鲁科版 (2019)必修 第三册第6章 能源与可持续发展本章综合与测试当堂检测题

第6章　能源与可持续发展

本章达标检测

(满分:100分;时间:90分钟)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第1—6小题只有一个选项正确,第7—8小题有多个选项正确,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)

1.(2020重庆巴蜀中学检测)当前,世界上日益严重的环境问题主要源于 (　　)

A.温室效应

B.厄尔尼诺现象

C.人类对环境的污染和破坏

D.火山喷发和地震

2.(2020福建福州第三中学检测)关于开发能源和节约能源,你认为以下观点错误的是              (　　)

A.能源是有限的,无节制地利用常规能源,如石油之类,是一种盲目的短期行为

B.根据能量守恒定律,担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现

C.能源的开发利用,必须同时考虑对环境的影响

D.利用核能是目前开发新能源的一种有效的途径

3.(2020宁夏大学附属中学月考)“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词,我国目前已成为世界节能和利用新能源、可再生能源的第一大国。下列符合节能做法的是(　　)

A.教室自然采光条件好时应及时关灯

B.中午离开教室后让电风扇继续开着

C.家用空调长时间设置在18 ℃

D.教室的电脑即便不使用时也保持开机状态

4.(2020安徽六安第一中学检测)煤是重要的能源和化工原料,直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近,某企业利用“煤粉加压汽化制备合成气新技术”,让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%),把煤“吃干榨尽”。下列有关说法中正确的是              (　　)

①煤粉加压汽化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

②煤粉加压汽化制备合成气过程涉及化学变化但不涉及物理变化

③该技术实现了煤的清洁利用

④该技术实现了煤的高效利用

A.①②③ B.①②④

C.①③④ D.②③④

5.(2020河北张家口第一中学检测)在研究性学习的过程中,针对能源问题、大气污染问题,同学们提出了如下四个活动方案,从理论上讲可行的是              (　　)

A.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的全部内能转化为机械能是可能的

B.制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下

C.将房屋顶盖上太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题

D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝

6.(2019山东青州一中月考)下列说法中正确的是 (　　)

A.第一类永动机不违反能量守恒定律

B.当人类的科学技术发展到一定程度时永动机是可以制造出来的

C.冰箱可以自发地使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移

D.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行

7.(2020江苏常熟中学检测)关于“温室效应”,下列说法中正确的是 (　　)

A.太阳能源源不断地辐射到地球上,由此产生了“温室效应”

B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”

C.“温室效应”使得地面气温上升,两极冰雪熔化

D.“温室效应”使得土壤酸化

8.悠悠球是一种流行的健身玩具,具有很浓的趣味性,备受学生欢迎。悠悠球类似于“滚摆”,对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成),轴上套一个可以自由转动的圆筒,圆筒上系一条长约1 m的棉线,玩时手掌向下,用力向正下方掷出悠悠球,当悠悠球滚到最低处时,轻抖手腕,向上拉一下棉线,悠悠球就会返回到你的手上。悠悠球在运动过程中              (　　)

A.一边转动一边向下运动,由于重力做功,球越转越快,动能不断增大,球的势能全部转化为动能

B.在球上下运动的过程中,由于发生动能和势能的相互转化,因此球机械能守恒

C.在球上下运动的过程中,由于空气阻力和棉线与固定轴之间的摩擦力作用,球会损失一部分能量

D.在球滚到最低点时,轻抖手腕,向上拉一下棉线,人给球提供能量

二、非选择题(共5小题,52分)

9.(12分)(2020海南华侨中学检测)党的十六届三中全会明确提出:“坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展”。

(1)氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环利用。请在图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接收太阳能的物质在自然界中广泛存在)。从能量转换的角度看,过程Ⅱ主要是　　　　能转化为　　　　能。 

(2)“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此,以下措施可行的是 (　　)

A.人人都要自觉做到节约用水、节约用电,不浪费和人为毁坏物品

B.关闭现有的火力发电站

C.各地都要兴建水力和风力发电站

D.停止使用石油资源,而以核能和太阳能取代

10.(10分)(2019河北石家庄第一中学检测)如图所示,质量、温度相同的水,分别处于固态、液态和气态三种状态下,它们的熵的大小有什么关系?为什么?

11.(8分)(2019天津实验中学检测)小明同学家原来住在农村,八年前随父母搬到了某市的向阳小区,住进了居民楼。小明家在农村时,烧水做饭用煤,进了城市后用上了天然气;在农村时,冬季取暖家家户户也依靠烧煤,但在小区却集中供暖。请根据小明家的变化(烧煤→天然气;单家单户取暖→小区集中供暖),结合自己的切身体验,从科学和人文的角度对此变化加以评价。

12.(10分)(2020黑龙江哈尔滨第六中学检测)下面是晓阳同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料:太阳能是人类最基本的能源,它无污染、无费用,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长,当太阳光照射地面时,在1 m2地面上1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,目前已经广泛地出现在我们的生活中。

晓阳同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告:

容积(V)　100 L

集热管的采光面积(S)　1.5 m2

效率(η)　40%

使用年限(z)　15年

(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间(1 kg的水,温度每升高1 ℃需要吸收的热量为4.2×103 J)?

