14能源与可持续发展—新教材人教版2019高中物理必修第三册

1、第十二章电能能量守恒定律 第4节能源与可持续发展 、单项选择题 1.关于能量和能源，下列说法中正确的是（ A.化石能源是清洁能源；水能是可再生能源 B.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了 2 .关于能量转化有下列说法 太阳能热水器把太阳能转化为水的内能 电热水器把电能转化为水的内能 燃气热水器把电能转化为水的内能 空调把空气的内能转化为电能 其中正确的是（） A.B.C.D. 3 .PM2.5主要来自化石燃料、生活物质、垃圾的焚烧

2、，为了控制污染，要求我们节约及高效利用 资源。关于能源和能量，下列说法正确的是（） A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用 B.能量被使用后就消灭了，所以要节约资源 C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源 D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少 4.全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低。下列关于能量和能 源说法正确的是（） A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B.在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少 C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 5.浙江最大抽水蓄能电站2016年在缙云开建

3、，抽水蓄能电站结构如图所示。抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时（如深夜），电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库；另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，再将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用。一抽一放起到了均衡电网负荷的作用。关于抽水蓄能电站下列说法正确的是（） A.抽水蓄能的过程中，能量守恒 B.放水发电的过程中，机械能守恒 C.抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多 D.抽水蓄能电站建成之后，就不会再有能源危机问题了 6 .如图所示为一种环保灯一一重力灯，重力灯是利用重力做功发电的装置。重物下落时拉动灯中 心的绳子，从而带

4、动发电机供电。让质量为10kg的物体缓慢下落2m,则灯亮度相当于12W日光 灯的亮度。若每过40min重置一次重物，就能持续发光。重力加速度g取10m/s2,则以下说法正确的是（ A.重力灯实际功率可能为0.068W B.每个40min内产生的电能为28800J C.每次下落过程中发电机输出电能200J D.无需消耗其他能量就能获得源源不断的电能 7 .某手机电池的容量为 4200mA4200mAh,充电完毕后其储存的电能约为5.6104J-这个能量相当于 将一定质量的物体举高 1m1m 的过程中重力势能的变化量，取重力加速度gI0m/s2,这个物体的质量约为（） A.5.6kg5.6kgB.

5、56kg C.5.6102kgD.5.6103kg 8.在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大（或缩小）的倍数去得出推论，例如一个人身高了50%,做衣服用的布料也要多50%,但实际上这种计算方法是错误的，若物体的几何线度长为 L,当L改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由纲量关系决定 的.在上例中，物体的表面积S=kL2,所以身高变为1.5倍，所用的布料变为1.52=2.25倍.以跳蚤 为例：如果一只跳蚤的身长为2mm,质量为0.2g,往上跳的高度可达0.3m.可假设其体内能用来 跳高的能量E8L3（L为几何线度），在其平均密度不变的情况下，身长变为2m,则这只跳

6、蚤往上 跳的最大高度最接近（） A.0.3mB.3mC.30mD.300m 50m,每秒约有6X10kg的水用来发电，水的重力势能有10% 9.某水力发电站的水位平均落差为 转化为电能，则下列说法正确的是（ A.每秒水减少的重力势能约为3X18U B.发电的平均功率约为6X10W C.每天的发电量约为7.2Xf|0W-h D.若将这些电能以0.5元/度的价格卖出，则一年可收入约3600万元 10 .风力发电是一种环保的电能获取方式。某风力发电机的叶片转动形成的圆面积为 二、多选题 11 .关于能量和能量耗散，下列说法中正确的是（ A.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性 B.

