12.4 能源与可持续发展（分层作业）物理人教版必修第三册

12.4 能源与可持续发展（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量守恒定律与能量的多种形式 二、能量耗散与能量转化的方向性 三、能源的分类与环境影响 四、能源利用的能量估算 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量守恒定律与能量的多种形式 1．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　　　　　　　　　。 【答案】保持不变 【详解】根据能量守恒定律可知，能量的总量是保持不变的。 2．关于能量转化的下列说法中正确的是（　　） A. 对蓄电池充电时化学能转化为电能 B. 光合作用把光能转化为化学能 C. 人运动是把内能转化为机械能 D. 太阳能电池把太阳能转化为内能 【答案】B 【详解】A．对蓄电池充电时电能转化为化学能，故A错误； B．光合作用把光能转化为化学能存储，故B正确； C．人运动是把生物能转化为机械能，故C错误； D．太阳能电池把太阳能转化为化学能，故D错误。 故选B。 3．指出下列各种现象中，能量是如何转化的？ （1）电动机带动抽水机工作　　　　　　转化为　　　　　　能； （2）点燃的蜡烛发光　　　　　　转化为　　　　　　能； （3）双手摩擦　　　　　　转化为　　　　　　能； （4）白炽灯发光　　　　　　转化为　　　　　　能； （5）内燃机的压缩冲程　　　　　　转化为　　　　　　能； （6）物体在阳光照射下温度升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （7）流星穿过大气层时会变得炽热　　　　　　转化为　　　　　　能； （8）飞行的子弹射穿木板后子弹温度会升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （9）将一块冰放在地面上拖，冰会融化　　　　　　转化为　　　　　　能； （10）反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （11）擦燃火柴　　　　　　转化为　　　　　　能。 【答案】① 电    ② 机械    ③ 化学    ④ 光    ⑤ 机械    ⑥ 内    ⑦ 电    ⑧ 光    ⑨ 机械    ⑩ 内    ⑪ 太阳    ⑫ 内    ⑬ 机械    ⑭ 内    ⑮ 机械    ⑯ 内    ⑰ 机械    ⑱ 内    ⑲ 机械    ⑳ 内    ㉑ 机械    ㉒ 内 【详解】【分析】 (1)[1][2]电动机带动抽水机工作将电能转化为机械能； (2)[3][4]点燃的蜡烛发光是将化学能转化为光能； (3)[5][6]双手摩擦是将机械能转化为内能； (4)[7][8]白炽灯发光是将电能转化为光能； (5)[9][10]内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能； (6)[11][12]物体在阳光照射下温度升高是将太阳能转化为内能； (7)[13][14]流星穿过大气层时会变得炽热是将机械能转化为内能； (8)[15][16]飞行的子弹射穿木板后子弹温度会升高是将机械能转化为内能； (9)[17][18]将一块冰放在地面上拖，冰会融化是将机械能转化为内能； (10)[19][20]反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高是将机械能转化为内能； (11)[21][22]擦燃火柴是将机械能转化为内能。 4．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。 5．（多选）下列关于能量转化现象的说法正确的是（　　） A. 用太阳灶烧水是光能转化为内能 B. 电灯发光是电能转化为光能 C. 核电站发电是电能转化为内能 D. 生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能 【答案】AB 【详解】A．太阳灶利用太阳光加热水，水的内能增加，光能转化为内能，故A正确； B．电灯发光时消耗电能并产生光能，电能转化为光能，故B正确； C．核电站利用核反应释放的核能发电，主要是核能最终转化为电能，并非电能转化为内能，故C错误； D．生石灰与水反应放出热量，使水温升高，化学能转化为内能，并非动能转化为内能，故D错误。 故选AB。 二、能量耗散与能量转化的方向性 6．下列哪些现象属于能量的耗散（　　） A. 利用水能发电转变成电能 B. 利用太阳能发电转变成电能 C. 电池的化学能转变成电能 D. 火炉把房间的温度升高 【答案】D 【详解】A．水力发电后，电能可以再利用，不属于能量的耗散。故A错误； B．太阳能发电，电能可以再利用，不属于能量的耗散。故B错误； C．化学能转变成电能，电能可以再利用，不属于能量的耗散。故C错误； D．火炉把房间的温度升高，能量无法再进一步利用，转变成不可回收的内能，即能量耗散了，故D正确。 故选D。 【点睛】 注意能量耗散的定义。 7．（多选）关于“温室效应”，下列说法正确的是 A. 太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应” B. 石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应” C. “温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化 D. “温室效应”使得土壤酸化 【答案】BC 【详解】“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升，淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故BC选项正确． 8．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. 水能是不可再生能源 D. 煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 【答案】A 【详解】A．煤、石油、天然气由远古动植物经漫长地质作用形成，动植物生长的能量本质来自太阳能，因此这类燃料的最初来源可追溯到太阳能，故A正确； B．汽油燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物等有毒污染物，不属于清洁能源，故B错误； C．水能可通过自然界的水循环持续再生，属于可再生能源，故C错误； D．煤、石油属于化石能源，形成周期长达上亿年，储量有限，是不可再生能源，并非取之不尽、用之不竭，故D错误。 故选A。 9．下列说法正确的是（　　） A. 在利用能源的过程中，能量是守恒的 B. 能源是无限的 C. 