高中物理 第5章能源與可持續(xù)發(fā)展章末綜合檢測 滬科版選修3-3

【精品同步】高中物理第5章能源與可持續(xù)發(fā)展章末綜合檢測滬科版選修3-3一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．下列現(xiàn)象中屬于能量耗散的是()A．利用水流能發(fā)電變成電能B．電能通過燈泡中的電阻絲轉(zhuǎn)化為光能C．電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．火爐把房子烤暖解析：選D.能量耗散是指其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終流散在周圍環(huán)境中無法重新收集又加以利用的現(xiàn)象，能夠重新收集，并加以利用的能不能稱為能量耗散．本題中的電能、光能都可以重新收集，并加以利用，如用光作能源的手表等．只有當(dāng)用電燈照明時(shí)的光被墻壁吸收之后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，才無法重新吸收并加以利用，但是本題中沒有告訴這光能用來做什么，故不能算能量耗散．答案為D.2．關(guān)于能源的利用和節(jié)能，下列說法，不正確的是()A．根據(jù)能量的守恒定律，能源的利用率應(yīng)該是100%B．由于能量不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空創(chuàng)生，總是守恒的，所以節(jié)約能源意義不大C．節(jié)約能源只要提高節(jié)能意識(shí)就行，與科技進(jìn)步無關(guān)D．在能源的利用中，總會(huì)有一部分能源未被利用而損失掉解析：選ABC.在能源的利用中，總有部分能量因?yàn)楦鞣N原因(如燃燒不完全、熱量散失等)而損失，利用率總低于100%，則A錯(cuò)誤；D正確；能量耗散雖然不會(huì)使能的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式，故B錯(cuò)誤，科技進(jìn)步可以發(fā)明新技術(shù)、新設(shè)備，采用更節(jié)省能源的方法，開發(fā)新能源，有效提高能源利用率，故C錯(cuò)誤．3．處理污水時(shí)要不要除去磷(化合態(tài))，有以下幾種意見，你認(rèn)為正確的是()A．磷是生物的營養(yǎng)元素，不必除去B．含磷的污水是很好的肥料，不必處理C．含磷的污水排放到自然水中，能引起藻類繁殖，使水變質(zhì)，必須除去D．磷對(duì)人無毒，除去與否都無關(guān)緊要解析：選C.污水中含有化合態(tài)的磷，而磷是生物的營養(yǎng)元素，如不加處理，排放到自然水中，為藻類提供豐富的養(yǎng)料，引起藻類大量繁殖，使水變質(zhì)，所以必須除去，應(yīng)選C.4．能源利用的過程實(shí)質(zhì)上是()A．能量的消失過程B．能量的創(chuàng)造過程C．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程D．能量的轉(zhuǎn)化、傳遞并且逐漸消失的過程解析：選C.能源利用的過程是做功或熱傳遞的過程，前者是能量的轉(zhuǎn)化，后者是能量的轉(zhuǎn)移．5．下列各項(xiàng)中對(duì)能源的認(rèn)識(shí)不正確的是()A．自然界的能源是守恒的，永不枯竭B．太陽的能量給地球帶來了云、雨、風(fēng)浪C．自然界可以長期為人類提供煤、石油、天然氣等可再生能源D．劇烈的核反應(yīng)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的爆炸，人類無法利用核能解析：選ACD.根據(jù)能量守恒定律，能量總量不變，但能源利用后變?yōu)闊o法收集的內(nèi)能，故要節(jié)約能源，故A錯(cuò)；云、雨、風(fēng)浪都是水吸收了太陽能后產(chǎn)生的，故B正確；煤、石油、天然氣等儲(chǔ)量有限，短期內(nèi)不可再生，故C錯(cuò)；在核反應(yīng)堆中能發(fā)生可控核反應(yīng)，可平穩(wěn)的釋放核能，故D錯(cuò)．6．核電站發(fā)電的過程中，能量的轉(zhuǎn)化過程為()A．核能→機(jī)械能→內(nèi)能→電能B．核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能C．核能→電能→內(nèi)能→機(jī)械能D．核能→電能→機(jī)械能→內(nèi)能解析：選B.在核電站中，釋放的核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水變?yōu)樗魵猓苿?dòng)蒸汽輪機(jī)變?yōu)闄C(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)變?yōu)殡娔埽蔬xB.7．“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題．對(duì)此，以下措施不可行的是()A．人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費(fèi)和人為毀壞物品B．關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C．各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站D．停止使用石油資源，而以核能和太陽能取代解析：選BCD.節(jié)約能源，提高效率，可有效應(yīng)對(duì)能源危機(jī)，故A正確；風(fēng)力、水力發(fā)電站受地域環(huán)境的限制，不能推廣，因而不能關(guān)閉火力發(fā)電站，故B、C錯(cuò)，而核能和太陽能受技術(shù)限制，尚未大規(guī)模利用，所以石油也不能停止使用．8．柴油機(jī)使柴油燃料在它的汽缸中燃燒、產(chǎn)生高溫高壓的氣體、燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功，氣體的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能．燃燒相同的燃料．輸出的機(jī)械能越多，表明柴油機(jī)越節(jié)能．是否節(jié)能，是衡量機(jī)器性能好壞的重要指標(biāo)．有經(jīng)驗(yàn)的柴油機(jī)維修師傅，不用任何儀器，只要將手伸到柴油機(jī)排氣管附近．去感知一下尾氣的溫度，就能夠判斷出這臺(tái)柴油機(jī)是否節(jié)能．真是“行家伸伸手，就知有沒有”，關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，你認(rèn)為正確的是()A．尾氣的溫度越高，柴油機(jī)越節(jié)能B．尾氣的溫度越低，柴油機(jī)越節(jié)能C．尾氣的溫度高低與柴油機(jī)是否節(jié)能無關(guān)D．以上說法均不正確解析：選B.氣體的內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能，柴油機(jī)使柴油燃料在它的汽缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，是一個(gè)高溫?zé)嵩?；而柴油機(jī)排氣管排出的尾氣是一個(gè)低溫?zé)嵩矗鶕?jù)能量守恒，這兩個(gè)熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機(jī)械能．燃燒相同的燃料，要想輸出的機(jī)械能越多，尾氣的溫度就要越低．二、非選擇題(本題共5小題，共60分．按題目要求作答．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式或重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)9．(10分)黨的十六屆三中全會(huì)明確提出：“堅(jiān)持以人為本，樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人的全面發(fā)展”．氫能源是21世紀(jì)極具開發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用．請(qǐng)?jiān)趫D5－1的兩個(gè)空框中填上循環(huán)過程中反應(yīng)物和生成物的分子式，以完成理想的氫能源循環(huán)體系圖(循環(huán)中接收太陽能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在)．從能量轉(zhuǎn)換的角度看，過程Ⅱ主要是______________能轉(zhuǎn)化為________能．圖5－1解析：H2是一種綠色能源，因?yàn)樗紵漠a(chǎn)物為H2O，對(duì)環(huán)境沒有污染；H2O在一定條件下分解又可以得到H2，所以H2是一種可循環(huán)使用的可再生能源．在合適的催化劑存在時(shí)，H2O可以吸收太陽能，發(fā)生分解得到H2和O2.H2、O2通過燃燒電池可以提供電能．答案：完成的氫能源循環(huán)體系圖如圖所示；化學(xué)電10．(10分)(年上海綜合能力測試)我國自古有“晝漲稱潮，夜?jié)q稱汐”的說法．潮汐主要是由太陽和月球?qū)Ｋ囊υ斐傻?，以月球?qū)Ｋ囊橹鳎?1)世界兩大觀潮勝地，一處是亞馬孫河北河口，另一處是我國的________入?？冢?2)如圖5－2所示為雙水庫潮汐電站原理示意圖．圖5－2兩個(gè)水庫之間始終保持著水位差，可以全天發(fā)電．漲潮時(shí)，閘門的開關(guān)情況是________；落潮時(shí)，閘門的開關(guān)情況是______．從能量的角度說，該電站是將海水________轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能，再推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的解析：(1)錢塘江是世界著名的觀潮勝地，有“八月十八潮，壯觀天下無”的說法．(2)漲潮時(shí)，高水位水庫儲(chǔ)存水，因此閘門的開關(guān)情況為A關(guān)B開；落潮時(shí)，低水位水庫放水，所以閘門應(yīng)B關(guān)A開，從能量轉(zhuǎn)化的角度來說，該電站是將海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能．動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為電能．答案：(1)錢塘江(2)A關(guān)B開B關(guān)A開重力勢能11．(12分)新疆某地山口的風(fēng)速可達(dá)15m/s，山口處橫截面積為1000m2，設(shè)通過山口的風(fēng)能全部用于使風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，且風(fēng)能的20%轉(zhuǎn)化為電能，則通過這個(gè)山口的風(fēng)的發(fā)電功率多大？(設(shè)空氣密度ρ＝1.3kg/m3解析：通過山口的風(fēng)能即風(fēng)的動(dòng)能，設(shè)為E，則E＝eq\f(1,2)(ρSvt)v2＝eq\f(1,2)ρSv3t.P＝eq\f(W,t)＝eq\f(E×20%,t)＝eq\f(\f(1,2)ρSv3t×20%,t)＝eq\f(1,10)ρSv3＝eq\f(1,10)×1.3×153×1000W＝438750W＝438.75kW.答案：438.75kW12．(14分)某海灣共占面積1.0×107m2，漲潮時(shí)平均水深20m，此時(shí)關(guān)上水壩閘門，可使水位保持在20m不變．退潮時(shí)，壩外水位降至18m．利用此水壩建立一座水力發(fā)電站，重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10%.每天有兩次漲潮，該發(fā)電站每天能發(fā)出多少電能？(g取10m/s2)解析：打開閘門后，壩內(nèi)的水流出，但和外面相比，水量太小，可以認(rèn)為外面的水位不升高，所以水位下降(20－18)m＝2m.減少的重力勢能(要用重心下降的高度)ΔEp＝mgh＝ρVgh＝1.0×103×1.0×107×2×10×1J＝2×1011J轉(zhuǎn)化為電能ΔE電＝ΔEp×10%＝2×1010J．每天有兩次漲潮，故E電＝2ΔE電＝4×1010J.答案：4×1010J13．(14分)現(xiàn)代典型的燃煤發(fā)電廠，總效率一般為40%.有一座大型燃煤發(fā)電廠，如果發(fā)出1.0×109W的電力，可供一個(gè)大城市使用．如圖5－3所示表示這座發(fā)電廠的能量流向．請(qǐng)回答：(1)燃煤提供的能量應(yīng)等于哪幾項(xiàng)能量之和？(2)圖中煙囪廢氣所帶走的能量沒有標(biāo)出，請(qǐng)你算出來，在圖中補(bǔ)上．(3)算出這座發(fā)電廠的總效率(4)根據(jù)圖5－3中所表示的電廠能量流向，你認(rèn)為在哪些地方作些改進(jìn)，可以提高發(fā)電廠的總效率？燃煤發(fā)電廠中的能量流向圖圖5－3解析：(1)燃煤提供的能量等于進(jìn)入渦輪機(jī)的能量和通過煙囪排出的能量之和．(2)根據(jù)(1)中的解析可得通過煙囪廢氣所帶走的能量E＝2.5×109W－2.2×109W＝0.3×109W.(3)由能量流向圖可知送達(dá)用戶的電能為9.0×108W.消耗的總能量為2.5×109W，所以總效率η＝eq\f(9.0×1