7、能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的 C.能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源 D.能量之间可以相互转化，故能源可以很方便的循环利用 12 .下列说法中正确的是（ A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的 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，但在可利用的品质上降低了 D.能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的 13.2017年5月，我国首次海域何燃冰”试采成功.可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1m3 可燃冰可转化为164m3的天然气和0.8m3的水，下列关于可燃冰说法正确的

8、是（ S,某时间风 的速度大小为 v,风向恰好跟此圆面垂直；此时空气的密度为 P,该风力发电机将空气动能转化为 电能的效率为 ri,则风力发电机发电的功率为（ A.Yp2Sv B.2YP2Sv C. p3Sv A.何燃冰”是不可再生能源 B.可燃冰”属于可再生能源 C.1m3可燃冰比0.8m3的水质量小 D.相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多 14 .据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离 人员手中。假设无人机在离地面高度为12米处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了 2s2s 后落地，若药品质量为0.5kg,重力加速度 g

9、10m/sg10m/s2 2, ,则药品从释放到刚接触地面的过程中 （） A.机械能守恒B.机械能减少了 24J24J C.动能增加了36JD.所受的合力做了 60J60J 的功 15 .沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社 会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能 把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电.如图所示，蓄水池（上游水库） 可视为长方体，有效总库容量（可用于发电）为丫，蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水 库水位最大落差为d.统计资料表明，该电站年抽水用电为2.

10、4X10kWb年发电量为1.8X8（kWh. 则下列计算结果正确的是（水的密度为 P,P,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面）（） A.能用于发电的水的最大重力势能EP=pVgH d B.能用于发电的水的最大重力势能Ep=pVgH） 2 C.电站的总效率达75% D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电 三、填空题 16.在下列能量转化的过程中，属于机械能向内能转化的是;属于光能向内能转化的是;属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是. （1）木工锯木头，锯条温度升高（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发 （3）煤燃烧时，使炉体温度升高（4）将冰放在温水中，熔化

11、加快 17 .有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中 能转化为电能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将200g的重物举高20cm,每秒摇两次，则摇 晃手电筒的平均功率为W,g=10m/s2。 18 .某海湾共占面积1.0107m2,涨潮时水深20m,此时关上水坝闸门，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，重力势能转变为电能的效率是10%, 每天有两次涨潮，则该电站一天能发电J. 四、解答题 19 .某地平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2kg/m3,有一风车，它的车叶转动时可形成半径为 12m的圆面.如果这个

12、风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率 是多大？ 20 .瀑布从20m高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出， 水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%,那么发电机发电的电功率有 多大？（水在山顶的速度可忽略不计，取g=10m/s2,结果保留三位有效数字） 21 .风能是一种环保型能源，目前我国风力发电总装机容量已达 2 2640MW,640MW,风力发电是将风的动 能转化为电能。设空气的密度为，水平风速为v,风力发电机每个叶片的长度为L,风力发电机 将风能转化为电能的效率为。 求该风力发电机的发电功率

13、P的表达式； （电功率以105kW计）约10h （2）若某地平均水平风速为 v10m/v10m/s,空气密度1.3kg/m3,所用风力发电机的叶片长度 L4m,L4m,效率25%,平均每天发电 20h,20h,则平均每天能获得多少电能？（结果保留 参考答案 、单项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D A C B A A D A C D 二、多项选择题 11 12 13 14 15 AB ACD AD BC BC 三、填空题 16.(1) 18.8,01010 四、解答题 19.【答案】3.4kW 首先可以求出在时间 t内作用于风车的气流质量为mr2vt 1 这些气流的动能为” 212 ;转变的电能为E-mv10% 2 故风车带动电动机功率为P r2v310% 3位有效 (4) 17.机械（或动能） 0.8 代入数据以后得P=3.4kW20.【答案】1.58108W 【解析】 每秒钟流过发电机的水的质量为mV1106kg 每秒钟水流机械能损失为 Emgh；mv2110610201110622J1.98108J 每秒钟发电机的电能E80%E1.58108J 发电机发电的电功率PE1.58108Wt 一一_1.23。 21.【答案】(1)P3山V；(2)5.88108J 【解析】 (1)叶片旋转所形成的圆面积为SL2 t时间内流过该圆面积的空气柱体积