第十二章第4节能源与可持续发展巩固练习-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巩固练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．随着“西气东输”的实施，上海有很多家庭都用上了天然气，天然气属于（　　）
A．一次能源
B．新能源
C．非燃料能源
D．可再生能源
2．水力发电站的电能最终来自于（
）
A．太阳能
B．水的动能
C．水的势能
D．水的内能
3．关于太阳能，以下说法中正确的是（
）
A．太阳能是一种常规能源，它清洁、安全、广泛被人类利用
B．太阳能是一种新能源，它容量巨大、使用前景广阔，人类仅刚刚开始开采和利用
C．太阳能是一种新能源，我们有着十分丰富的太阳能资源，它可以直接被人类利用
D．太阳能是一种非燃料能源，地球上一切能量都来源于太阳
4．下列关于能量的说法中不正确的是（　　）
A．空中下落的石块速度越来越大，是因为石块的重力势能转化为动能
B．酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能
C．通过做功和热传递可以改变物体的内能
D．人们对太阳能开发和利用，说明能量可以凭空产生
5．关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是（　　）
A．根据能量守恒定律可知能量是守恒的，所以不会存在能源危机
B．人类可以直接利用太阳能，但不能将太阳能直接转化为电能
C．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源
D．核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站
6．最有利于环境保护的供热方式是（　　）
A．用煤做燃料供热
B．用太阳能供热
C．用石油做燃料供热
D．用天然气和煤气做燃料供热
7．关于能量耗散，下列说法正确的是（　　）
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，能量守恒定律是错误的
C．能最耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但可利用的能源减少了
D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
8．下列对理想斜面实验的理解正确的是（　　）
A．只有在两理想斜面的倾角合适的时候，无初速度下滑的小球才能升高到同样的高度
B．小球从倾角较大的理想斜面无初速度下滑到倾角较小的理想斜面上时，升高的高度可能更高
C．小球从倾角较小的理想斜面无初速度下滑到倾角较大的理想斜面上时，升高的高度可能降低
D．小球从理想斜面的一定高度下滑，假想另一理想斜面的倾角为，则小球将沿该理想斜面一直运动下去
9．机械座钟发条断裂后，其钟摆摆角会越来越小，这说明（
）.
A．能量正在消失
B．动能正转化为势能
C．势能正转化为动能
D．总能量守恒，减少的机械能转化为了内能
10．如右图是郴州市许多地方使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，
“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（
）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
11．诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象……这条定律就是
（
）
A．牛顿第一定律
B．牛顿第二定律
C．牛顿第三定律
D．能量守恒定律
12．电机把一次能源转换为机械能的过程是：一次能源　　电能　　机械能．
A．发电机，电动机
B．电动机，发电机
C．发电机，发电机
D．电动机，电动机
13．如图所示，轻弹簧一端与墙相连，质量m=2kg的木块沿光滑水平面以v0=5m/s的初速度向右运动，当木块压缩弹簧后速度减为v=3m/s时弹簧的弹性势能是（　　）
A．25J
B．9J
C．16J
D．32J
14．太阳能光伏发电是一种新型清洁能源。如图所示，是装在农家屋顶上的12块多晶硅太阳能电池板，每块尺寸：长、宽。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳辐射能约，电池板的光电转化效率约，平均每天等效日照时间，则1年可发电约（　　）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．太阳能的主要利用方式是太阳电池进行______。
16．光具有能量，请指出下列能量的转化。
(1)太阳能发电站______。
(2)植物的光合作用______。
(3)太阳能热水器______。
(4)太阳能汽车______。
17．常规能源不仅现在是______，而且其利用时也带来了______；所以使得开发新能源成为急需，如开发______、______、______、______等。
18．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，用电器工作较长时间后，房内的气温将_______，这是因为__________________________________________.
三、解答题
19．我们经常说“节约能量”，如关掉不使用的灯，空调温度不要设定得太低或太高等。这些说法与本节所讲的“能量守恒”似乎有些不协调。请你就此谈谈自己的看法。
20．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站。三峡水库蓄水后，平均水位落差约为，水的流量约为。船只通航需要约的流量，其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有转化为电能。
(1)按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？
(2)根据你对家庭生活用电的调查来估算，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？
21．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l，求这个过程中：
（1）小铁块增加的动能；
（2）长木块减少的动能；
（3）系统机械能的减少量；
（4）系统产生的热量。
22．如图所示，将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来，使轮轴处于水平状态，做成一个“滚摆”。旋转滚摆，让细线绕在轮轴上，然后由静止开始释放滚摆。滚摆就会边旋转边下落，绕在轮轴上的细线也随之不断释放；到达最低点后，滚摆又会边旋转边上升，细线又随之逐渐绕在轮轴上。试分析滚摆运动过程中的能量转化情况。在阻力小到可以忽略的情况下，试猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗？请说明你猜想的依据。
参考答案
1．A
【详解】
天然气属于一次能源，不是新能源，是燃料能源，不可再生。
故选A。
2．A
【详解】
