《第十二章 能源与可持续发展》试卷及答案-高中物理必修第三册-沪科版-2024-2025学年

《第十二章能源与可持续发展》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、18世纪末，英国的詹姆斯·瓦特对蒸汽机进行了重大改进，极大地促进了人类社会的发展。他的改进使得蒸汽机的效率大大提高。关于能源与可持续发展，瓦特的贡献主要表现在哪个方面？A、开发了新的可再生能源B、提高了传统能源（如煤炭）的利用效率C、发明了新型的清洁能源D、推动了核能的广泛应用2、在能源的利用过程中，人类不仅要考虑能源的资源丰富程度，还应重视能源的可持续性。以下哪种能源最符合可持续发展的要求？A、石油B、煤炭C、核能D、太阳能3、在下列能源中，属于可再生能源的是（）A、石油B、煤炭C、天然气D、风能4、下列关于可持续发展的说法中，错误的是（）A、可持续发展是为了满足当代人的需要，而不会损害后代人满足其需要的能力B、可持续发展只关注环境保护，忽视经济发展C、可持续发展要求在经济、社会和环境三个方面实现协调发展D、可持续发展要求人类与自然和谐相处5、关于能源利用和环境保护的关系，下列说法正确的是：A.使用可再生能源可以完全避免环境污染B.核能发电是一种绝对安全无污染的能源形式C.提高能源效率有助于减少环境污染D.化石燃料的使用不会产生温室效应6、在考虑可持续发展的背景下，下列哪一项措施对于促进可再生能源的发展最为不利？A.政府提供可再生能源项目的财政补贴B.增加对传统能源如煤炭、石油的依赖C.实施碳交易市场机制D.加大对可再生能源技术研发的投资7、以下关于可再生能源的说法中，正确的是（）A、可再生能源是指那些一旦消耗就无法再生的能源B、可再生能源包括煤炭、石油和天然气C、可再生能源是指那些可以在自然界中源源不断得到补充的能源D、可再生能源的利用会导致资源的枯竭和环境的破坏二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于能源和可持续发展的描述，正确的是（）。A、核能是一种清洁、可持续的能源B、风能和太阳能是可再生能源C、化石能源是不可再生资源，使用时应谨慎D、在使用能源时，节能减排的重要性日益凸显2、关于能源使用与可持续发展的策略，以下叙述正确的是（）。A、优先考虑高能耗的项目，因为它们能迅速推动经济发展B、推广使用太阳能热水器和风力发电，减少对化石燃料的依赖C、探索和开发新型能源，如潮汐能和地热能D、减少能源的使用量，仅仅通过有效减少能源使用而非开发新资源来实现可持续发展3、以下哪些措施有助于提高能源利用效率和促进能源可持续发展？（）A、发展清洁能源，如水能、风能等B、推广节能家电和高效照明产品C、加强能源消耗统计，实施能源审计D、鼓励私家车大量使用，提高城市交通效率E、提高能源转换和传输过程中的pal效率三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题1.阅读以下材料，回答问题：材料：随着全球能源需求的不断增长，传统能源如煤炭、石油等资源日益紧张，同时环境污染问题也日益严重。为了实现能源的可持续发展和环境保护，各国都在积极开发和利用可再生能源，如风能、太阳能、水能等。以下是我国某地区在能源转型过程中的一些实例：（1）该地区利用当地丰富的风能资源，建设了风力发电场，年发电量达到1亿千瓦时。（2）该地区推广太阳能热水器，每年可节约标煤约1000吨。（3）该地区利用水能资源，建设了小型水电站，年发电量达到5000万千瓦时。问题：（1）请列举出上述三种可再生能源的利用方式。（2）分析可再生能源与传统能源相比，有哪些优势和劣势。（3）结合材料，谈谈你对我国能源可持续发展的看法。第二题题目：阐述生物能的含义、来源及其在能源和可持续发展中的重要性，并分析生物能在未来能源供应中的潜力及可能面临的问题与挑战。第三题题目：某地区计划建设一座风力发电站，用以替代现有的火力发电站。为了评估风力资源，研究者进行了一系列的数据收集工作。以下是一份关于该地区风速的数据统计表：时间段平均风速（m/s）风能利用小时数（h）上午7.25下午6.84.5夜间5.53总计6.66.51.根据上述数据，计算该地区一年的平均风速（保留一位小数）。2.假设每平方米的风能密度为80W/m²，计算该地区利用每小时风能发电的总功率（保留一位小数）。3.若该风力发电站的装机容量为1000kW，估算该发电站一年的总发电量（平方千米为单位）。4.分析风力发电站可能面临的挑战及其解决方案。第四题题目：阅读下列材料，结合所学知识，回答问题。近年来，随着科技的进步和人们环保意识的增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛应用。以下是一段关于太阳能电池的材料：“太阳能电池是通过将太阳光能转化为电能的装置。它主要由硅材料制成，利用光生伏打效应将光能直接转换为电能。太阳能电池广泛应用于家庭照明、太阳能路灯、太阳能发电站等领域。”1.简述太阳能电池的工作原理。2.分析太阳能电池的优点。3.阐述我国在太阳能电池研发和应用方面取得的成就。第五题问题描述背景资料：随着全球能源需求的持续增长，可再生能源的应用日益受到重视。可再生能源以其清洁、可再生和环境影响较小的特点，成为当今能源结构中重要的一环。中国是世界上风能和太阳能资源较为丰富的国家之一，利用这些资源可以有效地减少温室气体排放，促进环境质量的改善。问题：1.请简要说明可再生能源的发展对于实现可持续发展目标的意义。2.请以风能为例，描述其能量转换过程以及其在能源系统中的作用。3.探讨在开发利用新能源时可能面临的挑战，并提出至少两项有效的应对措施。答案及解析《第十二章能源与可持续发展》试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、18世纪末，英国的詹姆斯·瓦特对蒸汽机进行了重大改进，极大地促进了人类社会的发展。他的改进使得蒸汽机的效率大大提高。关于能源与可持续发展，瓦特的贡献主要表现在哪个方面？A、开发了新的可再生能源B、提高了传统能源（如煤炭）的利用效率C、发明了新型的清洁能源D、推动了核能的广泛应用答案：B解析：詹姆斯·瓦特通过对蒸汽机的改进，提高了传统能源（如煤炭）的使用效率，从而促进了能源的高效利用，对能源的可持续发展做出了重要贡献。2、在能源的利用过程中，人类不仅要考虑能源的资源丰富程度，还应重视能源的可持续性。以下哪种能源最符合可持续发展的要求？A、石油B、煤炭C、核能D、太阳能答案：D解析：太阳能是一种可再生能源，能够源源不断地从自然界获得，且在使用过程中不会产生温室气体排放，因此最符合可持续发展的要求。而石油、煤炭和核能都有各自的资源枯竭和环境影响问题，不符合可持续发展的长期目标。3、在下列能源中，属于可再生能源的是（）A、石油B、煤炭C、天然气D、风能答案：D解析：可再生能源是指在自然界中可以在较短时间内更新、再生的能源，如太阳能、水能、风能等。选项D的风能符合可再生能源的定义，其他选项均为化石能源，属于不可再生能源。因此，正确答案是D。4、下列关于可持续发展的说法中，错误的是（）A、可持续发展是为了满足当代人的需要，而不会损害后代人满足其需要的能力B、可持续发展只关注环境保护，忽视经济发展C、可持续发展要求在经济、社会和环境三个方面实现协调发展D、可持续发展要求人类与自然和谐相处答案：B解析：可持续发展是指在满足当代人的需要的同时，不损害后代人满足其需要的能力，要求在经济、社会和环境三个方面实现协调发展。因此，选项A、C、D都是关于可持续发展的正确说法。