（2021新人教版）高中物理必修第三册课时分层作业15　能源与可持续发展同步检测.doc

1、课时分层作业课时分层作业(十五十五)能源与可持续发展能源与可持续发展 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一能量守恒定律的理解和应用能量守恒定律的理解和应用 1有人设想在夏天用冰箱来降低房间内的温度，他的办法是：关好房间的门窗，有人设想在夏天用冰箱来降低房间内的温度，他的办法是：关好房间的门窗， 然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，则开机后，室内的温度将然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，则开机后，室内的温度将() A升高升高 B保持不变保持不变 C开机时降低，停机后又升高开机时降低，停机后又升高 D开机时升高，停机后降低开机时升高，停机后降低 A冰箱压缩机将冰箱内部的热量通过消耗电能转

2、移到冰箱外部来冰箱压缩机将冰箱内部的热量通过消耗电能转移到冰箱外部来， 但由于和室外但由于和室外 没有热交换没有热交换，故热量仍在室内故热量仍在室内，并且并且，压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热 量，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升，故量，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升，故 A 正确。正确。 2(多选多选)关于能量和能源，下列说法正确的是关于能量和能源，下列说法正确的是 () A由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造人类在不断地开发新能

3、源，所以能量可以被创造 C氢能源是清洁能源氢能源是清洁能源 D能量可以从一种形式转化为另一种形式能量可以从一种形式转化为另一种形式 CD自然界的能量守恒自然界的能量守恒，但能源需要节约但能源需要节约，故故 A 错误错误；为了提高生活质量为了提高生活质量，人类人类 在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故 B 错误；氢燃烧的错误；氢燃烧的 产物是水，所以氢能源是清洁能源，产物是水，所以氢能源是清洁能源，C 正确；能量可以从一种形式转化为另一种形式正确；能量可以从一种形式转化为另一种形式， 故故 D 正确。正确。 3从能量

4、的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯从能量的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯() A创造了电能创造了电能 B草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放 C创造了太阳能创造了太阳能 D把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能 D根据能量守恒定律根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生能量既不会凭空产生，也不会凭空消失也不会凭空消失，它只能从一种形它只能从一种形 式转化为其他形式式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不在转化或转移的过程中其总量不

5、变。草坪节能灯把太阳能转化成了电能，电能又转化为光能，故变。草坪节能灯把太阳能转化成了电能，电能又转化为光能，故 D 正确，正确，A、B、C 错错 误。误。 4(多选多选)下列关于能量转化的说法，正确的是下列关于能量转化的说法，正确的是() A能量在转化过程中能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能有一部分能量转化为内能， ，我们无法把这些内能收集起来我们无法把这些内能收集起来 重新利用重新利用 B各种形式的能量在转化时，总能量是不变的各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C在能源的利用过程中在能源的利用过程中，能量的总量并未减少能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了但在可利用的品质上

6、降低了，从从 便于利用的变成了不便于利用的便于利用的变成了不便于利用的 D各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 ABC根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能 量的总量都是不变的量的总量都是不变的。由能量耗散知由能量耗散知，在能量转化的过程中在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围有一部分能量转化为周围 环境的内能环境的内能， 而我们无法把这些内能收集起来重新利用而我们无法把这些内能收集起来重新利用， 这表明这表明， 在能源的利用过程中在能源的利

7、用过程中， 能量的总量并未减少能量的总量并未减少，但是在可利用的品质上降低了但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的从便于利用的变成不便于利用的 了，而自然界的能量仍是守恒的。故选项了，而自然界的能量仍是守恒的。故选项 A、B、C 正确，正确，D 错误。错误。 5 如图所示是一种太阳能草坪节能灯如图所示是一种太阳能草坪节能灯， 太阳能电池板供一只 太阳能电池板供一只“10 V9 W”的电子的电子 节能灯工作节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为 0.3 m2，平均平均 1 小时得到的太阳小时得到的太阳 辐射能为辐射能为 4105J，

8、 太阳光平均一天按太阳光平均一天按 8 小时计算小时计算， 恰好可以供电子节能灯工作恰好可以供电子节能灯工作 10 小时小时。 问：问：(结果保留整数结果保留整数) (1)太阳能节能灯的能量转化情况；太阳能节能灯的能量转化情况； (2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？ (3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？ 解析解析(1)能量转化：太阳能能量转化：太阳能电能电能光能光能(热能热能)。 (2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率：太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率：P 410

9、5 0.313 600 W370 W。 (3)节能灯利用太阳能的效率节能灯利用太阳能的效率 9 103 600 41058 100%10%。 答案答案(1)见解析见解析(2)370 W(3)10% 考点二考点二能源和可持续发展能源和可持续发展 6关于能源的利用，下列说法不正确的是关于能源的利用，下列说法不正确的是() A因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源 B一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度 C煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应煤炭和石油产品燃烧会造成空气

10、污染和温室效应 D能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的 A自然界的能量是守恒的自然界的能量是守恒的，但能量在利用过程中但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低可利用的品质在逐渐降低，因因 此此，必须节约能源必须节约能源，A 错误错误，D 正确正确；城市工业城市工业、交通的急剧发展使得城市过多地接收交通的急剧发展使得城市过多地接收 了耗散的能量了耗散的能量，使城市的环境温度升高使城市的环境温度升高，B 正确正确；由常识可知由常识可知 C 正确正确，故故 A 符合题意符合题意。 7(多选多选)下列对能量耗散理解正确的是下列对能量耗散理解正确

11、的是() A能量耗散说明能量在不断减少能量耗散说明能量在不断减少 B能量耗散遵守能量守恒定律能量耗散遵守能量守恒定律 C能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 D能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观自发过程具有方向性能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观自发过程具有方向性 BD在发生能量转化的宏观过程中在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境其他形式的能量最终转化为流散到周围环境 的内能的内能，无法再回收利用无法再回收利用，这种现象叫能量耗散这种现象叫能量耗散能量耗散并不违反能量守恒定律能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宇

12、 宙中的能量既没有减少宙中的能量既没有减少，也没有消失也没有消失，它从能量角度反映出自然界中与热现象有关的宏它从能量角度反映出自然界中与热现象有关的宏 观自发过程具有方向性，故观自发过程具有方向性，故 A、C 错误，错误，B、D 正确正确 8下列说法正确的是下列说法正确的是() A随着科技的发展，节能灯利用太阳能的效率能达到随着科技的发展，节能灯利用太阳能的效率能达到 100% B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量， ，但照射到宇宙空间的能量但照射到宇宙空间的能量 都消失了都消失了 C“既要马儿跑，又让马儿不吃草既要马儿跑，又让马儿不吃草”

13、违背了能量守恒定律，因而是不可能的违背了能量守恒定律，因而是不可能的 D有种有种“全自动全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动， 说明能量可以凭空产生说明能量可以凭空产生 CA 的说法虽然没有违背能量守恒定律的说法虽然没有违背能量守恒定律， 但是从能量耗散的角度可知自然界中的但是从能量耗散的角度可知自然界中的 自发变化过程具有方向性自发变化过程具有方向性， A 错误错误； 太阳辐射大量的能量太阳辐射大量的能量， 地球只吸收了极少的一部分地球只吸收了极少的一部分， 使万物生长使万物生长，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失但辐

14、射到宇宙空间的能量也没有消失，而是转化成了其他形式的能量而是转化成了其他形式的能量，B 错误错误；马和其他动物马和其他动物，包括人包括人，要运动要运动，必须消耗能量必须消耗能量，C 正确正确；所谓所谓“全自动全自动”手表手表， 内部还是有能量转化装置的内部还是有能量转化装置的， 一般是一个摆锤一般是一个摆锤， 当人戴着手表活动时当人戴着手表活动时， 使摆锤不停摆动使摆锤不停摆动， 给游丝弹簧补充能量给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的运行才会维持手表的运行，如果把这种手表放在桌面上静置几天如果把这种手表放在桌面上静置几天，它它 一定会停止走动的，一定会停止走动的，D 错误。错误。 9关于能源的利

15、用和节能，下列说法正确的是关于能源的利用和节能，下列说法正确的是 () A根据能量守恒定律，能源的利用率应该是根据能量守恒定律，能源的利用率应该是 100% B由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意 义不大义不大 C节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关 D在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉 D能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有

16、任何损失做到没有任何损失，虽然遵虽然遵 从能量守恒定律从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等，选选项项 A 错误错误，D 正确正确；根据能量转化的方向性可知根据能量转化的方向性可知，能量经转化后能量经转化后，可利用的能量只可能减可利用的能量只可能减 少少，不可能增加不可能增加，因此节能的意义重大因此节能的意义重大，同时同时，只有节能意识是不够的只有节能意识是不够的，必须利用科技必须利用科技 手段来提高能源的利用率手段来提高能源的利用率，不断开发新能源不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要以满足人类社会

