【學(xué)與練】高中物理粵教2019版必修3：第5章2-3-4課時分層作業(yè)16能源的利用方式能量的轉(zhuǎn)化與守恒能源與環(huán)境習(xí)題

課時分層作業(yè)(十六)能源的利用方式能量的轉(zhuǎn)化與守恒能源與環(huán)境題組一能源與環(huán)境1．煤、石油、天然氣和生物能作為能源的共同特點是()A．都為可再生能源，取之不盡，用之不竭B．都為不可再生能源，用一點，少一點C．都為來自太陽輻射的能量D．都為污染環(huán)境的能源2．下列關(guān)于能源的說法正確的是()A．石油、天然氣、核能都是新能源B．新能源是指新開采出來的能源C．一次能源是直接來源于自然界的能源D．石油是可再生能源3．關(guān)于“節(jié)約能源”，下面的說法中正確的是()A．浪費能源，只是浪費個人的金錢，所以節(jié)約能源是毫無意義的B．浪費能源，只是浪費個人的金錢，對整個社會和自然界來講，反正能量是守恒的，所以就社會而言，節(jié)約能源毫無意義C．自然界中人類能利用的資源有限，且能源的利用過程對環(huán)境有污染，所以“節(jié)約能源”對人類社會發(fā)展有很大的影響D．上述說法都是錯誤的4．(多選)針對圖中工廠煙囪向空中排放大量廢氣的現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．排放廢氣不僅浪費能源，而且嚴(yán)重違反能量守恒定律B．排放廢氣引起能量的耗散，但并沒有違反能量守恒定律C．當(dāng)前存在著環(huán)境惡化和能源短缺問題，所以必須加強(qiáng)廢氣排放等污染治理D．能量守恒定律揭示出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化5．(多選)下列說法正確的是()A．水能和風(fēng)能是“可再生能源”B．太陽能是一種清潔能源C．沼氣是一種新能源D．核能對環(huán)境的污染比常規(guī)能源對環(huán)境的污染更大題組二能量的轉(zhuǎn)化與守恒6．(多選)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量7．下列說法中正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的B．某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加C．能量耗散表明，在能量的轉(zhuǎn)化過程中能的總量逐漸減少D．不用電池，也不用上發(fā)條的“全自動”手表，說明能量可以憑空產(chǎn)生8．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度。他的辦法是：關(guān)好房間的門窗然后打開冰箱的所有門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將()A．逐漸有所升高B．保持不變C．開機(jī)時降低，停機(jī)時又升高D．開機(jī)時升高，停機(jī)時降低9．風(fēng)能是一種很好的可再生能源，而且對環(huán)境的污染較小，近年來我國在西北地區(qū)，建立了許多風(fēng)力發(fā)電廠。如圖所示為風(fēng)力發(fā)電的情景。通過風(fēng)輪機(jī)一個葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能。已知：空氣的密度為ρ，風(fēng)輪機(jī)葉片的長度為r，若風(fēng)速為v0，每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P，求此過程中：(1)單位時間內(nèi)每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得風(fēng)能的表達(dá)式；(2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用風(fēng)能的效率表達(dá)式。10．(多選)一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩，從水面上方高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離，假定空氣阻力可以忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是()A．運(yùn)動員到達(dá)最低點前的重力勢能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C．蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．蹦極過程中，重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取有關(guān)11．在日常生活中，人們習(xí)慣于用幾何相似性放大(或縮小)的倍數(shù)去得出結(jié)論，例如一個人身體長高了50%，做衣服用的布料也要多50%，但實際上這種計算方法是錯誤的。若物體的幾何限度為l，當(dāng)l改變時，其他因素按怎樣的規(guī)律變化？這類規(guī)律可稱之為標(biāo)度律，它們是由量綱關(guān)系決定的。在上例中，物體的表面積S∝l2。所以身高變?yōu)樵瓉淼?.5倍，所用的布料變?yōu)樵瓉淼?.52倍，即2.25倍。如果一只跳蚤的身長為2mm，質(zhì)量為0.2g，往上跳的高度可達(dá)0.3m?？杉僭O(shè)其用來跳高的能量E∝l3，在其平均密度不變的情況下，若身長變?yōu)?m，則這只跳蚤往上跳的最大高度最接近()A．0.3m B．3mC．30m D．300m12．如圖所示中的路燈為太陽能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0.3m2。晴天時電池板上每平方米每小時接收到的太陽輻射能約為3×106J。如果每天等效日照時間約為6h，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30W的路燈工作8h。光電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為多少？13．一質(zhì)量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105m處以7.50×103m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時的機(jī)械能；(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時速度大小的2.0%。課時分層作業(yè)(十六)123456781011CCCBCDABCADBAABCA1．C[煤、石油、天然氣是不可再生能源，對環(huán)境污染嚴(yán)重，生物能是可再生能源，對環(huán)境無污染或污染少，但它們都來自太陽輻射，故C項正確。]2．C[石油、天然氣屬于常規(guī)能源，不是新能源，故A錯誤；新能源是指新近才開始使用的能源，故B錯誤；一次能源是直接來自自然界而未經(jīng)加工轉(zhuǎn)化的能源，如石油，故C正確；石油屬于化石能源，不可再生，故D錯誤。]3．C[能量是守恒的，但人類能應(yīng)用的能源是有限的，若能源減少，個人錢再多也無法買到能源，故A錯誤；由于人類能利用的能源非常有限，節(jié)約能源不僅能使我們長久利用，并且可以減小由于常規(guī)能源在使用中帶來的污染等，故“節(jié)約能源”對人類社會發(fā)展有很大的影響，故C正確，故B、D錯誤。]4．BCD[排放廢氣浪費能源，引起能量的耗散，但不違反能量守恒定律，故A錯誤，B正確；當(dāng)前存在著環(huán)境惡化和能源短缺問題，所以必須加強(qiáng)廢氣排放等污染治理，故C正確；能量守恒定律揭示出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化，故D正確。]5．ABC[水能和風(fēng)能是“可再生能源”，A正確；太陽能是清潔能源，B正確；沼氣是人們開發(fā)的新能源，C正確；核能對環(huán)境的污染比常規(guī)能源較小，D錯誤。]6．AD[這四個現(xiàn)象中物體運(yùn)動過程中都受到阻力作用，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確；四個物體的運(yùn)動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確，B、C錯誤。]7．B[永動機(jī)違背了能量守恒定律，是不可能制造成功的，故A錯誤；根據(jù)能量守恒定律，某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加，故B正確；能量耗散表明，能量的總量雖然守恒，但其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，故C錯誤；能量是不可能憑空產(chǎn)生的，故D錯誤。]8．A[冰箱工作，會產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒有能量交換，所以房內(nèi)溫度會升高，故A項正確。]9．解析：(1)由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知12mv02而m＝πr2v0tρ ②把②代入①解得P總＝12(2)η＝PP總＝答案：(1)P總＝12πr210．ABC[運(yùn)動員到達(dá)最低點前，因高度一直在減小，故重力勢能始終減小，A正確；蹦極繩張緊后的下落過程中，蹦極繩的彈力向上，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加，B正確；蹦極過程中，因為只有重力與彈力做功，故運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C正確；蹦極過程中，重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取無關(guān)，D錯誤。]11．A[由題意知能量E∝l3，設(shè)E＝kl3，k是常數(shù)，跳蚤上升過程中，根據(jù)能量守恒定律有E＝kl3＝mgh＝ρgl3h，可得k＝ρgh，由于ρ、g不變，k是常數(shù)，所以高度h不變，仍為0.3m，選項A正確。]12．解析：每天(6h)太陽能電池板吸收的太陽能W總＝0.3×3×106×6J＝5.4×106J路燈正常工作，P＝P額＝30W正常工作8h消耗的電能W＝Pt＝30W×8×3600s＝8.64×105J利用太陽能的效率η＝WW總＝8答案：16%13．解析：(1)飛船著地前瞬間的機(jī)械能為Ek0＝12式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數(shù)據(jù)得Ek0＝4.0×108J ②飛船進(jìn)入大氣層時的機(jī)械能為Eh＝12mv式中，vh是飛船在高度1.6×105m處的速度大小。由③式和題給數(shù)據(jù)得Eh≈2.4×1012J。 ④(2)方法一(利用功能關(guān)系求解)飛船在高度h′＝600m處的機(jī)械能為Eh′＝12m(2.0100vh)由功能關(guān)系得W＝Eh′－Ek0 ⑥式中，W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)