5.2能源的利用方式（重难点专练）物理粤教版必修第三册

5.2能源的利用方式 题型01 能源分类辨析题 题型02 能量转化过程分析 ▌题型01 能源分类辨析题 一、核心知识 1. 两种划分标准 ① 按再生性 可再生能源：水能、风能、太阳能 不可再生能源：化石能源（煤、石油、天然气）、核裂变燃料 ② 按开发利用程度 常规能源：化石能源 新能源：太阳能、风能、水能、核能 2. 概念区分：能源是能够提供可利用能量的物质资源；能源≠能量。 二、思路方法 1. 看清题干指定的分类依据（再生性/开发程度）； 2. 逐项匹配类别，警惕常见错误：天然气不属于新能源、核能不属于可再生能源； 3. 排除“凡是新能源就是可再生能源”这类惯性误区。 1.A 2.A 3.D 4.【答案】 天然气 太阳能 【详解】[1][2]医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是天然气，属于新能源的是太阳能。 5.【答案】 B A 【详解】[1]太阳能是依据太阳的核聚变活动导致的。 故选B。 [2]由于辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量，根据单位运算有 可知，辐射频率的国际单位可以表示为kg·m2/s3。 故选A。 ▌题型02 能量转化过程分析 一、核心知识 1. 火力发电（化石能源）：化学能→内能→机械能→电能 2. 水力、风力发电：机械能→电能 3. 太阳能三种利用途径 光热转换：太阳能→内能 光电转换：太阳能→电能 光化学转换：太阳能→化学能（光合作用） 4. 核能发电：核能→内能→机械能→电能 5. 基本规律：一切能量转化过程，一定伴随能量损耗。 二、思路方法 1. 第一步：确定初始具备的能量形式； 2. 第二步：按照实际过程依次写出全部中间能量形式； 3. 第三步：锁定最终输出能量，核对选项，排查顺序颠倒、跳环节错误。 1.C 2.A 3.B 4.CD 5.【答案】 【详解】该地区的太阳常数为 太阳能电池板1小时接受的光能为 太阳能板1小时转化出的电能为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2能源的利用方式 题型01 能源分类辨析题 题型02 能量转化过程分析 ▌题型01 能源分类辨析题 一、核心知识 1. 两种划分标准 ① 按再生性 可再生能源：水能、风能、太阳能 不可再生能源：化石能源（煤、石油、天然气）、核裂变燃料 ② 按开发利用程度 常规能源：化石能源 新能源：太阳能、风能、水能、核能 2. 概念区分：能源是能够提供可利用能量的物质资源；能源≠能量。 二、思路方法 1. 看清题干指定的分类依据（再生性/开发程度）； 2. 逐项匹配类别，警惕常见错误：天然气不属于新能源、核能不属于可再生能源； 3. 排除“凡是新能源就是可再生能源”这类惯性误区。 1．（2021高二·湖南·学业考试）关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失 B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能 C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源 D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源 【答案】A 【详解】A．根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故A正确； B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能转化为动能和热能，故B错误； C．煤炭和石油是不可再生资源，故C错误； D．能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，所以人类需要节约能源，故D错误。 故选A。 2．（21-22高二上·全国·课后作业）关于能源及能源利用，下列说法中正确的是（　　） A．煤炭、石油和天然气都是化石能源 B．太阳能电池能够将电能转化为太阳能 C．由于能量是守恒的，因此没有必要节约能源 D．水能和风能归根结底来源于太阳能，它们是不可再生能源 【答案】A 【详解】A．煤炭、石油和天然气是经过长期的地质演化而形成的，属于化石能源，故A正确； B．太阳能电池能够将太阳能转化为电能，故B错误； C．能量虽然是守恒的，但是能量会耗散，可利用的能源在减少，所以要节约能源，故C错误； D．水能和风能可以循环使用，属于可再生资源，故D错误。 故选A。 3．（20-21高二上·上海·阶段检测）下面属于二次能源的是（　　） A．石油 B．太阳能 C．煤炭 D．电能 【答案】D 【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；二次能源是转化过形式的能源。故石油、太阳能、煤炭是一次能源，电能是二次能源； 故选D。 4．（20-21高二上·上海·期中）医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是_______，属于新能源的是________。 【答案】 天然气 太阳能 【详解】[1][2]医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是天然气，属于新能源的是太阳能。 5．（23-24高三下·重庆·开学考试）太阳能是一种清洁能源，太阳能电池可以将太阳能转变为电能并加以利用。我国在这一方面位居世界前列。 （1）太阳能是依据太阳的______活动导致的。 A．核裂变   B．核聚变   C．化学变化 （2）辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量。按照国际单位制，辐射频率的国际单位可以表示为( ) A．kg·m2/s3 B．