人教版高中物理（必修三）同步講義+練習(xí)12.4能源與可持續(xù)發(fā)展（含解析）

第十二章電能能量守恒定律第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)知道不同形式的能量可互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中能量總量保持不變，能量轉(zhuǎn)化是有方向性的。了解可再生能源和不可再生能源的分類，認(rèn)識(shí)能源的過度開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境的影響1.掌握能量守恒定律的內(nèi)容和重要意義.2.了解什么是能源的耗散和品質(zhì)降低，認(rèn)識(shí)自然界中能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性.3.了解能源的分類與應(yīng)用.4.認(rèn)識(shí)當(dāng)前環(huán)境問題，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)．（一）課前閱讀：1.近幾年流行一種“自發(fā)電電動(dòng)車”，基本原理是將一小型發(fā)電機(jī)緊靠車輪處，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出的電又繼續(xù)供給電動(dòng)車，你認(rèn)為僅靠這種方式，電動(dòng)車能持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去嗎？答案僅靠這種方式，不能使電動(dòng)車持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去．因?yàn)榭窟@種方式，只能將電動(dòng)車的一部分能量收集起來，但電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力做負(fù)功，不斷把電動(dòng)車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，要想使電動(dòng)車持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，必須不斷地給電動(dòng)車補(bǔ)充新的能量，如用腳蹬電動(dòng)車或給電動(dòng)車的電源充電．2．內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為電能，電能可以轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能、機(jī)械能……既然能量是守恒的，不會(huì)憑空消失，為什么還要節(jié)約能源呢？答案雖然能量的總量沒有減少，但由于能量轉(zhuǎn)化的方向性，使能量從便于利用的形式轉(zhuǎn)化為不便于利用的形式，導(dǎo)致了可利用的能源減少，因此我們?nèi)砸?jié)約能源．（二）基礎(chǔ)梳理一、能量守恒定律、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性1．能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．2．能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性（1）一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的．（2）能量的耗散：其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后不能再重復(fù)利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散．（3）能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性【拓展補(bǔ)充】把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過一會(huì)，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。是否可能發(fā)生這樣的現(xiàn)象:原來溫度相同的水和雞蛋，過一會(huì)兒水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升?答案：不能發(fā)生二、能量的分類與應(yīng)用1．能源的分類(1)不可再生能源：煤炭、石油和天然氣是目前人類生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，這類能源又叫作化石能源．化石能源無法在短時(shí)間內(nèi)再生，所以這類能源叫作不可再生能源．(2)可再生能源：水能和風(fēng)能等能源，歸根結(jié)底來源于太陽能．這些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源．2．能源的開發(fā)與應(yīng)用近年來，我國(guó)在能源開發(fā)方面取得了很大的成就：如：太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電．【即學(xué)即練】判斷下列說法的正誤.(1)由能量守恒定律知，能量是取之不盡、用之不竭的，也不必要節(jié)約能源．(×)(2)熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，也可以自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體．(×)三、能源與社會(huì)發(fā)展1．隨著人口迅速增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及工業(yè)化程度的提高，能源短缺和過度使用化石能源帶來的環(huán)境惡化已經(jīng)成為關(guān)系到人類社會(huì)能否持續(xù)發(fā)展的大問題．2．可持續(xù)發(fā)展(1)可持續(xù)發(fā)展的核心：追求發(fā)展與資源、環(huán)境的平衡：既滿足當(dāng)代人的需求，又不損害子孫后代的需求．(2)需要做好兩方面：①要大力提倡節(jié)能；②發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等在生產(chǎn)及消費(fèi)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染程度低的清潔能源．【即學(xué)即練】判斷下列說法的正誤.(3)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．(√)(4)能量的耗散就是能量的總量在減少．(×)能量守恒定律能量守恒定律的理解與應(yīng)用1．自然界中不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，一種形式的能量減少一定伴隨著其他形式的能量增加，能量的總量保持不變．2．能量守恒定律的適用范圍能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是在各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律．