高中物理第5章能源与可持续发展51能源利用与环境污染52能源开发与环境保护53节约能源保护资源与可持续发

5.1能源利用与环境污染5.2能源开发与环境保护5.3节约能源、保护资源与可连续发展(建议用时：45分钟)[学业达标]1．以下说法中正确的选项是( )A．水能细风能是“可再生能源”B．太阳能是一种干净能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比老例能源对环境的污染更大E．水力发电站的电能最以后自于水的机械能【剖析】水能细风能是“可再生能源”，A正确．太阳能是干净能源，B正确．沼气是人们开发的新能源，C正确．核能对环境的污染比老例能源较小，D错误．水力发电的能量最后本源于太阳能，E错．【答案】ABC2．“能源分类相关图”如图5-1-3所示，以下四组选项中，全部吻合图中阴影部分的能源是( )图5-1-3A．煤炭B．太阳能C．风能D．潮汐能E．核能【剖析】同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C、D三个选项．【答案】BCD3．关于自行车、电动自行车、一般汽车、高铁动车组、大型轮船耗资能源的种类，下列正确的对应关系是( )A．自行车—生物能B．电动自行车—电能1/5C．一般汽车—化学能D．高铁动车组—化学能E．大型轮船—风能【剖析】高铁动车组耗资的是电能，大型轮船耗资的是化学能，故A、B、C正确．【答案】ABC4．关于“温室效应”，以下说法正确的选项是( )A．太阳能纷至沓来地辐射到地球上，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的二氧化碳的含量，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E．“温室效应”使土地干旱，沙漠化面积增大【剖析】“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、海水向河流倒灌、耕地盐碱化、沙漠化面积增大等，故B、C、E选项正确．【答案】BCE5．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展远景优异，用氢作燃料的燃料电池汽车备受喜欢．我国拥有完好自主知识产权的氢燃料电池汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能拥有的优点包括( )A．原料本源广B．储蓄方便C．制备工气廉价D．易燃烧E．热值高【剖析】氢易燃烧、热值高，原料本源广，但储蓄难、制备成本高，故A、D、E正确．【答案】ADE6．太阳能是干净的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的老例能源而大力开发新能源．划分以下能源的种类，把编号填入相应的表格．①石油②地热能③核能④天然气⑤风能⑥潮汐能种类编号新能源老例能源【剖析】老例能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源，主要包括煤、石油、天然气等；新能源是指还没有被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意：“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．【答案】②③⑤⑥①④2/57．有以下各种能源：A.天然气B．水能C．石油D．核能E．地热能F．电能G．太阳能H．潮汐能其中属于不能再生能源的有；属于二次能源的有；属于化石能源的有．【剖析】依照能源的产生和利用情况进行分类，不能再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工变换成的另一种形态的能源，有F；化石能源有A、C.【答案】A、C、DFA、C8．为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，图5-1-4是它的表示图．请你判断这一方案的可行性，并说明原由.【导学号：35500050】图5-1-4判断：.(填“可行”或“不能行”)原由：.【剖析】不能行；①违反了能量守恒定律；②此流程每个环节皆耗资能量，因此不能能实现；③这种流程近似永动机，是不能能的．【答案】见解析[能力提升]“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆，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4.6×103kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每2平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为m.图5-1-53/5【剖析】设P＝4.6×103η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的kW，发电效率功率0＝1.353kW，则由能量转变与守恒得：＝0××ηPPPS代入数据，解得S＝1.9×104m2.【答案】1.9×10410．水能是可再生能源，可连续地利用水能来发电，为人类供应“干净”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q(m3/s)，落差为h(m)，发电效率为η，则该电站全年的发电量(kW·h)约是多少？(g取10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3)【剖析】每秒钟水能转变成电能的量为＝，也就是发电功率，因此一年内EηQρgh的发电量E′＝365×24×3600×3.16×10－6ηQρgh(kW·h)8.8×104ηQh(kW·h)．【答案】8.8×104ηQh(kW·h)11．风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展远景广阔，我国风力资源丰富，到2000年终，我国风力发电机的总装机容量已达264万千瓦．风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转变成叶轮的动能，再将叶轮的动能转变成电能.【导学号：35500051】图5-1-6设空气的密度为ρ，每个叶轮的长度为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为η，那么每台发电机发出的电功率P为多大？(2)我国研制的WD-646型风力发电机，每个叶轮L＝22m，当风速达到15m/s时，其输出电功率可达600kW.求该风力发电机将风的动能转变成电能的总效率η.(空气的密度为1.29kg/m3)【剖析】(1)m＝ρSvt＝ρπL2vt4/512123Ek＝2mv＝2πρLvtηEk123P＝t＝2πηρLv.123(2)由P＝πηρLv22得η＝23πρLv×100%2×600×1033.14×1.29×222×153×100%＝18%.123【答案】(1)2πηρLv(2)18%12．太阳每年辐射到地球上的能量可达1018kW·h.(已知地球到太阳的距离r＝1.5×1011m，地球的半径为R＝6.4×106m)试估计太阳每年释放的能量；(2)若是太阳辐射到地球上的能量所实用来推动热机发电，能否每年发出1018度电？【剖析】太阳的能量向周围八方辐射，地球不过是“周围八方”中的一个“小单元”，因此太阳辐射的能量只有一小部分到达地球．(1)地球到太阳的距离为r＝1.5×1011m，地球的半径为R＝6.4×106m，因此地球的接收面积为S＝πR2.以太阳为球心，以日地距离为半径