2023-2024学年高二物理同步精品讲义（粤教版2019必修第三册） 第21讲 能量与环境（原卷版+解析）

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第21讲 能量与环境目标导航知识精讲知识点01 能源的分类1．可再生能源：能够在短期内重新形成的或循环利用的能源．如太阳能、风能、水能、地热能等．2．不可再生能源：短期内不可以再次得到、一旦利用了就很难或者不能再次得到的能源．如煤炭、石油、天然气等．知识点02 能源与环境1．能源的利用对环境的影响(1)对大气环境的影响：能源开发利用排出的有害气体改变原有空气的组成，引起污染，造成全球气候变化．化石燃料的开采、运输、加工、转换和利用都会污染大气环境．(2)对生态环境的影响不合理开发利用能源造成生态环境破坏，随意砍伐森林、过度开采矿产造成生物多样性减少、水土流失以及土地荒漠化．(3)对居住环境的影响能源开发利用造成人类生存环境的恶化，如空气能见度低、引起酸雨、抑制植物生长、加剧温室效应等．2．环境保护在生产、生活中注意从以下方面保护环境：(1)防治生产和生活的污染．(2)防止建设和开发的破坏．(3)保护自然环境．【知识拓展1】能源开发人类社会要发展，能源是必不可少的资源，但现有的煤、石油、天然气等化石燃料都是远古时期储存的太阳能，不可再生，不久的将来都要枯竭．同时，大量使用这类燃料对环境的破坏非常严重，所以迫切需要找到新的替代能源．现有条件下，可供利用的新能源主要有地热能、太阳能、海洋能、生物能等．【知识拓展2】环境问题(1)温室效应：由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气．(2)酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨．分层提分题组A 基础过关练1．关于能量耗散，下列说法中正确的是（　　）A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性2．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，我国已经建成了一些风力发电厂。下列说法错误的是（）A．风能是可再生资源B．风力发电是将机械能转化为电能C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为D．风力发电既经济又环保3．随着“西气东输”的实施，上海有很多家庭都用上了天然气，天然气属于（　　）A．一次能源 B．新能源C．非燃料能源 D．可再生能源4．关于核能，下列说法不正确的是( )．A．核能是一次能源 B．核能是二次能源C．核能是新能源 D．核能是干净能源5．下列能源中，不是“可再生”能源的是（ ）A．太阳能 B．天然气 C．风能 D．潮汐能6．下列说法正确的是A．能量耗散表明，能量的总量并不守恒B．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的C．随着科技的发展，永动机是可以制成的D．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变题组B 能力提升练1．关于太阳能，以下说法中正确的是（ ）A．太阳能是一种常规能源，它清洁、安全、广泛被人类利用B．太阳能是一种新能源，它容量巨大、使用前景广阔，人类仅刚刚开始开采和利用C．太阳能是一种新能源，我们有着十分丰富的太阳能资源，它可以直接被人类利用D．太阳能是一种非燃料能源，地球上一切能量都来源于太阳2．对太阳能的直接转化，下列说法中错误的是（ ）.A．用太阳灶将太阳能转化为内能 B．用硅光电池将太阳能转化为电能C．光合作用将太阳能转化为化学能 D．上述情况转化都不能直接发生3．关于能量和能源，下列说法正确的是( )A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造C．能量的转化和转移没有方向性D．能量可以从一种形式转化为另一种形式4．能源问题关乎国家建设和社会发展，下列关于能量和能源的说法中正确的是A．人类在历史的进程中不断地开发和利用新能源，创造了新的能量B．自然界的能量是守恒的，我们没有必要节约能源C．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少D．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性5．下列说法中正确的是（　　）A．直接来自于自然界的能源就是二次能源B．新能源是技术比较成熟的能源C．二次能源就是新能源D．从自然界的能源转化而来的能源是二次能源6．下列关于能源的说法中，正确的是（　　）A．二次能源是指可重复利用的能源B．新能源是指新开发的能源C．一次能源是直接来自于自然界的能源D．石油是二次能源题组C 培优拔尖练1．以下属于一次能源的是（　　）A．太阳能 B．电能 C．煤气 D．焦炭2．如右图是郴州市许多地方使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇， “肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（ ）A．光电池板是将电能转化为光能B．照明灯是将内能转化为电能C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能3．低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球．下列关于能源与能量理解正确的是( )A．能量是守恒，没有必要提倡节约能源B．能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失C．自然界中石油、煤炭等能源取之不尽，用之不竭，只需不断开发D．人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源4．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径5．关于能量和能源，下列说法中正确的是A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了6．平板式集热器的箱面是玻璃，内表面涂黑，这是因为（　　）A．黑色物体容易反射太阳光的能量 B．黑色物体容易吸收太阳光的能量C．黑色物体的比热容大 D．黑色物体的密度大第21讲 能量与环境目标导航知识精讲知识点01 能源的分类1．可再生能源：能够在短期内重新形成的或循环利用的能源．如太阳能、风能、水能、地热能等．2．不可再生能源：短期内不可以再次得到、一旦利用了就很难或者不能再次得到的能源．如煤炭、石油、天然气等． 知识点02 能源与环境1．