2023年新教材高中物理第12章電能能量守恒定律4能源與可持續(xù)發(fā)展課后提升訓練新人教版必修第三冊

第12章4A組·基礎達標1．(多選)以下說法正確的是()A．煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能B．汽油是一種清潔能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡，用之不竭的【答案】AC【解析】煤、石油、天然氣等是動植物轉化成的，其來源可追溯到太陽能，A正確；汽油燃燒會引起一些化合物的產生，導致有毒氣體的生成，B錯誤；水能是可再生能源，C正確；煤、石油、天然氣等存量是有限的，是不可再生能源，D錯誤．2．(多選)下列關于能量耗散的說法，正確的是()A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內能再也不能被人類利用C．各種形式的能量向內能的轉化，是能夠自動全額發(fā)生的D．能量耗散導致能量品質的降低【答案】BCD【解析】能量耗散是能量在轉化的過程中有一部分以內能的形式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質降低，故A錯誤，D正確；耗散的內能無法再被利用，B正確；其他形式的能可以自發(fā)全部轉化為內能，C正確．3．自行車、電動自行車、普通汽車消耗的能量的分類是()①生物能②核能③電能④太陽能⑤化學能A．①④⑤ B．①③⑤C．①②③ D．①③④⑤【答案】B【解析】自行車需要人力，故需要消耗體內的生物能；電動車要充電，消耗電能；汽車要燃燒汽油，消耗化學能．故B正確，A、C、D錯誤．4．以下對能量轉化的說法中不正確的是()A．電風扇把電能轉化為機械能B．電熱水壺燒水使電能轉化為內能C．燃氣熱水器把電能轉化為水的內能D．舉重運動員把重物舉起來，體內的一部分化學能轉化為重力勢能【答案】C【解析】電風扇消耗電能使電風扇轉動，則這個過程中是電能轉化為機械能，故A正確；電熱水壺燒水消耗電能轉化為水的內能，是電能轉化為內能的過程，故B正確；燃氣熱水器是消耗天然氣的化學能轉化為水的熱能，是把化學能轉化為水的內能，故C錯誤；舉重運動員把重物舉起來，體內的一部分化學能轉化為杠鈴的重力勢能，D正確．本題選擇錯誤的，故選C．5．關于能量和能源，下列說法正確的是()A．在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少B．由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源C．能量耗散說明能量在轉化過程中沒有方向性D．人類在不斷開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造【答案】A【解析】自然界的能量守恒，但能源需要節(jié)約，能量在數(shù)量上并未減少，因為能量的轉換有方向性，故A正確，B錯誤；能量耗散說明能量在轉化過程中具有方向性，比如一杯熱水過段時間，熱量跑走啦，水冷了，所以轉化具有方向性，故C錯誤；人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，但能量不能被創(chuàng)造，也不會消失，故D錯誤．6．動車組列車進站前的減速過程分為兩個階段進行：第一階段采用“再生剎車”技術，速度從250km/h減至90km/h，這期間停止動力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動發(fā)電機發(fā)電；第二階段采用機械剎車，速度從90km/h開始不斷減小直至停止．假設軌道平面水平，則對剎車過程的第一階段，下列說法中正確的是()A．減小的動能全部轉化為電能，即增加的電能等于減小的動能B．減小的動能全部轉化為電能，并且增加的電能小于減小的動能C．減小的動能有一部分轉化為電能，即增加的電能小于減小的動能D．該過程動車組列損失的機械能等于增加的電能【答案】C【解析】第一階段減速過程中，由于速度變小，所以動能變小，由于繼續(xù)駛并帶動發(fā)電機發(fā)電，故將一部分動能轉化為電能．減小的動能有一部分轉化為電能，另一部分轉化為阻力做功，即電能小于減小的動能，故C正確，A、B、D錯誤．7．下列說法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B．太陽照射到地球上的光能轉化成其他能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉化和守恒定律，因而是不可能的D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產生【答案】C【解析】永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做功的裝置，違背能量守恒定律，A錯誤．能量不可能憑空消失，B錯誤．能量也不可能憑空產生，C正確，D錯誤．8．某地的平均風速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風車，它的車葉轉動時可形成半徑為12m的圓面，如果這個風車能將此圓內10%的氣流的動能轉變?yōu)殡娔?，則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大？【答案】3.4kW【解析】首先可以求出在時間t內作用于風車的氣流質量為m＝πr2vtρ，這些氣流的動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2，故風車帶動發(fā)電機發(fā)電的功率為P＝eq\f(10%Ek,t)＝eq\f(1,2)πr2ρv3×10%，代入數(shù)據(jù)以后得P＝3.4kW.B組·能力提升9．抽水蓄能電站的工作原理是：在用電低谷時，電站利用電網多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時，再利用蓄水池中的水發(fā)電，浙江天荒坪抽水蓄能電站是亞洲第一大高山蓄能水電站，堪稱世紀之作．山頂水庫面積達2.8×105m2(水庫近似為長方體)．已知上、下水庫落差H＝600m，如圖所示．蓄水后一個晝夜連續(xù)發(fā)電，山頂水庫水位降低30m，若水的重力勢能80%轉化為電能，水的密度為1.0×103kg/m3.則一個晝夜連續(xù)發(fā)電所產生的電能約為(g取10m/s2)()A．4×1010J B．4×1011JC．4×1012J D．4×1013J【答案】D【解析】一個晝夜能用于發(fā)電的水的體積V＝Sh＝2.8×105m2×30m＝8.4×106m3，水的總質量m＝ρV，水的重力勢能Ep＝mgh′＝ρVgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H－\f(h,2)))，一個晝夜連續(xù)發(fā)電所產生的電能約為E＝Ep×80%，代入數(shù)據(jù)得E≈4×1013J，故D正確，A、B、C錯誤．10．設計在風力資源豐富的甘肅河西走廊西端的玉門建一個大型風力發(fā)電場，其單機的額定功率為600kW.通過實驗測得風力發(fā)電機的功率與風速的關系曲線如圖所示．從圖示資料可知：當平均風速大于______m/s時就可以發(fā)電，當平均風速達到______m/s時達到額定功率．氣象資料顯示：河西走廊常年平均風速為v＝12m/s，則一臺風力發(fā)電機的年發(fā)電量約為______kW·h.【答案】2144.64×106【解析】由題圖可知，橫坐標為風速、縱坐標為功率，起點處縱坐標