高中物理 第5章5.3節(jié)約能源、保護(hù)資源與可持續(xù)發(fā).知能優(yōu)化訓(xùn)練 滬科版選修3-3

1．下列對能量耗散的理解正確的有()A．能量耗散說明能量在不斷減少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性解析：選BD.在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程中，其他形式的能量最終會轉(zhuǎn)化為流散到周圍環(huán)境的內(nèi)能，無法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散．能量耗散并不違反能量守恒定律，宇宙的能量既沒有減少，也沒有消失，它只從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性，故A、C錯誤，B、D正確．2．城市垃圾不斷增多與什么因素有關(guān)()A．消費商品量不斷增加B．不良的生活習(xí)慣C．一次性用品使用的限制D．方便袋的使用解析：選ABD.隨著工業(yè)發(fā)展，商品消費量增多，城市垃圾也不斷增多，此外B、D也是垃圾增多的原因．3．近兩年，國家加大了農(nóng)村沼氣建設(shè)的投入力度．沼氣是農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等有機(jī)物經(jīng)發(fā)酵后所產(chǎn)生的甲烷等氣體．下列說法不符合沼氣特點的是()A．是一種清潔能源，燃燒效率高B．不可再生C．能保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展D．來源廣泛解析：選B.沼氣的原料是可以從自然界中源源不斷地獲得的，是可再生的．4．太陽向地球表面每平方米輻射光能的功率為1.4kW，如今利用凹面鏡制成太陽灶燒水，使20℃，5kg的水在20min內(nèi)沸騰，此太陽灶中凹鏡受光照面積的直徑最少應(yīng)該多大？(不計能量損失)解析：使水沸騰需要的能量為Q＝cm·Δt＝4.2×103×5×80J＝1.68×106J吸收太陽光的能量為Q′＝PS·t＝eq\f(πd2Pt,4)由Q＝Q′得：d＝eq\r(\f(4×1.68×106,3.14×1.4×103×20×60))m≈1.13m.答案：1.13m一、選擇題1．下列關(guān)于能量耗散的說法，正確的是()A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用C．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動全額發(fā)生的D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低解析：選BCD.能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，故A錯，D對；耗散的內(nèi)能無法再被利用，B項對；其他形式的能在一定的條件下可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但相反過程卻不能夠全額進(jìn)行，C項對；故選B、C、D.2．關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認(rèn)為下列哪些觀點是錯誤的()A．常規(guī)能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)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)心能源枯竭是一種杞人憂天的表現(xiàn)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．通過核聚變和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一種新途徑解析：選B.能源與環(huán)境保護(hù)是互相制約的，要盡量節(jié)約常規(guī)能源的使用，大力開發(fā)新能源．3．節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，下列做法或現(xiàn)象中需要改進(jìn)的是()A．及時關(guān)掉未關(guān)緊的水龍頭，盡量做到一水多用B．將廢紙、礦泉水瓶等送到廢品收購站C．養(yǎng)成人走燈滅的習(xí)慣，利用垃圾焚燒發(fā)電D．汽車排出黑色的尾氣答案：CD4．某同學(xué)決定利用身邊的材料制作一個簡易的太陽能熱水器，容器壁的其中兩個面用玻璃板替代，以利陽光射入，其設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖5－2－2所示．為了更有效地利用太陽能，提高熱水溫度，下列措施中不合理的是()圖5－2－2A．容器容積一定時，增大日光入射的有效面積B．盡量使有效采光面與太陽光垂直C．將除玻璃板之外的內(nèi)壁涂黑D．將除玻璃板之外的內(nèi)壁涂上一層反射面解析：選D.若將除玻璃板之外的內(nèi)壁涂上一層反射面，則不利于對陽光的吸收，應(yīng)涂成黑色，因為黑色的吸熱效果較好．