白石从白石山上滚下，机械能没有变化 D. 能量会凭空消失 【答案】A 【详解】A．在利用能源的过程中，能量是守恒的，选项A正确； B．虽然能量是守恒的，但是能利用的能源是有限的，选项B错误； C．白石从白石山上滚下，由于受到阻力或者碰撞作用，则机械能会减小，选项C错误； D．根据能量守恒定律可知，能量不会凭空消失，选项D错误。 故选A。 10．（1）流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？ （2）如图所示是两幅宣传节约能源的图片，请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？ 【答案】（1）内能     （2）能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量      【详解】(1)小问详解： 我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。可见，内能与机械能相比，内能的品质低。 (2)小问详解： 能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量。所以我们要节约能源。 三、能源的分类与环境影响 11．（2025·福建普通高·学业水平合格考试）下列能源属于可再生能源的是（　　） A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气 【答案】C 【详解】A．煤属于化石燃料，形成周期漫长，不可再生，故A错误； B．石油属于化石燃料，储量有限，不可再生，故B错误； C．太阳能来自太阳辐射，可自然再生，永续利用，故C正确； D．天然气属于化石燃料，不可再生，故D错误。 故选C。 12．下列不属于清洁能源的是（　　） A. 氢能 B. 风能 C. 太阳能 D. 煤 【答案】D 【详解】【分析】 不属于清洁能源的是煤，因为煤炭燃烧时释放大量的有害的烟气，污染环境。 故选D。 13．能源的分类与应用 （1）能源的分类 ①不可再生能源：无法在短时间内再生，如煤炭、　　　　　　　　　和天然气等化石能源。 ②可再生能源：在自然界可以再生，如水能和风能等能源。 （2）能源的开发和应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就，如太阳能发电、　　　　　　　　　发电、风能发电和　　　　　　　　　发电等。 （3）太阳能可以转化成多种其他形式的能量，应用范围非常广泛。如图所示，太阳能装置工作时，　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　　能。 【答案】（1）石油     （2）① 水力    ② 核能     （3）① 太阳    ② 电      【详解】(1)小问详解： 石油属于不可再生能源。 (2)小问详解： 我国在能源开发方面取得了很大的成就，如太阳能发电、太阳发电、风能发电和核能发电等。 (3)小问详解： 太阳能装置工作时，太阳能转化为内能。 14．（24-25高二上·江苏盐城五校·期末）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。未来几十年我国应减少使用的能源是（　　） A. 煤炭 B. 氢能 C. 生物能 D. 地热能 【答案】A 【详解】氢能、生物能和地热能是可再生能源，是清洁能源，煤炭是不可再生能源，在燃烧时会排出大量的二氧化碳、二氧化硫，会对环境造成很大的影响，因此未来四十年我国应减少使用的能源是煤炭。 故选A。 15．（25-26高一上·湖南娄底涟源部分·开学考）如图所示我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达。“海油观澜号”利用风能发电，风能属于　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）的清洁能源；“海油观澜号”将　　　　　　能转化是电能。 【答案】① 可再生    ② 机械 【详解】[1]风能是由大气流动形成的，是取之不尽、用之不竭的能源，属于可再生能源。 [2]“海油观澜号”依靠风带动机舱前部的叶片转动，叶片转动驱动机舱中的发电机转子转动发电，将机械能转化为电能。 四、能源利用的能量估算 16．如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，太阳能的可转化为水的内能，估算一个晴天的日照（相当于太阳直射热水器4h）使一台热水器中水的内能的增加量，下列结果最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】这个热水器一天内最多能利用的太阳能为 故选B。 17．新疆达坂城风口的风速约为，设该地空气的密度为，把通过横截面积的风能转化为电能（转化效率），利用上述已知量推导计算电功率的公式为　　　　　　　　　　　，代入数据得到电功率的大小为　　　　　　　　　　　。 【答案】①     ② 【详解】[1]设时间t内通过横截面积的风能为 电功率为 [2]代入数据得到电功率的大小为 18．一辆汽车以80km/h的速度匀速行驶，每10km耗油约1L，根据汽油的热值进行简单的计算可知，此时消耗的功率约为70kW。如图为汽车行驶时功率分配的大致比例图，具体来说，在70kW中，约有1kW由于汽油的蒸发而“消失”，化学能无法利用成为化学污染源，大约只有17kW用于做功，而其余的52kW包括了排气管排出的废热和散热器的热量，两者约各占一半，用于做功的17kW也有不少损耗，约5kW用于发动机的水箱循环和空调，约3kW消耗于传动装置，最后只有9kW到达驱动轮。下列说法正确的是（　　） A. 汽油属于可再生能源 B. 整辆车的总效率仅有13%左右 C. 汽车匀速行驶时所受的阻力约为3150N D. 每1s中消耗的燃料最终转化为内能的大约5.2104J 【答案】B 【详解】A．汽油属于不可再生能源，故A错误； B．整辆车的总效率仅有 故B正确； C．汽车匀速行驶时所受的阻力等于牵引力 故C错误； D．每1s中消耗的燃料最终转化为内能的大约 E=70103J-9103J=61103J 故D错误。 故选B。 19．如图是水电站的发电原理图，由图可知，下列说法错误的是（　　） A. 水力发电不会造成污染 B. 该装置将机械能转化为电能 C. 要加大发电的功率，可采用仅“增大水落差”的方法 D. 该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 【答案】D 【详解】AB．水力发电不会有污染，同时将水的机械能转化为电能，故AB正确； C．如果仅将水落差增大，那么水流到水轮机处的速度就增大，这一方法可加大发电的功率，故C正确； D．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，故D错误。 该题选择错误选项，故选D。 20．（26-27高一上·湖北孝感·开学考）如图是带有电加热功能的太阳能热水器的结构简图。 （1）集热器可以吸收太阳辐射能量，使水温升高。 ①这是将　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　　能，太阳能是　　　　　　　　　（选填“可再生”“不可再生”）能源； ②热水器中水的质量为40 kg。某段时间内集热器接收到太阳辐射能量Q=8.4×106 J，使水温升高了25℃。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)，求该过程中热水器的能量转化效率　　　　　　　　　。 （2）电加热器的额定电压为220 V，额定功率为3300 W。为保护电路，需安装空气开关，现有C10和C16两种规格的空气开关，C10所允许的最大电流是10 A，C16所允许的最大电流是16 A，通过计算说明应选用　　　　　　　　　空气开关。 【答案】（1）① 太阳    ② 内    ③ 可再生    ④      （2）C16      【详解】(1)小问详解： [1][2][3]集热器吸收太阳辐射，把太阳能转化为内能；太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源； [4]水吸收的热量为 能量转化效率 (2)小问详解： [1]根据 代入数据解得 由题知，C10最大电流为10A，小于15A，会跳闸；C16 最大电流为16A，大于15A，所以选C16空气开关。 【B 能力提升题】 21．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，则该电站一年的发电量（kW·h）是多少？（一年按365天计算，g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3） 【答案】 【详解】【分析】 每秒钟水能转化为电能为 也就是发电功率，所以一年内的发电量 22．三峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010 m3，装机容量（发电机的总功率）P＝1.768×107 kW，假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出三峡水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．（不进行具体计算，用字母表示） 【答案】Q＝ ,其中Q的单位为m3/s，P的单位为W，ρ的单位为kg/m3，g的单位为m/s2，h的单位为m. 【详解】【分析】 设在时间Δt内，有ΔV的水通过三峡水利枢纽，则 Q＝ ΔV＝QΔt 减少的势能 ΔEp＝mgh＝ΔV·ρgh＝QΔtρgh 发电机的功率 P＝＝＝Qρghη 流量为 Q＝ 其中Q的单位为m3/s，P的单位为W，ρ的单位为kg/m3，g的单位为m/s2，h的单位为m。 23．一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶，其1s内能量分配情况如图所示则汽车（　　） A. 发动机的输出功率为70kW B. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104J C. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104J D. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104J 【答案】C 【详解】A．由图可知，发动机1s内克服转动阻力做功为1.7×104J，则输出功率为 选项A错误；                            BCD．每1s消耗的燃料有6.9×104J进入发动机，则最终转化成的内能的量为6.9×104J，选项C正确，BD错误。 故选C。 24．一般小汽车的汽油消耗量约为，汽油完全燃烧能释放化学能，那么小汽车行驶消耗能量约为，这相当于消耗多少千瓦时的电能？目前我国小汽车的拥有量迅速上升，这对能源、交通、环境等将产生怎样的影响？‍ 【答案】91.67kW·h；增加石油能源的消耗，提升交通压力，大气污染加剧 【详解】相等于消耗的电能为 小汽车的拥有量迅速上升，对石油能源的消耗急剧上升，同时也会增加交通压力，汽油的大量消耗也会产生大量的污染，使大气污染加剧。 25．2022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。 【C 拓展培优题】 26．（2022·浙江·高考真题）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B. 单位时间流过面积的流动空气动能为 C. 若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D. 若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 【答案】D 【详解】AB．单位时间流过面积的流动空气体积为 单位时间流过面积的流动空气质量为 单位时间流过面积的流动空气动能为 风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误； C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足 C错误； D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为 则该发电机年发电量至少为 D正确； 故选D。 27．（2024·江西·高考真题）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（     ） A. 109W B. 107W C. 105W D. 103W 【答案】B 【详解】由题知，Δt时间内流出的水量为 m = ρQΔt = 1.0×104Δt 发电过程中水的重力势能转化为电能，则有 故选B。 28．（2024·浙江·高考真题）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为10m/s，水的密度为kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 10W B. 20W C. 100W D. 200W 【答案】C 【详解】设时间内从喷头流出的水的质量为 喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即 联立解得 故选C。 29．（2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】根据题意小车匀速运动，则有 小车的机械功率 由于电动机的效率为，则有 光伏电池的光电转换效率为，即 可得 故选A。 30．（2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A. 风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B. 太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C. 该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D. 储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 【答案】D 【详解】A．设时间，风力发电机的扇叶半径为，假设风的动能全部变成发电机输出，输出功率为，即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比，故A错误； B．太阳能板上接收到的辐射能不能全部转换成电能，存在能量损耗，转换效率一般在15%~20%左右，故B错误； C．已知路灯的功率为 每天照明，一年按365天计算，6年的总时间 可得总耗电量为 因标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳，则减少的二氧化碳排放量为，故C错误； D．已知储能电池的额定电压，容量，则电池的电能为 而路灯连续一周的耗电量为 因，所以储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作。故D正确。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.4 能源与可持续发展（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、能量守恒定律与能量的多种形式 二、能量耗散与能量转化的方向性 三、能源的分类与环境影响 四、能源利用的能量估算 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、能量守恒定律与能量的多种形式 1．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　　　　　　　　　。 2．关于能量转化的下列说法中正确的是（　　） A. 对蓄电池充电时化学能转化为电能 B. 光合作用把光能转化为化学能 C. 人运动是把内能转化为机械能 D. 太阳能电池把太阳能转化为内能 3．指出下列各种现象中，能量是如何转化的？ （1）电动机带动抽水机工作　　　　　　转化为　　　　　　能； （2）点燃的蜡烛发光　　　　　　转化为　　　　　　能； （3）双手摩擦　　　　　　转化为　　　　　　能； （4）白炽灯发光　　　　　　转化为　　　　　　能； （5）内燃机的压缩冲程　　　　　　转化为　　　　　　能； （6）物体在阳光照射下温度升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （7）流星穿过大气层时会变得炽热　　　　　　转化为　　　　　　能； （8）飞行的子弹射穿木板后子弹温度会升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （9）将一块冰放在地面上拖，冰会融化　　　　　　转化为　　　　　　能； （10）反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高　　　　　　转化为　　　　　　能； （11）擦燃火柴　　　　　　转化为　　　　　　能。 4．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 5．（多选）下列关于能量转化现象的说法正确的是（　　） A. 用太阳灶烧水是光能转化为内能 B. 电灯发光是电能转化为光能 C. 核电站发电是电能转化为内能 D. 生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能 二、能量耗散与能量转化的方向性 6．下列哪些现象属于能量的耗散（　　） A. 利用水能发电转变成电能 B. 利用太阳能发电转变成电能 C. 电池的化学能转变成电能 D. 火炉把房间的温度升高 7．（多选）关于“温室效应”，下列说法正确的是 A. 太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应” B. 石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应” C. “温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化 D. “温室效应”使得土壤酸化 8．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. 水能是不可再生能源 D. 煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 9．下列说法正确的是（　　） A. 在利用能源的过程中，能量是守恒的 B. 能源是无限的 C. 白石从白石山上滚下，机械能没有变化 D. 能量会凭空消失 10．（1）流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？ （2）如图所示是两幅宣传节约能源的图片，请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？ 三、能源的分类与环境影响 11．（2025·福建普通高·学业水平合格考试）下列能源属于可再生能源的是（　　） A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气 12．下列不属于清洁能源的是（　　） A. 氢能 B. 风能 C. 太阳能 D. 煤 13．能源的分类与应用 （1）能源的分类 ①不可再生能源：无法在短时间内再生，如煤炭、　　　　　　　　　和天然气等化石能源。 ②可再生能源：在自然界可以再生，如水能和风能等能源。 （2）能源的开发和应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就，如太阳能发电、　　　　　　　　　发电、风能发电和　　　　　　　　　发电等。 （3）太阳能可以转化成多种其他形式的能量，应用范围非常广泛。如图所示，太阳能装置工作时，　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　　能。 14．（24-25高二上·江苏盐城五校·期末）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。未来几十年我国应减少使用的能源是（　　） A. 煤炭 B. 氢能 C. 生物能 D. 