而选项B的说法错误，因为可持续发展并不只关注环境保护，而是要求在经济、社会和环境三个方面实现协调发展。因此，正确答案是B。5、关于能源利用和环境保护的关系，下列说法正确的是：A.使用可再生能源可以完全避免环境污染B.核能发电是一种绝对安全无污染的能源形式C.提高能源效率有助于减少环境污染D.化石燃料的使用不会产生温室效应答案：C解析：可再生能源虽然较为清洁，但在生产、运输等过程中仍可能造成一定的环境影响，因此A选项错误；核能发电虽然相对清洁，但存在放射性废料处理等安全问题，B选项错误；提高能源效率意味着更少的资源消耗和更低的排放，对减少环境污染有积极作用，C选项正确；化石燃料燃烧会释放大量的二氧化碳，加剧温室效应，D选项错误。6、在考虑可持续发展的背景下，下列哪一项措施对于促进可再生能源的发展最为不利？A.政府提供可再生能源项目的财政补贴B.增加对传统能源如煤炭、石油的依赖C.实施碳交易市场机制D.加大对可再生能源技术研发的投资答案：B解析：政府提供的财政补贴可以降低可再生能源项目的成本，促进其发展，A选项有利；增加对传统能源的依赖会导致对可再生能源的需求下降，不利于可再生能源的发展，B选项不利；实施碳交易市场机制可以通过经济手段激励减排，鼓励可再生能源的使用，C选项有利；加大对可再生能源技术研发的投资有助于技术进步，降低成本，提高竞争力，D选项有利。因此，B选项最不符合促进可再生能源发展的方向。7、以下关于可再生能源的说法中，正确的是（）A、可再生能源是指那些一旦消耗就无法再生的能源B、可再生能源包括煤炭、石油和天然气C、可再生能源是指那些可以在自然界中源源不断得到补充的能源D、可再生能源的利用会导致资源的枯竭和环境的破坏答案：C解析：可再生能源是指那些可以在自然界中源源不断得到补充的能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等。这些能源相对于不可再生能源（如煤炭、石油和天然气）来说，具有取之不尽、用之不竭的特点。选项A描述的是不可再生能源的特点；选项B列举的是不可再生能源；选项D错误地认为可再生能源的利用会导致资源的枯竭和环境的破坏，实际上，合理利用可再生能源是有利于环境保护和可持续发展的。因此，正确答案是C。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于能源和可持续发展的描述，正确的是（）。A、核能是一种清洁、可持续的能源B、风能和太阳能是可再生能源C、化石能源是不可再生资源，使用时应谨慎D、在使用能源时，节能减排的重要性日益凸显答案：B、C、D解析：A项错误，虽然核能没有直接排放污染物的特性，但核电站的建设和废弃处理过程中会产生放射性废物，这是一种长期的环境负担。因此，核能并非是清洁的能源。B、C、D三项都正确地反映了能源利用与环境保护的原则。2、关于能源使用与可持续发展的策略，以下叙述正确的是（）。A、优先考虑高能耗的项目，因为它们能迅速推动经济发展B、推广使用太阳能热水器和风力发电，减少对化石燃料的依赖C、探索和开发新型能源，如潮汐能和地热能D、减少能源的使用量，仅仅通过有效减少能源使用而非开发新资源来实现可持续发展答案：B、C解析：A项错误，高能耗项目虽然能快速促进经济发展，但会消耗大量资源，并且会产生大量的温室气体排放，不利于长期的可持续发展。B、C项描述的都是有效减少对可再生能源依赖的具体措施。D项虽然强调了节能减排的重要性，但它忽略了开发新资源是依赖新科技发展的基本要求，单一依赖减少能源使用并不全面。3、以下哪些措施有助于提高能源利用效率和促进能源可持续发展？（）A、发展清洁能源，如水能、风能等B、推广节能家电和高效照明产品C、加强能源消耗统计，实施能源审计D、鼓励私家车大量使用，提高城市交通效率E、提高能源转换和传输过程中的pal效率答案：ABCE解析：本题考查能源利用效率及其可持续发展措施。