能源与可持续发展同步练习 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.4能源与可持续发展1.能源（Energy-Source）亦称能量资源或能源资源，是发展国民经济的重要物质基础，国家未来的命运取决于对能源的掌控.能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志，下列能源为可再生能源的是()A.石油 B.天然气 C.风能 D.煤炭2.如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟.在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，小鸟“喝”了一口后，又直立起来.之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来.就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是()A.饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能B.水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水C.这种玩具饮水鸟是一架永动机D.此现象违背了热力学第一定律3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B.人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造C.能量的转化和转移没有方向性D.能量可以从一种形式转化为另一种形式，力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量4.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约为()A. B. C. D.5.能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，下列说法正确的是()A.不同形式的能量之间可以相互转化B.能量可以被创生，也可以被消灭C.因为能量是守恒的，所以不需要节约能源D.因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机6.茂名市为了推动新农村建设，在很多乡村道路上安装了太阳能路灯。白天太阳能电池板对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。下列说法正确的是()A.太阳能不属于清洁能源B.太阳能电池板不可以将太阳能转化为电能C.倾斜杆对路灯的作用力方向平行于倾斜杆向上D.能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要7.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B.在能源的利用过程中，能量在数量上有所减少C.能量耗散反映了自然界中的宏观过程具有方向性D.核聚变比核裂变的产能效率高，目前核电站中大多采用核聚变来发电8.光伏发电系统是利用半导体材料的光伏效应将太阳的辐射能转化为电能的一种发电系统。如图所示，某居民的楼顶平台安装了的太阳能电池板，当太阳直射时满载发电功率可达5.0kW，输出电压为380V的直流电。已知太阳直射时地面附近单位时间单位面积内的太阳能为，全年发电总量相当于平均每天满载发电4小时的总量，其中30%的电能供居民自家使用，其余电能并入国家电网。下列说法正确的是()A.该居民家全年用电总量约为B.电池板将太阳能转化为电能的效率约为2%C.太阳能是一种清洁、安全、不可再生的能源D.太阳能电池板输出的电流可直接并入国家电网9.“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。关于能源与能量，下列说法正确的是()A.因为能量守恒，所以不需要节约能源B.自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用C.人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源D.人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造10.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽.该装置的能量转化情况是()A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能11.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是()A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量12.现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式。下列做法符合节能要求的是()A.电脑使用完毕后关机并切断电源 B.电视机长时间处于待机状态C.长时间外出需要切断热水器电源 D.手机充电结束后拔掉充电器13.风力发电是一种绿色环保、清洁无污染的发电方式，我省近几年在多地部署了风力发电装置。发电装置呈现风车外形，由三个叶片构成，风垂直吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电。已知叶片转动时可形成半径为60m的圆面，某日平均风速为6m/s，风能向电能转化的效率为30%。发电机组输出电压为690V，经过变电站理想变压器将电压升为10kV远距离输送。空气密度为，则下列说法正确的是()A.理想变压器的原、副线圈匝数比约为B.该风力发电机的输出功率约为C.该风力发电机的日发电量约为D.若远距离输电线上损耗的功率不能超过5%，则输电线的电阻不能超过14.“可燃冰”是一种藏在深海海底的新型能源，“可燃冰”可转化为的天然气和的水，下列关于“可燃冰”的说法正确的是()A.“可燃冰”是不可再生能源B.“可燃冰”属于可再生能源C.“可燃冰”比的水质量小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15.关于能的转化与守恒定律的下列说法正确的是_______.A.能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B.能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C.一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少D.能的转化与守恒定律证明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失

答案以及解析1.答案：C解析：化石能源无法在短时间内再生，这类能源为不可再生能源，比如煤炭、石油和天然气；而水能、风能和潮汐能为可再生能源。故选C。2.答案：A解析：玩具饮水鸟的内部结构如图所示，其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发过程中吸热使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前面的运动过程，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，A正确；根据上述分析可知，当水杯中的水干了之后，由于不能形成头部和肚子内空气的压强差，小鸟不能再上下运动，即小鸟不能点头“喝”水，B错误；这种玩具饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，不是一架永动机，此现象没有违背热力学第一定律，C、D错误.3.答案：D解析：A.自然界的能量守恒，但能直接应用的能源使用后品质降低，不能直接应用，所以可利用能源越来越少，故A错误；B.人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；C.根据热力学第二定律，能量的转化和转移具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了，所以转化具有方向性，故C错误；D.能量可以从一种形式转化为另一种形式，力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，故D正确；故选D。4.答案：B解析：在t时间内空气动能为则此风力发电机发电的功率约为故选B。5.答案：A解析：A.不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变。故A正确；B.能量不能被创生，也不能被消灭。故B错误；CD.虽然能量是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要节约能源防止能源危机。故CD错误。故选A。6.答案：B解析：A.太阳能属于清洁能源，故A错误；B.太阳能电池板不可以将太阳能转化为电能，故B正确；C.由于新能源路灯受重力和倾斜杆的作用力作用而处于静止状态，故倾斜杆对新能源路灯的作用力与其重力等大反向，方向竖直向上，故C错误；D.能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，但是会有部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要，故D错误。7.答案：C解析：A.根据能量守恒定律，能量是不能够被创造的，故A错误；B.在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了，故B错误；C.能量耗散反映了自然界中的宏观过程具有方向性，例如，内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能，最终机械能又会转化为内能，而最终的内能人们很难再重新利用，所以在能源的利用过程中，有一些能源是不可再生的，所以需要节约能源，故C正确；D.轻核聚变比重核裂变产能效率高，目前核电站中大多采用核裂变来发电，故D错误。故选C。8.答案：B解析：A.该居民家全年发电总量为用电总量为故A错误；B.太阳能电池板吸收太阳能的功率为电池板将太阳能转化为电能的效率约为故B正确；C.太阳能是一种清洁、安全、可再生的能源，故C错误；D.太阳能电池板输出的电流为直流，不可直接并入国家电网（交流电网），故D错误。故选B。9.答案：C解析：能量是守恒的，但在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量很难再被利用，则应节约能源，故A错误；自然界中的石油、煤炭等能源是不可再生资源，不能供人类长久使用，而是越用越少，故B错误；为使能源可持续利用，解决能源危机，人类应多开发和利用风能、太阳能、核能等新能源，故C正确；能量不能被创造，故D错误。10.答案：A解析：帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作.小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能.故选A.11.答案：D解析：形状记忆合金进入水中后受热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知，能量来源于热水，热水温度会降低，故ABC错误；由能量守恒知，叶片在热水中吸收的热量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D正确。12.答案：ACD解析：A、电脑使用完毕后关机并切断电源，不再消耗电能，符合现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式，故A正确；B、电视机长时间处于待机状态，仍会消耗电能，不节能，所以不符合现代社会倡导“绿色，低碳、节能”的新型生活方式，故B错误；C、长时间外出需要切断热水器电源，不再消耗电能，符合现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式，故C正确；D、手机充电结束后拔掉充电器，不再消耗电能，符合现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式，故D正确。故选：ACD。13.答案：B解析：根据可知，理想变压器的匝数比应为，A项错误；发电机的输出功率为，B项正确；日发电量为，C项错误；远距离输电线上的电流，损耗功率，求得，D项错误。14.答案：AD解析：“可燃冰”可转化为天然气和水，属于不可再生能源，故A正确，B错误；“可燃冰”能转化为的水和的天然气，“可燃冰”的密度大于水的密度，且“可燃冰”的体积大于水的体积，又有，则“