人教版 (2019)必修 第三册能源与可持续发展精练

这是一份人教版 (2019)必修 第三册能源与可持续发展精练，共22页。试卷主要包含了下列关于能源的说法中正确的是，15 m2=8 m2等内容，欢迎下载使用。
基础练习
题组一 能量守恒与能量耗散
1.(2025江苏南京金陵中学月考)下列关于能源的说法中正确的是( )
A.水能是不可再生能源
B.由于能量不会凭空消失,也不会凭空产生,总是守恒的,所以节约能源意义不大
C.节约能源只需提高节能意识,与科技进步无关
D.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
2.(多选题)(2026山东济宁一中期中)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,飞船飞向太空,太阳能电池板展开。飞船两翼的太阳能电池板是太阳能电池在太空领域的应用。以下说法正确的是( )
A.太阳能安全、清洁,是可供人类利用的一种新能源,是不可再生能源
B.太阳能电池的光电转化率不到100%,说明能量不守恒
C.某电池板不接负载时的电压是1.0 V,短路电流是0.05 A,则内阻为20 Ω
D.太阳能电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能
题组二 能源的应用
3.(2026湖北宜昌一中期中)九宫山风电场是湖北省首个风电场,由16台风力发电机组组成。风力发电机塔高44 m,九宫山最高峰海拔1 656.7 m。若已知扇叶转动的圆面半径约为3 m,年平均风速约为6 m/s,空气密度为1.2 kg/m3,风能转化为电能的效率为30%,则一台风力发电机平均发电功率最接近( )
A.100 W B.1 000 W C.10 kW D.100 kW
4.(2026浙江杭州二中期中)太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车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汽车。如图是一辆太阳能实验车,在晴朗天气,太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1 kW。该车上太阳能电池将太阳能转化为电能的效率η1=15%,电池产生的电压恒为U=120 V,当车正常行驶时,对电动机提供I0=10 A的电流。若汽车在只有电池板供电的情况下行驶,问:
(1)在晴朗天气,为保证汽车能正常行驶,车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积应为多大?
(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η2=75%,在水平路面上正常匀速行驶的速度为v0=12 m/s,此时汽车受到的阻力f1多大?
(3)设汽车在水平路面上行驶时所受的阻力f=f0+kv,其中f0=45 N,若电能转化效率同(2)问,当太阳光减弱,照射到电池板的辐射功率变为原来的40%时,汽车匀速行驶的速度变为多大?
答案
第十二章 电能 能量守恒定律
4 能源与可持续发展
基础练习
1.D 水能可以重复利用,是可再生能源,A错误;在能源的利用过程中,虽然能量在数量上未减少,但在可利用的品质上降低了,由便于利用的能源变成不便于利用的,所以需要节约能源,B错误;科技进步能提高能源的利用率,更充分地利用有限的能源,C错误;煤、石油、天然气等属于化石燃料,最初来源可追溯到太阳能,故D正确。
2.CD 太阳能是可再生能源,A错误;转化率不到100%是因能量散失(如内能),总能量是守恒的,B错误;某电池板不接负载时的电压是1.0 V,短路电流是0.05 A,则内阻为r=EI短=20 Ω,C正确;电源是将其他形式的能量转化为电能的装置,太阳能电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能,D正确。
3.B 设Δt时间内,通过扇叶转动的圆面的空气质量为m,则m=ρ·πr2·vΔt,这部分空气的动能为Ek=12mv2,根据能量守恒,得一台风力发电机平均发电功率P=η·12mv2Δt=12πηρr2v3≈1 098.7 W,最接近1 000 W,选B。
4.答案 (1)8 m2 (2)75 N (3)6 m/s
解析 (1)设在晴朗天气,为保证汽车能正常行驶,车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积为S,则有SP0η1=UI0
解得S=UI0P0η1=120×101000×0.15 m2=8 m2
(2)由于汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为η2=75%,则汽车的机械功率为
P机=P电η2=UI0η2=120×10×75% W=900 W
当汽车匀速行驶时,汽车的功率P机=F牵v0
则有f1=F牵=P机v0=90012 N=75 N
(3)由(2)问知,当v0=12 m/s时f1=75 N,代入汽车在水平路面上行驶时的阻力公式f=f0+kv,
解得k=2.5 kg/s
当太阳光减弱,照射到电池板的辐射功率变为原来的40%时,电池板接收到太阳辐射功率为
P阳=SP0η3=8×1 000×40% W=3 200 W
则太阳能转化为电能的功率为
P电'=P阳η1=3 200×15% W=480 W
汽车的机械功率为P机'=P电'η2=480×75% W=360 W
有P机'=F牵'v=(f0+kv)v
解得v=6 m/s