太阳光晒地球上的水，水吸收能量蒸发为水蒸气成为云，此时，其重力势能最大，然后降雨成为水库里的水，水库放水到下游驱动发电机发电，水力发电站的电能最终来自于太阳能。
故选A。
3．B
【详解】
太阳能是一种新能源，它容量巨大、使用前景广阔，人类仅刚刚开始开采和利用，太阳能并非直接被人类利用，而是间接利用，转化成电能等其他形式能，地球上并非一切能量均来源太阳，如核能。
故选B。
4．D
【详解】
A．空中下落的石块速度越来越大，是因为石块的重力势能转化为动能，选项A正确，不符合题意；
B．酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能，选项B正确，不符合题意；
C．通过做功和热传递可以改变物体的内能，选项C正确，不符合题意；
D．太阳能是太阳内部发生轻核聚变而向外辐射的能量，太阳能并不是凭空产生的，所以选项D错误，符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
A．能量的转化是有方向性的，虽然能量符合守恒定律，但在可利用的品质上降低了，故A错误；
B．太阳能电池就是将太阳能直接转化为电能的装置，所以人类能将太阳能直接转化为电能，故B错误；
C．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源，故C正确；
D．合理利用核能不会造成核污染，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．煤做燃料供热会释放二氧化碳，产生温室效应，且会产生二氧化硫，不利于环境保护，选项A错误；
B．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，选项B正确；
C．石油做燃料释放氮氧化物和二氧化硫，可形成酸雨，不利于环境保护，选项C错误；
D．天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量总量上并未减少，但可利用的能源减少了，能量转化的宏观过程是有方向性的，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．D
【详解】
ABC．理想斜面是阻力不计的斜面，因此无论两边的斜面的倾角关系如何，无初速度下滑的小球一定能升高到与释放点相同高度的另一斜面上，故ABC错误；
D．当斜面的傾角减小到接近
时，小球仍欲在斜面上上升到同样高度，D选项中的设想是合理的，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
机械座钟的发条断了，没有了发条的弹性势能对钟摆机械能的补充，其摆钟的摆角越来越小，是因为钟摆受到空气的阻力，机械能转化为内能，其机械能越来越小。在能量转化的过程中，总能量保持不变。
A.
能量正在消失与分析不符，故A错误。
B.
动能正转化为势能与分析不符，故B错误。
C.
势能正转化为动能与分析不符，故C错误。
D.
总能量守恒，减少的机械能转化为了内能与分析相符，故D正确。
10．C
【详解】
这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，选项A错误；照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，选项B错误；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，磁场C正确；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，选项D错误；可得C选项正确．故选C．
11．D
【详解】
牛顿定律只适用于宏观物体的低速运动，具有局限性；物理学家从千差万别的自然现象中抽象出一个贯穿其中的物理量：能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，支配着至今所知的一切现象，这条定律即能量守恒定律；
A．牛顿第一定律，与结论不相符，选项A错误；
B．牛顿第二定律，与结论不相符，选项B错误；
C．牛顿第三定律，与结论不相符，选项C错误；
D．能量守恒定律，与结论相符，选项D正确；
故选D．
12．A
【详解】
发电机是将其他能量转化为电能的装置；电动机是将电能转化为机械能输出的装置；故选A．
13．C
【详解】
对木块与弹簧组成的系统，由能量守恒定律得：mv02=mv2+EP；解得：EP=16J；故选C．
14．C
【详解】
每天太阳能电池板吸收的太阳能转化为电能的大小为
故选C。
15．光伏发电
【详解】
[1]太阳能的主要利用方式是太阳电池进行光伏发电。
16．太阳能转化为电能
太阳能转化为生物能
太阳能转化为热能
太阳能→电能→机械能
【详解】
(1)[1]太阳能发电站是太阳能转化为电能。
(2)[2]植物的光合作用是太阳能转化为生物能。
(3)[3]太阳能热水器是太阳能转化为热能。
(4)[4]太阳能汽车是太阳能→电能→机械能。
17．有限的
对环境的污染
太阳能
风能
地热能
潮汐能
【详解】
[1][2][3][4][5][6]常规能源不仅现在是有限的，而且其利用时也带来了对环境的污染；所以使得开发新能源成为急需，如开发太阳能、风能、地热能、潮汐能等。
18．升高
在无热传递时，电流做功，气体内能增加，不考虑气体分子间势能时，气温也就升高
【详解】
[1][2]
在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，用电器工作较长时间后，房内的气温将升高这是因为在无热传递时，电流做功，气体内能增加，不考虑气体分子间势能时，气温也就升高。
19．见解析
【详解】
灯、空调将电能转化为光能和热能，光能和热能散耗到空气中后无法重新再次利用，但在灯和空调工作过程中总能量是守恒的，因此与“能量守恒”是不矛盾的。
20．(1)；(2)20个
【详解】
(1)单位时间内用来发电的水的质量是
则单位时间内转化成的电能即发电功率为
(2)三口之家一月大约用电200度，所以一个百万人口的城市一个月用电大约
一个月三峡发电站发出的总电能为
可以满足城市数目为
个
21．（1）μmg(l－L)；（2）μmgl；（3）μmgL；（4）μmgL
【详解】
画出这一过程两物体位移示意图，如图所示
(1)根据动能定理得
μmg(l－L)＝ΔEk
即小铁块动能的增加量等于滑动摩擦力对小铁块做的功。
(2)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系得
ΔEkM＝－μmgl
即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl
(3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功
ΔE＝μmgL
(4)m、M间相对滑动的位移为L，根据能量守恒定律，有
Q＝μmgL
即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量，也等于系统减少的机械能。
22．能，见解析
【详解】
在滚摆向下运动的过程中，滚摆的高度不断降低，下落速度和旋转的速度不断增大，滚摆的重力势能转化为动能；在滚摆向上运动的过程中，滚摆的高度不断增加，上升速度和旋转速度不断减小，滚摆的动能又转化为重力势能。在阻力小到可以忽略的情况下，滚摆能量的总量保持不变，滚摆每次都能回升到起始点的高度。