第十二章 能源与可持续发展 课堂训练-2025-2026学年高二上学期物理沪科版必修第三册

能源与可持续发展 一、单选题 1．下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（　　） A．电风扇 B．电熨斗 C．洗衣机 D．吸尘器 2．节约用电应从自己做起。下列做法能节约用电的是（   ） A．冰箱内尽量塞满食物 B．让长期不用的家电处于待机状态 C．食物先冷却降温再放入冰箱 D．夏天空调温度设定尽量调低 3．从能量转化的角度来看，下列说法正确的是（　　） A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能 B．核电站工作时主要将电能转化为核能 C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能 D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器 4．能源是人类社会活动的基础，节约能源应成为公民的行为习惯．下列说法中正确的是（    ） A．太阳能转化为电能过程中能量增加 B．能量耗散过程中能量在不断减少 C．能量耗散会降低能源的利用品质 D．能量转化在宏观上没有方向性 5．下列供热方式最有利于环境保护的是（ ） A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热 C．用天然气或煤气做燃料供热 D．用太阳能灶供热 6．关于能源和能量，下列说法中正确的是（　　） A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用 B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源 C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源 D．能量耗散说明自然界的能量正在不断减少 7．如图，一木块放在光滑水平地面上，一颗子弹水平射入木块中，此过程中木块受到的平均阻力为，子弹射入深度为，木块位移为，则此过程中（ ） A．子弹的内能增加了 B．子弹和木块组成的系统机械能守恒 C．木块增加的动能为 D．子弹动能的减少等于木块动能的增加 8．PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是（　　） A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用 B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源 C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源 D．能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少 9．如图所示，为我国某地的一风力发电机，其叶片的半径为R，若风速恰好与叶片转动所在圆面垂直，风力发电机将风能转化为电能的效率为η。已知空气密度为ρ，风速为v。下列说法正确的是（　　）    A．单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的质量为 B．单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的动能为 C．该风力发电机的输出功率为 D．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 10．将小球竖直上抛，若球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程的时间及损失的机械能进行比较，下列说法正确的是（　　） A．上升时间大于下降时间，上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能 B．上升时间小于下降时间，上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能 C．上升时间小于下降时间，上升过程损失的机械能小于下降过程损失的机械能 D．上升时间等于下降时间，上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能 11．关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源 B．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了 12．辽宁清原抽水蓄能电站是东北地区规模最大的抽水蓄能电站。近日，电站所有机组转子全部吊装完成，投产运行进入倒计时阶段。抽水蓄能电站在电力负荷低谷时将水抽至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。以下说法正确的是（    ） A．水能是不可再生能源 B．电站蓄能时增加了能量 C．电站发电时水的机械能转化为电能 D．蓄能电站的工作说明自然现象都是可逆的 13．据报道：“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（　　） A．做自由落体运动 B．机械能守恒 C．动能增加了 D．机械能减少了 14．某同学在游乐场乘坐了过山车后，对过山车所涉及的物理知识产生了兴趣，于是自己动手制作了一个过山车轨道模型，如图所示。他将质量为m的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。该同学通过测量得到圆轨道的半径为R，轨道连接处都是平滑连接，当小球的释放点距轨道最低点的高度为3R时，小球恰能通过圆轨道的最高点。已知重力加速度为g，则小球从开始释放到通过圆轨道最高点的过程中损失的机械能为（　　） A． B． C． D．mgR 15．下列说法正确的是（　　） A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第二定律 B．能量耗散过程中能量不守恒 C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 二、多选题 16．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 17．能源短缺和环境恶化指的是（    ） A．煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺 B．煤炭和石油资源是有限的，短时间内不能再次生成，这叫能源短缺 C．煤炭和石油具有很大的气味，在开采，存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化 D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化 18．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现给小物块一个初速度v，使小物块从小车左端滑到右端。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论正确的是（　　） A．小物块到达小车最右端时具有的动能为 B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 C．小物块克服摩擦力所做的功为 D．小物块和小车减少的机械能为 三、解答题 19．当翠鸟发现鱼儿露出水面时，翠鸟就蹬开苇秆，像箭一样飞过去，叼起小鱼贴着水面往远处飞走，只见苇秆还在摇晃，水波还在荡漾。请说出翠鸟在这一系列动作中涉及哪些能量转化。 20．你目前所知道的污染有哪些？其中哪些是物理污染？我们应如何来减轻物理污染？ 21．如图是小明设计的一个游戏装置。该滑道分为AM、AB、BC，C-D-E，EF和EG六段，其中AB、BC，C-D-E和F-G轨道光滑，剩余轨道的动摩擦因数为0.5。在M点处安装一弹簧装置，将一物块与弹簧紧贴，释放弹簧，物块从M处出发。游戏成功的要求：物块不会脱离C-D-E轨道（检测装置省略），物块最后能平稳的停在EF处，且不会从轨道F-G中飞出。现已知物块的质量为1kg，R1=2m，R2=1m，D点与A点位于同一水平线，AM=1m，H=2m，L=20m，不计空气阻力及弹簧装置内部物块的位移，物块可视为质点，g=。回答下列有关小题： （1）求物块在B点时速度的最小值，并求出当B点为最小速度时，A点的速度大小； （2）若物块在M处的弹性势能为45J，求物块在E点处对轨道的压力； （3）求弹簧的弹性势能E与物块到E点的距离d的关系式。 参考答案 1．B 【详解】电风扇、洗衣机和吸尘器把电能主要转化为机械能，电熨斗把电能主要转化为内能。 故选B。 2．C 【详解】A．冰箱内塞满食物时，压缩机需要工作更长的时间，不利于节约用电，A错误； B．长期不用的家电处于待机状态时，家电则一直处于低功率状态消耗电能，B错误； C．食物先冷却降温再放入冰箱，可以减少压缩机工作的时间，有利于节约电能，C正确； D．夏天空调温度设定的温度越低，压缩机制冷工作时间就越长，不利于节约用电，D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．电暖气正常工作时，利用电流的热效应将电能转化为内能使周围温度升高，故A错误； B．核电站工作时主要通过‌核反应堆中的核裂变反应释放出热量，将水加热产生蒸汽，然后蒸汽推动‌汽轮发电机发电，是将核能转化为电能，故B错误； C．电动汽车在行驶过程中，将电能转化为机械能，故C错误； D．人造卫星展开太阳能电池板，将光能转化为电能供给卫星用电器，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．太阳能转化为电能过程中能量总和不变，故A错误； B．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，但总量不会减少，故B错误； C．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，故C正确； D．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】常见的有利于环境保护的能源包括风能，水能，太阳能，潮汐等．供热过程释放出各种碳氧化物，硫化物的都不利于保护环境． A.煤做燃料供热会释放二氧化碳，提高温室效应，不利于环境保护； B.石油作燃料释放碳氧化物和硫化物，可形成酸雨，不利于环境保护； C.天然气或煤气燃烧都会释放碳氧化物，不利于环境保护； D.太阳能是利用光能转化为电能供热，是清洁能源，有利于环境保护； 故选：D。 6．C 【详解】A．自然界的石油、煤炭等资源属于不可再生资源，不可供人类永久使用，故A错误； B．能量被使用后并没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体或者从一种形式转化为另一种形式，故B错误； C．为了减少对环境的污染及破坏，人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源，故C正确； D．自然界的能量保持不变，能量耗散只是说明能量可被利用的品质降低了，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．根据能量守恒，子弹和木块损失的机械能转化成了内能，所以子弹和木块内能增加为，A错误； B．