第6章 能源与可持续发展（单元自测·素养提升练）物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 聚焦“能源与可持续发展”单元复习，以风力发电、光伏组件等科技前沿及《春秋纬•考灵曜》文化素材为情境，覆盖能量观念、科学思维等核心素养，适合高中物理分层素养提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15/60|能量守恒（题2）、能源分类（题4）、相对运动（题1）|结合神舟飞船（题10）、抽水蓄能电站（题8）等真实情境，考查物理观念与科学态度| |计算题|3/40|太阳能功率计算（题16）、潮汐发电能量转化（题13）、力学综合（题18）|以“引渤入疆”（题18）、喷泉水泵（题11）为载体，体现科学推理与社会责任，梯度适配单元复习需求|

第6章 能源与可持续发展 章节复习 （分层作业-素养提升练）（解析版） 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 选择题部分 一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。) 1．西汉时期的一本著作《春秋纬•考灵曜》中论述的地恒动不止，而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行（而人）不觉也．”提出了哪个观点？ A．物体具有惯性 B．力是改变物体运动状态的原因 C．物体运动具有相对性 D．能量转化过程存在守恒关系 【答案】C 【详解】文中的描述内容主要研究物体运动状态与参考系的选择有关，物体运动具有相对性． A. 物体具有惯性，与结论不相符，选项A错误； B. 力是改变物体运动状态的原因，与结论不相符，选项B错误； C. 物体运动具有相对性，与结论相符，选项C正确； D. 能量转化过程存在守恒关系，与结论不相符，选项D错误； 2．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．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 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 【答案】D 【详解】A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误； B．人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项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，但是能源的品质再降低，所以还需要节约能源，选项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，选项D正确. 故选D。 3．太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达，该地区常年的平均风速，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度，风力发电机的叶片转动时可形成半径的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设单位时间（）内通过每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气的体积为、动能为，则有 解得 选项C正确。 4．下面属于二次能源的是（　　） A．石油 B．电能 C．煤炭 D．风能 【答案】B 【详解】一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等等； 二次能源是转化过形式的能源．例如：煤如果直接拿来烧，我们就是利用了一次能源．如果先用煤发电，所产生的电能就是二次能源。 故选B。 5．我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉的场景如图所示，潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深，因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m，水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s，每秒出水量为4kg。水泵由功率为550W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为80%，（取重力加速度）忽略其他能量损失。则（    ） A．空中水柱的水的质量为4kg B．每秒钟水泵对水做功为50J C．泵的输出功率为402W D．电动机线圈的电阻为 【答案】C 【详解】A．水泵出水口离水平地面高度为0.8m，水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s，每秒出水量为4kg。可知水从水泵出水口开始做平抛运动，在空中运动时间为 可得空中水柱的水的质量为 A错误；     B．以每秒出水量为研究对象，每秒钟水泵对水做功为 解得 B错误； C．由每秒钟水泵对水做功为402J，则泵的输出功率为402W，C正确； D．由题意对电动机可得 电动机额定电压为220V，则有额定电流为 解得电动机线圈的电阻为 D错误。 故选C。 6．嘉兴火车站被誉为“森林中的火车站”，还是一座会发电的火车站。车站屋顶铺设了1.2万块面积均为0.72m2的光伏组件，发电总功率最大约为1.2×106W。已知太阳辐射的总功率约为4×1026J/s，太阳与地球之间的距离约为1.5×1011m，因大气的影响，阳光垂直射到地面附近的能量约为太阳辐射到地球能量的一半，则（　　） A．一块光伏组件接收到的太阳辐射功率约为100W B．单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量约为2800J C．该光伏组件的光电转换效率约为20% D．一块光伏组件工作一天可发电约2.4kWh 【答案】C 【详解】AB．单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量约为 一块光伏组件接收到的太阳辐射功率约为 AB错误； C．