高中物理魯科版3第六章能源與可持續(xù)發(fā)展第1節(jié)能源環(huán)境與人類生存 學(xué)業(yè)分層測評1

學(xué)業(yè)分層測評(十三)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列說法中正確的是()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E．水力發(fā)電站的電能最終來自于水的機(jī)械能【解析】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．水力發(fā)電的能量來源于太陽能，E錯．【答案】ABC2．“能源分類相關(guān)圖”如圖6-1-3所示，下列四組選項(xiàng)中，全部符合圖中陰影部分的能源是()圖6-1-3A．煤炭B．太陽能C．風(fēng)能D．潮汐能E．核能【解析】同時(shí)具備太陽能、新能源及可再生能源三個(gè)條件的有B、C、D三個(gè)選項(xiàng)．【答案】BCD3．關(guān)于自行車、電動自行車、普通汽車、高鐵動車組、大型輪船消耗能源的類型，下列正確的對應(yīng)關(guān)系是()A．自行車—生物能B．電動自行車—電能C．普通汽車—化學(xué)能D．高鐵動車組—化學(xué)能E．大型輪船—風(fēng)能【解析】高鐵動車組消耗的是電能，大型輪船消耗的是化學(xué)能，故A、B、C正確．【答案】ABC4．關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說法正確的是()A．太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B．石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中的二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C．“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D．“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化E．“溫室效應(yīng)”使土地干旱，沙漠化面積增大【解析】“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量．它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升、淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化沙漠化面積增大等，故B、C、E選項(xiàng)正確．【答案】BCE5．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作燃料的燃料電池汽車備受青睞．我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池汽車“超越三號”，已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)．氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括()A．原料來源廣B．儲存方便C．制備工氣廉價(jià)D．易燃燒E．熱值高【解析】氫易燃燒、熱值高，原料來源廣，但儲存難、制備成本高，故A、D、E正確．【答案】ADE6．太陽能是清潔的新能源，為了環(huán)保，我們要減少使用像煤炭這樣的常規(guī)能源而大力開發(fā)新能源．劃分下列能源的類別，把編號填入相應(yīng)的表格．①石油②地?zé)崮堍酆四堍芴烊粴猗蒿L(fēng)能⑥潮汐能類別編號新能源常規(guī)能源【解析】常規(guī)能源是指技術(shù)較為成熟且被大規(guī)模利用的能源，主要包括煤、石油、天然氣等；新能源是指尚未被大規(guī)模利用或利用歷史短的能源，如地?zé)崮?、核能、風(fēng)能、潮汐能等．注意：“風(fēng)能”作為新能源的利用方式是風(fēng)力發(fā)電．【答案】②③⑤⑥①④7．有下列各種能源：A.天然氣B．水能C．石油D．核能E．地?zé)崮蹻．電能G．太陽能H．潮汐能其中屬于不可再生能源的有________；屬于二次能源的有________；屬于化石能源的有________．【解析】根據(jù)能源的產(chǎn)生和利用情況進(jìn)行分類，不可再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工轉(zhuǎn)換成的另一種形態(tài)的能源，有F；化石能源有A、C.【答案】A、C、DFA、C8．為了開發(fā)新能源，某同學(xué)設(shè)想了一個(gè)利用氫能的方案，圖6-1-4是它的示意圖．請你判斷這一方案的可行性，并說明理由．圖6-1-4判斷：________．(填“可行”或“不可行”)理由：_________________________.【解析】不可行；①違反了能量守恒定律；②此流程每個(gè)環(huán)節(jié)皆消耗能量，因此不可能實(shí)現(xiàn)；③這種流程類似永動機(jī)，是不可能的．【答案】見解析[能力提升]9．“中國館”世博中心和主題館等主要場館，太陽能的利用規(guī)模達(dá)到了歷屆世博會之最．總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到×103kW.設(shè)太陽能電池板的發(fā)電效率為18%，已知地球表面每平方米接收太陽能的平均輻射功率為kW，那么所使用的太陽能電池板的總面積為________m2.【導(dǎo)學(xué)號：30110068】圖6-1-5【解析】設(shè)P＝×103kW，發(fā)電效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太陽能的功率P0＝kW，則由能量轉(zhuǎn)化與守恒得：P＝P0×S×η代入數(shù)據(jù)，解得S＝×104m2.【答案】×10410．水能是可再生能源，可持續(xù)地利用水能來發(fā)電，為人類提供“清潔”的能源．若一水力發(fā)電站水流的平均流量為Q(m3/s)，落差為h(m)，發(fā)電效率為η，則該電站全年的發(fā)電量(kW·h)約是多少？(g取10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3)【解析】每秒鐘水能轉(zhuǎn)化為電能的量為E＝ηQρgh，也就是發(fā)電功率，所以一年內(nèi)的發(fā)電量E′＝365×24×3600×eq\f(1,×10－6ηQgh(kW·h)≈×104ηQh(kW·h)．【答案】×104ηQh(kW·h)11．如圖6-1-6所示是一種太陽能草坪節(jié)能燈，太陽能電池板供一只“10V9W”的電子節(jié)能燈工作，若太陽能電池板接收太陽能的有效面積為m2，平均1小時(shí)得到的太陽輻射能為×106J，太陽光平均一天按8小時(shí)計(jì)算，恰好可以供電子節(jié)能燈工作10小時(shí)．問：圖6-1-6(1)太陽能節(jié)能燈的能量轉(zhuǎn)化情況；(2)太陽能電池板單位面積上接收太陽能的功率為多少？(3)太陽能節(jié)能燈利用太陽能的效率大約是多少？【解析】(1)能量轉(zhuǎn)化：太陽能→電能→光能(熱能)．(2)電池板單位面積上接收功率：P＝eq\f×106,×1×3600)W＝W.(3)節(jié)能燈效率：η＝eq\f×10×3600,×106×8)×100%＝10%.【答案】(1)見解析(2)W(3)10%12．風(fēng)力發(fā)電作為一種無污染、低成本的電力產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景廣闊，我國風(fēng)力資源豐富，到2000年底，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總裝機(jī)容量已達(dá)264萬千瓦．風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)推動葉輪轉(zhuǎn)動，將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，再將葉輪的動能轉(zhuǎn)化為電能．圖6-1-7(1)設(shè)空氣的密度為ρ，每個(gè)葉輪的長度為L，正對葉輪的水平風(fēng)速為v，整個(gè)發(fā)電機(jī)的效率為η，那么每臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率P為多大？(2)我國研制的WD-646型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每個(gè)葉輪L＝22m，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15m/s時(shí)，其輸出電功率可達(dá)600kW.求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的總效率η.(空氣的密度為kg/m3)【解析】(1)m＝ρSvt＝ρπL2vtEk＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)πρL2v3tP＝eq\f(ηEk,t)＝eq\f(1,2)πηρL2v3.(2)由P＝eq\f(1,2)πηρL2v3得η＝eq\f(2P,πρL2v3)×100%＝eq\f(2×600×103,××222×153)×100%＝18%.【答案】(1)eq\f(1,2)πηρL2v3(2)18%13．太陽每年輻射到地球上的能量可達(dá)1018kW·h.(已知地球到太陽的距離r＝×1011m，地球的半徑為R＝×106m)(1)試估算太陽每年釋放的能量；(2)如果太陽輻射到地球上的能量全部用來推動熱機(jī)發(fā)電，能否每年發(fā)出1018度電？【解析】太陽的能量向四面八方輻射，地球僅僅是“四面八方”中的一個(gè)“小單元”，因此太陽輻射的能量只有一小部分到達(dá)地球．(1)地球到太陽的距離為r＝×1011m，地球的半徑為R＝×106m，所以地球的接收面積為S＝πR2.以太陽為球心，以日地