能源的利用对环境的影响(1)对大气环境的影响：能源开发利用排出的有害气体改变原有空气的组成，引起污染，造成全球气候变化．化石燃料的开采、运输、加工、转换和利用都会污染大气环境．(2)对生态环境的影响不合理开发利用能源造成生态环境破坏，随意砍伐森林、过度开采矿产造成生物多样性减少、水土流失以及土地荒漠化．(3)对居住环境的影响能源开发利用造成人类生存环境的恶化，如空气能见度低、引起酸雨、抑制植物生长、加剧温室效应等．2．环境保护在生产、生活中注意从以下方面保护环境：(1)防治生产和生活的污染．(2)防止建设和开发的破坏．(3)保护自然环境． 【知识拓展1】能源开发人类社会要发展，能源是必不可少的资源，但现有的煤、石油、天然气等化石燃料都是远古时期储存的太阳能，不可再生，不久的将来都要枯竭．同时，大量使用这类燃料对环境的破坏非常严重，所以迫切需要找到新的替代能源．现有条件下，可供利用的新能源主要有地热能、太阳能、海洋能、生物能等．【知识拓展2】环境问题(1)温室效应：由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气．(2)酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨． 分层提分题组A 基础过关练1．关于能量耗散，下列说法中正确的是（　　）A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性【答案】D【详解】A．根据能量守恒定律，能量的总量是保持不变的，故A错误；B．能量守恒定律是普遍适用的定律，不存在局限性，故B错误；C．能量耗散的本质是可利用的能量在数量上减少了，故C错误；D．能量耗散说明能量的转化具有方向性，从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性，故D正确。故选D。2．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，我国已经建成了一些风力发电厂。下列说法错误的是（）A．风能是可再生资源B．风力发电是将机械能转化为电能C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为D．风力发电既经济又环保【答案】C【详解】AD．风能是可以从自然界源源不断得到的能源，是可再生能源，风力发电既经济又环保，AD正确，不符合题意；B．风力发电过程，消耗机械能而产生电能，是将机械能转化为电能的过程，B正确，不符合题意；C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为C错误，符合题意。故选C。3．随着“西气东输”的实施，上海有很多家庭都用上了天然气，天然气属于（　　）A．一次能源 B．新能源C．非燃料能源 D．可再生能源【答案】A【详解】天然气属于一次能源，不是新能源，是燃料能源，不可再生。故选A。4．关于核能，下列说法不正确的是( )．A．核能是一次能源 B．核能是二次能源C．核能是新能源 D．核能是干净能源【答案】B【详解】AB．核能是直接从自然界获取的一次能源，不是二次能源，是不可再生能源，故A不符合题意，B符合题意；C．新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，所以核能是新能源，故C不符合题意；D．核电是干净的能源，故D不符题意；故选B。5．下列能源中，不是“可再生”能源的是（ ）A．太阳能 B．天然气 C．风能 D．潮汐能【答案】B【详解】根据可再生和不可再生能源的区别，可知：煤、石油、天然气等化石能源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源．太阳能、潮汐能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源，ACD错误B正确6．下列说法正确的是A．能量耗散表明，能量的总量并不守恒B．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的C．随着科技的发展，永动机是可以制成的D．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变【答案】D【详解】A．能量耗散指的是任何其它形式的能量都有自发变为内能的倾向，其本质是有序运动最终要变为无序运动，这是由热力学第二定律所揭示的，但能量的总量依然守恒，故A错误；B．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故B错误；C．永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故C错误；D．根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变，故D正确．故选D正确．题组B 能力提升练1．关于太阳能，以下说法中正确的是（ ）A．太阳能是一种常规能源，它清洁、安全、广泛被人类利用B．太阳能是一种新能源，它容量巨大、使用前景广阔，人类仅刚刚开始开采和利用C．太阳能是一种新能源，我们有着十分丰富的太阳能资源，它可以直接被人类利用D．太阳能是一种非燃料能源，地球上一切能量都来源于太阳【答案】B【详解】太阳能是一种新能源，它容量巨大、使用前景广阔，人类仅刚刚开始开采和利用，太阳能并非直接被人类利用，而是间接利用，转化成电能等其他形式能，地球上并非一切能量均来源太阳，如核能。故选B。2．对太阳能的直接转化，下列说法中错误的是（ ）.A．用太阳灶将太阳能转化为内能 B．用硅光电池将太阳能转化为电能C．光合作用将太阳能转化为化学能 D．上述情况转化都不能直接发生【答案】D【详解】A. 用太阳灶将太阳能转化为内能，这属于直接利用太阳能的形式，故A正确不符合题意；B. 硅光电池可以通过太阳能向电能的转化，供用电器进行工作。这属于直接利用太阳能，故B正确不符合题意。C. 植物通过光合作用，可以将太阳能转化为化学能，故C正确不符合题意。D.根据以上分析可知，故D错误符合题意。3．关于能量和能源，下列说法正确的是( )A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造C．能量的转化和转移没有方向性D．能量可以从一种形式转化为另一种形式【答案】D【详解】A项：虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，能源的品质在降低，所以必须节约能源，故A错误；B项：人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；C项：能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故C错误；D项：根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，故D正确．