一块光伏组件的发电功率为 该光伏组件的光电转换效率约为 C正确； D．一块光伏组件工作一天可发电约 D错误。 故选C。 7．2021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学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 【详解】A．改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源代替传统的化石能源，节能减排，A正确； B．能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B错误； C．由于水下落过程以及发电机装置都有摩擦，故该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； D．核能属于新能源，是一种清洁能源，D错误。 故选A。 8．浙江最大抽水蓄能电站2016年在缙云开建，抽水蓄能电站结构如图所示。抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时（如深夜），电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库；另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，再将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用。一抽一放起到了均衡电网负荷的作用。关于抽水蓄能电站下列说法正确的是（　　） A．抽水蓄能的过程中，能量守恒 B．放水发电的过程中，机械能守恒 C．抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多 D．抽水蓄能电站建成之后，就不会再有能源危机问题了 【答案】A 【详解】A．抽水蓄能的过程中，总的能量是守恒的，A正确； B．放水发电的过程中，有部分重力势能转化为内能，机械能不守恒，B错误； C．抽水蓄能，并不能使能量增多，总的能量保持不变，C错误； D．抽水蓄能电站，能够合理调节用电高峰期和低峰期的调峰问题，但是能量总量并没有增加，我们仍面临着能源危机，还需节约能源，D错误。 故选A。 9．如图所示，我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为的圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为。风速在范围内，可视为不变。已知风速时每台发电机输出电功率为，空气的密度为，则（　　） A．单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为 B．当风速为时每台发电机的输出电功率约为 C．每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为 D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为 【答案】C 【详解】A．单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为 故A错误； B．根据 可知每台发电机的输出电功率与成正比，结合题意有 解得 故B错误； C．风速时每台发电机输出电功率为，则有 解得 故C正确； D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为 故D错误。 故选C。 10．2026年5月，神舟二十三号载人飞船成功发射，并与中国空间站完成了3.5小时快速径向交会对接。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨飞行时，航天员处于完全失重状态，说明航天员不再受到地球的万有引力作用 B．飞船在3.5小时快速径向交会对接过程中，由于没有稳定的中途停泊点，因此需要持续调整姿态与轨道，全程处于平衡状态 C．返回舱以约的速度冲入大气层时表面温度极高，这是因为返回舱吸收了太空中的热量 D．返回舱在打开降落伞后急剧减速下降的过程中，航天员处于超重状态 【答案】D 【详解】A．飞船在轨飞行时，航天员的完全失重是因为地球对航天员的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力，并非不受万有引力作用，故A错误； B．平衡状态的条件是物体所受合力为零、加速度为零，飞船调整姿态与轨道过程中运动状态不断变化，存在加速度，合力不为零，不处于平衡状态，故B错误； C．返回舱冲入大气层时表面温度极高，是因为返回舱与大气层剧烈摩擦，机械能转化为内能，并非吸收太空中的热量，故C错误； D．返回舱减速下降时加速度竖直向上，对航天员受力分析有 可知支持力，航天员处于超重状态，故D正确。 故选D。 11．如图所示为某城市广场音乐喷泉夜景。某组喷泉利用一个水泵为5个相同喷水嘴提供动力，每个喷嘴的截面积为，竖直喷出的水柱最高可达。已知水的密度为，重力加速度为，水泵的效率为80%，则水泵的总功率至少为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】水从喷嘴中喷出后做竖直上抛运动，根据 可知水柱最大初速度为 单位时间内五个喷嘴喷出的水的体积一共为 其质量为 则水泵输出功率为 总功率至少为 故选D。 12．我国南方某学校的物理实验小组想粗略估测太阳的辐射功率，他们在夏至前后的某天中午做了如下实验：取一个横截面积为S、形状矮粗的厚壁泡沫塑料圆筒，装入质量为m的水，用透明塑料薄膜将筒口封闭，将圆筒放在水平地面上，使太阳光垂直照射在水面上。经过一段时间t，测得水的温度升高了。已知日地距离为r，水的比热容为c，辐射到地球的太阳能量中50%穿过大气层到达地面，认为照射到水面上的太阳光的能量全部被水吸收，不计实验过程中的热损失。下列说法正确的是（　　） A．根据实验数据计算出的地球表面每平方米得到的太阳辐射功率 B．根据实验数据计算出的太阳辐射功率 C．若换用横截面积更大的圆筒做实验，测得的太阳辐射功率P0应变小 D．若在楼顶露台上做实验，测得的太阳辐射功率P0应变小 【答案】B 【详解】A．地球表面每平方米得到的太阳辐射功率为单位时间单位面积地面接收的太阳能，水吸收的热量全部来自地面接收的太阳辐射，即 得，故A错误； B．