2022版高中物理 第二章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展試題 魯科版必修2

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1、2022版高中物理 第二章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展試題 魯科版必修2 【二維選題表】 物理觀念 科學(xué)思維 科學(xué)探究 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 能源的認(rèn)識(shí)和能源開發(fā) 1(易),2(易),3(易) 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 4(易),5(易),6(易),7(易), 8(中),9(中),10(難) 7(易),8(中) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1.煤、石油、天然氣和生物資源的能量作為能源的共同特點(diǎn)是(　C　) A.可再生能源,取之不盡,用之不竭 B.不可再生能源,用一點(diǎn),少一點(diǎn) C.來(lái)自太陽(yáng)輻射的能量 D.污染環(huán)境的能源 解析:煤、石油、天然氣是不可

2、再生能源,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,生物資源是可再生能源,對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染很少,這些能源都來(lái)自太陽(yáng)輻射的能量. 2.下述做法能改善空氣質(zhì)量的是(　B　) A.以煤等燃料作為主要生活燃料 B.利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源 C.鼓勵(lì)私人購(gòu)買和使用汽車代替公交車 D.限制使用電動(dòng)車 解析:本題考查的是當(dāng)今社會(huì)的熱門話題:環(huán)境保護(hù)、改善空氣質(zhì)量,主要是減少污染氣體的排放. 3.(多選)下面關(guān)于能源的說(shuō)法中正確的是(　BC　) A.一切能源是取之不盡,用之不竭的 B.能源是有限的,特別是常規(guī)能源,如煤、石油、天然氣等 C.大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化,故提倡開發(fā)利用新能源 D.

3、核能的利用對(duì)環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大 解析:盡管能量守恒,但耗散的內(nèi)能無(wú)法重新收集利用,所以能源是有限的,特別是常規(guī)能源,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;常規(guī)能源的利用比核能的利用對(duì)環(huán)境的影響大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 4.下列說(shuō)法中正確的是(　C　) A.熱量不能自動(dòng)地從高溫物體傳給低溫物體 B.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 C.熱傳導(dǎo)是有方向性的 D.煤的利用使其逐漸減少說(shuō)明能量是不守恒的 解析:熱量能自動(dòng)地從高溫物體傳給低溫物體,是符合熱傳導(dǎo)的方向性規(guī)律的,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;熱量雖不能自動(dòng)地從低溫物體向高溫物體傳導(dǎo),但在一定的外界影響下可以,如電冰箱等制冷設(shè)備,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤

4、.“能量耗散”是指能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中沒(méi)有辦法把流散的能量重新收集起來(lái)再加以利用,能源的利用使其減少但能量還是守恒的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 5.能源利用的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是(　C　) A.能量的消失過(guò)程 B.能量的創(chuàng)造過(guò)程 C.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程 D.能量的轉(zhuǎn)化、傳遞并且逐漸消失的過(guò)程 解析:能源利用的過(guò)程是做功或熱傳遞的過(guò)程,前者是能量的轉(zhuǎn)化,后者是能量的轉(zhuǎn)移.選項(xiàng)C正確. 6.下列過(guò)程中,可能發(fā)生的是(　C　) A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而沒(méi)有引起其他變化 B.打開一高壓密閉容器,其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)逸進(jìn)去,恢復(fù) 原狀 C.利用其他手段,使低

5、溫物體的溫度更低,使高溫物體的溫度更高 D.將兩瓶不同液體混合,然后又自發(fā)地各自分開 解析:根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的方向性可知,機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不能夠完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化,內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能需要借助其他條件,引起其他變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;高壓密閉容器內(nèi)氣體可以自由地逸出變?yōu)榈蛪簹怏w,但低壓氣體要變?yōu)楦邏簹怏w,再返回到容器內(nèi)需要外力作用才能完成,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;利用冰箱,通過(guò)消耗電能可以使物體的溫度變得更低,利用電爐可以使物體的溫度變得更高,選項(xiàng)C正確;兩瓶不同液體混合,分子擴(kuò)散,但擴(kuò)散過(guò)程不可逆,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.在最近幾年的夏季家電市場(chǎng)上出現(xiàn)一個(gè)新寵“變頻空調(diào)”,據(jù)專家介紹

6、變頻空調(diào)比定頻要節(jié)能,因?yàn)槎l空調(diào)開機(jī)時(shí)就等同于汽車起動(dòng)時(shí),很耗能,是正常運(yùn)行的5至7倍.定頻空調(diào)在工作時(shí)達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī),等溫度高了再繼續(xù)起動(dòng),這樣會(huì)頻繁起動(dòng),耗電多,而變頻空調(diào)起動(dòng)時(shí)有一個(gè)由低到高的過(guò)程,而運(yùn)行過(guò)程是通過(guò)自動(dòng)變速來(lái)保持室內(nèi)溫度,從開機(jī)到關(guān)機(jī)中間不停機(jī),而是達(dá)到設(shè)定溫度后就降到最小功率運(yùn)行,所以比較省電.閱讀上述介紹后,分析以下說(shuō)法中合理的是(　C　) A.變頻空調(diào)節(jié)能,運(yùn)行中不遵守能量守恒定律 B.變頻空調(diào)運(yùn)行中做功少,轉(zhuǎn)化能量多 C.變頻空調(diào)在同樣工作條件下運(yùn)行效率高,省電 D.變頻空調(diào)和定頻空調(diào)做同樣功時(shí),消耗電能不同 解析:自然界的一切過(guò)程都遵守能量守恒定

7、律,選項(xiàng)A錯(cuò).功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做同樣功,消耗同樣電能,選項(xiàng)B,D錯(cuò).由變頻空調(diào)的工作特點(diǎn)可知省電的原理是效率高,選項(xiàng)C對(duì). 素養(yǎng)提升 8.某中學(xué)“STS”小組對(duì)開發(fā)和利用水資源進(jìn)行研究,同學(xué)們認(rèn)為在放自來(lái)水時(shí),水的機(jī)械能沒(méi)有得到利用而白白浪費(fèi).于是他們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下經(jīng)過(guò)研制,在水龍頭處安裝了一只小型水輪發(fā)電機(jī),當(dāng)放水時(shí)水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.設(shè)小型水輪發(fā)電機(jī)的效率為40%,水塔內(nèi)的水面高于水龍頭10 m,且保持不變.當(dāng)水龍頭放出1 t水時(shí),小型水輪發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能為(　D　) A.4 000 J B.98 000 J C.588 000 J D.39 200 J 解析:

8、E1=mgh=1 000×9.8×10 J=9.8×104 J,E2=ηE1=40%×9.8× 104 J=3.92×104 J.選項(xiàng)D正確. 9.電動(dòng)車所需能量由它所攜帶的蓄電池供給.如圖為某類電動(dòng)車與汽油車性能的比較.通常車用電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量是汽油機(jī)的4倍或5倍.為促進(jìn)電動(dòng)車的推廣使用,在技術(shù)上主要應(yīng)對(duì)電動(dòng)車的蓄電池、電動(dòng)機(jī)等部件加以改進(jìn). 給電動(dòng)車蓄電池充電的能量實(shí)際上來(lái)自于發(fā)電站.一般發(fā)電站燃燒燃料所釋放出來(lái)的能量?jī)H30%轉(zhuǎn)化為電能,在向用戶輸送及充電過(guò)程中又損失了20%,這意味著使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率為(　C　) A.21% B.24% C.16.8% D

9、.4.2% 解析:由題圖可知電動(dòng)車的效率是70%,使用電動(dòng)車時(shí)能量轉(zhuǎn)化的總效率為30%×(1-20%)×70%=16.8%,選項(xiàng)C正確. 10. 如圖所示,皮帶的速度是3 m/s(皮帶不打滑),兩圓心距離s= 4.5 m,現(xiàn)將m=1 kg的物體輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(shí)(g=10 m/s2),求: (1)小物體獲得的動(dòng)能Ek; (2)這一過(guò)程摩擦產(chǎn)生的熱量Q; (3)這一過(guò)程電動(dòng)機(jī)消耗的能量E. 解析:(1)由題意得,μmg=ma,a=1.5 m/s2 設(shè)物體的位移為s1時(shí),與皮帶的速度相同,根據(jù)動(dòng)能定理得μmgs1 =mv2,代入數(shù)據(jù)得s1=3 m<4.5 m, 即物體最終與皮帶達(dá)到共同速度, 此時(shí)Ek=mv2=×1×32 J=4.5 J. (2)v=at,t=2 s Q=μmg(vt-s1)=0.15×1×10×(6-3)J=4.5 J, 根據(jù)能量守恒定律知摩擦產(chǎn)生的熱量Q為4.5 J. (3)根據(jù)能量守恒定律知電動(dòng)機(jī)消耗的能量 E=Ek+Q=4.5 J+4.5 J=9 J. 答案:(1)4.5 J (2)4.5 J　(3)9 J