初中物理第二十二章 能源与可持续发展第4节 能源与可持续发展课后复习题
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1.能源与可持续发展
(1)能量的转化、能量的转移,都是有__________的,所以能量并不能无限循环反复使用。
(2)能源消耗对环境的影响:__________污染、__________效应、水土__________和沙漠化等。
(3)能源的利用要考虑可持续发展:
一方面,应该提高__________。另一方面,需要发展新的__________。
(4)未来理想能源必须满足的几个条件:
①必须足够__________,可以保证长期使用;
②必须足够__________,可以保证多数人用得起;
③相关的技术必须__________,可以保证大规模使用;
④必须足够__________、__________,可以保证不会严重影响环境。
【答案】(1)方向(2)空气;温室;流失(3)能源的利用率;(绿色)能源
(4)①丰富②便宜③成熟④安全;清洁
【解析】见答案
2.俗语云:“水往低处流”;空气不会自行聚拢;在烧杯中的水,不可能上面的水沸腾而下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题:能量的转化和转移都是有___________的。核电站是利用核能进行发电的,目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核_________(选填“聚变”或“裂变”)。
【答案】方向 裂变
【解析】能量的转化和转移都是具有方向性的;目前核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的。
3.陨石进入大气层后,因为和空气摩擦,它表面温度升高,这是通过________的方式将________能转化为________能。
【答案】做功;机械;内
【解析】陨石进入大气层后,因为和空气摩擦,它表面温度升高,这是通过做功的方式将机械能转化为内能。
4.中东地区局势动荡,给全球的石油市场带来了重大的冲击,这是因为中东的石油产量受到影响会使市场上原油的供应量下降,导致油价上涨。其中石油属于
A.二次能源B.可再生能源C.不可再生能源D.新能源
【答案】C
【解析】石油属于不可再生能源,选C。
5.关于能源和能量的说法正确的是
A.煤和石油都是不可再生能源
B.汽车可以从排放的尾气中吸收能量,不消耗新的能源,返回原地
C.达·芬奇设想永动机是可以制成的
D.目前核电站是利用核聚变来发电的
【答案】A
【解析】由于煤和石油都是化石能源,不能源源不断从自然界获得,所以是不可再生能源,故A正确;虽然自然界中的能量是守恒的,但能量的转化是具有方向性的,所以汽车不能从排放的尾气中吸收能量,故B错误;自然界中不可能存在永动机,它违背了能量守恒定律,因为由于摩擦力的存在,将有一部分能量以热量的形式散失掉,如果不补充能量,则机器不能永远运动,故C错误;核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电,故D错误,故选A。
6.下列关于能量转化与能源,说法不正确的是
A.电风扇通过电动机,能将电能转化为风能
B.电磁感应现象中,有其他形式的能量转化为电能
C.地热、天然气、电能都属于二次能源
D.虽然能量是守恒的,但是我们仍需节约能源
【答案】C
【解析】A、电风扇通过电动机做功,消耗电能,获得机械能,即将电能转化为机械能,故 A 正确;
B、在电磁感应现象中,导体做切割磁感线运动,产生感应电流,是机械能转化为电能,故B正确;C、地热、天然气直接从自然界获得,属于一次能源,电能要由其它能源转化而来,属于二次能源,故C错误;
D、虽然能童是守恒的,但是能量的转化和转移都是具有方向性的.因而人类可利用的资源仍是有限的,所以我们仍要注意节约能源,故D正确。故选C。
7.生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是
A.摩擦生热是把内能转化为机械能
B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D.摩擦起电是把电能转化为机械能
【答案】C
【解析】A、摩擦生热是克服摩擦做功,消耗了机械能,获得了内能,是机械能转化为内能,故A错误;B、燃料燃烧的过程,是将化学能转化为内能,故B错误;C、电动机带动水泵把水送到高处,消耗了电能,水获得了机械能,所以是把电能转化为机械能,故C正确;D、摩擦起电是消耗了机械能,获得了电能,是把机械能转化为电能,故D错误。故选C。
8.装置工作时往往伴随能量的转化.下列四组连线中,错误的是
A.干电池——化学能转化为电能
B.太阳能热水器——太阳能转化为内能
C.发电机——电能转化为机械能
D.热机——内能转化为机械能
【答案】C
【解析】A、干电池是将化学能转化为电能的装置,故A正确;B、太阳能热水器工作过程中将太阳能转化为内能,故B正确;C、发电机是利用电磁感应现象工作的,将机械能转化为电能,故C错误;D、热机是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器,故D正确。故答案为C。
9.“天宫一号”飞行器在飞行过程中,是用太阳能电池对其提供能量,它携带的太阳能电池的作用是将[来源:学*科*网]
A.太阳能转化为化学能B.太阳能直接转化为机械能
C.电能转化为太阳能D.太阳能转化为电能
【答案】D
【解析】在“天宫一号”飞行器飞行过程中,是由携带的太阳能电池对其提供能量,太阳能电池的作用是将太阳能转化为电能,故选D。
10.有关能量转化的描述,不正确的是
A.汽油机压缩冲程把机械能转化为内能
B.火箭从地面向上发射过程中,外壳和大气层摩擦,机械能转化为内能
C.太阳能电池板把太阳能转化为化学能
D.水平地面上滚动的气球,最后会停下来,他的机械能都转化为了内能
【答案】C
【解析】A、汽油机压缩冲程中,活塞压缩空气和汽油的混合物,混合物内能变大,把机械能转化为内能,故A正确;B、火箭从地面向上发射过程中,外壳和大气层摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,故B正确;C、太阳能电池板把太阳能转化为电能,故C错误;D、水平地面上滚动的气球,最后会停下来,是因为受到了摩擦力的作用,机械能转化为内能,故D正确。故选:C。
11.根据能量守恒定律可知,下列说法正确的是
A.随着科技的发展,永动机是可能制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量,但照射到宇宙的能量就消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D.有种“全自动”手表,不上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量也可以无条件的产生
【答案】C
【解析】A、永动机违背了违背能量转化和守恒定律的,是不可能制成的。故A错误。B、能量在转化的过程中,即不能凭空产生,也不能凭空消失,光能转化为其他形式的能量也是如此,不会消失,故B错误。C、“既要马儿跑,又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的,故C正确D、“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式,能量是不能凭空产生,故D错误。故选:C。
12.自然界中存在着多种形式的能,下面对能的叙述中不正确的是
A.贮存在食物中的能称为化学能B.钩码被举高后具有的能是动能
C.声能是一种听得到的能量D.植物通过光合作用把光能转化为化学能[来源:学§科§网Z§X§X§K]
【答案】B
【解析】A、能量在食物中以化学能的形式存在,故A正确;B、钩码被举高后具有重力势能,故B错误;C、声能是可以听到的,故C正确;D、植物的光合作用把光能转化为化学能后储存,故D正确。故选B。
13.根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是
A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动
【答案】B
【解析】A、永动机是不可以制成的,因为它违背了能量守恒定律的原理;B、两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右斜面,将动能转化为部分重力势能,故B正确;C、在电水壶的使用过程中,吸热温度保持不变,断电后,水不再吸收热量,水的沸腾会停止,故C错误。D、子弹射穿木板的情景,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢,故D错误;故选B。
14.如图所示为某学生设计的一款小夜灯。它的一侧是太阳能电池板,白天接受阳光照射,晚上给另一侧高效节能的LED灯板提供电能.关于小夜灯中所应用的物理知识,下列说法不正确的是
A.太阳能是可再生能源
B.太阳能电池板将电能全部转化为内能
C.LED灯的发光物体是由半导体材料制成的
D.LED灯将电能转化为光能的效率比白炽灯高
【答案】B
【解析】A.太阳能取之不尽,用之不竭,是可再生能源,故A正确。B.太阳能电池板将太阳能转化为电能,故B错误,符合题意为答案。C.二极管是由硅和锗等材料制成,硅和锗是半导体材料,所以LED灯的发光物体是由半导体材料制成的,故C正确。D.LED灯比白炽灯更节能,消耗较少的电能,得到的光能较多,所以将电能转化为光能的效率比白炽灯高,故D正确。
15.(多选)小明对“能源与持续发展”这一章进行了总结性反思,其中正确的是
A.核电站不会产生任何污染B.能量转化和转移具有方向性
C.能量是守恒的,不会有能源危机D.利用太阳能可以直接转化成电能
【答案】BD
【解析】A、核电站的建设与运行若有疏漏会造成环境污染,核废料具有放射性,故A错误;B、能量转化和转移过程是具有方向性的,故B正确;C、能量在使用中发生转化和转移,总量是不会变化的,但能源不是取之不尽用之不竭;也会发生危机,故C错误;D、太阳能的利用方式有多种,可以转化为内能,化学能,电能等,故D正确。故选:BD。
16.(多选)下列关于能量的转化和守恒的说法中正确的是
A.钻木取火是将机械能转化成内能
B.植物的光合作用,将光能转化为内能
C.电风扇工作把电能转化为机械能
D.对太阳能开发利用,说明能量可以凭空产生
【答案】AC
【解析】A、钻木取火属摩擦生热,是将机械能转化成内能,故A正确;B、植物的光合作用,将光能转化为化学能,储存在植物体内,故B错误;C、电风扇工作把电能转化为机械能,使风扇转动,故C正确;D、太阳能也不是凭空产生的,是太阳内部发生聚变反应释放出来的,故D错误。故选AC。
17.(多选)下列有关能量转化的叙述,正确的是
A.射箭是将内能转化成动能
B.核电站发电时将核能转化成电能
C.蓄电池充电是将化学能转化成电能
D.钻木取火是将机械能转化成内能
【答案】BD
【解析】A、射箭是将弹性势能转化为动能的过程,故A错误;B、电站利用核能发电的,将核能转化成电能,故B正确;C、蓄电池充电,消耗了电能,得到了化学能,故将电能转化为了化学能,故C错误;D、钻木取火是将机械能转化成内能的过程,故D正确。故选BD。
18.如图所示,哪种机器是不可能制造出来的
A.使用蓄电池的电动汽车B.一种设想中的永动机C.蒸汽机车D.飞机
【答案】B
【解析】永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机。由能圣守恒定律可知,能蛋胶不会创生,也不会消灭,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变,这就是能量守恒定律。因为能量的转化是有方向性的,自然界里无论什么运动都会产生热,热向四周扩散,成为无用的能量。如不补给能量,任何运动着的机器都会停下来,所以永动机违背了能量守恒定律,是不可能制成的,故 ACD不符合题意,B符合题意。
能力提升
19.永动机是________制造成功的(“可能”“不可能”),因为它违反了________定律。能量的转化和转移是有________的。
【答案】不可能;能量守恒;方向性
【解析】根据能量守恒定律可知,能量不会凭空产生,也不会凭空消灭,只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一物体,但是能在转化的过程中要有一定的消耗,故永动机是不可能制造成功的,因为它违反了能量守恒定律。能量的转化和转移是有方向性的。
20.为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。
(1)太阳能是在太阳内部氢原子核发生_____(选填“聚变”或“裂变”)时释放的能量;太阳能属于________能源(选填“可再生”、“不可再生”)。
(2)某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片,实现更好的节能。这种瓦片是通过___________(选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”)方式直接利用太阳能的。
(3)太阳能热水器利用真空热水管给水加热,如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3 m2,每平方米面积上1 h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106 J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能,若光照6 h可以使热水器内初温为15 ℃,质量为100 kg的水温度升高到多少℃?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】(1)聚变 可再生 (2)光电转化 (3)60 ℃
【解析】(1)在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能;太阳能是一种新型的可再生能源,越来越被广泛利用;
(2)太阳能电池板的新型屋顶瓦片是通过光电转化方式直接利用太阳能的。
(3)由题意可得,热水器中水吸收的热量:
Q吸=2.5×106J/(m2•h)×3m2×6h×42%=1.89×107J;
因为Q吸=cm△t,
所以水升高的温度:△t=Q吸cm=1.89×1074.2×103J/(kg⋅℃)×100kg=45℃。
水最后的温度:t=t初+△t=15℃+45℃=60℃。
21.阅读以下材料回答问题.
地球的温室效应
太阳通过热辐射把能量输送到地面,温暖了地球,养育了万物。
地表受热后,也会产生热辐射,向外传递能量。由于地球表面有一层大气层,大气中的二氧化碳气体会减弱这种向外的热辐射,因此地表温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。
大气层中的大部分二氧化碳是自然产生的,然而现代工业大量燃烧煤炭和石油,产生了更多的二氧化碳;另外,由于人类大量砍伐森林,削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。这些都加剧了地球的温室效应。这是近年来全球气候变暖的重要原因。
如果地球表面温度过高,将会导致两极的冰雪融化,使得海平面上升,淹没城市,大片良田盐碱化。温度的升高还会影响全球气候,使得一些地区暴雨成灾,而另一些地区干旱少雨,促使土地荒漠化。
(1)“太阳通过热辐射把能量输送到地面,温暖了地球,养育了万物。”这是通过______________的方式改变内能。
(2)地表受热后,也会产生热辐射,向外____热量(选填“吸收”或“放出”)。由于地球表面有一层大气层,大气中的__________气体会减弱热辐射,因此地表温度会维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。
(3)地球温室效应加剧,主要的人为因素有两个,一是____________________________________,二是______________________________________________________。
【答案】(1)热传递 (2)放出 二氧化碳 (3)大量燃烧煤炭和石油,产生了更多的二氧化碳 大量砍伐森林,削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗
【解析】(1)"太阳通过热辐射把能量输送到地面,温骏了地球,养育了万物。"这是通过热传递的方式改变内能。
(2)地表受热后,也会产生热辐射,向外放出热量。由于地球表面有一层大气层,大气中的二氧化碳气体会减弱热辐射,因此地表温度会维持在个相对稳定的水平。这就是温室效应。
(3)地球温室效应加剧,主要的人为因素有两个,一是大量燃烧煤炭和石油,产生了更多的二氧化碳 ,二是大量砍伐森林,削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。
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