5.4 能源与环境（讲义）物理粤教版必修第三册

本高中物理讲义聚焦“能源与环境”核心知识点，系统梳理化石能源使用引发的温室效应、酸雨等环境问题，对比传统能源与新能源的环境影响，构建“问题成因-能源对比-解决路径-发展观念”的学习支架，衔接电能知识与可持续发展主题。 该资料以对比分析法培养科学思维，通过嘉兴火车站光伏、风力发电场等实例辩证分析能源利弊，渗透科学态度与责任。分层次练习辅助课中教学，帮助学生课后查漏补缺，强化知识应用与环保意识。

第五章 电能与能源的可持续发展 第4节 能源与环境 课标要点 1. 了解化石能源的大量使用带来的环境污染问题，认识温室效应、大气污染的成因。 2. 了解新能源的优势，知道开发清洁能源是缓解环境压力的重要途径。 3. 树立保护环境、节约能源的意识，形成可持续发展的责任感。 学习重难点 重点：认识化石能源利用引发的环境问题，对比传统能源与新能源对环境的不同影响。 难点：综合权衡能源获取、经济成本与生态保护，客观认识能源开发方案的利弊。 知识点 能源利用带来的环境问题与可持续发展（重点） 1.化石能源大量使用引发环境问题：排放CO₂加剧温室效应；释放硫化物、氮化物形成酸雨；废渣、废水造成水土污染。 2.不同能源环境影响对比 化石能源：污染严重、不可再生； 风能、太阳能、水能：清洁能源，污染小； 核能：无废气排放，存在核废料处理难题。 3.解决思路：提高能源利用率、节约能源；大力发展清洁能源；治理污染物。 4.观念：兼顾经济发展、能源需求与生态保护，践行绿色低碳可持续发展理念。 方法 采用对比分析法，区分传统能源与新能源在资源属性、环境影响上的优缺点。 思维 不存在绝对完美的能源，开发利用能源需要综合权衡资源、成本、环境多重因素。 随学随练 1．（23-24高一下·江苏南通·期末）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 【答案】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。 2．（23-24高二下·广东茂名·阶段检测）茂名市为了推动新农村建设，在很多乡村道路上安装了太阳能路灯。白天太阳能电池板对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。下列说法正确的是（    ） A．太阳能不属于清洁能源 B．太阳能电池板不可以将太阳能100％转化为电能 C．倾斜杆对路灯的作用力方向平行于倾斜杆向上 D．能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 【答案】B 【详解】A．太阳能属于清洁能源，故A错误； B．太阳能电池板不可以将太阳能100％转化为电能，故B正确； C．由于新能源路灯受重力和倾斜杆的作用力作用而处于静止状态，故倾斜杆对新能源路灯的作用力与其重力等大反向，方向竖直向上，故C错误； D．能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，但是会有部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要，故D错误。 故选B。 3．（23-24高二上·全国·课前预习）根据图片，思考以下问题： （1）能源与能量的含义相同吗？ （2）你知道哪些能源为不可再生能源，哪些能源为可再生能源吗？ （3）你知道国家为何提倡节能减排吗？ 【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析 【详解】（1）不相同。能量是守恒的，既不会增加也不会减少；能源是可以提供可利用能量的物质；能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降，即能源减少，故我们要节约能源。 （2）不可再生能源：煤、石油、天然气；可再生能源：水能、风能、生物质能、地热能。 （3）大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式，所以要节约能源。 题型 能源与环境综合辨析 掌握各类能源的环境利弊，能够结合情景分析能源开发方案带来的环境影响。 解题思路 先区分能源类型，结合可再生性、污染物排放、后续处理难题多角度评价；辨别“清洁能源完全没有任何负面影响”这类常见错误观点。 思维 辩证看待能源开发，不能单一肯定或否定某种能源，建立综合评价的思考逻辑。 活学活用 1．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）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。 2．（多选）（25-26高二上·浙江·期中）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r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．每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为 C．当风速为时每台发电机的输出电功率约为 D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为 【答案】BD 【详解】A．设经历时间为，则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．风速时每台发电机输出电功率为 解得，故B正确； C．由B的分析可知，每台发电机输出的电功率正比于，当风速为时（即风速变为原来的2倍），则每台发电机输出的电功率变为原来的8倍，即，故C错误； D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为，故D正确。 故选BD。 基础通关 1．（22-23高二上·广东佛山·阶段检测）在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（　　） A．能量耗散说明能量在不断的减少 B．能量耗散不遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】D 【详解】A．能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误； B．能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误； C．能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误； D．能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。 故选D。 2．（2023·福建莆田·二模）风能是一种清洁的可再生能源。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等、某两台风力发电机的风轮叶片长度之比为2：3，转化效率相等，若均保持风正面吹向叶片，在相同风力环境下，这两台风力发电机的输出电功率之比为（　　） A．3：2 B．2：3 C．4：9 D．