高中物理人教版 (2019)必修 第三册能源与可持续发展练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册能源与可持续发展练习，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1.如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v，风向恰好与叶片转动的圆面垂直。已知空气的密度为ρ，风力发电机将空气动能转化为电能的效率为η，则此风力发电机发电的功率为（）
A. ρπvR2 B. 12ρπv3R2 C. ρπv3R2η D. 12ρπv3R2η
2.砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法正确的是（）
A. 电池可创造能量
B. 太阳能是不可再生能源
C. 此电池的光电转化率不到100%，说明能量不守恒
D. 此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能
3.被称为“空中电站”的S1000型涵道式浮空风力发电系统（如图），于2025年1月首次稳定悬停于高空，并顺利发电。该系统叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将此圆面内10%的空气动能转化为电能。已知悬停位置的风速为v时，该系统的发电功率为P，则悬停位置的风速为3v时，该系统的发电功率为（）
A. 3P B. 9P C. 18P D. 27P
4.如图所示为某潮汐发电站的简化原理图，水坝下有通道，水流经通道即可带动水轮发电机工作。某次落潮后开闸放水，经时间t水坝内外水面高度相同，此时关闭闸门。已知海湾的面积为S，开闸放水时海湾内外水面高度差为h，水的密度为ρ，重力加速度为g。若通过水轮发电机以后水的动能忽略不计，水流减少的机械能有50%转化为电能。在该次落潮开闸放水过程中，水轮发电机的发电功率为（）
A. ρSgh28t B. ρSgh24t C. ρSgh22t D. ρSgh2t
5.关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（）
A. 苹果从树上落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
B. 大量使用煤炭和石油作燃料符合“低碳生活”理念
C. 太阳能电池充电时，将太阳能全部转化为内能
D. 在火力发电中，燃气的内能不可能全部转化为电能
6.太阳能将成为21世纪人类的主要能源之一，图是太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到热水器单位面积的能量约为7×103 J/(m2⋅s)，一台热水器的聚热面积约4 m2。若每天太阳的照射等效于直射3h，太阳能的20%可转化为水的内能，则这台热水器一天内可有效利用的太阳能约为（）
A. 1×106 J B. 6×106 J C. 6×107 J D.1×107 J
7.能源是人类活动的物质基础，从某种意义上讲，人类社会的发展离不开能源。下列关于能源的理解正确的是（）
A. 根据能量守恒定律可知，人类可利用的能源是取之不尽的
B. 电脑长时间不用时，使其待机比较节能
C. 太阳能电池板是将光能转化为电能
D. 只要能源可利用，开发时不必考虑其他因素
8.如图所示是常见的家用电器，工作时主要将电能转化为机械能的是（）
A. 电饭锅 B. 电熨斗
C. 电视机 D. 电风扇
9.2024年5月1日国家发改委公布，中国新能源汽车产销量已连续9年位居全球首位，我国电动化技术总体处于全球领先水平。一辆新能源电动汽车所用电池是锂电池，在水平公路上加速启动，在此过程中电能向其他形式的能量转化，下列说法正确的是（）
A. 电能转化为化学能和内能
B. 电能转化为重力势能和内能
C. 电能转化为动能和重力势能
D. 电能转化为动能和内能
10.在下列四组用电器中，均属于利用电流的热效应的一组是（）
A. 电风扇和电动机
B. 白炽灯和电饭锅
C. 洗衣机和电冰箱
D. 电解槽和电视机
二、多选题
11.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）
A. 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B. 图乙中，太阳能热水器通过热传递的方式将太阳能转化为水的内能
C. 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D. 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
12.自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。关于几种常见能源说法正确的是（）
A. 电能是二级能源
B. 氢气是一级能源
C. 天然气是一级能源
D. 焦炉气是一级能源
三、非选择题
13.电是生活必需能源，人类巧妙利用它点亮世界、驱动设备，让生活便捷高效。但电也暗藏危险，如雷电等。我们既要借助电的力量，也要做好防范，保障生命财产安全。
电力属于______（选填：A.一次 B.二次）能源。
14.电容器可以储存电能。用如图所示的电路给电容器进行充、放电，电源电动势为E，电容器电容为C，若此时通过图中电流表的电流方向向左，则电路中
(1) 电流表的示数（）
A. 增大 B. 减小 C. 不变
(2) 电压表的示数（）
A. 增大 B. 减小 C. 不变
(3) 充电结束时，电容器所带电荷量为______。
15.为避免雷电造成损害，可以在高大的建筑物上装有避雷针。一次雷雨天气，某避雷针附近电场的等势面分布如图中虚线所示。
(1)（多选）关于A、B两点的场强，下列说法中正确的是（）
A. EA>EB B. EAEB；场强方向垂直等势面指向低电势，A、B两点场强方向不同，故选AD
答案：AD
(2) 电子带负电，从高电势A（等势面−0.5 kV）到低电势B（等势面−4.5 kV），电场力方向与运动方向相同，做正功；
电势差UAB=φA−φB=(−0.5 kV)−(−4.5 kV)=4 kV=4000 V，
电势能变化量ΔEp=qUAB=(−1.6×10−19 C)×4000 V=−6.4×10−16 J
答案：A；−6.4×10−16
16.解：
(1) 太阳能电池接收的总功率P总=P0S=1×103 W/m2×8 m2=8×103 W，
转化的电能功率P电=UI=120 V×10 A=1.2×103 W，
效率η=P电P总×100%=1.2×103 W8×103 W×100%=15%
(2) 机械能功率P机=P电×80%=1.2×103 W×0.8=960 W，
由P机=Fv得牵引力F=P机v=960 W6 m/s=160 N
17.解：
运动员5h登高的总高度h=500 m/h×5 h=2500 m，
重力做功（有用机械能）有W有=mgh=60 kg×10 m/s2×2500 m=1.5×106 J，
由效率η=W有W化得消耗的化学能W化=W有η=1.5×106 J25%=6×106 J