高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展一课一练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展一课一练，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共6小题，每题6分，共42分)
1．(多选)下列关于能量的说法中正确的是( BC )
A．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了
B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变
C．伽利略的斜面实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的
D．人类对太阳能的利用说明能量可以凭空产生
解析：根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变，A、D错误，B正确；伽利略的斜面实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的，C正确。故选BC。
2．以下几种发电方式，属于利用机械能转化为电能的是( C )
A．核电站发电
B．太阳能发电
C．风力发电
D．火力发电
解析：核电站发电是利用核能最终转化为电能发电，故A错误；太阳能发电利用太阳能转化为电能发电，故B错误；风力发电是利用空气的动能转化为电能发电，即利用机械能转化为电能发电，故C正确；火力发电是先将燃料的化学能转化为热能，接着转化为机械能，然后转化为电能，故D错误。故选C。
3．(2023·浙江绍兴高二期末)2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109kW·h。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是( D )
A．水能是不可再生能源
B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义
C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变
D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元
解析：水能是可再生能源，故A错误；虽然该电站产生的电能小于消耗的电能，消耗4度谷电能换3度峰电，但峰电价格0.50元，谷电价格0.30元，则可知每4度谷电能换3度峰电产生的直接经济效益为0.3元，因此从经济的角度是有意义的，故B错误；电站实现电能转化为势能储存，在转化的过程中，虽然能量是守恒的，但有一部分能量被耗散，不能实现百分之百的转化，而需要时再转化为电能的量减少了，利用的品质下降了，故C错误；电站每年可生产清洁电能E1＝2.435×109 kw·h，则需要消耗的电能为E0＝eq \f(4,3)E1，直接产生的经济效益为E1×0.5－E0×0.3＝2.435×109×0.5元－eq \f(4,3)×2.435×109×0.3元＝2.435×104万元，故D正确。
4．(2023·广东清远高二期末)太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达80 m，该地区常年的平均风速v＝5.0 m/s，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ＝1.25 kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R＝80 m的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的10%转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为( C )
A．1.57×103 W B．1.57×104 W
C．1.57×105 W D．1.57×106 W
解析：设单位时间(t0＝1 s)内通过每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气的体积为V、动能为Ek，则有V＝πr2v，Ek＝eq \f(1,2)ρVv2，Pt0＝10%Ek，解得P＝1.57×105 W，选项C正确。
5．(多选)(2023·海南海口高二阶段练习)电动汽车是近几年国家提倡的流行汽车，其电池包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池等，现有一辆汽车装有镍基电池，对于其工作原理，下列说法正确的是( AD )
A．工作时化学能转化为电能和内能
B．充电时化学能转化为电能和内能
C．工作时电能转化为化学能和内能
D．充电时电能转化为化学能和内能
解析：电池工作时化学能转化为电能，同时由于用电元件发热，也转化为部分内能，故A正确，C错误；充电时电能转化为化学能，同时由于用电元件发热，也转化为部分内能，故B错误，D正确。故选AD。
6．(多选)(2023·浙江高二期末)如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2 m2。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104 J，电池板的光电转化效率为25%。以下说法不正确的是( BCD )
A．太阳能为可再生能源
B．电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒
C．晴天时太阳照射2 h，每块电池板的产生的电能1.44×107 J
D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60 W的白炽灯正常工作20小时
解析：太阳能可以从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源，故A正确，不符合题意；电池板的光电转化效率25%只是表示太阳能有25%能转化成电能，并不代表能量不守恒，故B错误，符合题意；由题意可知晴天时太阳照射2 h，每块电池板的产生的电能E＝2×6×104×2×60×25% J＝0.36×107 J，故C错误，符合题意；晴天时的一天，日照按8 h计算，一块电池板产生的电能为E′＝4E＝1.44×107 J，能让十盏60 W的白炽灯工作的时间t＝eq \f(E′,P)＝eq \f(1.44×107J,10×60 W)＝2.4×104 s≈6.7 h，故D错误，符合题意。
二、非选择题(共18分)
7．(18分)(2022·全国高一课时练习)某海湾面积为1.0×107 m2，涨潮时水深20 m，退潮时水深降至18 m。现利用此海湾筑水坝建潮汐水力发电站，利用涨潮(如图所示)和落潮过程中进出海湾的潮水推动水轮发电机组发电。若重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，取海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度g＝10 m/s2，求该发电站一天能发出多少电能。
答案：8×1010 J
解析：一次发电的水的质量为M＝ρV＝ρSΔh＝1.0×103×1.0×107×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(20－18))＝2×1010 kg，
水的重力势能的减小量为ΔEp＝Mgeq \f(Δh,2)＝2.0×1010×10×eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(20－18)),2) J＝2×1011 J，
一天发电产生的电能为E＝4ΔEp×10%＝4×2×1011×10% J＝8×1010 J。