4.能源与可持续发展-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册同步练测（人教版2019）

第十二章电能能量守恒定律 4.能源与可持续发展 学习目标 核心素养 1.知道不同形式的能量可以相互转化，知道能量守恒 定律。 源分类物耳观念 科学保究能量转移或转化 2.知道能量转化是有方向的，了解能量的耗散。了解 组量耗散 能源可持 的方向性 续发展 能源的分类与应用，认识环境污染的危害。 能量守但定掩一科学思堆 科学杏度 能源与社会发辰 3.了解科学、技术、社会、环境协调发展的重要性，具 的成用 与责任 有环保意识。 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、能量守恒定律 (2)可再生能源：如 和风能等能源，在 能量既不会凭空 ,也不会凭空 自然界可再生。 ,它只能从一种形式转化为 、 2.能源开发 或者从一个物体转移到 ,在转化或 (1) (2) 转移的过程中，能量的 保持不变。 (3) 这个规律叫作能量守恒定律。 《自我诊断 二、能量转移或转化的方向性 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误 1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是 的画“×”)。 的。在自然界中，能量的转化过程 (1)当一个物体的能量减少时，一定有其他 有些是可以 的，有些则 物体的能量增多。 () 2.能量耗散 (2)只要不违反能量守恒定律的过程都是存 (1)电池中的化学能转化为电能，电能又通 在的。 () 过灯泡转化为 能和 能，热 (3)能量的耗散反映了自然界中的涉及能量 和光被其他物质吸收之后变成周围环境的 转化的宏观自然过程具有方向性。() ,我们很难把这些内能收集起来 (4)在利用能源的过程中，能量在数量上并 ,这种现象叫作能量的耗散。 未减少。 () (2)能量的耗散使能源可利用的品质 (5)世上总能量不变，所以我们不需要节约 这是能源危机的深层次的含义，也是要节约能 能源。 () 源的根本原因。 (6)人类不断地开发和利用新能源，所以能 (3)能量的耗散是从 的角度反映出 量可以被创造。 () 自然界中的宏观自然过程具有方向性。 2.质量为0.4kg的皮球，从离地面高0.5m 三、能源的分类与应用 处自由落下，与地面碰撞后以2m/s的速度 1.分类 反弹，不计空气阻力，g取10m/s,碰撞时 (1)不可再生能源： 损失的机械能为 J,损失的机械能 ,又叫作化石能源。 转化为 能。 103 》高中物理·必修第三册（人教版》 互动探究解疑难 要点归纳重摊突骏 要点一 能量守恒定律的应用 2问题导引 (2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些 (1)如图是小型汽油机模 能量增加，哪些能量减少 型，汽油机在工作过程中 (3)列出增加量和减少量之间的守恒式。 能量是怎样转化的？ 口典例剖析 (2)内燃机工作时可以把 [例1门如图所示，一个粗细均 内能全部转化为机械能吗？ 匀的U形管内装有同种液 体，液体质量为m。在管口右 端用盖板A密闭，两边液面 高度差为h,U形管内液体的总长度为4h, 先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻 力作用，最终管内液体停止运动，则该过程 中产生的内能为 () 口探究升华 入6n B.名m 1.对能量守恒定律的理解 C.fmgh D. (1)某种形式的能量减小，一定存在其他形式 口针对训练 的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 1,对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法 (2)某个物体的能量减小，一定存在其他物 中正确的是 () 体的能量增加，且减少量和增加量一定 A.电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自 相等。 产生的内能 2.能量守恒定律的表达式 B.电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自 (1)从不同状态看，E制一E终。 产生的内能 (2)从能的转化角度看，△Ew=△E战。 C.电风扇消耗的电能大于产生的内能，电 (3)从能的转移角度看，△EA=△E诚 饭锅消耗的电能等于产生的内能 3.能量守恒定律应用的关键步骤 D.电风扇消耗的电能等于产生的内能，电 (1)明确研究对象和研究过程。 饭锅消耗的电能大于产生的内能 要点二 能量的耗散与能源 问题导引 情景2如图乙、丙所示，太阳能、风 情景1如图甲所示，煤炭和石油是常规 能、地热能、海洋能等是新能源，积极开发利 能源。尽管我国的常规能源资源非常丰富，但 用新能源是实现我国经济社会可持续发展 由于人口众多，所以能源的需求量很大，能源 的必然选择。 的浪费很严重，将来会面临能源危机。 104 第十二章电能能量守恒定律 能源，如太阳能、风能、水能等。非清洁能 源：对人类环境造成污染的能源，如石油、 煤等。 (1)能量的耗散与能量守恒是否矛盾，为 2.能量转化的方向性与节约能源的必要性 什么？ 能量的耗散反映了能量转化的宏观过 (2)能量是守恒的，为什么还要节约能源？ 程具有方向性，能源的利用是有条件的，也 是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒， 但还是要节约能源。 3.能源与社会发展 (1)有利方面：能源的利用给人类的生活带 来了极大的改善，人类社会每一次重大的经 济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机 械的利用密切相关，能源消耗的多少已经成 为一个国家和地区经济发展水平的重要 标志。 (2)不利方面：能源的大量使用会给环境带 来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨 等，对人类造成很大的危害。 (3)可持续发展的三个发展方向。 ①对常规能源合理有效地利用，保护环境与 生态平衡。 ②开发新型清洁的能源和可再生能源。 口探究升华 ③积极研发节能的新技术提高能源利用 1.能源的分类 效率。 (1)从人类使用能源的先后将能源分为常规 。典例剖析 能源和新能源。常规能源：煤、石油、天然气 [例2]（多选）可燃冰是一种藏在深海海底 等。新能源：太阳能、沼气、地热能、核能等。 的新型能源，1m3的可燃冰可转化为 (2)从能源的来源可分为不可再生能源和可 164m的天然气和0.8m的水，下列关于 再生能源。不可再生能源：用完后在短期内 可燃冰的说法正确的是 () 不可能从自然界得到补充的能源，如煤，石 A.可燃冰是不可再生能源 油、天然气等。可再生能源：取之不尽、用之 B.可燃冰属于可再生能源 不竭的能源，如风能、太阳能、水能等。 C.1m3的可燃冰比0.8m3的水质量小 (3)从对环境的污染情况可分为清洁能源 D.相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧 和非清洁能源。清洁能源：不污染环境的 后，可燃冰释放的热量多 105 事高中物理·必修第三册（人载版） 针对训练 B.能量在转化过程中变少的现象叫能量的 2.(多选)关于“能量的耗散”的下列说法中，正 耗散 确的是 C.能量的耗散表明，在能源的利用过程中， A.能量在转化过程中，有一部分能量转 能量的数量并未减少，但是能量可利用 化为内能，我们无法把这些内能收集 的品质降低了 起来重新利用，这种现象叫作能量的 D.能量的耗散表明，各种能量在不转化时 耗散 是守恒的，但在转化时是不守恒的 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.(能源的分类和应用)关于能源的开发和应： 3.(能量守恒定律的应用)如图所示长木板A 用，下列说法中正确的是 () 静止放在光滑的水平地面上，物体B以水平 A.能源应用的过程就是内能转化为机械能 速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止 的过程 在木板A上，则从B冲到木板A上到相对 B.化石能源的能量归根结底来自于太阳 板A静止的过程中，下述说法中正确的是 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，诚少污染，又大量节 约能源 D.随着科学技术的发展，煤炭资源将取之 A.物体B动能的减少量等于系统损失的机 不尽、用之不竭 械能 2.(能量的耗散的理解)关于能量的耗散，下列 B.物体B克服摩擦力做的功等于系统内能 说法中正确的是 () 的增加量 A.能量的耗散是指在一定条件下，能量在 C.物体B损失的机械能等于木板A获得的 转化过程中总量减少了 机械能 B.能量的耗散表明能量守恒定律具有一定 D.物体B克服摩擦力做的功等于木板A增 的局限性 C.能量的耗散表明在能源的利用过程中， 加的机械能与系统增加的内能之和 能量在数量上越来越少 提示请完成《素能提升训练》训练十八 D.能量的耗散从能量转化的角度反映出自 然界中宏观过程的方向性 106Кw¨Ð ( xy¨Ð )0(!& ) ( i , # - •– * qr I " ( ¶Ö I ! ( L : ¿ƒ˜+ÂÃ( ( /ošFw‰ E ! 0 !!(, ( ª 40E ! :.E ! ) ( ۟‰U¼2 + :0!!& ) ( qr I ! ( ¶Ö I " ( Z(/ošFw‰E E " 0(!1, ( Ϫ + 40 E " $ : < .: % .E " ) ( ¼2 : < 0(!& ) ( i $ •– * IQ : < `/¨ÐƒX ( Ú=L/ÐXQ/¨Ð( ( / F)TÍÎÁa ( L/ÐaQ¨Ð( ( kµ/ÐF ò ( /)TÍÎ*a ( I ! qr ( I " ^( ( kµ : F ò ( /)TÍÎ+u*a ( i / 9« ) %! 0? ! $ ! % IQ/ýšF¨Ð?«È ( xy?GMå@ò wxF¡PQRZŽ ) jIQ/ýšFY´E !((D ( xy'ýØ/ýšZŽbY´E %((D F/ýš ( /Ð Ül%F/ý=•h/ýšw‰F # ¿ ( IQ˧¥† hÍA[· ( xy/ÐÜFÐÐ=¿ÇE/ýš¨ÐF # ¿ ( DZ ( L/ýšFw‰E 1(D ( ( ¾^¿Ç/Ð Ü ( ‘/ýšFw‰eE "(D ʅ ) $ " % /ÐÜ^Ÿ/,( ( /ýšxCÎ,F/Ð*a ( p YKeÐӒA›4ÐÐ*a ( 4ýea ( Ï/ýšx CÎ,F/ýea ( /ÐÜ^Ÿ/,FÐÐ{"aQ/ ýš¨ÐF # ¿ ( ZŽF/ýšF¨Ð{"Šü\Ð a ( ÏZŽF/ýšY´{"aQ %((D ( i9 %((D µ‰( ( ³ô4YFw‰ÂQÝ{Ð ) $ # % I¶Ö/,œÈe…= %@04* %@ : ! ) ( œüP… 2 ! : 0 4 %) ! ! @ * ! ) ( HÖJàׅ2 40#'(D ( )0+ ) ) EF ! $ ! % "( ! $ " % MO ! $ # % #'( ! + &! 0? ! $ ! %- AB/{ . F¨Ðéa ( ^ÊË( ( /oé  ( ÊËÍÎé ( ?@Aù ) $ " % CDF¡P?9« ( DAB/{£Ëª/K) ( Lå /Кu^^ - AB/{ . F!þ( ( /К¨›F/ ` - AB/{ . 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(量程为0～0.6 mA,内阻为800 Ω),因此实验器材可 选：B、G。 ②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示： 答案(1)“土豆电池”内阻太大 (2)晓宇的方法不正确，未考虑“土豆电池”本身有电动 势；小丽同学测量的误差也很大，因为灵敏电流表的内 电阻不可忽略 (3)①B、G ②见解析图 4.能源与可持续发展 【自主学习探新知】 一、产生 消失 其他形式 别的物体 总量 二、1.不可逆 自然发生 不能 2.(1)内 光 内能 重新利用(2)降低(3)能量转化 三、1.(1)煤炭 石油 天然气(2)水能 2.(1)水力发电(2)风能发电(3)核能发电 自我诊断 1.(1)√(2)×(3)√ (4)√ (5)×(6)× 2.1.2 内 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示(1)汽油燃烧时化学能转化为内能，汽油释放出 来的内能转化为飞轮的机械能。 (2)不能，因为内燃机工作时总有内能损失，不可能全部 转化为机械能。 [典例剖析] [例1] A 去掉右侧盖板之后，液 体向左侧流动，最终两侧液面相平， h 液体的重力势能减少，减少的重力 势能转化为内能。如图所示，最终 gh状态可等效为右便 的液柱移到 左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能， 则Q=gmg·gh=6mgh,故A正确。 [针对训练] 1.C 电风扇消耗的电能转化为内能和风扇及空气的动 能，电饭锅消耗的电能完全转化为内能，所以电风扇消 耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生 的内能。C正确。 