5．作為新型燃料，從環(huán)保角度來看氫氣具有的突出優(yōu)點是()A．在自然界里存在氫氣B．氫氣輕，便于攜帶C．燃燒氫氣污染小D．氫氣燃燒發(fā)熱量高解析：選C.作為新能源，氫的優(yōu)點是發(fā)熱量高，燃燒后生成物是水，所以僅從環(huán)保角度講，應(yīng)選C.6．下列能源中，哪些屬于不污染環(huán)境且不需要開采費用的新能源()A．太陽能 B．核能C．風(fēng)能 D．沼氣解析：選AC.目前，人類應(yīng)用較多的能源是煤、石油、天然氣等常規(guī)能源，正在大力發(fā)展的新能源有核能、太陽能、風(fēng)能、沼氣等．太陽能和風(fēng)能都是無污染、不需要開采費用的能源，而且取之不盡，用之不竭．該題的正確選項為A、C.7．抽水蓄能電站可以在用電低谷時，將電網(wǎng)中多余的電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能；在用電高峰時，再將水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能輸回電網(wǎng)．假定多余電能為5×104kW·h，這部分多余的電能經(jīng)儲存再回到電網(wǎng)過程中將損失44%，則此蓄能電站能給電網(wǎng)補(bǔ)充的電能為()A．2.2×104kW·h B．2.8×104kW·hC．3.5×104kW·h D．5×104kW·h解析：選B.由題意可知，這部分電能在轉(zhuǎn)化過程中要損失44%，則剩余部分為5×104×(1－44%)＝2.8×104kW·h.[二、非選擇題8．說明下列能源利用方式中的能量轉(zhuǎn)化過程：(1)水力發(fā)電：________；(2)電動水泵抽水：________；(3)柴油機(jī)牽引列車前進(jìn)：________；(4)火箭發(fā)射人造衛(wèi)星：________.解析：水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．電動水泵抽水是將電能轉(zhuǎn)化為水的勢能．柴油機(jī)牽引列車前進(jìn)是將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為列車的機(jī)械能．火箭發(fā)射人造衛(wèi)星是燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星的機(jī)械能．答案：見解析9．能源問題是當(dāng)前熱門話題，傳統(tǒng)的能源——煤和石油，由于儲量有限，有朝一日要被開采完畢，同時在使用過程中也會帶來污染，尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即為一例．下圖表示的是利用潮汐發(fā)電，左方為陸地和海灣，中間為水壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機(jī)．漲潮時，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道如圖5－2－3甲；潮落至最低點時放水發(fā)電，如圖乙；待內(nèi)外水面高度相同，再堵住通道，直到下次漲潮至最高點，又放水發(fā)電，如圖丙．設(shè)海灣面積為5.0×107m2，高潮與低潮間高度差為3.0m圖5－2－3解析：潮汐發(fā)電其實質(zhì)就是將海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能．每次漲潮時流進(jìn)海灣(落潮時流出海灣)的海水的重力為mg＝ρShg＝1.0×103×5.0×107×3×10N＝1.5×1012N，其重心高度變化為h＝1.5m.一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出，故水流功率為P＝eq\f(4mgh,t)＝eq\f(4×1.5×1012×1.5,24×3600)W≈1.0×108W＝100MW.答案：10010．1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制太陽能汽車，該車是利用太陽能電池將所接受到的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能以提供給電動機(jī)來驅(qū)動汽車的．已知車上太陽能電池接受太陽光能的面板面積為S＝8m2，正對太陽時能產(chǎn)生U＝120V的電壓，并對車上電動機(jī)提供I＝10A的電流，電動機(jī)的直流電阻為R＝4Ω，而太陽光照射到地面處時單位面積上的輻射功率為P0＝1.0×103W/m2.(1)該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽光能的效率η1等于多少？電池對電動機(jī)供電的效率η2等于多少？(2)若太陽的總輻射功率為P＝3.9×1026W，且太陽光在穿過太空及地球表面大氣層達(dá)到地面處時，沿途有β＝28%的能量損耗，則據(jù)此可算出太陽到地球的距離r等于多少？解析：(1)η1＝UI/(P0S)＝(120×10)/(1.0×103×8)＝