2024版新教材高中物理課時分層作業(yè)二十一能源與可持續(xù)發(fā)展新人教版必修第三冊

課時分層作業(yè)(二十一)能源與可持續(xù)發(fā)展A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．你看見過雜技里的蹦床表演嗎？演員從高處跳下，落在蹦床上又被彈起，在這個過程中，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化順序是()A.重力勢能—動能—彈性勢能—動能—重力勢能B.動能—彈性勢能—重力勢能C．勢能—動能—勢能—動能D．動能—彈性勢能—動能—重力勢能2．(多選)在能源消耗的過程中，我們很難把一些能源消耗產(chǎn)生的內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散．對于能量的耗散理解正確的是()A．能量的耗散說明能量在不斷的減少B．能量的耗散遵循能量守恒定律C．能量的耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但能量卻可以憑空消失D．能量的耗散從能量的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性3．下述做法能改善空氣質(zhì)量的是()A．以煤等燃料作為主要生活燃料B．利用太陽能、風(fēng)能和氫能等干凈能源代替化石能源C.鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車D．限制使用電動車4．低碳生活是一種綠色而又環(huán)保的新型生活方式．日常生活注意節(jié)電、節(jié)油、節(jié)氣、節(jié)水，從點(diǎn)滴做起，保護(hù)環(huán)境，保護(hù)地球．下列關(guān)于能源與能量的理解正確的是()A．能量是守恒的，沒有必要提倡節(jié)約能源B．能量的耗散表明自然界的能量在利用過程中正在不斷地消失C．自然界中石油、煤炭等能源取之不盡，用之不竭，只需不斷開發(fā)D．人類應(yīng)積極開發(fā)與利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能等可再生的新能源5．(多選)關(guān)于能量守恒、能源短缺、環(huán)境惡化的下列說法正確的是()A．自然界的能量雖然守恒，但是我們還是要節(jié)約能源，原因是能量在轉(zhuǎn)化過程中存在能量的耗散B.煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān)，在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤炭和石油的開采是有限的，這叫能源短缺C.煤炭和石油資源是有限的，以今天的開采和消耗速度，石油儲藏將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)利用，這叫能源短缺D．大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排出有害氣體污染了空氣，改變了大氣成分，使環(huán)境惡化6．目前，共享單車作為綠色出行的交通工具，成為時尚．甲、乙兩種共享單車都采用了電子鎖，車鎖內(nèi)集成了GPS模塊與聯(lián)網(wǎng)模塊等，這些模塊工作時需要電能．這兩種共享單車采用了不同的方式獲取電能：甲車靠小型發(fā)電機(jī)——踩動單車時，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能，如圖1所示；乙車靠車筐底部的太陽能電池板——有光照時，產(chǎn)生電能，如圖2所示．這兩種共享單車獲取電能時，都是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．關(guān)于它們的能量轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是()A．都是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B．都是把光能轉(zhuǎn)化為電能C．甲車把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，乙車把光能轉(zhuǎn)化為電能D.甲車把光能轉(zhuǎn)化為電能，乙車把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能7.如圖，某地有一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為20m的圓面．某時間內(nèi)該地區(qū)的風(fēng)速是6.0m/s，風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直．已知空氣的密度為1.2kg/m3.假如這個風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將此圓內(nèi)10%的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能，則此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率約為()A．2.7kWB．16.3kWC．27kWD．163kW8.構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會深得民心，遍布于生活的方方面面．自動充電式電動車就是很好的一例，電動車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接．當(dāng)騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時，自行車就可以通過發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來．某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關(guān)系如圖中圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化的關(guān)系如圖中圖線②所示．則第二次向蓄電池所充電的電能是()A．200JB．250JC．300JD．500J9.(多選)如圖為裝在屋頂上的太陽能電池板，每塊電池板的面積為2m2．晴天時，電池板每平方米每分鐘接收到的太陽能為6×104J，電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為25%.以下說法不正確的是()A．太陽能為可再生能源B．電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為25%表示此過程能量不守恒C．晴天時太陽照射2h，每塊電池板產(chǎn)生的電能為1.44×107JD．晴天時的一天，一塊電池板產(chǎn)生的電能可以提供十盞60W的白熾燈正常工作20hB組能力提升練10.[2023·全國高三專題](多選)細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，如圖所示．使小球在豎直平面內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，小球停止擺動．下列說法正確的是()A．小球機(jī)械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球擺動過程中，只有動能和重力勢能在相互轉(zhuǎn)化D.