太阳总辐射功率均匀分布在以日地距离为半径的球面上，大气层外单位面积太阳功率为，其中50%到达地面，因此有 整理得，故B正确； C．太阳辐射功率是太阳本身的固有属性，与实验圆筒横截面积无关；且换用更大横截面积圆筒时，水的质量与横截面积成正比，计算时的比值不变，故C错误； D．楼顶海拔更高，大气层厚度更小，太阳辐射被大气削弱更少，相同时间相同面积下水升高的温度更大，代入公式测得的更大，故D错误。 故选B。 13．浙江省沿海地区有很多海湾，可利用海湾修建堤坝形成水库，利用海水涨落所造成的水位差来推动水轮机发电。某海湾修建水坝后水面面积为1.0×105m2。一昼夜大潮、小潮各出现一次，涨潮、退潮均可发电，共发电四次。大潮时坝内、外水位皆可涨至20m，小潮时皆可涨至19m。退潮后，无论大潮还是小潮，坝外水位皆降至16m。发电过程中水面面积视为不变，机械能转化成电能的平均效率为20%，已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A．此电站一昼夜可发电约2.5×105J B．小潮时一次退潮可发电约4.5×106J C．大潮时一次涨潮和退潮共可发电约1.6×1011J D．大潮时一次涨潮坝内可增加水的重力势能约8.0×109J 【答案】D 【详解】A．潮汐发电时，单次涨潮或退潮的水位差为时，流动的水的质量 这部分水的重心变化高度为，重力势能变化量 单次发电量 大潮水位差 ，小潮水位差 一昼夜共发电4次：大潮涨潮、大潮退潮、小潮涨潮、小潮退潮。单次大潮发电量 单次小潮发电量 总发电量 ，故A错误； B．小潮一次退潮发电量为 ，故B错误； C．大潮一次涨潮加退潮总发电量为 ，故C错误； D．大潮一次涨潮坝内增加的重力势能为 ，故D正确。 故选D。 14．如图所示，水平速度为、质量为m的子弹击中并穿过静止放在光滑的水平面上质量为M的木块，若木块对子弹的阻力恒定，则下列说法中正确的有（　　） A．其它量保持不变，子弹速度越大，木块获得速度越小 B．其它量保持不变，子弹质量m越大，木块获得速度越大 C．其它量保持不变，子弹质量m越大，子弹和木块组成的系统损失的机械能越多 D．其它量保持不变，木块的质量M越大，子弹损失的机械能越多 【答案】A 【详解】 A．在同一坐标系中画出子弹和木块的v-t图像，子弹的质量m不变，子弹的加速度恒定，木块的加速度也恒定，子弹速度v0越大，子弹穿过木块的时间越短，则木块获得的速度越小，故A正确； B．当子弹的质量m变化时，由于子弹所受的阻力恒定，则子弹的加速度将随着质量减小而变大，而木块的加速度恒定，两者的速度图像如图所示。设木块的长度为L，则当子弹穿出时，子弹的位移比木块的大L，则由速度图像可知，子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L。由图像可知，当子弹质量m越大时，穿出木块的时间t1小于于质量小时穿出木块的时间t2，则木块获得的速度也将变小，故B错误； C．系统损失的机械能等于系统克服阻力所做的功 故只要子弹穿出，子弹和木块组成的系统损失的机械能不变，故C错误； D．木块质量M越大，木块的加速度越小，子弹穿出时所用时间越小，子弹穿出所用时间越短，子弹穿出的速度越大，木块的速度越小，因而子弹损失的机械能减小，故D错误。 故选A。 15．如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2）（　　） A．8m B．9m C．10m D．11m 【答案】B 【详解】设轨道最低点所在水平面为零势能面，小球到达C点时，刚好没有压力，由牛顿第二定律可得 从开始下滑到通过C点，根据动能定理有 解得 根据小球机械能变化与摩擦力做功的关系可知，此过程小球机械能减少，即 之后小球下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度小于上升速度，因此对轨道压力变小，所受摩擦力变小，摩擦力做功大小小于，所以下滑到底端时机械能满足 所以进入光滑弧形轨道BD，到达高度满足 解得 故选B。 非选择题部分 二、计算题（本大题共3小题，第16题12分，第14题14分，第15题14分，共40分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 16．太阳能汽车是利用太阳能电池将所接收到的太阳光能转化为电能而提供电动机来驱动的.已知车上太阳能电池接收太阳能的面板的总面积，正对太阳时能产生的电压，并提供给车上电动机的工作电流为，电动机的直流电阻为，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为.求： （1）太阳光照射到太阳能电池板上的功率是多少？ （2）太阳能汽车接收太阳能的总功率是多少？ （3）汽车的输出功率又是多少？ 【答案】（1）  （2）1200W  （3）800W 【详解】(1) 太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为，太阳光照射到太阳能电池板上的功率 (2) 太阳能汽车接收太阳能的总功率 (3) 汽车的输出功率 17．某同学在车展上看到利用太阳能源的概念汽车，于是对太阳能汽车开展系列课题研究： (1)太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，人眼对可见光中的绿光较为敏感，若绿光的波长为λ，普朗克常数为h，光速为c，则绿光光量子的能量为多少？ (2)太阳能照射到地球上时，由于大气层的反射和吸收等作用，只有约η50%到达地面。若太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为P0，日地间距离为r（日地距离足够远），则太阳辐射的总功率P总为多少？ (3)查阅车展的太阳能汽车资料可知：汽车上表面的光电池板装置能把照射到电池板上η1=40%的太阳能转化为电能，车内电动机又能把η290%的电能转化为机械能作为汽车行驶的动力，若汽车在行驶时阻力恒为f600N，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直，若每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为P1.25kW，电池板的总面积为S8m2，试求： ①汽车获得的机械功率P机； ②汽车匀速运动时的速度v。 