要点二——[问题导引] 提示(1)能量的耗散和能量守恒并不矛盾，能量的耗散 并不是能量消失了，而是在能源利用的过程中，能量发生 了转化，使能量的品质下降，但能量在数量上并没有减少。 (2)能量的耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的 转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用品质 上降低了，从便于利用的能量变成不便于利用的能量 了。这是能源危机更深层次的含义，也是“自然界的能 量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因。因此我 们要节约能源，同时积极研究和开发利用新能源和可再 生能源，如核能、太阳能、风能、海洋能、生物质能等。 [典例剖析] [例2] AD 可燃冰是一次能源，还属于不可再生能 源，A正确，B错误；1 m?的可燃冰可转化为164 m3的 天然气和0.8 m?的水，故分析可知，C错误，D正确。 [针对训练] 2.AC 能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转 变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能 凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法 将它们收集起来重新利用，故 A、C正确。 22 ! HIJKLMN " !!$ ! G=åFž´’?¢«hبG‡þE?@G Fž´ ( \ ‡þ:¢²…Eç&÷[ ( i , •– * þ \GFGYiglHéUG ( j'Hž‰]^F_| _eˆG:b ( ©hYª½ ( E?…tBG ( i - • – * C`aabc`cä~Zdab—e # ǀG½ ŽÆa ( i $ 9« * [\fg±Q`- ( hij?…G u¥? # å¥?k ( i / •– ) "!/ ! GYF&Oh?…çèF ( jhGYF&O—l‹ GY‹aÈe ( iz / ) #!/ ! TUGY‡þp‹aÈe= ( ,% - KGFòY XQ , ?2FKGp·¸”BF¨G¥p ( i , •– * TUÍG[·= ( ·¸=÷&'‚ÌÍXQ·¸¨GF *¦Y ( IKGÈü…= ( ,% - =÷&'‚ÌFÍX Q,% - KGFòY ( i - •– * ,% - J-F?@ GXQm_ , ?2FKG`·¸”BF¨G¥p ( i $ •– * IKGÈü= ( ,% - =÷&'‚ÌFÍXQ - KGFòY ( IGY‹aÈe= ( XQm_ , *¦F ?@G`·¸*¦F¨G¥p ( i / 9« ) !+7# ! %89):%8;<= !! –S ! –—˜ ! #$%&'() " ! # !! è* ! "! ‡ˆ9 ! 0‹‡ 1 # !! $ ! % n‰Õ} ! $ " % Õ}x ! Õ}x ! $ # % Õ}x ! "! ‡w ! #! AS ! n‰Õ} : # !! ƒgc} ! "! $ ! % ˆP ! ˆŠ ! $ " % ƒgc} ‚ # !! Š‹ ! ŒH‚€ ! "! ŒH‚€ ! ŽÁH€T € ! #! \0àc} ! 7g‘—C ! ’¤ ] # !! DT0à ! ‡¤ ! "! 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O 0000 ???? 丁 戊 己 [答案] 如解析图所示 [针对训练] 3.A 由图可知，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互 吸引，可判断通电螺线管的左端是S极，右端是N极； 根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向， 大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，可以判断电 流从螺线管的左端流入，从右端流出，所以电源的左端 是正极，右端是负极。而小磁针 B在电流产生的磁场 中，根据安培定则，可知N极的指向垂直纸面向外，故 A正确，B、C、D错误。 【随堂巩固促应用】 1.AB 磁场和电场都是客观存在的特殊物质，磁场的基本 性质是对放入其中的磁体或通电导体有力的作用，A、B正 确；磁场虽然看不见、摸不着，但是它是客观存在的，C、D 错误。 2.A 根据磁感线的特点可知，某点处磁感线的切线方向 为该点的磁场方向，A 正确；磁感线是闭合曲线，在“磁 23