2022版高中物理 第二章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展試題 魯科版必修2【二維選題表】物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任能源的認(rèn)識和能源開發(fā)1(易),2(易),3(易)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性4(易),5(易),6(易),7(易),8(中),9(中),10(難)7(易),8(中)基礎(chǔ)訓(xùn)練1.煤、石油、天然氣和生物資源的能量作為能源的共同特點是(C)A.可再生能源,取之不盡,用之不竭B.不可再生能源,用一點,少一點C.來自太陽輻射的能量D.污染環(huán)境的能源解析:煤、石油、天然氣是不可再生能源,對環(huán)境污染嚴(yán)重,生物資源是可再生能源,對環(huán)境無污染或污染很少,這些能源都來自太陽輻射的能量.2.下述做法能改善空氣質(zhì)量的是(B)A.以煤等燃料作為主要生活燃料B.利用太陽能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源C.鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車D.限制使用電動車解析:本題考查的是當(dāng)今社會的熱門話題:環(huán)境保護(hù)、改善空氣質(zhì)量,主要是減少污染氣體的排放.3.(多選)下面關(guān)于能源的說法中正確的是(BC)A.一切能源是取之不盡,用之不竭的B.能源是有限的,特別是常規(guī)能源,如煤、石油、天然氣等C.大量消耗常規(guī)能源會使環(huán)境惡化,故提倡開發(fā)利用新能源D.核能的利用對環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大解析:盡管能量守恒,但耗散的內(nèi)能無法重新收集利用,所以能源是有限的,特別是常規(guī)能源,選項A錯誤,B正確;常規(guī)能源的利用比核能的利用對環(huán)境的影響大,選項C正確,D錯誤.4.下列說法中正確的是(C)A.熱量不能自動地從高溫物體傳給低溫物體B.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體C.熱傳導(dǎo)是有方向性的D.煤的利用使其逐漸減少說明能量是不守恒的解析:熱量能自動地從高溫物體傳給低溫物體,是符合熱傳導(dǎo)的方向性規(guī)律的,故選項C正確,選項A錯誤;熱量雖不能自動地從低溫物體向高溫物體傳導(dǎo),但在一定的外界影響下可以,如電冰箱等制冷設(shè)備,故選項B錯誤.“能量耗散”是指能量在轉(zhuǎn)化過程中沒有辦法把流散的能量重新收集起來再加以利用,能源的利用使其減少但能量還是守恒的,選項D錯誤.5.能源利用的過程實質(zhì)上是(C)A.能量的消失過程B.能量的創(chuàng)造過程C.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程D.能量的轉(zhuǎn)化、傳遞并且逐漸消失的過程解析:能源利用的過程是做功或熱傳遞的過程,前者是能量的轉(zhuǎn)化,后者是能量的轉(zhuǎn)移.選項C正確.6.下列過程中,可能發(fā)生的是(C)A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量,全部轉(zhuǎn)化為機械能,而沒有引起其他變化B.打開一高壓密閉容器,其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)逸進(jìn)去,恢復(fù)原狀C.利用其他手段,使低溫物體的溫度更低,使高溫物體的溫度更高D.將兩瓶不同液體混合,然后又自發(fā)地各自分開解析:根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的方向性可知,機械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不能夠完全轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化,內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為機械能需要借助其他條件,引起其他變化,選項A錯誤;高壓密閉容器內(nèi)氣體可以自由地逸出變?yōu)榈蛪簹怏w,但低壓氣體要變?yōu)楦邏簹怏w,再返回到容器內(nèi)需要外力作用才能完成,選項B錯誤;利用冰箱,通過消耗電能可以使物體的溫度變得更低,利用電爐可以使物體的溫度變得更高,選項C正確;兩瓶不同液體混合,分子擴散,但擴散過程不可逆,選項D錯誤.7.在最近幾年的夏季家電市場上出現(xiàn)一個新寵“變頻空調(diào)”,據(jù)專家介紹變頻空調(diào)比定頻要節(jié)能,因為定頻空調(diào)開機時就等同于汽車起動時,很耗能,是正常運行的5至7倍.定頻空調(diào)在工作時達(dá)到設(shè)定溫度就停機,等溫度高了再繼續(xù)起動,這樣會頻繁起動,耗電多,而變頻空調(diào)起動時有一個由低到高的過程,而運行過程是通過自動變速來保持室內(nèi)溫度,從開機到關(guān)機中間不停機,而是達(dá)到設(shè)定溫度后就降到最小功率運行,所以比較省電.閱讀上述介紹后,分析以下說法中合理的是(C)A.變頻空調(diào)節(jié)能,運行中不遵守能量守恒定律B.變頻空調(diào)運行中做功少,轉(zhuǎn)化能量多C.變頻空調(diào)在同樣工作條件下運行效率高,省電D.變頻空調(diào)和定頻空調(diào)做同樣功時,消耗電能不同解析:自然界的一切過程都遵守能量守恒定律,選項A錯.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做同樣功,消耗同樣電能,選項B,D錯.由變頻空調(diào)的工作特點可知省電的原理是效率高,選項C對.素養(yǎng)提升8.某中學(xué)“STS”小組對開發(fā)和利用水資源進(jìn)行研究,同學(xué)們認(rèn)為在放自來水時,水的機械能沒有得到利用而白白浪費.于是他們在老師的指導(dǎo)下經(jīng)過研制,在水龍頭處安裝了一只小型水輪發(fā)電機,當(dāng)放水時水的機械能轉(zhuǎn)化為電能.設(shè)小型水輪發(fā)電機的效率為40%,水塔內(nèi)的水面高于水龍頭10 m,且保持不變.當(dāng)水龍頭放出1 t水時,小型水輪發(fā)電機所產(chǎn)生的電能為(D)A.4 000 J B.98 000 JC.588 000 J D.39 200 J解析:E1=mgh=1 000×9.8×10 J=9.8×104 J,E2=E1=40%×9.8×104 J=3.92×104 J.選項D正確.9.電動車所需能量由它所攜帶的蓄電池供給.如圖為某類電動車與汽油車性能的比較.通常車用電動機的質(zhì)量是汽油機的4倍或5倍.為促進(jìn)電動車的推廣使用,在技術(shù)上主要應(yīng)對電動車的蓄電池、電動機等部件加以改進(jìn).給電動車蓄電池充電的能量實際上來自于發(fā)電站.一般發(fā)電站燃燒燃料所釋放出來的能量僅30%轉(zhuǎn)化為電能,在向用戶輸送及充電過程中又損失了20%,這意味著使用電動車時能量轉(zhuǎn)化的總效率為(C)A.21% B.24%C.16.8%D.4.2%解析:由題圖可知電動車的效率是70%,使用電動車時能量轉(zhuǎn)化的總效率為30%×(1-20%)×70%=16.8%,選項C正確.10. 如圖所示,皮帶的速度是3 m/s(皮帶不打滑),兩圓心距離s=4.5 m,現(xiàn)將m=1 kg的物體輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)=0.15,電動機帶動皮帶將物體從左輪運送到右輪正上方時(g=10 m/s2),求:(1)小物體獲得的動能Ek;(2)這一過程摩擦產(chǎn)生的熱量Q;(3)這一過程電動機消耗的能量E.解析:(1)由題意得,mg=ma,a=1.5 m/s2設(shè)物體的位移為s1時,與皮帶的速度相同,根據(jù)動能定理得mgs1=mv2,代入數(shù)據(jù)得s1=3 m<4.5 m,即物體最終與皮帶達(dá)到共同速度,此時Ek=mv2=×1×32 J=4.5 J.(2)v=at,t=2 sQ=mg(vt-s1)=0.15×1×10×(6-3)J=4.5 J,根據(jù)能量守恒定律知摩擦產(chǎn)生的熱量Q為4.5 J.(3)根據(jù)能量守恒定律知電動機消耗的能量E=Ek+Q=4.5 J+4.5 J=9 J.答案:(1)4.5 J(2)4.5 J(3)9 J