高中物理人教版3第十章熱力學(xué)定律6能源和可持續(xù)發(fā)展 課時訓(xùn)練17能源和可持續(xù)發(fā)展

課時訓(xùn)練17能源和可持續(xù)發(fā)展題組一對能源的認識1.下列能源中,既屬于新能源,又屬于可再生能源的是()A.煤 B.石油 C.天然氣 D.沼氣解析:煤、石油、天然氣是動植物的遺體經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的,不可再生,只有沼氣既是可再生能源,又是新能源,故D選項正確。答案:D2.下列屬于一次能源的是()A.太陽能 B.焦炭 C.核能 D.汽油解析:一次能源是自然形成,未經(jīng)加工的,因此B、D錯誤,選A、C。答案:AC3.以下說法正確的是()A.煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能B.汽油是一種清潔能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡、用之不竭的解析:煤、石油、天然氣等是動植物轉(zhuǎn)化成的,其來源可追溯到太陽能,選項A對。汽油燃燒會引起一些化合物的產(chǎn)生,導(dǎo)致有毒氣體的生成,選項B錯。水能是可再生能源,選項C對。煤、石油等儲量是有限的,是不可再生能源,選項D錯。答案:AC題組二可持續(xù)發(fā)展氣體有個“怪脾氣”,它幾乎不吸收太陽的短波輻射,大氣中CO2濃度增加能使地表溫度因受太陽的輻射而上升;另外,它還有強烈吸收地面紅外熱輻射的作用,阻礙了地球周圍的熱量向外層空間的排放,使整個地球就像一個大溫室一樣,因此,大氣中二氧化碳氣體濃度的急劇增加會導(dǎo)致氣溫的逐步上升,使全球氣候變暖。為了減緩大氣中CO2濃度的增加,以下措施中可行且有效的是()A.禁止使用煤、石油和天然氣B.開發(fā)使用核能、太陽能C.將汽車燃料由汽油改為液化石油氣D.植樹造林解析:可行且行之有效的措施是開發(fā)新能源以便減少對常規(guī)能源的利用,減少CO2的排放;植樹造林可以吸收空氣中的CO2,所以選項B、D正確。選項A、C措施雖然有效,但并不可行。答案:BD5.下面關(guān)于能源的說法中正確的是()A.能源是取之不盡、用之不竭的B.能源是有限的,特別是常規(guī)能源,如煤、石油、天然氣等C.大量消耗常規(guī)能源會使環(huán)境惡化,故提倡開發(fā)利用新能源D.核能的利用對環(huán)境沒有污染解析:常規(guī)能源的儲量有限,且不可再生,故A錯誤,B正確;常規(guī)能源特別是煤和石油對環(huán)境的污染很大,應(yīng)努力開發(fā)新能源;核能屬新能源且污染小,故C正確,D錯誤。答案:BC6.(1)常規(guī)能源的利用帶來很多環(huán)境問題,如煤和石油的燃燒會產(chǎn)生大量的二氧化碳,其主要危害是;

(2)煤在燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫等物質(zhì)對環(huán)境的主要危害是。

