第十二章 4 能源与可持续发展-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册作业与测评word（人教版2019）

4．能源与可持续发展 典型考点一　能量耗散 1．下列过程中，可能实现的是(　　) A．电热器发出的热自动回到电热器变成电流 B．夏天房间的温度自动降低 C．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高 D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以自动转化为物体的动能，使物体运动起来 答案　C 解析　根据能量转化和转移的方向性可知，A、B、D不可能实现，C可能实现。 2．(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．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 答案　BD 解析　能量转化过程中总能量守恒，但散失在空气中的内能很难收集起来用来做功。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。能量耗散并不违背能量守恒定律，自然界的能量既没有减少，也没有消失，它只是从能量转化的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。 典型考点二　能源的分类及环境问题 3.(2022·湖南省天壹名校联盟高二上期中)2021年6月11日，我国成功将北京三号卫星送入预定轨道，如图所示，卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于太阳能等能源与可持续发展，以下说法正确的是(　　) A．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源可以改善空气质量 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．水电站里的发电机装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大 答案　A 解析　要想改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源替代传统的化石能源，可以节能减排，A正确；能量是守恒的，既不会凭空产生，也不会凭空消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B错误；由于水下落过程以及发电机装置运行时都会产生摩擦，故水电站里的发电机装置不可能将水库中储存的水的机械能全部转化为电能，C错误；核能属于新能源，是一种清洁能源，D错误。 4．(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是(　　) 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 答案　BC 解析　“温室效应”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而产生的，它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升等，故B、C正确。 典型考点三　能源的开发利用 5.构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面，自动充电式电动车就是很好的一例。电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以通过发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化的关系如图中图线①所示；第二次启动充电装置，其动能随位移变化的关系如图中图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是(　　) A．200 J B．250 J C．300 J D．500 J 答案　A 解析　由图线①结合动能定理可知，电动自行车在运动过程中受到的阻力大小不变，从题图看出，第二次的位移是第一次的，克服阻力做功Wf＝fx，则第二次克服阻力所做的功(等于损耗的动能)是第一次的，即Ek0，由能量守恒定律得所充的电能为Ek0＝×500 J＝200 J，A正确。 6．某地强风的风速约为v＝20 m/s，设空气密度为ρ＝1.3 kg/m3，如果能利用该强风进行发电，并将其动能的20%转化为电能，现考虑横截面积S＝20 m2的风车(风车车叶转动形成圆面面积为S)。求： (1)利用上述已知量计算发电功率的表达式； (2)发电功率大小约为多少？(取一位有效数字) 答案　(1)P＝ρSv3　(2)2×104 W 解析　(1)研究时间t内吹到风车上的空气，则该部分空气质量m＝ρSvt，这部分空气的动能Ek＝mv2＝ρStv3 产生的电能E＝20%Ek＝ρStv3 所以该风车的发电功率P＝＝ρSv3。 (2)代入数据得P＝×1.3×20×203 W＝2×104 W。 1．(多选)对于能量和能源，下列表述正确的是(　　) A．因为自然界中的能量是守恒的，所以我们在使用能源时没必要节约自然界中的能源 B．人类在利用能源的过程中，能量在数量上没有减少，但能量品质降低了 C．自然界中的能量转移和转化是有方向性的 D．现在人类在不断地开发和利用