2021学年4 能源与可持续发展精品习题

12.4能源与可持续发展 课后练

1. 关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的（　　）

A. 常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为

B. 根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现

C. 能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响

D. 通过核聚变利用核能是目前开发新能源的一种新途径

2. 有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是（　　）

A. 只适用于机械能与内能的相互转化

B. 只适用能量转化过程

C. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律

D. 根据能量守恒定律，字宇宙中的能量总和不变

3. 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

C. “既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，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

4. 下列关于能量耗散的说法，正确的是（　　）

A. 能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律

B. 能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用

C. 能量耗散导致能量品质降低

D. 能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

5. 下列哪些现象属于能量耗散（　　）

A. 利用水流能发电获得电能

B. 电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能

C. 电池的化学能转化为电能

D. 火炉把房子烤暖

6. 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是（　　）

A. 太阳能→电能→机械能

B. 太阳能→机械能→电能

C. 电能→太阳能→机械能

D. 机械能→太阳能→电能

7. “神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应．“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达，单片单晶硅太阳能电池可产生的电动势，可获得的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）

A.  B.  C.  D.

8. 中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家.报道称，新一代高速列车牵引功率达9000 kW，持续运行速度为350km/h．则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为（　　）

A. 3.3×l04kW·h B. 3.l×l06kW·h C. l.8×l04kW·h D. 3.3×l05kW·h

9. 使用家电时，以下做法中，有利于节约用电的是（　　）

A. 停用空调时，只通过遥控器关机

B. 使用空调时总将其自动温度控制器设定在16℃

C. 看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关

D. 使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档

10. 为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有（　　）

A. 禁止使用煤，石油和天然气

B. 开发使用核能、太阳能

C. 将汽车燃料由汽油改为液化石油气

D. 植树造林

11. 某水力发电站的水位平均落差为50m，每秒约有6×106kg的水用来发电，水的重力势能有10%转化为电能，则下列说法正确的是（　　）

A. 每秒水减少的重力势能约为3×108J

B. 发电的平均功率约为6×108W

C. 每天的发电量约为7.2×106kW·h

D. 若将这些电能以0.5元/度的价格卖出，则一年可收入约3600万元

12. 三峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010 m3，装机容量（发电机的总功率）P＝1.768×107 kW，假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出三峡水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．（不进行具体计算，用字母表示）

13. 水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，则该电站一年的发电量（kW·h）是多少？（一年按365天计算，g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3）

14. 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小时得到的太阳能为0.4×106 J，太阳光按平均一天照8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：

（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为多少？

（3）太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？

15. 环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下。

(1)求驱动电机的输入功率；

(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；

(3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。

已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

参考答案

1. B

【详解】常规能源是有限的的，需要节制，能量虽然守恒，但能量耗散导致能量的品质降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源，也往往对环境产生破坏，从而应开发新型的清洁型的能源，例如通过核聚变利用核能是目前开发新能源的一种新途径，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。

故选B。

2. D

【详解】能量的转化和守恒定律是自然界普遍遵循的一个规律，适用于一切能量和一切物理过程，故D正确，ABC错误；

故选D。

3. C

【详解】永动机违反能量守恒定律定理，则即使随着科技的发展，永动机也是不可以制成的，选项A错误；根据能量守恒定律， 太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，照射到宇宙空间的能量也不会消失，选项B错误； “既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的，选项C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，选项D错误；故选C.

4. BC

【详解】AC．能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错误，C正确；

B．能量耗散是指耗散在环境中的内能无法再被人类利用，故B正确；

D．能量耗散时能量既没有减少，也没有消失，故D错误．

故选BC。

5. BD

【详解】能量耗散是指其他形式能转化为内能，最终分散在周围环境中无法重新收集起来并加以利用的现象，转化为能够重新收集并加以利用的能量不能称为能量耗散，能量在转化和转移过程中有方向性，并且能量品质不断降低。

故选BD。

6. A

【详解】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选A．

7. C

【详解】每秒钟产生的电能为，转换效率为，所以接受的太阳能为，故选C．

8. A

【详解】试题分析：列车从北京到上海的时间为： ，在动力上耗电约为：，故选项A正确．

考点：电功、电功率

9. C

【详解】A．停用空调时，只通过遥控器关机仍有部分电路在工作，不利于节约用电，A错误；

B．使用空调时总将其自动温度控制器设定在16ºC致使空调长时间工作，不利于节约用电，B错误；

CD．看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关；使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档使得风扇功率总是最大，不利于节约用电，D错误C正确；

故选C．

10. BD

【详解】在利用核能和太阳能过程中没有CO2产生，同时植树造林可加大对CO2的吸收，明白煤，石油和天然气过程中产生CO2，并且目前为止不能完全禁止这些能源的使用，植树造林可加大对CO2的吸收。

故选BD。

11. C

【详解】每秒水减少的重力势能，故A错误；发电平均功率约为，故B错误；日平均发电量约，故C正确；一年的发电量约为，则若将这些电能以0.5元/度的价格卖出，则一年可收入约元，即131400万元，故D错误；故选C．

12. Q＝ ,其中Q的单位为m3/s，P的单位为W，ρ的单位为kg/m3，g的单位为m/s2，h的单位为m.

【详解】设在时间Δt内，有ΔV的水通过三峡水利枢纽，则

Q＝

ΔV＝QΔt

减少的势能

ΔEp＝mgh＝ΔV·ρgh＝QΔtρgh

发电机的功率

P＝＝＝Qρghη

流量为

Q＝

其中Q的单位为m3/s，P的单位为W，ρ的单位为kg/m3，g的单位为m/s2，h的单位为m。

13. 【答案】

【详解】每秒钟水能转化为电能为

也就是发电功率，所以一年内的发电量

14.【答案】（1）太阳能→电能→热能（光能）；（2）370 W；（3）10%

【详解】（1）能量转化：太阳能→电能→热能（光能）

（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）太阳能节能灯利用太阳能的效率：

η＝×100%≈10%

15. (1)；(2)；(3)

【详解】(1)驱动电机的输入功率

(3)牵引汽车前进的机械功率

则汽车所受阻力

则汽车所受阻力与车重的比值

（3）当太阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积

若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为，则

设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，所以

由于，所以电池板的最小面积