高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展课后作业题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展课后作业题，共5页。试卷主要包含了下述做法能改善空气质量的是，解析等内容，欢迎下载使用。

1．你看见过杂技里的蹦床表演吗？演员从高处跳下，落在蹦床上又被弹起，在这个过程中，发生的能量转化顺序是( )
A.重力势能—动能—弹性势能—动能—重力势能
B.动能—弹性势能—重力势能
C．势能—动能—势能—动能
D．动能—弹性势能—动能—重力势能
2．(多选)在能源消耗的过程中，我们很难把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散．对于能量的耗散理解正确的是( )
A．能量的耗散说明能量在不断的减少
B．能量的耗散遵循能量守恒定律
C．能量的耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D．能量的耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
3．下述做法能改善空气质量的是( )
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等干净能源代替化石能源
C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
4．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的理解正确的是( )
A．能量是守恒的，没有必要提倡节约能源
B．能量的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、潮汐能等可再生的新能源
5．(多选)关于能量守恒、能源短缺、环境恶化的下列说法正确的是( )
A．自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散
B.煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺
C.煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续利用，这叫能源短缺
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化
6．目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为时尚．甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能．这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图1所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时，产生电能，如图2所示．这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能．关于它们的能量转化，下列说法中正确的是( )
A．都是把机械能转化为电能
B．都是把光能转化为电能
C．甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
D.甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能
7.
如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面．某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直．已知空气的密度为1.2kg/m3.假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为( )
A．2.7kWB．16.3kW
C．27kWD．163kW
8.
构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以通过发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化的关系如图中图线①所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化的关系如图中图线②所示．则第二次向蓄电池所充电的电能是( )
A．200JB．250J
C．300JD．500J
9.
(多选)如图为装在屋顶上的太阳能电池板，每块电池板的面积为2m2．晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳能为6×104J，电池板的光电转化效率为25%.以下说法不正确的是( )
A．太阳能为可再生能源
B．电池板的光电转化效率为25%表示此过程能量不守恒
C．晴天时太阳照射2h，每块电池板产生的电能为1.44×107J
D．晴天时的一天，一块电池板产生的电能可以提供十盏60W的白炽灯正常工作20h
B组 能力提升练
10.
[2023·全国高三专题](多选)细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示．使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动．下列说法正确的是( )
A．小球机械能不守恒
B．小球能量正在消失
C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化
D.总能量守恒，但小球的机械能减少
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．某风力发电场安装有两台超大型风力发电机，每片扇叶长达80m，该地区常年的平均风速v＝5.0m/s.已知风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ＝1.25kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R＝80m的圆面，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＝3.0×107J/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？
课时分层作业(二十一) 能源与可持续发展
1．解析：演员在高处具有重力势能，从高处跳下时重力势能减少，动能增加，到蹦床上后，动能减少，蹦床的弹性势能增加，又被弹起时，蹦床的弹性势能减少，演员的动能增加，离开蹦床后再往上的过程演员的动能减少，重力势能增加．因此演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起的过程中，发生的能量转化顺序为重力势能—动能—弹性势能—动能—重力势能．
答案：A
2．解析：能量的耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，A错误；能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化必须遵循能量守恒定律，B正确；能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，C错误；能量的耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，D正确．
答案：BD
3．解析：以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，导致温室效应、酸雨等环境问题，故A项错误；利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源(如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等)，故B项正确；汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，故C项错误；使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误．
答案：B
4．解析：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；能量的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；自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物的遗体在地层中经过一系列生物化学变化而生成的，在短时间内不能再生，是不可再生能源，故C错误；风能、太阳能、潮汐能是可再生能源，人类应多开发与利用，故D正确．
答案：D
5．解析：自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散，故A正确；煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源不能再次生成，也不可重复使用，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这是所讲的能源短缺，故B错误，C正确；大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化，故D正确．
答案：ACD
6．解析：甲车靠小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，故是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时，产生电能，故是光能转化为电能，故C项正确．
答案：C
7．解析：依题意，空气把动能转化为电能，根据能量守恒定律有Pt＝Ek×10%，又因为Ek＝eq \f(1,2)mv2＝eq \f(1,2)(ρ·πr2·vt)·v2＝eq \f(1,2)ρπr2v3t，两式联立，代入题中相关数据求得此风力发电机发电的功率P≈16.3kW.故选B.
答案：B
8．解析：电动车在运动过程中的摩擦力大小不变，从题图看出，第二次的位移是第一次的eq \f(3,5)，故节约的能量为初动能的eq \f(2,5)，由能量守恒定律得所充的电能为eq \f(2,5)Ek0＝eq \f(2,5)×500J＝200J，A正确．
答案：A
9．解析：太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故A正确；电池板的光电转化效率为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；由题意可知晴天时太阳照射2h，每块电池板产生的电能为E＝2×6×104×2×60×25%J＝3.6×106J，故C错误；晴天时的一天，日照按12h计算，一块电池板产生的电能为E′＝6E＝2.16×107J，能让十盏60W的白炽灯工作的时间为t＝eq \f(E′,P)＝eq \f(2.16×107J,10×60W)＝3.6×104s＝10h，故D错误．
答案：BCD
10．解析：小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确；小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误；小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确．
答案：AD
11．解析：(1)设单位时间(t0＝1s)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＝πr2vt0，Ek＝eq \f(1,2)ρVv2，Pt0＝10%Ek，
联立解得P＝1.57×105W.
(2)两台风力发电机发电的功率为2P，年发电时间t＝365×24×3600s，
设年发电量为E，则有E＝2Pt，E＝qm
解得m≈3.30×105kg.
答案：(1)1.57×105W (2)3.30×105kg