人教版高中物理精講精練-必修3第18講：能源與可持續(xù)發(fā)展 （原卷版）

第18講：能源與可持續(xù)發(fā)展【考點梳理】考點一、能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變．這個規(guī)律叫作能量守恒定律．考點二、能量轉移或轉化的方向性1．能量轉移或轉化的方向性：一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的．2．能量耗散(1)能量耗散的概念：燃料燃燒時一旦把熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用．電池中的化學能轉化為電能，電能又通過燈泡轉化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們很難把這些散失的能量收集起來重新利用．(2)能量品質(zhì)降低：能量耗散雖然不會導致能量總量的減少，卻會導致能量品質(zhì)的降低，從便于利用的能源變成不便于利用的能源．(3)能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性．考點三、能源的分類與應用1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、風能、潮汐能等．2．不可再生能源：自然界中無法在短時間內(nèi)再生的能源，如：煤炭、石油、天然氣等．3．我國在能源的開發(fā)利用方面，有以下幾種發(fā)電方式：太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、風能發(fā)電、核能發(fā)電．考點四、能源與社會發(fā)展1．人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、煤炭時期、石油時期．2．人類社會可持續(xù)發(fā)展的核心是追求發(fā)展與資源、環(huán)境的平衡．人類要樹立新的能源安全觀，轉變能源的供需模式：既要提倡節(jié)能，又要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等清潔能源．【題型歸納】題型一：能量的分類與相互轉化1．（2023秋·高二單元測試）下列判斷錯誤的是（）A．古代的鉆木取火是通過摩擦力做功將其他能轉化為內(nèi)能B．舉重運動員把重物舉起來，體內(nèi)的一部分化學能轉化為重力勢能C．跳高運動員起跳時，通過體內(nèi)肌肉做功，體內(nèi)的部分化學能轉化為人的動能D．人走路時，沒有力做功所以沒有能量轉化2．（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，當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會形成一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。一種燃氣打火機，就是應用了該元件的壓電效應制成的。只要用大拇指壓一下打火機上的按鈕，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生10kV~20kV的高壓，形成火花放電，從而點燃可燃氣體。上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉化是（）A．化學能轉化為電能 B．內(nèi)能轉化為電能C．光能轉化為電能 D．機械能轉化為電能3．（2023秋·福建泉州·高二統(tǒng)考期末）太陽能電池板為中國空間站正常工作提供能量。當光線照射電池板表面時，一部分太陽能被電池板中的硅材料吸收，使材料中的電子電勢能增大。下列說法正確的是（）A．太陽能是可再生能源B．電子的電勢能增大，說明能量可以創(chuàng)生C．太陽能被硅材料吸收，說明能量可以消滅D．只有部分太陽能被硅材料吸收，說明能量不守恒題型二：能源的分類和利用4．（2022秋·浙江嘉興·高二校聯(lián)考期中）二十大報告提出了“推動綠色發(fā)展，促進人和自然和諧發(fā)展”的理念，以下做法中不符合這個理念的是（）A．把燃氣熱水器換成太陽能熱水器 B．空調(diào)的溫度調(diào)得越低越好C．隨手關閉長時間不用的電器 D．出行盡可能選擇公共交通工具5．（2022秋·浙江溫州·高二溫州中學校聯(lián)考期中）某新款太陽能車載擺件如圖所示，純綠色環(huán)保是它的優(yōu)勢。它的工作原理是太陽光照射擺件時內(nèi)部太陽能板可將太陽能轉化為電能，通電后控制器帶動轉盤繞豎直中心軸轉動，轉盤邊緣焊接有一金屬金傘。圓柱面邊緣有如圖所示的豎直圓盤，圓盤內(nèi)部分鏤空成彎曲的傘形，當轉盤轉動后金屬傘恰好可通過該鏤空的金屬傘。下列說法正確的是（

）A．該擺件能將太陽能全部轉化為電能，沒有能量的耗散B．轉盤轉動過程中金屬傘上各點角速度不同C．可以在金屬傘上找到線速度相同的點D．該金屬傘與鏤空傘形的形狀相同6．（2023秋·浙江紹興·高二統(tǒng)考期末）2022年6月30日位于浙江安吉的長龍山抽水蓄能電站全部機組正式投產(chǎn)發(fā)電。該項目是華東地區(qū)最大的抽水蓄能電站，主要承擔整個華東電網(wǎng)調(diào)峰、填谷的雙倍調(diào)峰功能。電站在電網(wǎng)用電低谷時將水抽到高處，在電網(wǎng)用電高峰時再利用水能發(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。已知峰電價格0.50元，谷電價格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)濟的角度沒有實際意義C．電站實現(xiàn)電能轉化為勢能儲存，需要時再轉化為電能，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)濟效益約為2.435×104萬元【雙基達標】一、單選題7．（2023秋·高二單元測試）關于能源的利用，下列說法不正確的是（）A．因為自然界的能量是守恒的，所以不需要節(jié)約能源B．一座城市的能量耗散使其環(huán)境溫度略高于其周圍農(nóng)村的環(huán)境溫度C．煤炭和石油產(chǎn)品燃燒會造成空氣污染和溫室效應D．能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的8．（2023秋·高二課時練習）PM2.5主要來自化石燃料、生活物質(zhì)、垃圾的焚燒，為了控制污染，要求我們節(jié)約及高效利用資源。關于能源和能量，下列說法正確的是（）A．自然界的石油、煤炭等資源可供人類永久使用B．能量被使用后就消滅了，所以要節(jié)約資源C．人類應多開發(fā)與利用太陽能、風能等新資源D．能量耗散說明自然界的能量正在不斷減少9．（2023秋·安徽黃山·高二統(tǒng)考期末）下列說法正確的是（）A．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關B．工人進行超高壓帶電作業(yè)，所穿的工作服是由絕緣的絲織品制成，起靜電屏蔽的作用C．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉化過程中總量減少了D．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波10．（2023秋·高二課時練習）關于能量耗散，下列說法正確的是（）A．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉化過程中總量減少了B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性C．能量耗散表明在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上越來越少D．能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性11．（2023秋·湖北·高二校聯(lián)考期末）北京時間2022年11月1日4時27分，夢天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口，形成“T”字基本構型。12塊太陽能電池板為中國空間站的正常工作提供能量。下列說去正確的是（）A．太陽能電池板能將太陽能100%轉化為電能B．能量守恒的過程不一定能自發(fā)地發(fā)生C．人們對太陽能的開發(fā)和利用，說明能量可以憑空產(chǎn)生D．能的轉化過程符合能量守恒定律，因此不會發(fā)生能源危機12．（2023春·廣東廣州·高二廣州市真光中學?？计谥校┤鐖D是一種新型“風光互補”節(jié)能路燈。它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板，“腰挎”節(jié)能燈。下列說法正確的是（

）A．節(jié)能路燈利用的風能屬于不可再生能源 B．小風扇利用風力發(fā)電，將電能轉化為機械能C．太陽能電池板是將光能轉化為電能 D．太陽能電池板只能白天工作，風力發(fā)電機只能夜間工作13．（2023秋·廣東汕頭·高二汕頭市聿懷中學校考期末）“風光互補路燈”系統(tǒng)在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆具備時則同時發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用。該系統(tǒng)（）A．只可以實現(xiàn)風能轉化為電能 B．只可以實現(xiàn)太陽能轉化為電能C．可以實現(xiàn)電能轉化為風能 D．可以同時實現(xiàn)風能、太陽能轉化為電能14．（2023秋·上海浦東新·高二?？计谀╆P于能量轉化的下列說法中正確的是（）A．對蓄電池充電時化學能轉化為電能 B．光合作用把光能轉化為化學能C．人運動是把內(nèi)能轉化為機械能 D．太陽能電池把太陽能轉化為內(nèi)能15．（2022秋·浙江杭州·高二蕭山中學期中）風能是可再生資源中發(fā)展最快的清潔能源，我國目前正逐步采用變槳距控制風力發(fā)電機替代定槳距控制風力發(fā)電機，來提高風力發(fā)電的效率。具體風速對應的功率如下圖所示，設下圖中風力發(fā)電機每片葉片長度為30米，所處地域全天風速均為，空氣的密度為，圓周率取3.14，下列選項不正確的是（）A．變槳距控制風力發(fā)電機將風能轉化成電能的效率為B．用變槳距控制風力發(fā)電機替換定漿距控制發(fā)電機后，每臺風力發(fā)電機每天能多發(fā)電C．無論采用變槳距控制風力發(fā)電機還是定漿距控制風力發(fā)電機，每臺發(fā)電機每秒鐘轉化的空氣動能均為D．若煤的熱值為，那么一臺變漿距控制風力發(fā)電機每小時獲得的風能與完全燃燒45千克煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當【高分突破】一、單選題16．（2022秋·浙江寧波·高二效實中學?？计谥校┨柲芷囀抢锰柲茈姵匕鍖⑻柲苻D化為電能工作的一種新型汽車。已知太陽輻射的總功率約為，太陽到地球的距離約為，假設太陽光傳播到達地面的過程中約有40%的能量損耗，某太陽能汽車所用太陽能電池板接收到的太陽能轉化為機械能的轉化效率約為15%。如果驅(qū)動該太陽能汽車正常行駛所需的機械功率為5kW，且其中的來自于太陽能電池，則所需的太陽能電池板的面積至少約為（）A． B． C． D．17．（2023春·上海閔行·高二上海市七寶中學校考期末）在能源消耗的過程中，我們無法把一些能源消耗產(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。對于能量耗散理解正確的是（）A．能量耗散說明能量在不斷的減少B．能量耗散不遵循能量守恒定律C．能量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18．（2022秋·湖北·高二校聯(lián)考階段練習）在學習能量守恒定律時，有同學對“能量耗散”有了新的理解。下列對“能量耗散”理解正確的是（）A．能量在轉化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散B．能量耗散表明，各種能量在不轉化時是守恒的，但在轉化時是不守恒的C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量的數(shù)量不但減少，而且可利用的品質(zhì)降低了D．能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散19．（2022·高二課時練習）關于能量和能源，下列說法中正確的是（）A．化石能源是清潔能源；水能是可再生能源B．能量耗散說明能量在轉化過程中沒有方向性C．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉化的過程中，雖然能的總量并不減小，但能量品質(zhì)降低了二、多選題20．（2023春·全國·高二學業(yè)考試）下列關于能量轉化的說法中正確的是（）A．電燈主要是將電能轉化為機械能B．電風扇主要是將電能轉化為機械能C．電熱水器主要是將電能轉化為機械能D．太陽能熱水器主要是將太陽能轉化為內(nèi)能21．（2023秋·甘肅天水·高二?？计谀╇妱悠囀墙鼛啄陣姨岢牧餍衅嚕潆姵匕ㄣU酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池等，現(xiàn)有一輛汽車裝有鎳基電池，對于其工作原理，下列說法正確的是（）A．工作時化學能轉化為電能和內(nèi)能 B．充電時化學能轉化為電能和內(nèi)能C．工作時電能轉化為化學能和內(nèi)能 D．充電時電能轉化為化學能和內(nèi)能22．（2023秋·浙江·高二期末）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．電池板的光電轉化效率25%表示此過程能量不守恒C．晴天時太陽照射2h，每塊電池板的產(chǎn)生的電能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20小時23．（2022秋·遼寧鞍山·高二校聯(lián)考階段練習）下列關于能量轉化或轉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．能的轉化過程符合能量守恒定律，因此不會發(fā)生能源危機24．（2022·高二課時練習）煤炭是重要的能源和化工原料，直接燃燒既浪費資源又污染環(huán)境。某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣”新技術，讓煤變成合成氣（一氧化碳及氫氣總含量≥90%），把煤“吃干榨盡”。下列有關說法正確的是（）A．煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學變化和物理變化B．煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學變化但沒有物理變化C．該技術實現(xiàn)了煤的清潔利用D．該技術實現(xiàn)了煤的高效利用25．（2022·高二課時練習）在能源消耗的過程中，我們無法把一些能源消耗產(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。對于能量耗散理解正確的是（）A．能量耗散說明能量在不斷的減少B．能量耗散遵循能量守恒定律C．能量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26．（2022·高二課時練習）關于“能量耗散”的下列說法中，正確的是（）A．能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量耗散B．能量在轉化過程中變少的現(xiàn)象叫能量耗散C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源，而自然界的能量是守恒的D．能量耗散表明，各種能量在不轉化時是守恒的，但在轉化時是不守恒的27．（2022·高二課時練習）二氧化碳對長波輻射有強烈的吸收作用，地球表面發(fā)出的長波輻射到大氣層以后被二氧化碳截獲，最后使大氣升溫。大氣中的二氧化碳像溫室的玻璃一樣，只準太陽的熱輻射進來，不讓室內(nèi)的長波輻射出去，大氣中的二氧化碳的這種效應叫溫室效應。這是目前科學界對地球氣候變暖進行分析的一種觀點，根據(jù)這種觀點，以下說法能成立的是（）A．在地球形成的早期，火山活動頻繁，排出大量二氧化碳，當時地球的溫度很高B．經(jīng)過漫長的時間，地殼的巖石和二氧化碳發(fā)生了化學反應，導致二氧化碳減少，地球上出現(xiàn)了生命C．由于工業(yè)的發(fā)展和人類的活動，導致二氧化碳在空氣中的含量增大，地球上的氣溫正在升高D．現(xiàn)在地球正在變暖的原因是工業(yè)用電和生活用電的急劇增加，