【答案】(1) (2) (3)①；② 【详解】（1）根据题意，有cλ,εh 联立解得 （2）设太阳辐射的总功率为P总，以太阳为球心，半径为的球面面积为4πr2 ，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为P0，且只有约η50%到达地面，到达地面前，球面处能流密度为，故太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为 解得 （3）①入射到电池板总光功率为 先转化为电能，再转化为机械能，汽车获得的机械功率P机PSη1η2 ， ②汽车匀速运动时速度最大，有P机Fv 匀速时根据平衡关系知 联立解得 18．在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取，水的密度。 （1）若通过管道提升海水，电能效率，将海水提升到海拔处，需要电能至少为多少？ （2）若每年调海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能； ①若利用水的落差发电，发电效率也为，将海水输送到艾丁湖，额外需要电能为多少？ ②已知三峡水电站年平均流量，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差，发电站的发电效率。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。 【答案】（1）；（2）①，② 【详解】（1）将海水提升到海拔，重力势能增加 用于电能的利用率为，所以需要耗电 （2）①利用的落差，水可以发电 将海水输送到艾丁湖，额外需要电能 ②三峡水电站的年发电量为 每年调海水需要的电能 “引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6章 能源与可持续发展 章节复习 （分层作业-素养提升练）（解析版） 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 选择题部分 一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。) 1．西汉时期的一本著作《春秋纬•考灵曜》中论述的地恒动不止，而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行（而人）不觉也．”提出了哪个观点？ A．物体具有惯性 B．力是改变物体运动状态的原因 C．物体运动具有相对性 D．能量转化过程存在守恒关系 2．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．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 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 3．太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达，该地区常年的平均风速，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度，风力发电机的叶片转动时可形成半径的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为（　　） A． B． C． D． 4．下面属于二次能源的是（　　） A．石油 B．电能 C．煤炭 D．风能 5．我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉的场景如图所示，潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深，因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m，水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s，每秒出水量为4kg。水泵由功率为550W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为80%，（取重力加速度）忽略其他能量损失。则（    ） A．空中水柱的水的质量为4kg B．每秒钟水泵对水做功为50J C．泵的输出功率为402W D．电动机线圈的电阻为 6．嘉兴火车站被誉为“森林中的火车站”，还是一座会发电的火车站。车站屋顶铺设了1.2万块面积均为0.72m2的光伏组件，发电总功率最大约为1.2×106W。已知太阳辐射的总功率约为4×1026J/s，太阳与地球之间的距离约为1.5×1011m，因大气的影响，阳光垂直射到地面附近的能量约为太阳辐射到地球能量的一半，则（　　） A．一块光伏组件接收到的太阳辐射功率约为100W B．单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量约为2800J C．该光伏组件的光电转换效率约为20% D．一块光伏组件工作一天可发电约2.4kWh 7．2021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学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 8．浙江最大抽水蓄能电站2016年在缙云开建，抽水蓄能电站结构如图所示。抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时（如深夜），电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库；另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，再将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用。一抽一放起到了均衡电网负荷的作用。关于抽水蓄能电站下列说法正确的是（　　） A．抽水蓄能的过程中，能量守恒 B．放水发电的过程中，机械能守恒 C．抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多 D．抽水蓄能电站建成之后，就不会再有能源危机问题了 9．如图所示，我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为的圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为。