粤教版高中物理必修第三册5.2 能源的利用方式 能量的转化与守恒 能源与环境同步练习含答案

5.2能源的利用方式 5.3能量的转化与守恒 5.4能源与环境(建议用时：40分钟)◎题组一 能源与环境1．煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是(  )A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭B．都为不可再生能源，用一点，少一点C．都为来自太阳辐射的能量D．都为污染环境的能源C [煤、石油、天然气是不可再生能源，对环境污染严重，生物能是可再生能源，对环境无污染或污染少，但它们都来自太阳辐射，故C项正确。]2．下列关于能源的说法正确的是(  )A．石油、天然气、核能都是新能源B．新能源是指新开采出来的能源C．一次能源是直接来源于自然界的能源D．石油是可再生能源C [石油、天然气属于常规能源，不是新能源，故A错误；新能源是指新近才开始使用的能源，故B错误；一次能源是直接来自自然界而未经加工转化的能源，如石油，故C正确；石油属于化石能源，不可再生，故D错误。]3．关于“节约能源”，下面的说法中正确的是(  )A．浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B．浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C．自然界中人类能利用的资源有限，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D．上述说法都是错误的C  [能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减少，个人钱再多也无法买到能源，故A错误；由于人类能利用的能源非常有限，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等，故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响，故C正确，故B、D错误。]4．(多选)关于能源的开发与利用，下列观点不正确的是(  )A．能源是有限的，无节制地利用能源是一种盲目的短期行为B．对能源进行开发和利用的同时必须加强对环境的保护C．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D．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的CD [能源是有限的，常规能源都是短期内不可再生的，故无节制地利用常规能源是一种盲目的短期行为，故A正确，D错误；能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，不计后果地开发能源是不可取的，故B正确；开发新能源是缓解能源危机的主要途径，不是加强环境保护的主要途径，故C错误，C、D符合题意。]5．(多选)下列说法正确的是(  )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ABC [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，D错误。]◎题组二 能量的转化与守恒6．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(  )A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量AD  [这四个现象中物体运动过程中都受到阻力作用，汽车主要受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A正确；四个物体的运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之机械能转化成了其他形式的能，D正确，B、C错误。]7．下列说法中正确的是(  )A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加C．能量耗散表明，在能量的转化过程中能的总量逐渐减少D．不用电池，也不用上发条的“全自动”手表，说明能量可以凭空产生B [永动机违背了能量守恒定律，是不可能制造成功的，故A错误；根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，故B正确；能量耗散表明，能量的总量虽然守恒，但其转化和转移具有方向性，故C错误；能量是不可能凭空产生的，故D错误。]8．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将(  )A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低A [冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，故A项正确。]9．风能是一种很好的再生能源，而且对环境的污染较小，近年来我国在西北地区，建立了许多风力发电厂。如图所示为风力发电的情景。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。已知：空气的密度为ρ，风轮机叶片的长度为r，若风速为v0，每台风力发电机输出的电功率为P，求此过程中： (1)单位时间内每台风力发电机获得风能的表达式；(2)风力发电机利用风能的效率表达式。[解析] (1)由能量转化和守恒定律可知mv＝P总t ①而m＝πr2v0tρ ②把②代入①解得P总＝πr2ρv。(2)η＝＝。[答案] (1)P总＝πr2ρv (2)η＝10．(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳，从水面上方高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，假定空气阻力可以忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是(  )A．运动员到达最低点前的重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关ABC [运动员到达最低点前，因高度一直在减小，故重力势能始终减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，蹦极绳的弹力向上，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，因为只有重力与弹力做功，故运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，D错误。]11．下列说法中正确的是(  )A．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了B．理想的发动机因为没有摩擦，也没有漏气，它的效率可以达到100%C．热量只能自发地从高温物体传给低温物体，而不能自发地从低温物体传给高温物体 D．根据能量守恒定律，能量是用不完的，所以根本不需要节约能源C [石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失，故A错误；理想发动机，即使没有摩擦，也没有漏气等能量损失，也有散热器的热量损失与排气管排出的废热，其效率不可能达到100%，故B错误；热量只能自发地从高温物体传给低温物体，而不能自发地从低温物体传给高温物体，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故C正确；能量虽然不会减少，但是高品质的能源会越用越少，所以要节约能源，故D错误。]12．图示中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2。晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J。如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h。光电池的光电转换效率约为(  )A．4.8%     B．9.6%C．16%D．44%C [每天(6h)太阳能电池板吸收的太阳能：W总＝0.3×3×106×6J＝5.4×106J，路灯正常工作，P＝P额＝30W，正常工作8h消耗的电能：W＝Pt＝30W×8×3600s＝8.64×105J，利用太阳能的效率：η＝＝＝16%。故C项正确。]13．风能是一种环保型能源，目前我国风力发电总装机容量已达2640MW(MW表示兆瓦)。风力发电是将风的动能转化为电能。设空气的密度为ρ，水平风速为v，风力发电机每个叶片的长度为L，风力发电机将风能转化为电能的效率为η。(1)求该风力发电机的发电功率P的表达式； (2)若某地平均水平风速为v＝10m/s，空气密度ρ＝1.3kg/m3，所用风力发电机的叶片长度L＝4m，效率η＝25%，平均每天发电20小时，则平均每天能获得多少电能？[解析] (1)叶片旋转所形成的圆面积为S＝πL2时间t内流过该圆面积的空气柱体积为V＝Svt＝πL2vt空气柱的质量为m＝ρV＝ρπL2vt空气柱的动能为Ek＝mv2＝ρπL2v3t转化成的电能为E＝ηEk＝ηρπL2v3t发电功率P＝＝ηρπL2v3。(2)将已知数据代入可求得平均每天获得的电能为E＝Pt＝×0.25×1.3×3.14×42×103×20×3600J≈5.88×108J。[答案] (1)P＝ηρπL2v3 (2)5.88×108J