3．能量守恒定律的表達(dá)式(1)E初＝E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和．(2)ΔE增＝ΔE減，某些能量的增加量等于其他能量的減少量．4．應(yīng)用步驟(1)明確研究對(duì)象及研究過程；(2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化；(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量減少；(4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)．【典例精析】例1．能量守恒定律的建立是人類認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一．下列說法正確的是()A．因?yàn)槟芰渴睾?，所以能量可以隨意使用B．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化C．因?yàn)槟芰坎粫?huì)消失，所以不可能有能源危機(jī)D．能量可以被消滅，也可以被創(chuàng)生答案B解析能量是守恒的，但在利用能量的過程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，符合自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都有方向性，是不可逆的，應(yīng)節(jié)約能源，故A、C錯(cuò)誤；自然界中的能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，不同形式的能量間可以相互轉(zhuǎn)化，故B正確；能量不能被創(chuàng)生，也不能被消滅，故D錯(cuò)誤．例2．某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速約為v，空氣的密度為ρ，如果把通過橫截面積S的風(fēng)的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為電能，則用上述已知量計(jì)算電功率的公式為()A．P＝eq\f(1,2)ρSv B．P＝eq\f(1,2)ρSv2C．P＝eq\f(1,2)ρSv3 D．P＝eq\f(1,2)ρSv4答案C解析風(fēng)能完全轉(zhuǎn)化為電能，由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Pt，其中m＝ρV＝ρvtS，聯(lián)立解得P＝eq\f(ρv3tS,2t)＝eq\f(1,2)ρSv3，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．二、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性對(duì)“能量的耗散和品質(zhì)降低”的理解(1)各種形式的能最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到周圍的環(huán)境中，分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也不過只能使地球、大氣稍稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功了．(2)從可被利用的價(jià)值來看，內(nèi)能較之機(jī)械能、電能等，是一種低品質(zhì)的能量．由此可知，能量的耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，實(shí)際上是將能量從高度有用的形式降級(jí)為不太可用的形式．(3)能量的耗散導(dǎo)致可利用能源減少，所以要節(jié)約能源．【典例精析】例3．(多選)電冰箱能夠不斷地把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳給溫度較高的外界空氣，下列說法正確的是()A．熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B．在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體C．熱量的傳遞過程不具有方向性D．在自發(fā)的條件下熱量的傳遞過程具有方向性答案BD解析自然界一切自發(fā)過程都有方向性，如熱傳導(dǎo)，熱量總是由高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體；又如擴(kuò)散，氣體總是自發(fā)地由密度大的地方向密度小的地方擴(kuò)散．在外界幫助下氣體可以由密度小的地方向密度大的地方擴(kuò)散，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，電冰箱就是借助外界做功把熱量從低溫物體傳向高溫物體，故選B、D.例4．熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象．所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過程中無法把耗散的能量重新收集、重新加以利用．下列關(guān)于能量耗散的說法中正確的是()A．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量減少了B．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了C．能量耗散表明，能量守恒定律不一定正確答案B解析能量雖然有耗散但總的能量是守恒的，在轉(zhuǎn)化的過程中總量不會(huì)減少，故A、C錯(cuò)誤；能量耗散表明在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但是在可利用的品質(zhì)上降低了，故B正確；自然界中的宏觀過程具有方向性，能量耗散就是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映了這種方向性，故D錯(cuò)誤．三、能源的分類與應(yīng)用能源與社會(huì)發(fā)展1．能源的分類按可否再生分為可再生能源與不可再生能源(1)不可再生能源：人們把煤炭、石油、天然氣叫作化石能源．化石能源無法在短時(shí)間內(nèi)再生，被叫作不可再生能源．(2)可再生能源：在自然界可以再生，例如水能、風(fēng)能、潮汐能、生物能、地?zé)崮艿龋?．能源和環(huán)境污染(1)溫室效應(yīng)：石油和煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量，因此加劇了溫室效應(yīng)．溫室效應(yīng)使得兩極的冰雪融化，海平面上升，淹沒沿海城市，使海水倒流入河流，從而使耕地鹽堿化；溫室效應(yīng)使全球降水量變化，影響氣候和植被變化，影響人體健康．(2)酸雨：酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水．形成酸雨的主要原因是燃燒煤炭和石油，以及工業(yè)生產(chǎn)等釋放到大氣中的二氧化硫等物質(zhì)使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蝕建筑物、酸化土壤．