第12章 4 能源与可持续发展（Word练习）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理必修第三册（人教版）

**基本信息** 本同步练通过“基础训练+能力提升”分层设计，以选择、计算等题型实现从单一概念辨析到综合问题解决的知识巩固，培养能量观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|能源分类、能量守恒、能量耗散等单一知识点|8道选择/辨析题，聚焦概念理解，如能源类型判断、能量转化方向性分析，夯实物理观念| |能力提升|系统机械能守恒、实际能源应用等综合知识|3道综合题，含弹簧系统分析、水力发电计算，通过复杂情境考查科学推理与模型建构，提升问题解决能力|

[基础训练] 1．(多选)以下说法正确的是(　　) A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B．汽油是一种清洁能源 C．水能是可再生能源 D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 解析　煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A正确；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的产生，B错误；水能是可再生能源，C正确；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错误。 答案　AC 2．关于能量和能源，下列说法正确的是(　　) A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加 B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少 C．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源 解析　根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少，故A、B错误；能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但品质越来越差，即可利用率越来越低，故必须节约能源，故C错误，D正确。 答案　D 3．(多选)关于“能量耗散”的下列说法，正确的是(　　) A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散 B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散 C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量并未减少，但是能量可利用的品质降低了 D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 解析　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，B、D误。 答案　AC 4.(多选)如图所示，在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是(　　) A．小球的机械能守恒 B．物块与小球组成的系统机械能守恒 C．若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量 D．若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量 解析　由于绳子对小球做负功，因此小球的机械能减小，A错误；由于桌面粗糙，摩擦力对M做负功，因此物块与小球组成的系统机械能减小，B错误；若小球匀速下降，根据能量守恒定律，小球减小的重力势能没有转化为动能，而是完全转化为M与桌面摩擦生成的热量，C正确；而若小球加速下降，则小球减少的机械能一部分摩擦生热，另一部分转化为M的动能，因此D正确。 答案　CD 5．如图所示，飞行器上都安装着太阳帆板，其作用是(　　) A．保持平衡状态稳定飞行 B．保护飞船不受过强的太阳光辐射 C．为飞船上的电气设备提供电能 D．将太阳能直接转化成飞船的机械能 解析　飞行器上都安装着太阳帆板，其作用是为飞船上的电气设备提供电能。 答案　C 6．如图所示，长木板A静止放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下列说法正确的是(　　) A．物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B．物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C．物体B损失的机械能等于木板A获得的机械能 D．物体B克服摩擦力做的功等于木板A增加的机械能与系统增加的内能之和 解析　根据能量转化和守恒定律知，物体B动能的减少量等于A获得的动能和系统产生的内能之和，故A错误；根据功能关系知，系统克服摩擦力做功等于系统内能的增加量，由动能定理可知，物体B克服摩擦力做的功等于物体B动能的减少量，故B错误；物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统产生的内能之和，故C错误；由动能定理知，物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量，由能量守恒定律知，即等于木板A增加的机械能与系统增加的内能之和，故D正确。 答案　D 7．质量为m的物体在空中由静止下落，由于空气阻力的影响，运动的加速度是，物体下落高度为h，重力加速度为g，以下说法正确的是(　　) A．重力势能减少了 B．动能增加了mgh C．机械能损失了 D．克服阻力做功为 解析　重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量，重力对物体做多少功，则物体的重力势能减少多少，由题知重力做功为mgh，则重力势能减少mgh，故A错误；物体的合力做正功为mah＝0.9mgh，则物体的动能增加量为0.9mgh，故B错误；物体下落h高度，重力势能减小mgh，动能增加为0.9mgh，则机械能减小0.1mgh，故C正确；由于阻力做功导致机械能减小，因此克服阻力做功为0.1mgh，故D错误。 答案　C 8．近几年流行一种“自发电电动车”，如图所示。其自发电的基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电动车。你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？ 解析　仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去，因为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车运动时受到的阻力做负功，不断把电动车的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不断地给电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电。 答案　见解析 [能力提升] 9.(多选)如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连，开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是(　　) A．B物体的机械能一直减小 B．B物体的动能增加量等于B物体重力势能的减少量 C．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量 D．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量 解析　从开始到B速度达到最大的过程中，细线的拉力对B一直做负功，所以B的机械能一直减小，故A正确；对于B物体，只有重力与细线拉力做功，根据动能定理可知，B物体动能的增加量等于它所受重力与拉力做功之和，不等于它的重力势能的减少量，故B错误；整个系统中，根据功能关系可知，B减少的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C错误；系统机械能的增加量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功，A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功，故D正确。 答案　AD 10．某海湾共占面积1.0×107 m2，涨潮时平均水深20 m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变，退潮时，坝外水位降至18 m(如图)。利用此水坝建立一座水力发电站，重力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次涨潮，该电站每天能发出多少电能？(g＝10 m/s2，不计发电机的能量损失) 解析　退潮时，由坝内流向坝外的水的质量 m＝ρV＝ρSh＝1.0×103×1.0×107×(20－18) kg＝2×1010 kg， 该过程中重力势能的减少量ΔEp减＝mg， 两次涨潮、退潮共减少ΔEp＝2mg＝mgh， 故每天发出的电能E电＝ΔEp·10%＝2×1010×10×2×10% J＝4×1010 J。 答案　4×1010 J 11．太阳与地球的距离为1.5×1011 m，太阳光以平行光束入射到地面，地球表面的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量E约为1.87×1024 J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×106 J的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面。 (1)估算整个地球表面的年平均降雨量；(以毫米表示，球面积为4πR2，R＝6.37×106 m) (2)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，E只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说出两个理由。 解析　(1)由题知太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量E＝1.87×1024 J，凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m， m＝E× kg≈5.14×1017 kg， 使地球表面覆盖一层水的厚度为h，则 h＝，解得h≈1.01×103 mm， 整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103 mm。 (2)太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是由于大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等。 答案　(1)1.0×103 mm (2)大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等(合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $