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高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 能源与环境课时作业
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第四节 能源与环境课时作业，共4页。试卷主要包含了水力发电站的电能最终来自于，下列说法中正确的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
A组·基础达标
1．水力发电站的电能最终来自于( )
A．太阳能B．水的动能
C．水的势能D．水的内能
【答案】A 【解析】地球上的水能、风能等，最终来自太阳．
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．水能和风能是可再生能源
B．太阳能是一种清洁能源
C．沼气是一种新能源
D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大
【答案】ABC 【解析】水能和风能是“可再生能源”，A正确．太阳能是清洁能源，B正确．沼气是人们开发的新能源，C正确．核能对环境的污染比常规能源较小．
3．(多选)“能源分类相关图”如图所示，下列四组选项中，符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭B．太阳能
C．风能D．核能
【答案】BC 【解析】同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C选项．
4．有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A．机械能转化为电能
B．内能转化为电能
C．光能转化为光能
D．化学能转化为电能
【答案】A 【解析】由题意，当对“压电陶瓷”电子元件挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，根据能量转化的关系可知，在挤压或拉伸的过程中，要消耗机械能对它做功，同时产生电能，所以该能量转化的过程为机械能转化为电能．则A正确，B、C、D错误．
5．下列说法正确的是( )
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D．有种“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，说明能量可以凭空产生
【答案】C 【解析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律，A错误；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错误；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错误．
6．下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
【答案】D 【解析】根据能量守恒定律得知，某种形式的能量减少，其他形式的能量一定增加；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，C正确；石子在运动和碰撞中机械能转化为了石子本身及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误．
7．自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量分别是( )
①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A．①④⑤B．①③⑤
C．①②③D．①③④
【答案】B 【解析】自行车需要人力，故需要消耗体内的生物能；电动车要充电，消耗电能；汽车要燃烧汽油，消耗化学能．故B正确，A、C、D错误．
8．(2023年中山名校段考)我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法．潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主．如图是某类潮汐发电示意图．涨潮时开闸门，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门．落潮时开闸门放水发电．设海湾水库的面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨、落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，则一天内发电的平均功率约为( )
A．2.6×104 kWB．5.2×104 kW
C．2.6×105 kWD．5.2×105 kW
【答案】B 【解析】发电时水减少的重力势能ΔEp＝mg eq \f(h,2)＝ρShg eq \f(h,2)，一天发电两次，转化成的电能E＝2ΔEp×10%，所以P＝ eq \f(E,t)＝5.2×104 kW，故B正确，A、C、D错误．
B组·能力提升
9．足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )
A．mv2B．2mv2
C． eq \f(1,4)mv2D． eq \f(1,2)mv2
【答案】D 【解析】物块A被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度a＝ eq \f(μmg,m)＝μg，匀加速过程前进的距离x1＝ eq \f(v2,2a)＝ eq \f(v2,2μg)，该时间内传送带前进的距离x2＝vt＝v· eq \f(v,μg)＝ eq \f(v2,μg)，所以物块相对传送带滑动的距离为Δx＝x2－x1＝ eq \f(v2,2μg)，故产生的内能为Q＝μmg·Δx＝μmg· eq \f(v2,2μg)＝ eq \f(1,2)mv2，D正确．
10．“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103 kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353 kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m2.
【答案】1.9×104
【解析】设P＝4.6×103 kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353 kW，则由题意得P＝P0×S×η，代入数据，解得S≈1.9×104 m2.
11．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2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．
(1)求每台风力发电机的发电功率P；
(2)已知标准煤的热值q＝3.0×107 J/kg，则该风力发电场年发电量相当于燃烧多少标准煤产生的热量？
【答案】(1)1.57×105 W (2)3.3×105 kg
【解析】(1)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.
(2)2台风力发电机发电的功率为2P，年发电时间
t＝365×24×3 600 s，
设年发电量为E，则有E＝2Pt，
E＝qm，
解得m＝3.3×105 kg.
A组·基础达标
1．水力发电站的电能最终来自于( )
A．太阳能B．水的动能
C．水的势能D．水的内能
【答案】A 【解析】地球上的水能、风能等，最终来自太阳．
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．水能和风能是可再生能源
B．太阳能是一种清洁能源
C．沼气是一种新能源
D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大
【答案】ABC 【解析】水能和风能是“可再生能源”，A正确．太阳能是清洁能源，B正确．沼气是人们开发的新能源，C正确．核能对环境的污染比常规能源较小．
3．(多选)“能源分类相关图”如图所示，下列四组选项中，符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭B．太阳能
C．风能D．核能
【答案】BC 【解析】同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C选项．
4．有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A．机械能转化为电能
B．内能转化为电能
C．光能转化为光能
D．化学能转化为电能
【答案】A 【解析】由题意，当对“压电陶瓷”电子元件挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，根据能量转化的关系可知，在挤压或拉伸的过程中，要消耗机械能对它做功，同时产生电能，所以该能量转化的过程为机械能转化为电能．则A正确，B、C、D错误．
5．下列说法正确的是( )
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D．有种“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，说明能量可以凭空产生
【答案】C 【解析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律，A错误；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错误；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错误．
6．下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
【答案】D 【解析】根据能量守恒定律得知，某种形式的能量减少，其他形式的能量一定增加；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，C正确；石子在运动和碰撞中机械能转化为了石子本身及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误．
7．自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量分别是( )
①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A．①④⑤B．①③⑤
C．①②③D．①③④
【答案】B 【解析】自行车需要人力，故需要消耗体内的生物能；电动车要充电，消耗电能；汽车要燃烧汽油，消耗化学能．故B正确，A、C、D错误．
8．(2023年中山名校段考)我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法．潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主．如图是某类潮汐发电示意图．涨潮时开闸门，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门．落潮时开闸门放水发电．设海湾水库的面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨、落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，则一天内发电的平均功率约为( )
A．2.6×104 kWB．5.2×104 kW
C．2.6×105 kWD．5.2×105 kW
【答案】B 【解析】发电时水减少的重力势能ΔEp＝mg eq \f(h,2)＝ρShg eq \f(h,2)，一天发电两次，转化成的电能E＝2ΔEp×10%，所以P＝ eq \f(E,t)＝5.2×104 kW，故B正确，A、C、D错误．
B组·能力提升
9．足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )
A．mv2B．2mv2
C． eq \f(1,4)mv2D． eq \f(1,2)mv2
【答案】D 【解析】物块A被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度a＝ eq \f(μmg,m)＝μg，匀加速过程前进的距离x1＝ eq \f(v2,2a)＝ eq \f(v2,2μg)，该时间内传送带前进的距离x2＝vt＝v· eq \f(v,μg)＝ eq \f(v2,μg)，所以物块相对传送带滑动的距离为Δx＝x2－x1＝ eq \f(v2,2μg)，故产生的内能为Q＝μmg·Δx＝μmg· eq \f(v2,2μg)＝ eq \f(1,2)mv2，D正确．
10．“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到4.6×103 kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353 kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m2.
【答案】1.9×104
【解析】设P＝4.6×103 kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝1.353 kW，则由题意得P＝P0×S×η，代入数据，解得S≈1.9×104 m2.
11．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2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．
(1)求每台风力发电机的发电功率P；
(2)已知标准煤的热值q＝3.0×107 J/kg，则该风力发电场年发电量相当于燃烧多少标准煤产生的热量？
【答案】(1)1.57×105 W (2)3.3×105 kg
【解析】(1)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.
(2)2台风力发电机发电的功率为2P，年发电时间
t＝365×24×3 600 s，
设年发电量为E，则有E＝2Pt，
E＝qm，
解得m＝3.3×105 kg.
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