(3)光化學(xué)煙霧：內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的高溫使空氣和燃料中的多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氮的氧化物和碳?xì)浠衔铮@些化合物在大氣中受到紫外線的照射，產(chǎn)生二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧．這些物質(zhì)有毒，會(huì)引起人的多種疾?。硗?，常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是一種主要的污染物．3．能源與社會(huì)發(fā)展要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展就要樹立新的能源安全觀，并轉(zhuǎn)變能源的供需模式．一方面大力提倡節(jié)約能源，另一方面要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等清潔能源，推動(dòng)人類與自然的和諧發(fā)展．【典例精析】例5．某市有20萬臺(tái)空調(diào)機(jī)，每臺(tái)空調(diào)機(jī)在夏季平均使用60天，每天耗電8kW·h.為了節(jié)約能源，該市政府建議大家都把室內(nèi)設(shè)定溫度提高1℃，這樣每臺(tái)空調(diào)機(jī)每天可節(jié)省6%的電能．那么這樣做能使該市在夏季節(jié)省多少電能？已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是2.92×107J/kg.發(fā)電廠的發(fā)電效率是30%.請(qǐng)計(jì)算一下，這項(xiàng)節(jié)能建議的實(shí)現(xiàn)能在1年內(nèi)節(jié)約多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤？(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案2.1×1013J2.4×103t解析設(shè)可節(jié)省的電能為E，則E＝8×6%×60×20×104kW·h＝5.76×106kW·h≈2.1×1013J，設(shè)1年內(nèi)節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為m，由能量守恒定律有2.92×107J/kg×m×30%＝E，解得m≈2.4×106kg＝2.4×103t.1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運(yùn)動(dòng)形式都有對(duì)應(yīng)的能：機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能，分子的熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能，還有其他運(yùn)動(dòng)中的電磁能、化學(xué)能、原子能等。(2)各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化。例如，利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化與守恒解題的步驟(1)首先分析研究對(duì)象的受力和做功情況，能量的轉(zhuǎn)化方向及初、末狀態(tài)能量的具體形式。(2)分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式。(3)依據(jù)ΔE減＝ΔE增列式求解。3．能源的分類方式及能源特點(diǎn)對(duì)比分類方法分類名稱特點(diǎn)舉例按形式或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開發(fā)，或有新的利用方式太陽能、核能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、沼氣、風(fēng)能按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境的污染情況分清潔能源對(duì)環(huán)境基本沒有污染太陽能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)4．能源對(duì)環(huán)境的影響(1)常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的影響：石油和煤燃燒產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”，引發(fā)了一系列問題，如兩極的冰雪融化、海平面上升，海水倒灌、耕地鹽堿化……這些都是人類過度開發(fā)自然所產(chǎn)生的嚴(yán)重問題。(2)做好環(huán)境保護(hù)工作：目前的任務(wù)是采用能源新技術(shù)，解決突出的環(huán)境污染問題。例如，城市生活垃圾問題，變垃圾為能源；提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率，解決尾氣問題，達(dá)到廢氣“零排放”；環(huán)境污染的綜合治理問題，解決廢物、廢水、廢氣等，變廢為寶。一、單選題1．（2022·山西·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）2021年全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽中風(fēng)帆車項(xiàng)目是利用自然風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)帆車前進(jìn)，2022年該大賽中太空車項(xiàng)目是利用電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)太空車攀爬障礙物。關(guān)于它們的能量轉(zhuǎn)化，以下說法正確的是（）A．都是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．都是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．風(fēng)帆車將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，太空車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．風(fēng)帆車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，太空車將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】C【解析】風(fēng)帆車項(xiàng)目是利用自然風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)帆車前進(jìn)，風(fēng)帆車是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，太空車項(xiàng)目是利用電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)太空車攀爬障礙物，太空車是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。