8：27 【答案】C 【详解】设空气密度为，风速为，风轮叶片长度为，则时间内流向风轮机的风能为 又 联立可得 设转化效率为，则风力发电机的输出电功率为 可知这两台风力发电机的输出电功率之比为 故选C。 3．（22-23高二上·福建泉州·期末）太阳能电池板为中国空间站正常工作提供能量。当光线照射电池板表面时，一部分太阳能被电池板中的硅材料吸收，使材料中的电子电势能增大。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．电子的电势能增大，说明能量可以创生 C．太阳能被硅材料吸收，说明能量可以消灭 D．只有部分太阳能被硅材料吸收，说明能量不守恒 【答案】A 【详解】A．太阳能是可再生能源，故A正确； BCD．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，过程中能量是守恒的，能量没有消灭，也没有创生，太阳能的利用只能说明能量是可以转化的，故BCD错误。 故选A。 4．（22-23高二上·广东·学业考试真题）我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（　　） A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能 【答案】B 【详解】水能、风能、太阳能属于可再生能源，使用过程污染少，环保；而石油能源属于不可再生能源，使用过程中向空气中排碳，污染严重，所以我国应减少使用石油能源，ACD错误，B正确。 故选B。 5．（22-23高二上·山东烟台·期中）下列说法中错误的是（　　） A．水能和风能叫作可再生能源 B．化石能源叫作不可再生能源 C．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 D．在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了 【答案】C 【详解】A．可再生能源：水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。A正确； B．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源。B正确； CD．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，C错误，D正确。 本题选择错误的，故选C。 6．（23-24高二下·湖南·学业考试真题）能源是人类社会活动的物质基础。下列能源属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．水能 C．风能 D．煤炭 【答案】D 【详解】根据可再生和不可再生能源的区别，可知煤、石油、天然气等化石源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源；太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源。 故选D。 7．（23-24高二上·河南·阶段检测）下列对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．在自然界中，能量的总量保持不变 【答案】D 【详解】由能量守恒定律可知，能量不会凭空消失也不会凭空产生，能量只会从一个物体转移到另一个物体，整个自然界中的能量的总量保持不变。所以ABC错误，D正确。 故选D。 8．（22-23高二上·山西太原·期末）“天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板，为中国空间站的正常工作提供足够的能量。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能主要以热传导的方式传到地球 C．太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置 D．太阳能电池板能源源不断地产生电能，说明能量可以创生 【答案】C 【详解】A．太阳能是可再生能源，A错误； B．太阳能主要以热辐射的方式传到地球，B错误； C．太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置，C正确； D．太阳能电池板能源源不断地产生电能，并不是能量创生了，而是能量转化得到的，D错误。 故选C。 9．（多选）（22-23高二上·浙江湖州·期中）如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104J，电池板的光电转化效率为25%。以下说法不正确的是（　　） A．太阳能为可再生能源 B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒 C．晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能1.44×107J D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60W的白炽灯正常工作20小时 【答案】BCD 【详解】A．太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故A正确，不符题意； B．电池板的光电转化效率25%只是表示太阳能有25%能转化成电能，并不代表能量不守恒，故B错误，符合题意； C．由题意可知晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能 故C错误，符合题意； D．晴天时的一天，日照按8h计算，一块电池板产生的电能为 能让十盏60W的白炽灯工作的时间 故D错误，符合题意。 本题选不正确的，故选BCD。 10．（多选）（2023高二下·河北邯郸·学业考试）下列关于能源的说法正确的是（　　） A．能源是取之不尽，用之不竭的 B．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 C．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等 D．核能是可以无限开发和使用的 【答案】BC 【详解】AC．尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，故A错误，C正确； B．常规能源的利用比新能源的利用对环境的影响大，故B正确； D．核能反应的原材料是有限的，且核反应会带来核污染，需要合理利用核能，故D错误。 故选BC。 素养提升 1．（2023高二上·浙江绍兴·学业考试）某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。已知空气的密度为1.2，当风速是时，此发电机的功率约为（    ）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设单位时间内圆面内空气的质量为，动能为，有 解得 故选C。 2．（22-23高二上·浙江绍兴·期末）2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109kwh。