2020版高中物理 第二章 能的转化与守恒 第4节 能源与可持续发展试题 鲁科版必修2

2020版高中物理 第二章 能的转化与守恒 第4节 能源与可持续发展试题 鲁科版必修2

第4节　能源与可持续发展 ‎【二维选题表】‎ 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 能源的认识和能源开发 ‎1(易),2(易),3(易)‎ 能量转化和转移的方向性 ‎4(易),5(易),6(易),7(易),‎ ‎8(中),9(中),10(难)‎ ‎7(易),8(中)‎ 基础训练 ‎1.煤、石油、天然气和生物资源的能量作为能源的共同特点是(　C　)‎ A.可再生能源,取之不尽,用之不竭 B.不可再生能源,用一点,少一点 C.来自太阳辐射的能量 D.污染环境的能源 解析:煤、石油、天然气是不可再生能源,对环境污染严重,生物资源是可再生能源,对环境无污染或污染很少,这些能源都来自太阳辐射的能量.‎ ‎2.下述做法能改善空气质量的是(　B　)‎ A.以煤等燃料作为主要生活燃料 B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源 C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车 D.限制使用电动车 解析:本题考查的是当今社会的热门话题:环境保护、改善空气质量,主要是减少污染气体的排放.‎ ‎3.(多选)下面关于能源的说法中正确的是(　BC　)‎ A.一切能源是取之不尽,用之不竭的 B.能源是有限的,特别是常规能源,如煤、石油、天然气等 C.大量消耗常规能源会使环境恶化,故提倡开发利用新能源 D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大 解析:尽管能量守恒,但耗散的内能无法重新收集利用,所以能源是有限的,特别是常规能源,选项A错误,B正确;常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大,选项C正确,D错误.‎ ‎4.下列说法中正确的是(　C　)‎ A.热量不能自动地从高温物体传给低温物体 B.热量不能从低温物体传到高温物体 C.热传导是有方向性的 D.煤的利用使其逐渐减少说明能量是不守恒的 解析:热量能自动地从高温物体传给低温物体,是符合热传导的方向性规律的,故选项C正确,选项A错误;热量虽不能自动地从低温物体向高温物体传导,但在一定的外界影响下可以,如电冰箱等制冷设备,故选项B错误.“能量耗散”是指能量在转化过程中没有办法把流散的能量重新收集起来再加以利用,能源的利用使其减少但能量还是守恒的,选项D错误.‎ ‎5.能源利用的过程实质上是(　C　)‎ 3‎ A.能量的消失过程 B.能量的创造过程 C.能量的转化和转移过程 D.能量的转化、传递并且逐渐消失的过程 解析:能源利用的过程是做功或热传递的过程,前者是能量的转化,后者是能量的转移.选项C正确.‎ ‎6.下列过程中,可能发生的是(　C　)‎ A.某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有引起其他变化 B.打开一高压密闭容器,其内气体自发逸出后又自发逸进去,恢复 原状 C.利用其他手段,使低温物体的温度更低,使高温物体的温度更高 D.将两瓶不同液体混合,然后又自发地各自分开 解析:根据能量转化的方向性可知,机械能可以完全转化为内能,但内能不能够完全转化为机械能而不引起其他变化,内能完全转化为机械能需要借助其他条件,引起其他变化,选项A错误;高压密闭容器内气体可以自由地逸出变为低压气体,但低压气体要变为高压气体,再返回到容器内需要外力作用才能完成,选项B错误;利用冰箱,通过消耗电能可以使物体的温度变得更低,利用电炉可以使物体的温度变得更高,选项C正确;两瓶不同液体混合,分子扩散,但扩散过程不可逆,选项D错误.‎ ‎7.在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠“变频空调”,据专家介绍变频空调比定频要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车起动时,很耗能,是正常运行的5至7倍.定频空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续起动,这样会频繁起动,耗电多,而变频空调起动时有一个由低到高的过程,而运行过程是通过自动变速来保持室内温度,从开机到关机中间不停机,而是达到设定温度后就降到最小功率运行,所以比较省电.阅读上述介绍后,分析以下说法中合理的是(　C　)‎ A.变频空调节能,运行中不遵守能量守恒定律 B.变频空调运行中做功少,转化能量多 C.变频空调在同样工作条件下运行效率高,省电 D.变频空调和定频空调做同样功时,消耗电能不同 解析:自然界的一切过程都遵守能量守恒定律,选项A错.功是能量转化的量度,做同样功,消耗同样电能,选项B,D错.由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高,选项C对.‎ 素养提升 ‎8.某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究,同学们认为在放自来水时,水的机械能没有得到利用而白白浪费.于是他们在老师的指导下经过研制,在水龙头处安装了一只小型水轮发电机,当放水时水的机械能转化为电能.设小型水轮发电机的效率为40%,水塔内的水面高于水龙头‎10 m,且保持不变.当水龙头放出1 t水时,小型水轮发电机所产生的电能为(　D　)‎ A.4 000 J B.98 000 J ‎ C.588 000 J D.39 200 J 解析:E1=mgh=1 000×9.8×10 J=9.8×104 J,E2=ηE1=40%×9.8×‎ ‎104 J=3.92×104 J.选项D正确.‎ ‎9.电动车所需能量由它所携带的蓄电池供给.如图为某类电动车与汽油车性能的比较.通常车用电动机的质量是汽油机的4倍或5倍.为促进电动车的推广使用,在技术上主要应对电动车的蓄电池、电动机等部件加以改进.‎ 3‎ 给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站.一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅30%转化为电能,在向用户输送及充电过程中又损失了20%,这意味着使用电动车时能量转化的总效率为(　C　)‎ A.21% B.24% ‎ C.16.8% D.4.2%‎ 解析:由题图可知电动车的效率是70%,使用电动车时能量转化的总效率为30%×(1-20%)×70%=16.8%,选项C正确.‎ ‎10. 如图所示,皮带的速度是‎3 m/s(皮带不打滑),两圆心距离s=‎ ‎4.5 m‎,现将m=‎1 kg的物体轻放在左轮正上方的皮带上,物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.15,电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时(g=‎10 m/s2),求:‎ ‎(1)小物体获得的动能Ek;‎ ‎(2)这一过程摩擦产生的热量Q;‎ ‎(3)这一过程电动机消耗的能量E.‎ 解析:(1)由题意得,μmg=ma,a=‎1.5 m/s2‎ 设物体的位移为s1时,与皮带的速度相同,根据动能定理得μmgs1‎ ‎=mv2,代入数据得s1=‎3 m<‎4.5 m,‎ 即物体最终与皮带达到共同速度,‎ 此时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,‎ 根据能量守恒定律知摩擦产生的热量Q为4.5 J.‎ ‎(3)根据能量守恒定律知电动机消耗的能量 E=Ek+Q=4.5 J+4.5 J=9 J.‎ 答案:(1)4.5 J ‎(2)4.5 J　(3)9 J 3‎