根据能量守恒，因为该过程产生了内能，所以子弹和木块组成的系统机械能减少, B错误； C．对木块应用动能定理可知：，C正确； D．根据能量守恒定律可知，子弹动能的减少，一部分增加了木块的动能，另一部分转化成了内能，所以子弹动能的减少大于木块动能的增加，D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误； B．能量被使用后转化为其他形式的能，能量并没有消失，选项B错误； C．太阳能和风能，包括水能等都是可再生能源且为清洁能源，应该大力开发，选项C正确； D．能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，选项D错误。 故选C。 9．C 【详解】AB．单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的质量为 单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的动能为 故AB错误； C．该风力发电机的输出功率为 故C正确； D．若每天平均有的风能资源，则每天发电量满足 故D错误。 故选C。 10．B 【详解】因阻力做负功，所以小球回到出发点的速度大小v小于竖直上抛的初速度大小v0，下降过程的平均速度小于上升过程的平均速度，根据 t= 可知，上升时间小于下降时间；由功能关系可知，损失的机械能等于克服阻力做的功，所以上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能，故选B。 11．D 【详解】A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，A错误； B．在自发状态下，能量传递具有方向性，B错误； C．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，C错误； D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，D正确。 故选D。 12．C 【详解】A．水能是可再生能源，选项A错误； B．电站蓄能是把电能转化为机械能，总能量不会增加，选项B错误； C．发电过程是把机械能转化为电能，选项C正确； D．一些物理过程可能是可逆的，但许多自然现象却是不可逆的，选项D错误。 故选C。 13．D 【详解】A．药品匀加速竖直下落，由 可得，下落的加速度 药品不是自由落体运动，故A错误； B．由 可知，下落过程有空气阻力，阻力做功，机械能不守恒，故B错误； C．落地速度为 动能增加 故C错误； D．机械能减少 故D正确。 故选D。 14．C 【详解】小球恰能通过圆轨道的最高点，则 从开始释放到到达圆弧最高点，由能量关系 故选C。 15．D 【详解】A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律，故A错误； B．能量耗散过程中能量是守恒的，故B错误； C．电冰箱的制冷系统地把冰箱内的热量传到外界，同时消耗了电能，它不违背热力学第二定律，故C错误； D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。 故选D。 16．AC 【详解】根据定义，可知电能、氢气和焦炉气是二级能源，天然气是一级能源。 故选AC。 17．BD 【详解】煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源短时间内不能再次生成，它们的储量是有限的，并不是取之不尽，用之不竭的，这是能源短缺；大量化石能源在使用时会排出有害气体污染空气，这是环境恶化。故BD正确，AC错误。 故选BD。 18．BC 【详解】A．对物块分析，物块相对于地的位移为L+x，根据动能定理得 则知物块到达小车最右端时具有的动能为 故A错误； B．对小车分析，根据动能定理得 则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 故B正确； C．物块相对于地的位移大小为L+s，则物块克服摩擦力所做的功为 W=f（L+s） 故C正确； D．根据能量守恒得，小物块和小车减少的机械能等于摩擦产生的内能，所以小物块和小车减少的机械能为 故D错误； 故选BC。 19．见解析 【详解】这一系列动作中，翠鸟身体内的化学能转化为翠鸟的动能和势能、芦苇的动能和势能、水的动能和势能、小鱼的动能和势能。 20．见解析 【详解】目前的环境污染主要包括：水污染、大气污染、电磁辐射污染、噪音污染以及固体废弃物污染等；其中的噪音污染是物理污染，噪声对人的健康危害有：引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。电磁污染是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露的电磁能量流传播到室内外空间中，其量超出环境本底值，且其性质、频率、强度和持续时间等综合影响而引起 周围人群的不适感，并使健康和生态环境受到损害。要减小噪音污染就要首先提高公民素质，创造良好的社会环境，同时要隔离噪音声源，提高保护措施；而要防止电磁辐射污染，主要是利用屏蔽技术和接地技术等。 21．（1），；（2）70N；（3）见解析 【详解】（1）由 解得 此时由动能定理 解得 （2）由能量守恒定理 解得 =20J>=10J 故会沿着轨道下滑由动能定理 解得 = 故 解得 F=70N 故综上，并根据牛顿第三定律，解得F压方向竖直向下，为70N （3）由 得 从M点到E点，由能量守恒定律可得 得 E≥55J 可得    因为 故对弹簧的弹性势能进行分类讨论：当，有 可得 当，有 可得           又因为不能飞出，故有 解得 故综上所述，当35J≤E≤85J，E=5d-15；当95J≥E>85J，得E=185-5d 学科网（北京）股份有限公司 $