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义 C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变 D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元 【答案】D 【详解】A．水能是可再生能源，故A错误； B．虽然该电站产生的电能小于消耗的电能，消耗4度谷电能换3度峰电，但峰电价格0.50元，谷电价格0.30元，则可知每4度谷电能换3度峰电产生的直接经济效益为元，因此从经济的角度是有意义的，故B错误； C．电站实现电能转化为势能储存，在转化的过程中，虽然能量是守恒的，但有一部分能量被耗散，不能实现百分之百的转化，而需要时再转化为电能的量减少了，利用的品质下降了，故C错误； D．电站每年可生产清洁电能 则需要消耗的电能为 直接产生的经济效益为 故D正确。 故选D。 3．（22-23高二上·浙江温州·期中）某新款太阳能车载摆件如图所示，纯绿色环保是它的优势。它的工作原理是太阳光照射摆件时内部太阳能板可将太阳能转化为电能，通电后控制器带动转盘绕竖直中心轴转动，转盘边缘焊接有一金属金伞。圆柱面边缘有如图所示的竖直圆盘，圆盘内部分镂空成弯曲的伞形，当转盘转动后金属伞恰好可通过该镂空的金属伞。下列说法正确的是（    ） A．该摆件能将太阳能全部转化为电能，没有能量的耗散 B．转盘转动过程中金属伞上各点角速度不同 C．可以在金属伞上找到线速度相同的点 D．该金属伞与镂空伞形的形状相同 【答案】C 【详解】A．该摆件能将太阳能全部转化为电能，该过程一定有能量的耗散，选项A错误； B．转盘绕同一转轴转动，则转动过程中金属伞上各点角速度相同，选项B错误； C．金属伞上各点的角速度相等，根据v=ωr可知，可以在金属伞上找到转动半径相等的点，则这些点的线速度相同，选项C正确； D．该金属伞在圆盘面上的投影形状与镂空伞形的形状相同，选项D错误。 故选C。 4．（多选）（21-22高二上·黑龙江大兴安岭·期中）下列关于能量转化的说法中，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 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 【答案】ABC 【详解】ABC．根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的，由能量耗散可知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这部分内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的，而自然界的能量仍是守恒的，故ABC正确； D．各种能量不论在转化时或不转化时均是守恒的，故D错误； 故选ABC。 5．（21-22高二上·广东·期末）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2台超大型风力发电机，每片扇叶长达80m，该地区常年的平均风速v=5.0m/s，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ=1.25kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R=80m的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的10%转化为电能。 （1）求每台风力发电机的发电功率P； （2）已知标准煤的热值q=3.0×107J/kg，则该风力发电场年发电量相当于燃烧多少标准煤产生的热量？ 【答案】（1）P=1.57×105W；（2）m=3.30×105kg。 【详解】（1）设单位时间（t0=1s）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V、动能为Ek，则有 解得 P=1.57×105W （2）2台风力发电机发电的功率为2P，年发电时间 t=365×24×3600s 设年发电量为E，则有 E=2Pt E=qm 解得 m=3.30×105kg 迁移创新 1．（21-22高二上·北京延庆·期末）北京冬奥组委召开“低碳管理工作阶段性成果新闻发布会”，为贯彻落实“简约、安全、精彩”的办赛要求，北京冬奥组委交通部积极推进低碳交通工作，在车辆筹措、交通运行、高铁运输、信息化管理等方面开展了一系列工作，目前，最大限度应用节能与清洁能源车辆，减少碳排放量，制定了“北京赛区内，主要使用纯电动、天然气车辆；延庆和张家口赛区内，主要使用氢燃料车辆”的配置原则。电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可，电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）    电池只数 输入电压 充电参数 放电时平均电压/只 电池容量/只 100只 交流220 V 420V，20A 3.3V 120Ah A．可以将电池组的两极直接接在交流电上进行充电 B．电池容量的单位Ah就是能量单位 C．该电池组充电时的功率为8.4×105W D．该电池组充满电所储存的能量约为1.4×108J 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，充电电压为420V，所以不能直接接在交流电上进行充电，A错误； B．电池容量的单位Ah符合 的计算规律，故单位为电量的单位，B错误； C．由公式 可知，充电时的功率为 C错误； D．放电时的总电压为 该电池组充满电所储存的能量为 D正确。 故选D。 2．（2025·浙江绍兴·一模）高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势，所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成，利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示，伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面，垂直迎风面的风速为20m/s，伞体以一定的速度匀速上升，牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳2.6kg，空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是（　　） A．高空风能属于不可再生能源 B．伞体在匀速上升过程中机械能守恒 C．发电系统将风能转化为电能的效率约为28% D．若发电系统每天工作10h，可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg 【答案】D 【详解】A．高空风能属于风能，风能可以从自然界源源不断获得，所以高空风能是可再生能源，故A错误； B．伞体匀速上升时，质量不变、速度不变，动能不变；但高度升高，重力势能增大，故机械能增大，所以机械能不守恒，故B错误； C．