解析:(1)陽光中多種波長的電磁波輻射透過大氣照到地球表面,使地面溫度升高,而地面的熱輻射是較長波長的電磁輻射,它不容易透過大氣中的二氧化碳,于是大氣溫度上升。大氣中的二氧化碳像暖房的玻璃一樣,讓太陽的熱輻射進來,卻使地面的熱輻射不易出去,這種效應(yīng)叫“溫室效應(yīng)”。二氧化碳是一種重要的“溫室氣體”。(2)煤在燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫等物質(zhì)使雨水的酸度升高,形成酸雨;落到地面時腐蝕建筑物、酸化土壤。答案:(1)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”(2)形成酸雨、腐蝕建筑物、酸化土壤7.“能源危機”是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題。對此,以下措施可行的是()A.人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電,不浪費和不人為毀壞物品B.關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C.各地都要興建水力和風(fēng)力發(fā)電站D.停止使用石油資源,而以核能和太陽能取代解析:節(jié)約能源,提高效率,可有效應(yīng)對能源危機,A正確;風(fēng)力、水力受地域環(huán)境的限制,不能在各地推廣,因而不能關(guān)閉火力發(fā)電站,故B、C錯誤;核能和太陽能受技術(shù)限制,尚未大規(guī)模利用,所以石油也不能停止使用,故D錯誤。故選A。答案:A8.“東方綠舟”內(nèi)有一個綠色能源區(qū),同學(xué)們可以在這里做太陽能和風(fēng)能的研究性實驗。某同學(xué)為了測定夏季中午單位面積上、單位時間內(nèi)獲得的太陽能,制作了一個太陽能集熱裝置。實驗器材有:(a)內(nèi)壁涂黑的泡沫塑料箱一個,底面積為1m2;(b)盛水塑料袋一個;(c)溫度計一個;(d)玻璃板一塊(約1m2)。如圖甲所示。甲圖乙為一個斜坡草地,太陽光垂直照射到草地表面,請將上述實驗器材按實驗設(shè)計要求畫在乙圖中。如果已知水的比熱容c,被水吸收的熱量Q與水的質(zhì)量m、水溫升高量Δt間的關(guān)系是Q=cmΔt,則為了測定中午單位面積上,單位時間內(nèi)獲得的太陽能,除了需要測量m、Δt外,還應(yīng)測量的物理量是。本實驗會有一定誤差,試寫出一個產(chǎn)生誤差的主要原因:

。

乙解答:這是測定夏季中午太陽能的研究性實驗,給出了實驗器材、實驗環(huán)境(斜坡草地)、實驗原理(Q=cmΔt),根據(jù)研究性要求設(shè)計實驗,并明確需測量的物理量,指出實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因。實驗圖如圖所示。還需測量時間T(或t),產(chǎn)生誤差的原因有:太陽能沒有全部被水吸收,或水吸收的太陽能還有一部分損失等。答案:水溫升高Δt所需時間T太陽能沒有全部被吸收或水吸收的太陽能還有一部分損失9.隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,汽車數(shù)量迅猛增長,汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,汽車尾氣排放造成的空氣污染目前已占整個污染源的一半以上。在這種情況下,目前研制開發(fā)的太陽能汽車具有更好的發(fā)展前景。如圖是某研究所研制的太陽能汽車,它是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再利用電動機來驅(qū)動的一種新型汽車。設(shè)太陽光照射到電池板上的輻射功率為7kW。在晴朗的天氣里,太陽能電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓為160V,并對車上的電動機提供12A的電流。(1)在這種情況下電動機消耗的電功率是多大?(2)如果這輛汽車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%,當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時,受到的牽引力為180N,則在1min內(nèi)這輛汽車行駛了多少米?解析:(1)電動機消耗的電功率P=UI=160V×12A=1920W。(2)由P=Wt得,W電=Pt=1920W×60s=115200J,由題意W機=W電η=115200J×75%=86400J,又由W=Fs得,汽車行駛的距離s=W機F=86400180答案:(1)1920W(2)480m(建議用時:30分鐘)1.當(dāng)前,世界上日益嚴(yán)重的環(huán)境問題主要源于()A.溫室效應(yīng)B.厄爾尼諾現(xiàn)象C.人類對環(huán)境的污染和破壞D.火山噴發(fā)和地震解析:當(dāng)前,世界上最嚴(yán)重的環(huán)境問題是人類對環(huán)境的污染和破壞。答案:C2.關(guān)于開發(fā)能源和節(jié)約能量,下列觀點正確的是()A.能源是有限的,無節(jié)制地利用能源,如石油之類,是一種盲目的短期行為B.根據(jù)能量守恒定律,擔(dān)心能源枯竭是杞人憂天C.能源的開發(fā)和利用必須要同時考慮其對環(huán)境的影響D.和平地利用核能是目前開發(fā)新能源的一種途徑解析:盡管能量是守恒的,但在利用的過程中可利用的品質(zhì)逐漸降低,即可以利用的能源越來越少,因此從能量耗散的角度來看,有必要節(jié)約能量。答案:ACD3.關(guān)于“溫室效應(yīng)”,下列說法正確的是()A.太陽能源源不斷地輻射到地球上,由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B.石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中的二氧化碳的含量,由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C.“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D.“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化解析:“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量。它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升、淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等,故B、C選項正確。答案:BC4.下列哪些現(xiàn)象屬于能量耗散()A.利用水能發(fā)電轉(zhuǎn)變成電能B.電能通過電燈中的電阻絲放出熱量和光能C.電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能D.火爐把房間的溫度升高解析:水力發(fā)電、化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,電能可以利用,不屬于能量耗散,可再進一步利用,直到都轉(zhuǎn)變成不可回收的內(nèi)能,就是能量耗散了,故B、D正確。答案:BD5.有經(jīng)驗的柴油機維修師傅,不用任何儀器,只要將手伸到柴油機排氣管附近,去感受一下尾氣的溫度,就能判斷出這臺柴油機是否節(jié)能,真是“行家伸伸手,就知有沒有”。關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機是否節(jié)能之間的關(guān)系,下列說法中正確的是()A.尾氣的溫度越高,柴油機越節(jié)能B.尾氣的溫度越低,柴油機越節(jié)能C.尾氣的溫度高低與柴油機是否節(jié)能無關(guān)D.以上說法均不正確解析:氣體的內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為柴油機的機械能,柴油在汽缸中燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣體,是一個高溫?zé)嵩?而柴油機排氣管排出的尾氣是一個低溫?zé)嵩?。根?jù)能量守恒定律,這兩個熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機械能,燃燒相同的燃料,要想輸出的機械能越多,尾氣的溫度就要越低,即這樣的柴油機就越節(jié)能,故選項B是正確的。答案:B6.下列說法中正確的是()A.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相輔相成、缺一不可的B.熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的C.能量耗散說明能量是不守恒的D.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體解析:熱力學(xué)第一定律指出了在任何熱力學(xué)過程中能量不會有任何增加或損失,對自然過程也沒有任何限制,而熱力學(xué)第二定律是解決了哪些過程可以發(fā)生。兩者從不同的角度提示了熱力學(xué)過程中遵循的規(guī)律,既相互獨立,又互為補充,共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識的理論基礎(chǔ),故A、B對。熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,只能在外界對其做功的情況下,才能實現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體,故D對。能量耗散說明能量不能全部用來做有用功,有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,但總的能量是保持不變的。答案:ABD7.設(shè)計在風(fēng)力資源豐富的甘肅河西走廊西端的玉門建一個大型風(fēng)力發(fā)電場,其單機的額定功率為600kW。通過實驗測得風(fēng)力發(fā)電機的功率與風(fēng)速的關(guān)系曲線如圖所示。從圖示資料可知:當(dāng)平均風(fēng)速大于m/s時就可以發(fā)電,當(dāng)平均風(fēng)速達到m/s時達到額定功率。氣象資料顯示:河西走廊常年平均風(fēng)速為v=12m/s,則一臺風(fēng)力發(fā)電機的年發(fā)電量約為kW·h。