4．能源问题关乎国家建设和社会发展，下列关于能量和能源的说法中正确的是A．人类在历史的进程中不断地开发和利用新能源，创造了新的能量B．自然界的能量是守恒的，我们没有必要节约能源C．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少D．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性【答案】D【详解】A、人类在不断地开发和利用新能源，但是能量不能被创造，也不会消失，故A错误；B、自然界的能量是守恒的，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源，故B错误；C、在利用能源的过程中，由于能量是守恒得，能量在数量上并没有减少，故C错误；D、根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故D正确．5．下列说法中正确的是（　　）A．直接来自于自然界的能源就是二次能源B．新能源是技术比较成熟的能源C．二次能源就是新能源D．从自然界的能源转化而来的能源是二次能源【答案】D【详解】AD．从自然界直接取得的能源是一次能源，从自然界能源转化而来的能源是二次能源，故A错，D对；B．新能源是新兴产业，技术上仍处于起步阶段，故B错；C．二次能源是由一次能源直接或间接转换而来的能源，不一定是可重复利用的能源，故C错。故选D。6．下列关于能源的说法中，正确的是（　　）A．二次能源是指可重复利用的能源B．新能源是指新开发的能源C．一次能源是直接来自于自然界的能源D．石油是二次能源【答案】C【详解】A．二次能源是由一次性能源直接或间接转换而来的能源，不一定是可重复利用的能源，故A错误；B．新能源是指新近才开始使用的可以重复使用的能源，故B错误；CD．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，如石油，故C正确，D错误。故选C。题组C 培优拔尖练1．以下属于一次能源的是（　　）A．太阳能 B．电能 C．煤气 D．焦炭【答案】A【详解】直接从自然界取得的能源称为一次能源，故太阳能时一次能源，电能、煤气、焦炭都是二次能源，故选A。2．如右图是郴州市许多地方使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇， “肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（ ）A．光电池板是将电能转化为光能B．照明灯是将内能转化为电能C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能【答案】C【详解】这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，选项A错误；照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，选项B错误；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，磁场C正确；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，选项D错误；可得C选项正确．故选C．3．低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球．下列关于能源与能量理解正确的是( )A．能量是守恒，没有必要提倡节约能源B．能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失C．自然界中石油、煤炭等能源取之不尽，用之不竭，只需不断开发D．人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源【答案】D【详解】A、在能源的利用过程中,虽然能量在数量上并未减少,但可利用率越来越小,故仍需节约能源.故A错误.B、能量耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小，但总量不会减小，故B错误；C、自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故C错误；D、太阳能、风能是可再生能源,人类应多开发与利用,故D正确故选D 点睛：能量的转化是有方向性的,故即使能量符合守恒定律,某些能量也是在短期内无法再生的;太阳能不但丰富而且无污染,如现在的太阳能电池就是将太阳能转化为电能的装置;煤、石油和天然气是目前使用的主要能源; 4．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径【答案】B【详解】A．由于无节制地开采化石能源,不但使有限的能源资源难以满足日益增长的需要,而且给环境带来严重的负面影响，故A正确，不符合题意；B．能量是守恒的，但由于能量降退，使得能利用的能源越来越少．故B错误，符合题意；C．环境保护是每时每刻，人人都要认真做好的，故C正确，不符合题意；D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径，选项D正确，不符合题意。故选B。5．关于能量和能源，下列说法中正确的是A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了【答案】D【详解】A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；B．人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项B错误；C．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质再降低，所以还需要节约能源，选项C错误；D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D正确.故选D。6．平板式集热器的箱面是玻璃，内表面涂黑，这是因为（　　）A．黑色物体容易反射太阳光的能量 B．黑色物体容易吸收太阳光的能量C．黑色物体的比热容大 D．黑色物体的密度大【答案】B【详解】AB．黑色物体容易吸收太阳的热，所以玻璃内表面涂成黑色，A选项错误，B选项正确；CD．物质的比热和密度都跟物质的颜色没有关系，CD选项都错误；故选B。课程标准课标解读知道能源的分类，知道能源的利用对环境的影响.知道环境污染的危害和环境保护的方式方法．课程标准课标解读知道能源的分类，知道能源的利用对环境的影响.知道环境污染的危害和环境保护的方式方法．