设时间内风吹来的空气质量为，则 质量为的空气具有的动能为 已知发电系统产生的电功率为 则内产生的电能为 发电系统将风能转化为电能的效率为 代入数据联立解得，故C错误； D．发电系统每天工作10h的发电量为 需要标准煤的质量为 则减少的二氧化碳排放量为，故D正确。 故选D。 3．（20-21高三上·湖北荆门·期中）一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块在斜面底端时机械能为E0、动能为Ek0、势能为零。物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的机械能E、动能Ek、势能EP与位移x关系的图象正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．物块上滑和下滑，摩擦力一直做负功，机械能减小，设倾角为，上滑过程有 则上滑到最高点后下滑过程机械能继续减小，故A错误； B．重力做功衡量重力势能的变化，则上滑过程重力势能均匀增大，下滑过程重力势能均匀减小，故B错误； CD．合外力做功衡量动能的变化，故图像的斜率表示合外力恒定，有 即下滑时斜率较小，故C错误，D正确； 故选D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 电能与能源的可持续发展 第4节 能源与环境 课标要点 1. 了解化石能源的大量使用带来的环境污染问题，认识温室效应、大气污染的成因。 2. 了解新能源的优势，知道开发清洁能源是缓解环境压力的重要途径。 3. 树立保护环境、节约能源的意识，形成可持续发展的责任感。 学习重难点 重点：认识化石能源利用引发的环境问题，对比传统能源与新能源对环境的不同影响。 难点：综合权衡能源获取、经济成本与生态保护，客观认识能源开发方案的利弊。 知识点 能源利用带来的环境问题与可持续发展（重点） 1.化石能源大量使用引发环境问题：排放CO₂加剧温室效应；释放硫化物、氮化物形成酸雨；废渣、废水造成水土污染。 2.不同能源环境影响对比 化石能源：污染严重、不可再生； 风能、太阳能、水能：清洁能源，污染小； 核能：无废气排放，存在核废料处理难题。 3.解决思路：提高能源利用率、节约能源；大力发展清洁能源；治理污染物。 4.观念：兼顾经济发展、能源需求与生态保护，践行绿色低碳可持续发展理念。 方法 采用对比分析法，区分传统能源与新能源在资源属性、环境影响上的优缺点。 思维 不存在绝对完美的能源，开发利用能源需要综合权衡资源、成本、环境多重因素。 随学随练 1．（23-24高一下·江苏南通·期末）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 2．（23-24高二下·广东茂名·阶段检测）茂名市为了推动新农村建设，在很多乡村道路上安装了太阳能路灯。白天太阳能电池板对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。下列说法正确的是（    ） A．太阳能不属于清洁能源 B．太阳能电池板不可以将太阳能100％转化为电能 C．倾斜杆对路灯的作用力方向平行于倾斜杆向上 D．能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 3．（23-24高二上·全国·课前预习）根据图片，思考以下问题： （1）能源与能量的含义相同吗？ （2）你知道哪些能源为不可再生能源，哪些能源为可再生能源吗？ （3）你知道国家为何提倡节能减排吗？ 题型 能源与环境综合辨析 掌握各类能源的环境利弊，能够结合情景分析能源开发方案带来的环境影响。 解题思路 先区分能源类型，结合可再生性、污染物排放、后续处理难题多角度评价；辨别“清洁能源完全没有任何负面影响”这类常见错误观点。 思维 辩证看待能源开发，不能单一肯定或否定某种能源，建立综合评价的思考逻辑。 活学活用 1．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）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 2．（多选）（25-26高二上·浙江·期中）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r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．每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为 C．当风速为时每台发电机的输出电功率约为 D．若每年有风速在，则每台发电机年发电量至少为 基础通关 1．（22-23高二上·广东佛山·阶段检测）在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（　　） A．能量耗散说明能量在不断的减少 B．能量耗散不遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 2．（2023·福建莆田·二模）风能是一种清洁的可再生能源。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等、某两台风力发电机的风轮叶片长度之比为2：3，转化效率相等，若均保持风正面吹向叶片，在相同风力环境下，这两台风力发电机的输出电功率之比为（　　） A．3：2 B．2：3 C．4：9 D．8：27 3．（22-23高二上·福建泉州·期末）太阳能电池板为中国空间站正常工作提供能量。当光线照射电池板表面时，一部分太阳能被电池板中的硅材料吸收，使材料中的电子电势能增大。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．电子的电势能增大，说明能量可以创生 C．太阳能被硅材料吸收，说明能量可以消灭 D．只有部分太阳能被硅材料吸收，说明能量不守恒 4．（22-23高二上·广东·学业考试真题）我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（　　） A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能 5．（22-23高二上·山东烟台·期中）下列说法中错误的是（　　） A．水能和风能叫作可再生能源 B．化石能源叫作不可再生能源 C．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 D．在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了 6．（23-24高二下·湖南·学业考试真题）能源是人类社会活动的物质基础。下列能源属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能 B．水能 C．风能 D．煤炭 7．（23-24高二上·河南·阶段检测）下列对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．在自然界中，能量的总量保持不变 8．