选项A提到发展清洁能源，有助于减少对化石燃料的依赖，提高能源利用效率；选项B推广节能家电和高效照明产品有助于用户在日常生活中减少能源消耗；选项C加强能源消耗统计和实施能源审计可以帮助识别和减少能源浪费；选项E提高能源转换和传输过程中的效率可以减少能源损失。因此，ABCE均为有助于提高能源利用效率和促进能源可持续发展的措施。选项D鼓励私家车大量使用则会增加能源消耗和环境污染，不利于能源的可持续发展。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题1.阅读以下材料，回答问题：材料：随着全球能源需求的不断增长，传统能源如煤炭、石油等资源日益紧张，同时环境污染问题也日益严重。为了实现能源的可持续发展和环境保护，各国都在积极开发和利用可再生能源，如风能、太阳能、水能等。以下是我国某地区在能源转型过程中的一些实例：（1）该地区利用当地丰富的风能资源，建设了风力发电场，年发电量达到1亿千瓦时。（2）该地区推广太阳能热水器，每年可节约标煤约1000吨。（3）该地区利用水能资源，建设了小型水电站，年发电量达到5000万千瓦时。问题：（1）请列举出上述三种可再生能源的利用方式。（2）分析可再生能源与传统能源相比，有哪些优势和劣势。（3）结合材料，谈谈你对我国能源可持续发展的看法。答案：（1）风力发电、太阳能热水器、小型水电站。（2）优势：可再生、污染小、清洁；劣势：初期投资大、技术要求高、地域局限性。（3）我国能源可持续发展应注重以下几个方面：加大可再生能源的开发和利用，逐步替代传统能源；提高能源利用效率，减少能源浪费；加强能源技术创新，降低可再生能源的开发成本；强化能源政策引导，促进能源产业结构的优化升级；提高公众的环保意识，形成全社会共同参与能源可持续发展的良好氛围。解析：本题考查了学生对可再生能源的认识、分析能力和对我国能源可持续发展战略的理解。在解答过程中，学生需要结合材料，从可再生能源的利用方式、优势和劣势等方面进行分析，并给出自己对我国能源可持续发展的看法。解答时要注意以下几点：理解可再生能源的定义和特点；分析可再生能源与传统能源的优势和劣势；结合材料，给出对我国能源可持续发展的看法。第二题题目：阐述生物能的含义、来源及其在能源和可持续发展中的重要性，并分析生物能在未来能源供应中的潜力及可能面临的问题与挑战。【答案】生物能的概念及其来源：生物能是指通过植物、动物或微生物的生长、繁殖、代谢过程产生的能量，其中大部分可以通过生物质、生物化学过程转变为可用的能源形式。生物能的来源主要包括作物、森林、食物加工和人类废弃物等有机物。生物能在能源和可持续发展中的重要性：1.环境保护：与化石燃料相比，生物能源的生产和使用可以降低温室气体排放，减少环境污染。2.资源利用：有效利用农业和林业副产品等废弃物转化成能源，提高了资源的利用效率。3.经济促进：促进了农业和林业资源的再利用，推动了相关产业发展，创造了新的就业机会。4.能源安全：相对减少对外来化石燃料的依赖，增强了国家能源的安全性。生物能在未来能源供应中的潜力：1.能效提升：通过先进的生物转换技术不断提升生物能的转换效率。2.多元化应用：探索生物能的多种应用，如生物燃料、生物氢气和生物制氢等。3.公共交通：生物燃料将广泛应用于公共交通系统，比如使用乙醇汽油的汽车。生物能在未来供应中可能面临的问题与挑战：1.高成本转换：将有机物转化为可再生生物燃料的成本仍相对较高，限制了生物能源的大规模应用。2.土地资源竞争：扩大生物能源生产和转型为能源作物可能与食物生产发生冲突。3.生态环境：大规模种植能源作物可能导致生物多样性的减少。4.技术改进：需进一步提高生物转化为能源的效率，寻找替代低成本能源作物生产原料。5.政策支持：需要政府和国际组织提供强有力的政策支持和技术资助，以提高可再生能源的研发和使用。