2020-2021学年4 能源与可持续发展课后复习题

课时分层作业(十五)　能源与可持续发展

(建议用时：25分钟)

◎考点一　能量守恒定律的理解和应用

1．有人设想在夏天用冰箱来降低房间内的温度，他的办法是：关好房间的门窗，然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，则开机后，室内的温度将(　　)

A．升高

B．保持不变

C．开机时降低，停机后又升高

D．开机时升高，停机后降低

A　[冰箱压缩机将冰箱内部的热量通过消耗电能转移到冰箱外部来，但由于和室外没有热交换，故热量仍在室内，并且，压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热量，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升，故A正确。]

2．(多选)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．氢能源是清洁能源

D．能量可以从一种形式转化为另一种形式

CD　[自然界的能量守恒，但能源需要节约，故A错误；为了提高生活质量，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；氢燃烧的产物是水，所以氢能源是清洁能源，C正确；能量可以从一种形式转化为另一种形式，故D正确。]

3．从能量的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯(　　)

A．创造了电能

B．草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放

C．创造了太阳能

D．把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能

D　[根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。草坪节能灯把太阳能转化成了电能，电能又转化为光能，故D正确，A、B、C错误。]

4．(多选)下列关于能量转化的说法，正确的是(　　)

A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用

B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的

C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的

D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的

ABC　[根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的。由能量耗散知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这些内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量仍是守恒的。故选项A、B、C正确，D错误。]

5．如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V  9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4×105J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：(结果保留整数)

(1)太阳能节能灯的能量转化情况；

(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？

(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？

[解析]　(1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)。

(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率：P＝ W≈370 W。

(3)节能灯利用太阳能的效率

η＝×100%＝10%。

[答案]　(1)见解析　(2)370 W　(3)10%

◎考点二　能源和可持续发展

6．关于能源的利用，下列说法不正确的是(　　)

A．因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源

B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度

C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应

D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的

A　[自然界的能量是守恒的，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，A错误，D正确；城市工业、交通的急剧发展使得城市过多地接收了耗散的能量，使城市的环境温度升高，B正确；由常识可知C正确，故A符合题意。]

7．(多选)下列对能量耗散理解正确的是(　　)

A．能量耗散说明能量在不断减少

B．能量耗散遵守能量守恒定律

C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观自发过程具有方向性

BD　[在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界中与热现象有关的宏观自发过程具有方向性，故A、C错误，B、D正确．]

8．下列说法正确的是(　　)

A．随着科技的发展，节能灯利用太阳能的效率能达到100%

B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了

C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的

D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生

C　[A的说法虽然没有违背能量守恒定律，但是从能量耗散的角度可知自然界中的自发变化过程具有方向性，A错误；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，使万物生长，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失，而是转化成了其他形式的能量，B错误；马和其他动物，包括人，要运动，必须消耗能量，C正确；所谓“全自动”手表，内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的运行，如果把这种手表放在桌面上静置几天，它一定会停止走动的，D错误。]

9．关于能源的利用和节能，下列说法正确的是 (　　)

A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%

B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大

C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关

D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉

D　[能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失，虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等，选项A错误，D正确；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能量只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大，同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技手段来提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，选项B、C错误。]

(建议用时：15分钟)

10．(多选)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

BC　[“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正确。]

11．(多选)流星在夜空中发出明亮的光焰，此时会有人在内心里许下一个美好的愿望。有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的。下列相关说法正确的是(　　)

A．流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能

B．引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒

C．当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动

D．流星物体进入大气层后做斜抛运动

AC　[流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A正确；引力对流星做正功，除了重力之外还有其他力做功，机械能不守恒，B错误；当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C正确，D错误。]

12．能源问题是人类面临的重大课题，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例。如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图。左边为陆地和海湾，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，如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；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，如图丙所示。设海湾面积为5.0×107m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为多少。(海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)

甲　　　　　乙　　　　　　丙

[解析]　每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的质量m＝ρSh＝1.5×1011 kg

其重心高度变化为h′＝1.5 m

每次落潮海水重力势能的减少量ΔEp＝mgh′＝2.25×1012 J

一天内水流做功的功率P＝≈1.04×108 W。

[答案]　1.04×108 W

13．随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。在这种情况下，目前研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。如图是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW。在晴朗的天气里，太阳能电池对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供12 A的电流。

(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？

(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆汽车行驶了多少米？

[解析]　(1)电动机消耗的电功率

P＝UI＝160 V×12 A＝1 920 W。

(2)由P＝得，W电＝Pt＝1 920 W×60 s＝115 200 J

由题意W机＝W电·η＝115 200 J×75%＝86 400 J

又由W＝Fs得，汽车行驶的距离

s＝＝ m＝480 m。

[答案]　(1)1 920 W　(2)480 m