（22-23高二上·山西太原·期末）“天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板，为中国空间站的正常工作提供足够的能量。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能主要以热传导的方式传到地球 C．太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置 D．太阳能电池板能源源不断地产生电能，说明能量可以创生 9．（多选）（22-23高二上·浙江湖州·期中）如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104J，电池板的光电转化效率为25%。以下说法不正确的是（　　） A．太阳能为可再生能源 B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒 C．晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能1.44×107J D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60W的白炽灯正常工作20小时 10．（多选）（2023高二下·河北邯郸·学业考试）下列关于能源的说法正确的是（　　） A．能源是取之不尽，用之不竭的 B．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 C．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等 D．核能是可以无限开发和使用的 素养提升 1．（2023高二上·浙江绍兴·学业考试）某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。已知空气的密度为1.2，当风速是时，此发电机的功率约为（    ）    A． B． C． D． 2．（22-23高二上·浙江绍兴·期末）2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109kwh。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义 C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变 D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元 3．（22-23高二上·浙江温州·期中）某新款太阳能车载摆件如图所示，纯绿色环保是它的优势。它的工作原理是太阳光照射摆件时内部太阳能板可将太阳能转化为电能，通电后控制器带动转盘绕竖直中心轴转动，转盘边缘焊接有一金属金伞。圆柱面边缘有如图所示的竖直圆盘，圆盘内部分镂空成弯曲的伞形，当转盘转动后金属伞恰好可通过该镂空的金属伞。下列说法正确的是（    ） A．该摆件能将太阳能全部转化为电能，没有能量的耗散 B．转盘转动过程中金属伞上各点角速度不同 C．可以在金属伞上找到线速度相同的点 D．该金属伞与镂空伞形的形状相同 4．（多选）（21-22高二上·黑龙江大兴安岭·期中）下列关于能量转化的说法中，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 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 5．（21-22高二上·广东·期末）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2台超大型风力发电机，每片扇叶长达80m，该地区常年的平均风速v=5.0m/s，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ=1.25kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R=80m的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的10%转化为电能。 （1）求每台风力发电机的发电功率P； （2）已知标准煤的热值q=3.0×107J/kg，则该风力发电场年发电量相当于燃烧多少标准煤产生的热量？ 迁移创新 1．（21-22高二上·北京延庆·期末）北京冬奥组委召开“低碳管理工作阶段性成果新闻发布会”，为贯彻落实“简约、安全、精彩”的办赛要求，北京冬奥组委交通部积极推进低碳交通工作，在车辆筹措、交通运行、高铁运输、信息化管理等方面开展了一系列工作，目前，最大限度应用节能与清洁能源车辆，减少碳排放量，制定了“北京赛区内，主要使用纯电动、天然气车辆；延庆和张家口赛区内，主要使用氢燃料车辆”的配置原则。电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可，电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）    电池只数 输入电压 充电参数 放电时平均电压/只 电池容量/只 100只 交流220 V 420V，20A 3.3V 120Ah A．可以将电池组的两极直接接在交流电上进行充电 B．电池容量的单位Ah就是能量单位 C．该电池组充电时的功率为8.4×105W D．该电池组充满电所储存的能量约为1.4×108J 2．（2025·浙江绍兴·一模）高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势，所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成，利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示，伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面，垂直迎风面的风速为20m/s，伞体以一定的速度匀速上升，牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳2.6kg，空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是（　　） A．高空风能属于不可再生能源 B．伞体在匀速上升过程中机械能守恒 C．发电系统将风能转化为电能的效率约为28% D．若发电系统每天工作10h，可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg 3．（20-21高三上·湖北荆门·期中）一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块在斜面底端时机械能为E0、动能为Ek0、势能为零。物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的机械能E、动能Ek、势能EP与位移x关系的图象正确的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $