2020高中物理 3.5 能源与可持续发展

2020高中物理 3.5 能源与可持续发展

‎3.5 能源与可持续发展、3.6 研究性学习 能源的开发利用与环境保护 每课一练（粤教版选修3-3） ‎ ‎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( )‎ 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 ‎2．关于能源，以下说法中错误的是( )‎ A．煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的 B．能源的利用过程，实质上是能的转化和转移的过程 C．到目前为止，人类利用的所有能源实际上都是太阳能转化而成的 D．核能和地热能来自地球本身 ‎3．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )‎ A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护 D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径 ‎4．当前，世界上日益严重的环境问题主要源于( )‎ A．温室效应 B．厄尔尼诺现象 C．人类对环境的污染和破坏 D．火山喷发和地震 ‎5．下述化学物质中，对大气臭氧层破坏最大的是( )‎ A．氟利昂 B．二氧化碳 C．二氧化硫 D．一氧化碳 ‎6．(双选)下列关于热机的说法中，正确的是( )‎ A．热机是把内能转化为机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把气体的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气，也没有摩擦，内燃机也不能把内能全部转化为机械能 ‎7．水力发电站的电能最终来自于( )‎ A．太阳能 B．水的动能 C．水的势能 D．水的内能 ‎8．柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近去感知一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )‎ A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关 D．以上说法均不正确 ‎9．下列叙述中不正确的是( )‎ A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量 B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏 C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因 D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一 ‎10．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括( )‎ ‎①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行 A．①② B．①③ C．③④ D．②④‎ ‎11．CO2气体几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．‎ ‎(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )‎ A．光热效应 B．光电效应 C．光气效应 D．温室效应 ‎(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )‎ A．大量植物和生物物种灭绝 B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧 C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多 D．自然因素破坏了地球环境生态平衡 ‎(3)(双选)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )‎ A．禁止使用煤、石油和天然气 B．开发使用核能、太阳能 C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气 D．植树造林 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ 答案 ‎12.据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元．为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．‎ ‎(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度．在20世纪60～70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱，地面浓度降低了30%，请你 从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明理由．‎ ‎(2)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油作燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么，缺点又是什么？‎ ‎13．有一座瀑布的高度是50 m，流量为12 m3/s，计划在瀑布底部利用水能发电，设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出的速率相等，且水能有65%被利用，求安装的发电机功率最大是多少(g取10 m/s2)?‎ ‎14．如果一位体重为70 kg的运动员某次训练的排汗量是0.3 kg，而且这些汗水都从运动员身上蒸发掉而没有流掉，这将导致运动员的体温降低多少？已知常温下水的汽化热Q＝2.4×106 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)．人体的主要成分是水，可以认为人体的比热容与水的比热容相等．‎ ‎15．开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求．太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式．太阳能热水器的构造示意图如图1所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面．‎ 图1‎ 试分析下列有关太阳能的利用问题：‎ ‎(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？‎ 图2‎ ‎(2)图2中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________时针方向流动，这是因为_________．C是辅助加热器，其作用是__________________________________________．请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由．‎ 参考答案 ‎1．C 2.C ‎3．B [能量是守恒的，但由于能量降退，使得能利用的能源越来越少．]‎ ‎4．C 5.A ‎6．AD [热机是把内能转化为机械能的装置，过程中一定有部分热量排放给低温物体(冷凝器或大气)，即有能量降退．]‎ ‎7．A ‎8．B [气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换 的机械能．燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就越低．]‎ ‎9．B ‎10．A [氢能是易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确．]‎ ‎11．(1)D (2)B (3)BD ‎12．(1)这种方法并不可取，尽管高烟囱可有效地降低地面SO2浓度，但并不能减少排放到大气中的SO2总量，总污染量并未减少，并且高空中的SO2很容易与雨水结合，形成酸雨危害环境．‎ ‎(2)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是燃烧过程中产生大量的污染，危害环境．氢这种物质可以作为新能源，因为氢的燃烧值大，相同质量的氢与煤、石油相比，放出的热量更多，并且燃烧后只产生水，无污染物形成．缺点是大量的单质氢不容易获得，成本太高，并且氢的熔点很低，不容易液化，给运输带来不安全因素．‎ ‎13．3.9×103 kW 解析 设流量为Q，水的密度为ρ，在t时间内通过水轮机的水的质量为m＝ρQt，水的机械能有65%转化为电能，故发电机功率为 P＝＝ρQghη＝1×103×12×10×50×65% W＝3.9×103 kW ‎14．‎‎2.46℃‎ 解析 设人的质量为m＝70 kg，排汗量Δm＝0.3 kg，运动员体温降低为Δt.由能的转化与守恒定律得QΔm＝c(m－Δm)Δt 解得Δt＝＝℃＝‎‎2.46℃‎ ‎15．(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流．‎ ‎(2)顺 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动 在阴天用电加热的方式使水温升高；在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充．‎