风速在范围内，可视为不变。已知风速时每台发电机输出电功率为，空气的密度为，则（　　） A．单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为 B．当风速为时每台发电机的输出电功率约为 C．每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为 D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为 10．2026年5月，神舟二十三号载人飞船成功发射，并与中国空间站完成了3.5小时快速径向交会对接。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨飞行时，航天员处于完全失重状态，说明航天员不再受到地球的万有引力作用 B．飞船在3.5小时快速径向交会对接过程中，由于没有稳定的中途停泊点，因此需要持续调整姿态与轨道，全程处于平衡状态 C．返回舱以约的速度冲入大气层时表面温度极高，这是因为返回舱吸收了太空中的热量 D．返回舱在打开降落伞后急剧减速下降的过程中，航天员处于超重状态 11．如图所示为某城市广场音乐喷泉夜景。某组喷泉利用一个水泵为5个相同喷水嘴提供动力，每个喷嘴的截面积为，竖直喷出的水柱最高可达。已知水的密度为，重力加速度为，水泵的效率为80%，则水泵的总功率至少为（     ） A． B． C． D． 12．我国南方某学校的物理实验小组想粗略估测太阳的辐射功率，他们在夏至前后的某天中午做了如下实验：取一个横截面积为S、形状矮粗的厚壁泡沫塑料圆筒，装入质量为m的水，用透明塑料薄膜将筒口封闭，将圆筒放在水平地面上，使太阳光垂直照射在水面上。经过一段时间t，测得水的温度升高了。已知日地距离为r，水的比热容为c，辐射到地球的太阳能量中50%穿过大气层到达地面，认为照射到水面上的太阳光的能量全部被水吸收，不计实验过程中的热损失。下列说法正确的是（　　） A．根据实验数据计算出的地球表面每平方米得到的太阳辐射功率 B．根据实验数据计算出的太阳辐射功率 C．若换用横截面积更大的圆筒做实验，测得的太阳辐射功率P0应变小 D．若在楼顶露台上做实验，测得的太阳辐射功率P0应变小 13．浙江省沿海地区有很多海湾，可利用海湾修建堤坝形成水库，利用海水涨落所造成的水位差来推动水轮机发电。某海湾修建水坝后水面面积为1.0×105m2。一昼夜大潮、小潮各出现一次，涨潮、退潮均可发电，共发电四次。大潮时坝内、外水位皆可涨至20m，小潮时皆可涨至19m。退潮后，无论大潮还是小潮，坝外水位皆降至16m。发电过程中水面面积视为不变，机械能转化成电能的平均效率为20%，已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A．此电站一昼夜可发电约2.5×105J B．小潮时一次退潮可发电约4.5×106J C．大潮时一次涨潮和退潮共可发电约1.6×1011J D．大潮时一次涨潮坝内可增加水的重力势能约8.0×109J 14．如图所示，水平速度为、质量为m的子弹击中并穿过静止放在光滑的水平面上质量为M的木块，若木块对子弹的阻力恒定，则下列说法中正确的有（　　） A．其它量保持不变，子弹速度越大，木块获得速度越小 B．其它量保持不变，子弹质量m越大，木块获得速度越大 C．其它量保持不变，子弹质量m越大，子弹和木块组成的系统损失的机械能越多 D．其它量保持不变，木块的质量M越大，子弹损失的机械能越多 15．如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2）（　　） A．8m B．9m C．10m D．11m 非选择题部分 二、计算题（本大题共3小题，第16题12分，第14题14分，第15题14分，共40分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 16．太阳能汽车是利用太阳能电池将所接收到的太阳光能转化为电能而提供电动机来驱动的.已知车上太阳能电池接收太阳能的面板的总面积，正对太阳时能产生的电压，并提供给车上电动机的工作电流为，电动机的直流电阻为，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为.求： （1）太阳光照射到太阳能电池板上的功率是多少？ （2）太阳能汽车接收太阳能的总功率是多少？ （3）汽车的输出功率又是多少？ 17．某同学在车展上看到利用太阳能源的概念汽车，于是对太阳能汽车开展系列课题研究： (1)太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，人眼对可见光中的绿光较为敏感，若绿光的波长为λ，普朗克常数为h，光速为c，则绿光光量子的能量为多少？ (2)太阳能照射到地球上时，由于大气层的反射和吸收等作用，只有约η50%到达地面。若太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为P0，日地间距离为r（日地距离足够远），则太阳辐射的总功率P总为多少？ (3)查阅车展的太阳能汽车资料可知：汽车上表面的光电池板装置能把照射到电池板上η1=40%的太阳能转化为电能，车内电动机又能把η290%的电能转化为机械能作为汽车行驶的动力，若汽车在行驶时阻力恒为f600N，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直，若每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为P1.25kW，电池板的总面积为S8m2，试求： ①汽车获得的机械功率P机； ②汽车匀速运动时的速度v。 18．在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取，水的密度。 （1）若通过管道提升海水，电能效率，将海水提升到海拔处，需要电能至少为多少？ （2）若每年调海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能； ①若利用水的落差发电，发电效率也为，将海水输送到艾丁湖，额外需要电能为多少？ ②已知三峡水电站年平均流量，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差，发电站的发电效率。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $