高中物理第十章热力学定律第六节能源和可持续发展自主练习新人教选修.docx

第六节 能源和可持续发展自主广场我夯基 我达标1.关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )A.能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C.能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径思路解析：能量虽然守恒，但有的资源好利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，故B错.答案：B2.为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )A.禁止使用煤、石油和天然气 B.开发使用核能、太阳能C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D.植树造林思路解析：能源与环境保护是相互制约的，要尽量节约常规能源的使用，大力开发新能源.答案：BD3.产生酸雨的罪魁祸首是( )A.二氧化碳 B.氟利昂 C.二氧化硫 D.一氧化碳思路解析：酸雨的主要成分是亚硫酸，二氧化硫与空气中的水蒸气接触会生成亚硫酸，故C正确.答案：C4.关于“温室效应”，下列说法中正确的是( )A.太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C.“温室效应”使得地面气温上升，两极冰雪融化D.“温室效应”使得土壤酸化思路解析：“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量.它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C选项正确.答案：BC5.下面关于能源的说法中正确的是( )A.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、煤炭大思路解析：尽管能量守恒，但耗散的内能无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源.A项错，B项对.常规能源的利用比核能利用对环境的影响大，C项对，D项错.答案：BC6.以下说法正确的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源是太阳能B.汽油是一种清洁能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常规能源是取之不尽，用之不竭的思路解析：煤、石油、天然气是动植物转化成的，其来源是太阳能，汽油燃烧会导致有毒气体生成，B错.水是可再生资源，C对.煤、石油的存量是有限的.答案：AC7.有人说，煤和石油的能量也来自太阳，那么太阳能通过什么途径变成煤和石油中的化学能？答案：煤和石油都是古生物的遗体被压在地层中经过漫长的地质年代形成的.太阳能先通过植物的光合作用变为植物体内的化学能，再转变为煤的化学能.植物的化学能转移到动物体内，然后就成了石油的化学能.我综合 我发展8.太阳与地球的距离为1.51011 m，太阳光以平行光束入射到地面，地球表面23的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.871024 J.设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2106 J的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面.(1)估算整个地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面积为4R2)；(2)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分.太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由.思路解析：设太阳一年中辐射到地球水面部分的总能量为W，则W=1.871024 J.设凝结成雨滴一年降落到地面上水的总质量为m，则由题意得 m= kg=5.141017 kg. 设地球表面覆盖一层水的厚度为h，水的密度为，则有m=4R2h，则 h= = m =1.01 m=1.01103 mm.答案：(1)1.01103 mm (2)太阳辐射到地球的能量没有全部到达地面的原因是大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等.9.某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为0.1 m2的面盆盛6 kg的水，经太阳垂直照射15 min，温度升高5 .若地表植物接收太阳光的能力与水相等，试计算：(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦？(2)若绿色植物在光合作用中每吸收1 kJ的太阳能可以放出0.05 L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升氧气？(1公顷=104 m2)思路解析：本题是物理和生物相互渗透的跨学科综合题.此题是利用所给予的信息计算出每平方米每秒接收的能量，再利用绿色植物吸收的能量与放出氧气的关系即可计算出总的氧气量.(1)水盆中的水接收的太阳能为Q0=cmt.地球表面每平方米每秒接收的太阳能为Q1= J，即每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为1.4103 J.(2)每秒钟每公顷绿地吸收的太阳能为Q2=Q1S1=1.4103104 J=1.4104 kJ，每秒钟放出氧气的体积为V=1.41040.15 L=700 L.答案：1.4103 J 700 L10.据中国环境报报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨造成的经济损失高达15亿元.为了有效控制酸雨，目前国务院已批准酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规.(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度.在20世纪6070年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多，请你从全球环境保护的角度，分析这种作法是否可取，说明其理由.(2)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油作燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么，缺点又是什么？思路解析：(1)不可取，因为SO2的排放总量并没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害.(2)传统的煤、石油作燃料的缺点是：首先煤、石油是不易再生的化工燃料，其资源是有限的.其次燃烧后生成的SO2、NOx等严重污染大气，进而形成酸雨，燃烧后产生的CO2又会造成温室效应.与传统的煤、石油作燃料相比，H2可以作为新能源.它的主要优点是：H2可以用水作为原料来制取；H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用.它的缺点是不易获得和携带.11.能源问题是当前的热门话题，传统的能源煤和石油，一方面储量有限，有朝一日将要被开采完毕，另一方面，使用过程中也带来了污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即是一例.关于潮汐，古人说：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也.”图1061是利用潮汐发电的示意图.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，堵住通道图10-6-1(甲)，潮退至最低点时放水发电图10-6-1(乙)；待内外水面高度相同；再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电图10-6-1(丙).设海湾面积为5.0107 m2，高潮与低潮间高度差3.0 m，则一天内水流的平均功率为_MW.图10-6-1(注：实际上由于各种损失，发电功率仅为水流的平均功率的10%25%.例如法国兰斯河(the Rance River)潮汐发电站水势能释放平均功率240 MW，而发电功率仅为62 MW)思路解析：潮汐发电其实就是将海水的重力势能转化为电能. 每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力为： Mg=Vg=1.01035.0107310 N=1.51012 N 其重心的高度变化为：h=1.5 m 一天内海水两进两出，故水流功率为： P= W1.0108 W 即P100 MW.答案：100我创新 我超越12.在交通运输中,常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能.“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率=.一个人骑电动自行车，消耗1 mJ(106 J)的能量可行驶30 km.一辆载有4人的普通轿车，消耗32 0 mJ的能量可行驶100 km.则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A.61 B.125 C.241 D.487思路解析：电动自行车客运效率1=，普通轿车的客运效率2=,二者效率之比为=241.答案：C13.风能是“可再生能源”.我国风力资源丰富，风力发电是一种经济而又清洁的能源利用.我国甘肃省某地，四季的平均风速为10 m/s，已知空气的密度为1.3 kg/m3，该地新建的小型风力发电机的风车有三个长度均为12 m长的叶片，转动时可形成半径为12 m的一个圆面.(1)若这个风车能将通过此圆面内的10%的气流的动能转化为电能，那么该风车带动发电机功率为多大？(保留两位有效数字)(2)为了减少风车转动的磨损，根据最新设计，在转动轴与轴承的接触部分镀了一层纳米陶瓷，一般的陶瓷每立方厘米含有1010个晶粒，而这种纳米陶瓷每立方厘米含有1019个晶粒.若把每个晶粒看成球形，并假设这些晶粒是一个挨着一个紧密排列的，那么每个晶粒的直径