综上所述，生物能在能源领域扮演着重要角色，但需克服在技术、经济和政策等多方面的挑战，以促进其进一步发展。第三题题目：某地区计划建设一座风力发电站，用以替代现有的火力发电站。为了评估风力资源，研究者进行了一系列的数据收集工作。以下是一份关于该地区风速的数据统计表：时间段平均风速（m/s）风能利用小时数（h）上午7.25下午6.84.5夜间5.53总计6.66.51.根据上述数据，计算该地区一年的平均风速（保留一位小数）。2.假设每平方米的风能密度为80W/m²，计算该地区利用每小时风能发电的总功率（保留一位小数）。3.若该风力发电站的装机容量为1000kW，估算该发电站一年的总发电量（平方千米为单位）。4.分析风力发电站可能面临的挑战及其解决方案。答案：1.一年的平均风速约为6.6m/s。2.利用每小时风能发电的总功率约为416kW。3.该发电站一年的总发电量约为7.6平方千米。4.挑战：风力资源的不稳定性导致发电量波动大；解决方案：建设大规模风力发电场，集中管理，提高发电量的稳定性；同时，可以结合储能技术，如蓄电池储能，以应对风力不足时的需求。解析：1.计算平均风速时，将全天各时段的平均风速相加后除以时段数：平均风速=2.计算每小时风能发电的总功率：由于风能密度为80W/m²，单位面积的功率输出为风速的立方乘以风能密度。因此：P=将瓦特换算为千瓦：P≈由于每小时发电，所以每小时的总发电功率为270.2kW。3.估算一年的总发电量：总发电量=装机容量×由于此处发表的答案要求以平方千米为单位，假设装机容量为1000kW的电站占地面积为0.1平方千米，则总发电量约为7.6平方千米。4.风力发电站的挑战及其解决方案已经在答案中给出。第四题题目：阅读下列材料，结合所学知识，回答问题。近年来，随着科技的进步和人们环保意识的增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛应用。以下是一段关于太阳能电池的材料：“太阳能电池是通过将太阳光能转化为电能的装置。它主要由硅材料制成，利用光生伏打效应将光能直接转换为电能。太阳能电池广泛应用于家庭照明、太阳能路灯、太阳能发电站等领域。”1.简述太阳能电池的工作原理。2.分析太阳能电池的优点。3.阐述我国在太阳能电池研发和应用方面取得的成就。答案：1.太阳能电池的工作原理：太阳能电池利用光生伏打效应，将太阳光能直接转换为电能。当太阳光照射到太阳能电池表面时，光子能量被硅材料吸收，使电子获得足够的能量跃迁到导带，形成电子-空穴对。这些电子和空穴在外电场作用下分别向电池两端移动，产生电流。2.太阳能电池的优点：清洁、可再生的能源，不会产生污染。可利用太阳能丰富的地区，降低能源成本。技术成熟，应用领域广泛。可持续发展，有利于环境保护。3.我国在太阳能电池研发和应用方面取得的成就：我国已成为全球最大的太阳能电池生产国，太阳能电池产量占全球一半以上。我国成功研发了高效、低成本的多晶硅太阳能电池，技术水平达到国际先进水平。我国已建成多个大型太阳能发电站，为我国能源结构调整和环境保护做出了贡献。第五题问题描述背景资料：随着全球能源需求的持续增长，可再生能源的应用日益受到重视。可再生能源以其清洁、可再生和环境影响较小的特点，成为当今能源结构中重要的一环。中国是世界上风能和太阳能资源较为丰富的国家之一，利用这些资源可以有效地减少温室气体排放，促进环境质量的改善。问题：1.请简要说明可再生能源的发展对于实现可持续发展目标的意义。2.请以风能为例，描述其能量转换过程以及其在能源系统中的作用。3.探讨在开发利用新能源时可能面临的挑战，并提出至少两项有效的应对措施。答案及解析答案：1.可再生能源的发展对于实现可持续发展目标的意义：可再生能源如太阳能、风能和水能等，作为清洁、可