故選C。2．（2022春·海南省直轄縣級(jí)單位·高一校考期中）以下幾種發(fā)電方式，屬于利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的是（）A．核電站發(fā)電 B．太陽能發(fā)電C．風(fēng)力發(fā)電 D．火力發(fā)電【答案】C【解析】A．核電站發(fā)電是利用核能最終轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，故A錯(cuò)誤；B．太陽能發(fā)電利用太陽能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，故B錯(cuò)誤；C．風(fēng)力發(fā)電是利用空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，即利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，故C正確；D．火力發(fā)電是先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，接著轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（2023·浙江金華·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）碳酸飲料具有高熱量，過量飲用會(huì)影響身體健康。如圖所示是一款碳酸飲料的相關(guān)信息，與圖中“大卡”對(duì)應(yīng)的單位是（）A．W B．J C．K D．SKIPIF1<0【答案】B【解析】“大卡”是熱量單位，熱量的國(guó)際單位為焦耳SKIPIF1<0一大卡等于1000卡約等于4200焦耳。故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。4．（2023春·寧夏銀川·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）能量守恒定律是人類認(rèn)識(shí)自然的最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，下列說法正確的是（）A．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化B．能量可以被創(chuàng)生，也可以被消滅C．因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以不需要?jié)約能源D．因?yàn)槟芰渴鞘睾愕模圆豢赡馨l(fā)生能源危機(jī)【答案】A【解析】A．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，總量不變。故A正確；B．能量不能被創(chuàng)生，也不能被消滅。故B錯(cuò)誤；CD．雖然能量是守恒的，總量不變，但是我們可以利用的能源是有限的，故一定要節(jié)約能源防止能源危機(jī)。故CD錯(cuò)誤。故選A。5．（2023春·遼寧遼陽·高二統(tǒng)考期末）一種叫作“壓電陶瓷”的電子元件，當(dāng)對(duì)它擠壓或拉伸時(shí)，它的兩端就會(huì)形成一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃?xì)獯蚧饳C(jī)，就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕，壓電陶瓷片就會(huì)產(chǎn)生10kV~20kV的高壓，形成火花放電，從而點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是（）A．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能C．光能轉(zhuǎn)化為電能 D．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】壓電陶瓷片能量轉(zhuǎn)化前要消耗機(jī)械能（大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕），轉(zhuǎn)化后得到了電能（產(chǎn)生10kV~20kV的高壓，形成火花放電），故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．（2023春·浙江衢州·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，為我國(guó)某地的一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片的半徑為R，若風(fēng)速恰好與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)所在圓面垂直，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η。已知空氣密度為ρ，風(fēng)速為v。下列說法正確的是（）

A．單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的質(zhì)量為SKIPIF1<0B．單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為SKIPIF1<0C．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為SKIPIF1<0D．若每天平均有SKIPIF1<0的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量為SKIPIF1<0【答案】C【解析】AB．單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的質(zhì)量為SKIPIF1<0單位時(shí)間內(nèi)沖擊發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為SKIPIF1<0故AB錯(cuò)誤；C．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為SKIPIF1<0故C正確；D．若每天平均有SKIPIF1<0的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量滿足SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤。故選C。7．（2023春·江蘇徐州·高一徐州市第一中學(xué)?？计谥校?022年6月30日位于浙江安吉的長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站全部機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。該項(xiàng)目是華東地區(qū)最大的抽水蓄能電站，主要承擔(dān)整個(gè)華東電網(wǎng)調(diào)峰、填谷的雙倍調(diào)峰功能。電站在電網(wǎng)用電低谷時(shí)將水抽到高處，在電網(wǎng)用電高峰時(shí)再利用水能發(fā)電，平均用4度谷電能換3度峰電。電站每年可生產(chǎn)清潔電能2.435×109kwh。已知峰電價(jià)格0.50元，谷電價(jià)格0.30元。下列說法正確的是（）A．水能是不可再生能源B．該電站產(chǎn)生的電能小于消耗的電能，從經(jīng)濟(jì)的角度沒有實(shí)際意義C．電站實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存，需要時(shí)再轉(zhuǎn)化為電能，說明能量不僅數(shù)量上守恒，在可利用的品質(zhì)上也不變D．電站每年發(fā)電直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約為2.435×104萬元【答案】D【解析】A．水能是可再生能源，故A錯(cuò)誤；B．雖然該電站產(chǎn)生的電能小于消耗的電能，消耗4度谷電能換3度峰電，但峰電價(jià)格0.50元，谷電價(jià)格0.30元，則可知每4度谷電能換3度峰電產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為SKIPIF1<0元，因此從經(jīng)濟(jì)的角度是有意義的，故B錯(cuò)誤；C．電站實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存，在轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能量是守恒的，但有一部分能量被耗散，不能實(shí)現(xiàn)百分之百的轉(zhuǎn)化，而需要時(shí)再轉(zhuǎn)化為電能的量減少了，利用的品質(zhì)下降了，故C錯(cuò)誤；D．電站每年可生產(chǎn)清潔電能SKIPIF1<0則需要消耗的電能為SKIPIF1<0直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為SKIPIF1<0故D正確。故選D。8．（2023春·浙江臺(tái)州·高一浙江省臨海市大田中學(xué)?？茧A段練習(xí)）風(fēng)能是一種潔凈、無污染、可再生的能源，臨海括蒼山山頂上建有全國(guó)第四大風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，如圖所示。已知該地區(qū)的風(fēng)速約為6m/s，空氣密度約SKIPIF1<0，已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉葉片長(zhǎng)度為40m，且風(fēng)能的30％可轉(zhuǎn)化為電能，則一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率約為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【解析】在1s內(nèi)經(jīng)葉片的空氣體積為SKIPIF1<0空氣質(zhì)量SKIPIF1<0空氣的動(dòng)能SKIPIF1<0風(fēng)能的30％可轉(zhuǎn)化為電能，則有SKIPIF1<01s的電能，就是發(fā)電功率，約為SKIPIF1<0。故選B。二、多選題9．（2023春·內(nèi)蒙古包頭·高一統(tǒng)考期末）現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)“綠色、低碳、節(jié)能”的新型生活方式。下列做法符合節(jié)能要求的是（

）A．電腦使用完畢后關(guān)機(jī)并切斷電源B．電視機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)C．長(zhǎng)時(shí)間外出需要切斷熱水器電源D．手機(jī)充電結(jié)束后拔掉充電器【答案】ACD【解析】A．電腦使用完畢后關(guān)機(jī)并切斷電源符合現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)“綠色、低碳、節(jié)能”的新型生活方式，故A正確；B．電視機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)，仍會(huì)消耗電能，不節(jié)能，因此不符合現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)“綠色、低碳、節(jié)能”的新型生活方式，故B錯(cuò)誤；C．長(zhǎng)時(shí)間外出需要切斷熱水器電源符合現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)“綠色、低碳、節(jié)能”的新型生活方式，故C正確；D．手機(jī)充電結(jié)束后拔掉充電器符合現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)“綠色、低碳、節(jié)能”的新型生活方式，故D正確。故選ACD。10．（2022·高二課時(shí)練習(xí)）煤炭是重要的能源和化工原料，直接燃燒既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣”新技術(shù)，讓煤變成合成氣（一氧化碳及氫氣總含量≥90%），把煤“吃干榨盡”。下列有關(guān)說法正確的是（）A．煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學(xué)變化和物理變化B．煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學(xué)變化但沒有物理變化C．該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的清潔利用D．該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的高效利用【答案】ACD【解析】AB．煤粉加壓氣化制備合成氣過程中既有物理變化，又有化學(xué)變化，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．該技術(shù)使煤得以良好利用又環(huán)保，故CD正確。故選ACD。11．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程的說法中不正確的是（）A．所有能量守恒的過程都能自發(fā)地發(fā)生B．摩擦生熱的過程是不可逆過程C．人們對(duì)太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生D．能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律，因此不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)【答案】ACD【解析】A．并非所有能量守恒的過程都能自發(fā)地進(jìn)行，如在沒有引起其他變化的情況下，熱量不能自發(fā)地從低溫向高溫傳遞，A錯(cuò)誤，符合題意；B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性可知，摩擦生熱的過程是不可逆過程，B正確，不符合題意；C．能量是不能憑空產(chǎn)生的，此說法違背了能量守恒定律，C錯(cuò)誤，符合題意；D．能的轉(zhuǎn)化過程雖然符合能量守恒定律，但是在轉(zhuǎn)化過程中存在著“能量耗散”和“品質(zhì)降低”，能量向品質(zhì)低的大氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化，不能再重復(fù)利用，因此會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，D錯(cuò)誤，符合題意。故選ACD。12．（2022·高三課時(shí)練習(xí)）下列關(guān)于能量耗散的說法正確的是（）A．能量耗散使能量的總量減少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低【答案】BCD【解析】ABD．能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，故A錯(cuò)誤，BD正確；C．耗散在環(huán)境中的內(nèi)能無法再被人類利用，故C正確。故選BCD。13．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）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(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球停止擺動(dòng)，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(dòng)過程中，只有動(dòng)能和重力勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化D．總能量守恒，但小球的機(jī)械能減少【答案】AD【解析】A．小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球停止擺動(dòng)，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；B．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(huì)消失，故B錯(cuò)誤；CD．小球長(zhǎng)時(shí)間擺動(dòng)過程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的同時(shí)，機(jī)械能不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故擺動(dòng)的幅度越來越小，但總能量守恒，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。14．（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）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(shí)，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25%表示此過程能量不守恒C．晴天時(shí)太陽照射2h，每塊電池板的產(chǎn)生的電能1.44×107JD．晴天時(shí)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20小時(shí)【答案】BCD【解析】A．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，不符題意；B．電池板的光電轉(zhuǎn)化效率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(cuò)誤，符合題意；C．由題意可知晴天時(shí)太陽照射2h，每塊電池板的產(chǎn)生的電能SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤，符合題意；D．晴天時(shí)的一天，日照按8h計(jì)算，一塊電池板產(chǎn)生的電能為SKIPIF1<0能讓十盞60W的白熾燈工作的時(shí)間SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤，符合題意。本題選不正確的，故選BCD。15．（2023·浙江溫州·樂清市知臨中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站，三峽水庫蓄水后，平均水位落差約為100m，水的流量約為SKIPIF1<0。船只通航需要約SKIPIF1<0的流量，其余流量可全部用來發(fā)電。水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能。則三峽發(fā)電站（）A．最大功率約為SKIPIF1<0B．年發(fā)電量約為SKIPIF1<0C．天發(fā)電量能充滿約SKIPIF1<0輛新能源汽車D．通航一天流失的能量SKIPIF1<0【答案】AB【解析】A．三峽發(fā)電站的最大功率為P=ρ（Q1-Q2）gh×20%=1.0×103×（1.35×104×-3500）×10×100×20%=2×109W故A正確；B．年發(fā)電量約為SKIPIF1<0故B正確；C．一天的發(fā)電量為SKIPIF1<0每臺(tái)新能源汽車需要的電量為SKIPIF1<0不符合實(shí)際，故C錯(cuò)誤；D．通航一天流失的能量W=ρQ2ght×20%=1.0×103×0.35×104×10×100×20%×24×3.6×106J=6×1016J故D錯(cuò)誤。故選AB。16．（2022春·山西·高一統(tǒng)考期末）2022年2月18日，我國(guó)選手谷愛凌榮獲北京冬奧會(huì)女子滑雪U型槽項(xiàng)目的冠軍。如圖所示，SKIPIF1<0型槽可簡(jiǎn)化成由SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩個(gè)相同的四分之一圓弧與SKIPIF1<0水平雪道組成，SKIPIF1<0與圓弧雪道相切。質(zhì)量為SKIPIF1<0的谷愛凌（可視為質(zhì)點(diǎn)）從SKIPIF1<0點(diǎn)自由下落，由左側(cè)SKIPIF1<0點(diǎn)進(jìn)入SKIPIF1<0型槽中，從右側(cè)SKIPIF1<0點(diǎn)自由飛出后上升至SKIPIF1<0點(diǎn)。其中SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，圓弧半徑SKIPIF1<0。不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（）A．谷愛凌運(yùn)動(dòng)到SKIPIF1<0點(diǎn)的速度為SKIPIF1<0B．谷愛凌首次運(yùn)動(dòng)到SKIPIF1<0點(diǎn)時(shí)，對(duì)SKIPIF1<0點(diǎn)的壓力為SKIPIF1<0C．谷愛凌由SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過程損耗的機(jī)械能比SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過程的大D．谷愛凌第二次離開SKIPIF1<0型槽后，最高能夠到達(dá)相對(duì)于SKIPIF1<0點(diǎn)SKIPIF1<0的位置【答案】AC【解析】A．谷愛凌從SKIPIF1<0點(diǎn)自由下落到S