小量为
从P到B过程，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故为，故B错误，D正确；
C．从P到B过程，合外力做功等于动能增加量，故
故C错误．
15．内
风
水的能量
化学
化学
化学
【详解】
(1)[1]
太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为内能。
[2]空气流动形成风能。
(2)[3]
太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为水的能量。
(3)[4]
太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的化学能。
[5]
部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的化学能。
[6]
古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为化学能。
(4)[7]查阅有关资料可知，地球表面每年接受的太阳辐射能约为kJ。
16．机械能转化为电能
化学能转化为机械能
电能转化为机械能
核能转化为电能
风能转化为电能
化学能转化为机械能
【详解】
(1)[1]机械能转化为电能
(2)[2]化学能转化为机械能
(3)[3]电能转化为机械能
(4)[4]核能转化为电能
(5)[5]风能转化为电能
(6)[6]化学能转化为机械能
17．
【详解】
[1]
列车每次运行可回收的最大能量
18．
【详解】
[1][2]在ts内通过横截面积S的空气质量
这些气体具有的动能
这些能量用来发电的功率
代值运算后可得
所以，发电功率P的表达式
其大小约为.
19．见解析
【详解】
不可再生能源
可再生能源
名称
用途
名称
用途
天然气
燃料
太阳能
太阳能发电或者太阳能热水器
石油
工业燃料和原料
水能
发电
煤
燃料
风能
发电
20．
【详解】
这个热水器一天内最多能利用的太阳能为
21．通过高温收集器吸收太阳能后，将水加热成水蒸气，水蒸气推动水轮机转动产生机械能
【详解】
通过高温收集器吸收太阳能后，将水加热成水蒸气，水蒸气推动水轮机转动产生机械能。
22．
【详解】
一次涨潮水的质量
一次涨潮水的重力势能变化
一次涨潮水的重力势能转化为电能
电站一天能发电能