地热能 15．（25-26高一上·湖南娄底涟源部分·开学考）如图所示我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达。“海油观澜号”利用风能发电，风能属于　　　　　　（选填“可再生”或“不可再生”）的清洁能源；“海油观澜号”将　　　　　　能转化是电能。 四、能源利用的能量估算 16．如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，太阳能的可转化为水的内能，估算一个晴天的日照（相当于太阳直射热水器4h）使一台热水器中水的内能的增加量，下列结果最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  17．新疆达坂城风口的风速约为，设该地空气的密度为，把通过横截面积的风能转化为电能（转化效率），利用上述已知量推导计算电功率的公式为　　　　　　　　　　　，代入数据得到电功率的大小为　　　　　　　　　　　。 18．一辆汽车以80km/h的速度匀速行驶，每10km耗油约1L，根据汽油的热值进行简单的计算可知，此时消耗的功率约为70kW。如图为汽车行驶时功率分配的大致比例图，具体来说，在70kW中，约有1kW由于汽油的蒸发而“消失”，化学能无法利用成为化学污染源，大约只有17kW用于做功，而其余的52kW包括了排气管排出的废热和散热器的热量，两者约各占一半，用于做功的17kW也有不少损耗，约5kW用于发动机的水箱循环和空调，约3kW消耗于传动装置，最后只有9kW到达驱动轮。下列说法正确的是（　　） A. 汽油属于可再生能源 B. 整辆车的总效率仅有13%左右 C. 汽车匀速行驶时所受的阻力约为3150N D. 每1s中消耗的燃料最终转化为内能的大约5.2104J 19．如图是水电站的发电原理图，由图可知，下列说法错误的是（　　） A. 水力发电不会造成污染 B. 该装置将机械能转化为电能 C. 要加大发电的功率，可采用仅“增大水落差”的方法 D. 该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 20．（26-27高一上·湖北孝感·开学考）如图是带有电加热功能的太阳能热水器的结构简图。 （1）集热器可以吸收太阳辐射能量，使水温升高。 ①这是将　　　　　　　　　能转化为　　　　　　　　　能，太阳能是　　　　　　　　　（选填“可再生”“不可再生”）能源； ②热水器中水的质量为40 kg。某段时间内集热器接收到太阳辐射能量Q=8.4×106 J，使水温升高了25℃。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)，求该过程中热水器的能量转化效率　　　　　　　　　。 （2）电加热器的额定电压为220 V，额定功率为3300 W。为保护电路，需安装空气开关，现有C10和C16两种规格的空气开关，C10所允许的最大电流是10 A，C16所允许的最大电流是16 A，通过计算说明应选用　　　　　　　　　空气开关。 【B 能力提升题】 21．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，则该电站一年的发电量（kW·h）是多少？（一年按365天计算，g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3） 22．三峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010 m3，装机容量（发电机的总功率）P＝1.768×107 kW，假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出三峡水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．（不进行具体计算，用字母表示） 23．一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶，其1s内能量分配情况如图所示则汽车（　　） A. 发动机的输出功率为70kW B. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104J C. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104J D. 每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104J 24．一般小汽车的汽油消耗量约为，汽油完全燃烧能释放化学能，那么小汽车行驶消耗能量约为，这相当于消耗多少千瓦时的电能？目前我国小汽车的拥有量迅速上升，这对能源、交通、环境等将产生怎样的影响？‍ 25．2022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 【C 拓展培优题】 26．（2022·浙江·高考真题）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B. 单位时间流过面积的流动空气动能为 C. 若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D. 若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 27．（2024·江西·高考真题）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（     ） A. 109W B. 107W C. 105W D. 103W 28．（2024·浙江·高考真题）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为10m/s，水的密度为kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 10W B. 20W C. 100W D. 200W 29．（2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A.  B.  C.  D.  30．（2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A. 风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B. 太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C. 该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D. 储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 / 学科网（北京）股份有限公司 $