(2)与效率为80%的电热水器相比,用这种热水器每天节约多少电能?

13.(12分)(2020福建福州第一中学检测)太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车。如图是一辆太阳能实验车,车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积为S=8 m2,太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1 kW。在晴朗天气,电池对着太阳时产生的电压为U=120 V,并对车上的电动机提供10 A的电流。求:

(1)该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?

(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,则汽车在水平路面上以6 m/s的速度匀速行驶时,电动机提供的牵引力是多大?

答案全解全析

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一、选择题

1.C　温室效应和厄尔尼诺现象都是人类对环境的污染和破坏造成的,故选C。

2.B　能量虽然守恒,但在利用能源过程中,其形式在不断向低品质方向转化,可见能源是有限的,要节约能源。在利用能源的同时,还应注意保持能源与环境的平衡,应选B。

3.A　日常生活中要节约能源,教室自然采光条件好时应及时关灯,中午离开教室后要关闭电风扇,家用空调冬天设置在18 ℃左右,夏天设置在25 ℃左右,在电脑长时间不用时应该要关闭电脑,故A正确,B、C、D错误。

4.C　煤粉加压汽化制备合成气过程中既有物理变化,又有化学变化,①正确,②错误;该技术使煤得以高效好利用并且环保,③、④正确,故选C。

5.C　利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的全部内能转化为机械能是不可能的,因为内能不能够全部转化为其他形式的能,A错误;制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下是不可能的,B错误;将房屋顶盖上太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题是可行的,C正确;汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,使它们自发地分离是不可能的,D错误。

6.D　第一类永动机制造不成,是因为它违反能量守恒定律,A错误;由能量守恒定律和能量的转移和转化具有方向性,可知永动机不可能制成,B错误;冰箱通过电流做功使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移,不能自发进行,C错误;熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行,D正确。

7.BC　石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,大量石油、煤炭的燃烧导致“温室效应”,它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等,故应选B、C。

8.CD　悠悠球在向下运动的过程中,由能量守恒知球的重力势能转化为动能和内能,机械能不守恒,故A、B错误。摩擦生热消耗机械能,人要通过做功给悠悠球补充机械能,因此C、D正确。

二、非选择题

9.答案　(1)氢能源循环体系图如图所示(4分)　化学(2分)　电(2分)　(2)A(4分)

解析　(1)氢能源是一种绿色能源,因为H2燃烧的产物为H2O,对环境没有污染;H2O在一定条件下分解又可以得到H2,所以氢能源是一种可循环使用的可再生能源。

在合适的催化剂存在时,H2O可以吸收太阳能,发生分解得到H2和O2,H2、O2通过氢燃料电池可以提供电能。

(2)节约能源,提高能源利用效率,可有效应对能源危机,A正确;风力、水力受地域环境的限制,不能在各地推广,因此也不能关闭现有的火力发电站,故B、C错误;核能和太阳能受技术限制,尚未大规模利用,所以石油也不能停止使用,故D错误。

10.答案　气态的水熵最大(2分),液态的水次之(2分),固态的水熵最小(2分)　原因见解析(4分)

解析　任何一个系统自发变化时,系统的熵要么增加,要么不变,但不会减少。固态的水可以自发地向液态、气态转化,所以,质量相同、温度相同的水,气态时的熵最大,其次是液态,固态时的熵最小。

11.答案　见解析(8分)

解析　(1)从炉具的变化上,提高了能源的利用率;(2)从燃料的变化上,提高了能源的利用率,减少了环境污染;(3)从取暖方式上,提高了能源的利用率,减少了污染。小明家的进步反映了整个社会的进步,节约能源,保护环境,人人有责。

12.答案　(1)3.9 h　(2)2.9 kW·h

解析　(1)设光照时间为t,k=1.0×103 J/(s·m2),水吸收的热量Q吸=cm(T-T0)=4.2×103×100×(45-25) J=8.4×106 J(3分)

太阳能热水器传给水的热量Q放=kStη (1分)

因为Q吸=Q放 (1分)

所以t== s=1.4×104 s≈3.9 h。 (2分)

(2)由Q吸=Wη1得 (1分)

W== J=1.05×107 J≈2.9 kW·h。 (2分)

13.答案　(1)15%　(2)160 N

解析　(1)对于太阳能电池,有

P有用=P电=IU=10×120 W=1 200 W(3分)

P总=P0S=1 000×8 W=8 000 W(3分)

故转化效率η1=×100%=×100%=15%。 (2分)

(2)对于电动机有

F== N=160 N。 (4分)