高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展复习练习题

课时跟踪检测(二十一)  能源与可持续发展

A组—重基础·体现综合

1．关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是(　　)

A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程

B．化石能源的能量归根结底来自太阳能，因此化石能源永远不会枯竭

C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源

D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭

解析：选C　能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，A错误；化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，B错误；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，C正确；无论技术先进与否，煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭，D错误。

2．下列说法正确的是(　　)

A．能就是功，功就是能

B．外力对物体做功越多，这个物体的能量就越大

C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量

D．能量转化的多少可以用做功的多少来量度

解析：选D　功和能是两个不同的概念，外力对物体做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明物体能量的多少，外力对物体不做功不能说明物体没有能量，A、B、C错误；功是能量转化的量度，D正确。

3．(多选)下列对能量耗散的理解正确的有(　　)

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过程具有方向性

解析：选BD　在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会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，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错误，B、D正确。

4．(多选)下列关于能源的说法正确的是(　　)

A．石油、天然气都属于新能源

B．能量耗散不遵循能量守恒定律

C．能量耗散会导致能量品质的降低

D．为了可持续发展，必须节约能源

解析：选CD　石油、天然气属于常规能源，A项错误；能量耗散同样遵循能量守恒定律，但能量耗散导致能量品质降低，B项错误，C项正确；因可用能源正在减少，故为了可持续发展，必须节约能源，D项正确。

5．利用能源的过程实质上是(　　)

A．能量的消失过程

B．能量的创造过程

C．能量不守恒的过程

D．能量转化或转移并且耗散的过程

解析：选D　利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程，在能源的利用过程中能量是耗散的，A、B、C错误，D正确。

6．能源在社会的发展和建设中有着重要的意义，节约用电应成为现代公民的行为准则。下列用电方式中属于科学、合理地节约用电的是(　　)

A．家电尽量长时间待机

B．用节能灯替换白炽灯

C．楼道、走廊照明灯尽量不采用声、光控制

D．不要清除冰箱内的冰、霜

解析：选B　家电长时间待机浪费电，家电尽量不要长时间待机，才属于科学、合理地节约用电，故A错误；用节能灯替换白炽灯，可节约用电，故B正确；楼道、走廊照明灯采用声、光控制，才属于科学、合理地节约用电，故C错误；清除冰箱内的冰、霜，能够提高冰箱的工作效率，才属于科学、合理地节约用电，故D错误。

7．下列说法正确的是(　　)

A．随着科技的发展，永动机是可以制成的

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

解析：选C　永动机违背了能量守恒定律，不可能制成，选项A错误；太阳辐射大量的能量，但辐射到星际空间的能量并没有消失，而是转化成了其他形式的能量，选项B错误；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，选项C正确；当人戴着“全自动”手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，选项D错误。

B组—重应用·体现创新

8．水平地面上平放着一根长为L、质量为M的匀质棒，把它的一端匀速抬高H(H≪L)，假设用手直接作用于棒端抬高时手做功W1，用一根弹簧钩住棒端抬至同样高度时手做功W2，则(　　)

A．W1＝W2　　　 B.W1＞W2

C．W1＜W2  D．不确定W1与W2之间的关系

解析：选C　手直接作用于棒的一端时手做功W1＝ΔEpG，用弹簧钩住升高相同高度时手做功W2＝ΔEpG＋ΔEp弹，显然W1＜W2，C正确。

9.抽水蓄能电站的工作原理是：在用电低谷时，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，浙江天荒坪抽水蓄能电站是亚洲第一大高山蓄能水电站。山顶水库面积达2.8×105 m2(水库近似为长方体)。已知上、下水库落差H＝600 m，如图1所示。蓄水后一个昼夜连续发电，山顶水库水位降低30 m，若水的重力势能80%转化为电能，水的密度为1.0×103 kg/m3。则一个昼夜连续发电所产生的电能约为(g取10 m/s2)(　　)

图1

A．4×1010 J　　　　　 B.4×1011 J

C．4×1012 J  D．4×1013 J

解析：选D　一个昼夜能用于发电的水的体积V＝Sh＝2.8×105×30 m3＝8.4×106 m3，水的总质量：m＝ρV，水的重力势能：Ep＝mgh′＝ρVg，一个昼夜连续发电所产生的电能约为E＝Ep×80%，代入数据得E≈4×1013 J，故D正确，A、B、C错误。

10．一台水轮发电机组，每秒有2.0  m3的水流过水轮机，若河坝水位高度差是20 m，则水每秒对水轮机最多能做多少功？若有40%的机械能转化为电能，问发电机的输出功率为多大？(水的密度ρ＝103 kg/m3，g取10  N/kg)

解析：若使水对水轮机做功最多，则把水的重力势能全部转化为水轮机的机械能。则每秒对水轮机做功为W＝mgh＝ρgVh＝103×10×2×20 J＝4×105 J

由P＝得P出＝＝＝1.6×105  W。

答案：4×105 J　1.6×105 W

11．某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？

解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m＝πr2vtρ，这些气流的动能为Ek＝mv2

故风车带动发电机发电的功率为

P＝＝πr2ρv3×10%

代入数据得P＝3.4  kW。

答案：3.4 kW