總能量守恒，但小球的機(jī)械能減少11.太陽能及風(fēng)能是清潔能源，我國已經(jīng)建成眾多的太陽能及風(fēng)力發(fā)電場．風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)的動能推動風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電能的．某風(fēng)力發(fā)電場安裝有兩臺超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每片扇葉長達(dá)80m，該地區(qū)常年的平均風(fēng)速v＝5.0m/s.已知風(fēng)向跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，空氣的密度ρ＝1.25kg/m3，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑R＝80m的圓面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將通過圓面的空氣的動能的10%轉(zhuǎn)化為電能．(1)求每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P；(2)已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值q＝3.0×107J/kg，則該風(fēng)力發(fā)電場年發(fā)電量相當(dāng)于燃燒多少標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱量？課時分層作業(yè)(二十一)能源與可持續(xù)發(fā)展1．解析：演員在高處具有重力勢能，從高處跳下時重力勢能減少，動能增加，到蹦床上后，動能減少，蹦床的彈性勢能增加，又被彈起時，蹦床的彈性勢能減少，演員的動能增加，離開蹦床后再往上的過程演員的動能減少，重力勢能增加．因此演員從高處跳下落在蹦床上又被彈起的過程中，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化順序?yàn)橹亓菽堋獎幽堋獜椥詣菽堋獎幽堋亓菽埽鸢福篈2．解析：能量的耗散是能量變成了無法收集利用的內(nèi)能，能量不會減少，A錯誤；能量守恒定律適用于整個自然界，物質(zhì)能量變化必須遵循能量守恒定律，B正確；能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，C錯誤；能量的耗散是一個宏觀過程，代表著能量向不可收集利用的方向轉(zhuǎn)化，D正確．答案：BD3．解析：以煤作為主要生活燃料會產(chǎn)生大量污染物，如CO、CO2、SO2等有害氣體，污染大氣，導(dǎo)致溫室效應(yīng)、酸雨等環(huán)境問題，故A項(xiàng)錯誤；利用太陽能、風(fēng)能等替代化石能源可以減少有害氣體的排放，解決能源問題的最佳方法是開發(fā)新能源(如風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能、水能、核能、生物質(zhì)能等)，故B項(xiàng)正確；汽車尾氣中含有氮氧化物和硫氧化物，會嚴(yán)重污染大氣，汽車越多，則污染越嚴(yán)重，故C項(xiàng)錯誤；使用電動車不會產(chǎn)生污染，故限制使用電動車不能改善空氣質(zhì)量，故D錯誤．答案：B4．解析：在能源的利用過程中，雖然能量在數(shù)量上并未減少，但可利用率越來越小，故仍需節(jié)約能源，故A錯誤；能量的耗散表明自然界的能量在轉(zhuǎn)化的過程中可利用率越來越小，但總量不會減小，故B錯誤；自然界中石油、煤炭指的是億萬年前的大量生物的遺體在地層中經(jīng)過一系列生物化學(xué)變化而生成的，在短時間內(nèi)不能再生，是不可再生能源，故C錯誤；風(fēng)能、太陽能、潮汐能是可再生能源，人類應(yīng)多開發(fā)與利用，故D正確．答案：D5．解析：自然界的能量雖然守恒，但是我們還是要節(jié)約能源，原因是能量在轉(zhuǎn)化過程中存在能量的耗散，故A正確；煤炭和石油都是由幾億年以前的生物遺體形成的，這些能源不能再次生成，也不可重復(fù)使用，它們的儲量是有限的，并不是取之不盡、用之不竭的，這是所講的能源短缺，故B錯誤，C正確；大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排出有害氣體污染了空氣，改變了大氣成分，使環(huán)境惡化，故D正確．答案：ACD6．解析：甲車靠小型發(fā)電機(jī)——踩動單車時，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能，故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；乙車靠車筐底部的太陽能電池板——有光照時，產(chǎn)生電能，故是光能轉(zhuǎn)化為電能，故C項(xiàng)正確．答案：C7．解析：依題意，空氣把動能轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律有Pt＝Ek×10%，又因?yàn)镋k＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)(ρ·πr2·vt)·v2＝eq\f(1,2)ρπr2v3t，兩式聯(lián)立，代入題中相關(guān)數(shù)據(jù)求得此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率P≈16.3kW.故選B.答案：B8．解析：電動車在運(yùn)動過程中的摩擦力大小不變，從題圖看出，第二次的位移是第一次的eq\f(3,5)，故節(jié)約的能量為初動能的eq\f(2,5)，由能量守恒定律得所充的電能為eq\f(2,5)Ek0＝eq\f(2,5)×500J＝200J，A正確．答案：A9．解析：太陽能可以從自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充，屬于可再生能源，故A正確；電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為25%只是表示太陽能有25%能轉(zhuǎn)化成電能，并不代表能量不守恒，故B錯誤；由題意可知晴天時太陽照射2h，每塊電池板產(chǎn)生的電能為E＝2×6×104×2×60×25%J＝3.6×106J，故C錯誤；晴天時的一天，日照按12h計算，一塊電池板產(chǎn)生的電能為E′＝6E＝2.16×107J，能讓十盞60W的白熾燈工作的時間為t＝eq\f(E′,P)＝eq\f(2.16×107J,10×60W)＝3.6×104s＝10h，故D錯誤．答案：BCD10．解析：小球在豎直平面內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，小球停止擺動，說明機(jī)械能通過克服阻力做功不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機(jī)械能不守恒，故A正確；小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量的種類變了，但能量不會消失，故B錯誤；小球長時間擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的同時，機(jī)械能不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故擺動的幅度越來越小，但總能量守恒，故C錯誤，D正確．答案：AD11．解析：(1)