kg·m2/s2  C．kg·m/s2  D．kg·m/s 【答案】 B A 【详解】[1]太阳能是依据太阳的核聚变活动导致的。 故选B。 [2]由于辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量，根据单位运算有 可知，辐射频率的国际单位可以表示为kg·m2/s3。 故选A。 ▌题型02 能量转化过程分析 一、核心知识 1. 火力发电（化石能源）：化学能→内能→机械能→电能 2. 水力、风力发电：机械能→电能 3. 太阳能三种利用途径 光热转换：太阳能→内能 光电转换：太阳能→电能 光化学转换：太阳能→化学能（光合作用） 4. 核能发电：核能→内能→机械能→电能 5. 基本规律：一切能量转化过程，一定伴随能量损耗。 二、思路方法 1. 第一步：确定初始具备的能量形式； 2. 第二步：按照实际过程依次写出全部中间能量形式； 3. 第三步：锁定最终输出能量，核对选项，排查顺序颠倒、跳环节错误。 1．（19-20高二上·广东珠海·期中）下列过程中，哪个是电能转化为机械能（　　） A．太阳能电池充电 B．电灯照明 C．电风扇工作 D．风力发电 【答案】C 【详解】A．太阳能电池充电是将光能转化为化学能，故A错误； B．电灯照明是将电能转化为光能，故B错误； C．电风扇工作是将电能转化为机械能，故C正确； D．风力发电是将机械能（风能）转化为电能，故D错误。 故选C。 2．（2023·山东日照·模拟预测）风力发电是重要的发电方式之一，某风力发电机在风速为8m/s时输出的电功率为680kW，若风场每天有12h风速在4m/s到10m/s的风能资源，风力发电机的转化效率为18%，风正面吹向叶片，则该电站每天的发电量至少为（　　） A．1020kW·h B．920kW·h C．800kW·h D．720kW·h 【答案】A 【详解】经过短暂时间，吹到叶片处的空气的质量为 动能为 发电机的功率为 令，当时，有；当时，有，联立各式解得 该电站每天的发电量至少为 故选A。 3．（2021·福建宁德·一模）某运动员参加撑杆跳高比赛如图所示，这个过程中能量变化描述正确的是（　　） A．加速助跑过程中，运动员的动能和重力势能都不断增大 B．起跳上升过程中，杆的弹性势能先增大后减小 C．起跳上升过程中，运动员的机械能守恒 D．运动员越过横杆正上方时，动能为零 【答案】B 【详解】A．加速助跑过程中，运动员的动能不断增加，重力势能不变，故A错误； B．起跳上升过程中，杆先逐渐弯曲然后伸直，则杆的弹性势能先增加后减小，故B正确； C．起跳上升过程中，运动员和杆的系统动能、重力势能和弹性势能之和守恒，因杆的弹性势能先增加后减小，则运动员的机械能先减小后增加，故C错误； D．运动员到达横杆正上方时，由于有水平速度，则动能不为零，故D错误。 故选B。 4．（多选）（2022·江西南昌·三模）如图所示，轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点，另一端固定在一个小物块上。小物块从位置（此位置弹簧伸长量为零）由静止开始运动，运动到最低点位置，然后在弹力作用下上升运动到最高点位置（图中未标出）。在此两过程中，下列判断正确的是（　　） A．下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒 B．下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小 C．下滑过程弹簧和小物块组成的系统机械能减小量比上升过程机械能减小量大 D．下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高 【答案】CD 【详解】A．由于下滑和上滑过程摩擦力对小物块做负功，可知下滑和上滑过程弹簧和小物块组成系统机械能减少，A错误； C．由于摩擦力对小物块做负功，弹簧和小物块组成系统机械能减少，可知位置一定低于位置，、距离大于、距离，且下滑和上滑过程摩擦力大小不变，可知下滑过程系统克服摩擦力做功大于上滑过程系统克服摩擦力做功，即下滑过程弹簧和小物块组成的系统机械能减小量大于上升过程机械能减小量，C正确； D．假设下滑过程物块速度最大时，弹簧的伸长量为，根据受力平衡可得 假设上滑过程物块速度最大时，弹簧的伸长量为，根据受力平衡可得 可得 由于下滑过程弹簧的伸长量小于上滑过程弹簧的伸长量，可知下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高，D正确； B．上滑过程克服重力和摩擦力做功总值等于弹簧对物块做的功，即等于弹性势能的减少量，由于上滑过程的最高点位置低于位置，可知上滑过程弹性势能的减少量小于下滑过程弹性势能的增加量，则有上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小于下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值，B错误； 故选CD。 5．（21-22高二·全国·课后作业）地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的总能量，称为太阳常数。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。世界气象组织（WMO）1981年公布的太阳常数值是。太阳辐射在穿过大气层的过程中，由于大气对太阳辐射的吸收、反射和散射等作用，到达地面时的辐射强度会大大降低。此外如果有云层，其阻碍作用会更加强烈，因此各地地面接收到的太阳辐射相差较大。如果某地某段时间内到达地面的太阳辐射只有太阳常数的40%，在该地面处垂直于太阳光线放置一块面积为的太阳能电池板，如果该电池板接收太阳辐射把光能转化为电能的效率为80%，请你计算一下，1小时内它能产生多少电能？ 【答案】 【详解】该地区的太阳常数为 太阳能电池板1小时接受的光能为 太阳能板1小时转化出的电能为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2能源的利用方式 题型01 能源分类辨析题 题型02 能量转化过程分析 ▌题型01 能源分类辨析题 一、核心知识 1. 两种划分标准 ① 按再生性 可再生能源：水能、风能、太阳能 不可再生能源：化石能源（煤、石油、天然气）、核裂变燃料 ② 按开发利用程度 常规能源：化石能源 新能源：太阳能、风能、水能、核能 2. 概念区分：能源是能够提供可利用能量的物质资源；能源≠能量。 二、思路方法 1. 看清题干指定的分类依据（再生性/开发程度）； 2. 逐项匹配类别，警惕常见错误：天然气不属于新能源、核能不属于可再生能源； 3. 排除“凡是新能源就是可再生能源”这类惯性误区。 1．（2021高二·湖南·学业考试）关于能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失 B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能 C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源 D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源 2．（21-22高二上·全国·课后作业）关于能源及能源利用，下列说法中正确的是（　　） A．煤炭、石油和天然气都是化石能源 B．太阳能电池能够将电能转化为太阳能 C．由于能量是守恒的，因此没有必要节约能源 D．水能和风能归根结底来源于太阳能，它们是不可再生能源 3．（20-21高二上·上海·阶段检测）下面属于二次能源的是（　　） A．石油 B．太阳能 C．煤炭 D．电能 4．（20-21高二上·上海·期中）医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是_______，属于新能源的是________。 5．（23-24高三下·重庆·开学考试）太阳能是一种清洁能源，太阳能电池可以将太阳能转变为电能并加以利用。我国在这一方面位居世界前列。 （1）太阳能是依据太阳的______活动导致的。 A．核裂变   B．核聚变   C．化学变化 （2）辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量。按照国际单位制，辐射频率的国际单位可以表示为( ) A．kg·m2/s3 B．kg·m2/s2  C．kg·m/s2  D．kg·m/s ▌题型02 能量转化过程分析 一、核心知识 1. 火力发电（化石能源）：化学能→内能→机械能→电能 2. 水力、风力发电：机械能→电能 3. 太阳能三种利用途径 光热转换：太阳能→内能 光电转换：太阳能→电能 光化学转换：太阳能→化学能（光合作用） 4. 核能发电：核能→内能→机械能→电能 5. 基本规律：一切能量转化过程，一定伴随能量损耗。 二、思路方法 1. 第一步：确定初始具备的能量形式； 2. 第二步：按照实际过程依次写出全部中间能量形式； 3. 第三步：锁定最终输出能量，核对选项，排查顺序颠倒、跳环节错误。 1．（19-20高二上·广东珠海·期中）下列过程中，哪个是电能转化为机械能（　　） A．太阳能电池充电 B．电灯照明 C．电风扇工作 D．风力发电 2．（2023·山东日照·模拟预测）风力发电是重要的发电方式之一，某风力发电机在风速为8m/s时输出的电功率为680kW，若风场每天有12h风速在4m/s到10m/s的风能资源，风力发电机的转化效率为18%，风正面吹向叶片，则该电站每天的发电量至少为（　　） A．1020kW·h B．920kW·h C．800kW·h D．720kW·h 3．（2021·福建宁德·一模）某运动员参加撑杆跳高比赛如图所示，这个过程中能量变化描述正确的是（　　） A．加速助跑过程中，运动员的动能和重力势能都不断增大 B．起跳上升过程中，杆的弹性势能先增大后减小 C．起跳上升过程中，运动员的机械能守恒 D．运动员越过横杆正上方时，动能为零 4．（多选）（2022·江西南昌·三模）如图所示，轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点，另一端固定在一个小物块上。小物块从位置（此位置弹簧伸长量为零）由静止开始运动，运动到最低点位置，然后在弹力作用下上升运动到最高点位置（图中未标出）。在此两过程中，下列判断正确的是（　　） A．下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒 B．下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小 C．下滑过程弹簧和小物块组成的系统机械能减小量比上升过程机械能减小量大 D．下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高 5．（21-22高二·全国·课后作业）地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的总能量，称为太阳常数。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。世界气象组织（WMO）1981年公布的太阳常数值是。太阳辐射在穿过大气层的过程中，由于大气对太阳辐射的吸收、反射和散射等作用，到达地面时的辐射强度会大大降低。此外如果有云层，其阻碍作用会更加强烈，因此各地地面接收到的太阳辐射相差较大。如果某地某段时间内到达地面的太阳辐射只有太阳常数的40%，在该地面处垂直于太阳光线放置一块面积为的太阳能电池板，如果该电池板接收太阳辐射把光能转化为电能的效率为80%，请你计算一下，1小时内它能产生多少电能？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $