12.4能源與可持續(xù)發(fā)展（練習）（原卷版）

12.4\o"4.能源與可持續(xù)發(fā)展"能源與可持續(xù)發(fā)展（知識解讀+練習）（原卷版）?知識點1能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性?知識點2能源的分類與應用?知識點3能源與社會發(fā)展?作業(yè)鞏固訓練知識點1能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性知識點1能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性1、能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。2、能量守恒定律意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律，是在各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。3、能量守恒定律作用：指明了永動機的不可能被創(chuàng)造出來；發(fā)現(xiàn)各種自然現(xiàn)象之間能量的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。4、能量守恒的表達式（1）初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和：E初＝E末。（2）某些能量的增加量等于其他能量的減少量：ΔE增＝ΔE減。5、能量耗散：自然界中有序度較高的能量，如機械能、電能、化學能，當他們變?yōu)榄h(huán)境的內(nèi)能后，就成為更加分散也就是無序度更大的能量，沒有辦法把這些分散的無序度更大的內(nèi)能重新變成有序度較高的能量加以利用，這樣的轉(zhuǎn)化過程叫做能量耗散。6、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性：能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性。各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無序程度較小的狀態(tài)向無序程度較大的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這是自然界能夠自動發(fā)生、全額發(fā)生的。一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的。7、對能量耗散和品質(zhì)降低的理解（1）能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。能量在利用過程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的能量。（2）內(nèi)能比機械能、電能等能量低級，是一種低品質(zhì)的能量。能量耗散只是導致了能量品質(zhì)降低，并不會導致能量總量減少，實際上是將能量從高度有用的形式降級為不太可用的形式。煤、石油、天然氣等能源儲存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時候，高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。內(nèi)能較之機械能、電能、光能、核能等是一種低品質(zhì)能量。各種形式的能最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到周圍的環(huán)境中，分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也不過只能使地球、大氣稍稍變暖一點，卻再也不能驅(qū)動機器做功了。能量的耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源。能量的耗散導致可利用能源減少?！镜淅?-1】能量守恒定律是人類認識自然的最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，下列說法正確的是（）A．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化B．能量可以被創(chuàng)生，也可以被消滅C．因為能量是守恒的，所以不需要節(jié)約能源D．因為能量是守恒的，所以不可能發(fā)生能源危機【典例1-2】（多選）下面設想符合能量守恒定律的是（）A．利用核動力，駕駛地球離開太陽系B．做一條船，利用流水的能量逆水行舟C．通過太陽照射飛機，即使飛機不帶燃料也能飛行D．利用永久磁鐵間的作用力，造一臺永遠轉(zhuǎn)動的機械【變式1-1】下列關于能量守恒定律的認識不正確的是（）A．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B．某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機，不可能制成D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明能量消失了【變式1-2】（多選）關于能量守恒定律與能源，下面說法正確的是（）A．人騎自行車是將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為機械能B．電動自行車和燃油汽車將汽油的化學能轉(zhuǎn)化為機械能C．只要有能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，就一定遵從能量守恒定律D．生物質(zhì)能屬于可再生能源，風能屬于不可再生能源知識點2能源的分類與應用知識點2能源的分類與應用 1、化石能源無法在短時間內(nèi)再生，所以這類能源被叫作不可再生能源。不可再生能源包括煤炭、石油和天然氣等。2、能源在自然界可以再生，叫作可再生能源?？稍偕茉窗ㄋ?、風能、潮汐能、太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、核能發(fā)電等能源。3、能源是指能夠提供可利用能量的物質(zhì)，它是現(xiàn)代社會生活的重要物質(zhì)基礎。常規(guī)能源是指已被廣泛應用的能源，如煤、石油、天然氣、水力等。人類消耗的能源主要是常規(guī)能源?；茉吹馁Y源是有限的。能源利用的過程也直接污染著地球環(huán)境，主要有溫室效應、酸雨污染、臭氧層的破壞等。能源是社會存在與發(fā)展永遠不可或缺的必需品，是國民經(jīng)濟運行的物質(zhì)基礎，它與材料、信息構成現(xiàn)代社會的三大支柱。能源科技的每一次突破，都會帶來生產(chǎn)力的巨大飛躍和社會的進步。4、可持續(xù)發(fā)展：既滿足當代人的需求，又不損害子孫后代的需求。要大力提倡節(jié)能；發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等在生產(chǎn)及消費過程中對生態(tài)環(huán)境的污染程度低的清潔能源?！镜淅?-1】節(jié)約用電不僅可以減少能源消耗，緩解能源緊張問題，還可以減少環(huán)境污染。下列做法屬于節(jié)約用電的是（）A．讓長期不用的家電處于待機狀態(tài)B．將熱的食物直接放進冰箱C．夏季將空調(diào)溫度設置盡量調(diào)低D．盡量減少冰箱門開關次數(shù)及敞門時間【典例2-2】（多選）下列能源中屬于可再生能源的是（）A．風能 B．潮汐能 C．天然氣 D．水能【變式2-1】關于能源的利用，下列說法不正確的是（）A．因為自然界的能量是守恒的，所以不需要節(jié)約能源B．一座城市的能量耗散使其環(huán)境溫度略高于其周圍農(nóng)村的環(huán)境溫度C．煤炭和石油產(chǎn)品燃燒會造成空氣污染和溫室效應D．能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的【典例2-2】（多選）如圖所示是新型“風光互補”景觀照明燈，它“頭頂”小風扇，“肩扛”光電池板，“腰挎”照明燈，“腳踩”蓄電池。下列說法正確的是（）A．照明燈利用的風能屬于不可再生能源B．夜晚蓄電池放電，將化學能轉(zhuǎn)化為電能C．小風扇利用風力發(fā)電，將電能轉(zhuǎn)化為機械能D．太陽能為可再生能源，光電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能知識點3\o"點電荷的電場"能源與社會發(fā)展知識點3\o"點電荷的電場"能源與社會發(fā)展1、隨著人口迅速增長、經(jīng)濟快速發(fā)展以及工業(yè)化程度的提高，能源短缺和過度使用化石能源帶來的環(huán)境惡化已經(jīng)成為關系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題。2、可持續(xù)發(fā)展（1）可持續(xù)發(fā)展的核心：追求發(fā)展與資源、環(huán)境的平衡：既滿足當代人的需求，又不損害子孫后代的需求。（2）需要做好兩方面：①要大力提倡節(jié)能；②發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等在生產(chǎn)及消費過程中對生態(tài)環(huán)境的污染程度低的清潔能源。3、要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展就要樹立新的能源安全觀，并轉(zhuǎn)變能源的供需模式；一方面大力提倡節(jié)約能源，另一方面要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等清潔能源，推動人類與自然的和諧發(fā)展?！镜淅?-1】杭州灣沿岸有一風力發(fā)電機，其葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為20m的圓面，某時間內(nèi)該地的風速為6.0m/s，風向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，已知空氣的密度為，假如這個風力發(fā)電機將此圓面內(nèi)10%的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能，取，則下列說法正確的是（）A．單位時間內(nèi)沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的體積B．單位時間內(nèi)沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的動能為155.52kJC．此風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為155.52kWD．若風速變?yōu)樵瓉?倍，則電功率將變?yōu)樵瓉?倍【典例3-2】（多選）二氧化碳對長波輻射有強烈的吸收作用，地球表面發(fā)出的長波輻射到大氣層以后被二氧化碳截獲，最后使大氣升溫。大氣中的二氧化碳像溫室的玻璃一樣，只準太陽的熱輻射進來，不讓室內(nèi)的長波輻射出去，大氣中的二氧化碳的這種效應叫溫室效應。這是目前科學界對地球氣候變暖進行分析的一種觀點，根據(jù)這種觀點，以下說法能成立的是（）A．在地球形成的早期，火山活動頻繁，排出大量二氧化碳，當時地球的溫度很高B．經(jīng)過漫長的時間，地殼的巖石和二氧化碳發(fā)生了化學反應，導致二氧化碳減少，地球上出現(xiàn)了生命C．由于工業(yè)的發(fā)展和人類的活動，導致二氧化碳在空氣中的含量增大，地球上的氣溫正在升高D．現(xiàn)在地球正在變暖的原因是工業(yè)用電和生活用電的急劇增加，使電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【變式3-1】風能是一種潔凈、無污染、可再生的能源，臨海括蒼山山頂上建有全國第四大風力發(fā)電場，如圖所示。已知該地區(qū)的風速約為6m/s，空氣密度約，已知風力發(fā)電機的風葉葉片長度為40m，且風能的30％可轉(zhuǎn)化為電能，則一臺發(fā)電機發(fā)電功率約為（）A． B．C． D．【變式3-2】（多選）下面關于能源的說法中正確的是（）A．一切能源都是取之不盡、用之不竭的B．能源危機是指非再生礦物能源資源枯竭可能帶來的危機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．存在于自然界中的太陽能、地熱能、風能、海洋能、核能以及生物質(zhì)能等能源被稱作“新能源”1．“天宮一號”兩側(cè)裝有巨大的太陽能電池板，為中國空間站正常工作提供足夠的電能。下列說法正確的是（）A．太陽能是不可再生能源B．太陽能主要以熱傳導的方式傳到地球C．太陽能電池板是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置D．太陽能電池板能源源不斷地產(chǎn)生電能，說明自然界的能量總量是可變的2．隨著我國人民生活水平的不斷提高，家庭中使用的電器越來越多，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，下列電器與電動自行車屬于同一類型的是（

）A．電暖器 B．電水壺 C．洗衣機3．下列對能量守恒定律的認識正確的是（）A．黃河的水能是取之不盡，用之不竭的B．化石能源是憑空產(chǎn)生的C．一塊石頭從嵩山上滾下后靜止，說明能量會憑空消失D．在自然界中，能量的總量保持不變4．風力發(fā)電是指把風的動能轉(zhuǎn)化為電能。某地有一風力發(fā)電機，它的葉片長度為。某時間內(nèi)該地區(qū)的風速是，風向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，已知空氣的密度為，假如這個風力發(fā)電機能將的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能。則該風力發(fā)電機發(fā)電的功率約為（）A． B． C． D．5．關于能量的轉(zhuǎn)化，下列說法中不正確的是（）A．水力發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能B．燃氣熱水器把化學能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能C．洗衣機把電能轉(zhuǎn)化為機械能D．太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能6．2022年7月13日，我國用長征三號乙型運載火箭成功將天鏈二號03星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。如圖所示，衛(wèi)星兩翼的太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能供衛(wèi)星使用。關于電源、能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是（）A．干電池、蓄電池對外供電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能B．在能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量減少C．能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中，是具有方向性的D．修建水電站利用水能發(fā)電更清潔、安全，有百利而無一害7．2022年6月30日位于浙江安吉的長龍山抽水蓄能電站全部機組正式投產(chǎn)發(fā)電。該項目是華東地區(qū)最大的抽水蓄能電站，主要承擔整個華東電網(wǎng)調(diào)峰、填谷的雙倍調(diào)峰功能。電站在電網(wǎng)用電低谷時將水抽到高處，在電網(wǎng)用電高峰時再利用水能發(fā)電，平均用4度谷電能換3度峰電。電站每年可生產(chǎn)清潔電能2.435×109kwh。已知峰電價格0.50元，谷電價格0.30元。下列說法正確的是（）A．水能是不可再生能源B．該電站產(chǎn)生的電能小于消耗的電能，從經(jīng)濟的角度沒有實際意義C．電站實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為勢能儲存，需要時再轉(zhuǎn)化為電能，說明能量不僅數(shù)量上守恒，在可利用的品質(zhì)上也不變D．電站每年發(fā)電直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約為2.435×104萬元8．風能是可再生資源中發(fā)展最快的清潔能源，我國目前正逐步采用變槳距控制風力發(fā)電機替代定槳距控制風力發(fā)電機，來提高風力發(fā)電的效率。具體風速對應的功率如下圖所示，設下圖中風力發(fā)電機每片葉片長度為30米，所處地域全天風速均為，空氣的密度為，圓周率取3.14，下列選項不正確的是（）A．變槳距控制風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化成電能的效率為B．用變槳距控制風力發(fā)電機替換定漿距控制發(fā)電機后，每臺風力發(fā)電機每天能多發(fā)電C．無論采用變槳距控制風力發(fā)電機還是定漿距控制風力發(fā)電機，每臺發(fā)電機每秒鐘轉(zhuǎn)化的空氣動能均為D．若煤的熱值為，那么一臺變漿距控制風力發(fā)電機每小時獲得的風能與完全燃燒45千克煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當9．（多選）如圖為裝在屋頂上的太陽能電池板，每塊電池板的面積為2m2。晴天時，電池板每平方米每分鐘接收到的太陽能為6×104J，電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為25%。以下說法不正確的是（）A．太陽能為可再生能源B．電池板的光電轉(zhuǎn)化效率25%表示此過程能量不守恒C．晴天時太陽照射2h，每塊電池板的產(chǎn)生的電能1.44×107JD．晴天時的一天，一塊電池板產(chǎn)生的電能可以提供十盞60W的白熾燈正常工作20小時10．（多選）圖是某地一風力發(fā)電機，它的葉片轉(zhuǎn)動時可形成直徑為40m的圓面。若該地區(qū)的風速是5.0m/s，風向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，已知空氣的密度為，風力發(fā)電機能將此圓內(nèi)10%的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能，則（）A．每秒沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的體積約為B．每秒沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的體積約為C．此風力發(fā)電機發(fā)電的功率約為D．此風力發(fā)電機發(fā)電的功率約為11．（多選）下列家用電器工作時，主要利用電流熱效應的是（

）A．節(jié)能燈 B．電飯鍋C．電冰箱 D．電熨斗12．細繩一端固定在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，如圖所示。使小球在豎直平面內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，小球停止擺動，下列說法正確的是（）A．小球機械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球擺動過程中，只有動能和重力勢能在相互轉(zhuǎn)化D．總能量守恒，但小球的機械能減少13．（多選）某人將原來放在地面上質(zhì)量為1kg的物體勻加速向上提升1m，這時物體獲得2m/s的速度，在這個過程中（g取10m/s2），以下說法正確的是（）A．手對物體做功為10JB．合外力對物體做功為12JC．合外力對物體做功為2JD．物體重力勢能增加了10J14．“文明禮讓”是中華民族的優(yōu)良