17、可持续发展的需要，选选项项 B、C 错误。错误。 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)关于关于“温室效应温室效应”，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是 () A太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应温室效应” B石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了由此产生了 “温室效应温室效应” C“温室效应温室效应”使得地面气温上升，两极冰雪融化使得地面气温上升，两极冰雪融化 D“温室效应温室效应”使得土壤酸化使得土壤酸化 BC“温室效应温室效应

18、”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气 中二氧化碳的含量中二氧化碳的含量。它的危害是使地面气温上升它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化两极冰雪融化、海平面上升海平面上升、淹没沿淹没沿 海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等，故海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等，故 B、C 正确。正确。 11(多选多选)流星在夜空中发出明亮的光焰，此时会有人在内心里许下一个美好的愿流星在夜空中发出明亮的光焰，此时会有人在内心里许下一个美好的愿 望望。 有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩有些流星是外太空物体被地

19、球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩 擦造成的。下列相关说法正确的是擦造成的。下列相关说法正确的是() A流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能 B引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒 C当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时， ，流星做曲线运流星做曲线运 动动 D流星物体进入大气层后做斜抛运动流星物体进入大气层后做斜抛运动 AC流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A 正确正确；引力对流星做正功引力

20、对流星做正功，除除 了重力之外还有其他力做功了重力之外还有其他力做功，机械能不守恒机械能不守恒，B 错误错误；当流星的速度方向与空气阻力和当流星的速度方向与空气阻力和 重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C 正确，正确，D 错误。错误。 12 能源问题是人类面临的重大课题能源问题是人类面临的重大课题， 寻找新的寻找新的、 无污染的能源是人们努力的方向无污染的能源是人们努力的方向， ， 利用潮汐发电即为一例利用潮汐发电即为一例。 如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图。 左边为陆地和海湾左边为陆地和海湾， 中间

21、为大坝中间为大坝，其下有通道其下有通道，水经通道可带动发电机水经通道可带动发电机。涨潮时涨潮时，水进入海湾水进入海湾，待内外水面待内外水面 高度相同高度相同，堵住通道堵住通道，如图甲所示如图甲所示；潮落至最低点时放水发电潮落至最低点时放水发电，如图乙所示如图乙所示；待内外水待内外水 面高度相同面高度相同，再堵住通道再堵住通道，直到下次涨潮至最高点直到下次涨潮至最高点，又放水发电又放水发电，如图丙所示如图丙所示。设海湾设海湾 面积为面积为 5.0107m2， 高潮与低潮间高度差为高潮与低潮间高度差为 3.0 m， 则一天内水流的平均功率为多少则一天内水流的平均功率为多少。 (海海 水密度水密度1

22、.0103kg/m3，g 取取 10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段，每天两次涨潮，四个发电时间段) 甲甲乙乙丙丙 解析解析每次涨潮时流进海湾每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾落潮时流出海湾)的海水的质量的海水的质量 mSh1.51011 kg 其重心高度变化为其重心高度变化为 h1.5 m 每次落潮海水重力势能的减少量每次落潮海水重力势能的减少量Epmgh2.251012J 一天内水流做功的功率一天内水流做功的功率 P4Ep t 1.04108W。 答案答案1.04108W 13随着我国经济的发展随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越汽车

23、排放的尾气造成的空气污染越 来越严重来越严重。据有关资料统计据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半 以上以上。在这种情况下在这种情况下，目前研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景目前研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。如图是某研究如图是某研究 所研制的太阳能汽车所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动再利用电动 机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为 7 k

24、W。在晴朗的天。在晴朗的天 气里气里， 太阳能电池对着太阳时产生的电压为太阳能电池对着太阳时产生的电压为 160V， 并对车上的电动机提供并对车上的电动机提供 12 A 的电流的电流。 (1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？ (2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为 75%，当汽车在水平，当汽车在水平 路面上匀速行驶时，受到的牵引力为路面上匀速行驶时，受到的牵引力为 180 N，则在，则在 1 min 内这辆汽车行驶了多少米？内这辆汽车行驶了多少米？ 解析解析(1)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率 PUI160 V12A1 920 W。 (2)由由 PW t 得，得，W电 电 Pt1 920 W60 s115 200 J 由题意由题意 W机 机 W电 电 115 200 J75%86 400 J 又由又由 WFs 得，汽车行驶的距离得，汽车行驶的距离 sW 机机 F 86 400 180 m480 m。 答案答案(1)1 920 W(2)480 m