解析:由題圖可知,橫坐標(biāo)為風(fēng)速、縱坐標(biāo)為功率,起點處縱坐標(biāo)為零,橫坐標(biāo)在2~3之間,所以當(dāng)平均風(fēng)速大于2m/s時,就有電功率輸出,就能發(fā)電。再由圖線可知,在風(fēng)速達到14m/s時,電功率穩(wěn)定,所以此時達到額定功率。風(fēng)速v=12m/s時,對應(yīng)電功率為530kW,應(yīng)用W=Pt公式,將數(shù)據(jù)代入求解整理可得W=×106kW·h。答案:214×1068.據(jù)《中國環(huán)境報》報道:從一份科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示,我國酸雨區(qū)已占國土面積的40%以上,研究結(jié)果還表明,我國農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟損失高達15億多元。為了有效控制酸雨,國務(wù)院已批準(zhǔn)《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)。(1)在英國進行的一項研究結(jié)果表明:高煙囪可有效地降低二氧化硫地面濃度。在20世紀(jì)的60~70年代的10年間,由發(fā)電廠排放的二氧化硫增加了35%,但由于建造高煙囪的結(jié)果,地面二氧化硫濃度降低了30%之多。請你從全球環(huán)境保護的角度,分析這種作法是否可取,說明其理由。(2)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃料,其主要缺點是什么?與傳統(tǒng)的