高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展习题ppt课件

第十二章　4　

一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)

1．以下说法正确的是(　C　)

A．煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气

B．汽油是一种清洁能源

C．水能是可再生能源

D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的

答案：C

解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的，燃烧时放出二氧化碳，A错误；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错误；水能是可再生能源，C正确；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错误。

2．(2022·湖南高二学业考试)关于能量和能源，下列说法正确的是(　A　)

A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失

B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能

C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源

D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源

解析：根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故A正确；物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能转化为动能和热能，故B错误；煤炭和石油是不可再生资源，故C错误；能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，所以人类需要节约能源，故D错误。

3．(2022·广东清远高二期末)太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达80 m，该地区常年的平均风速v＝5.0 m/s，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度ρ＝1.25 kg/m3，风力发电机的叶片转动时可形成半径R＝80 m的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的10%转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为(　C　)

A．1.57×103 W  B．1.57×104 W

C．1.57×105 W  D．1.57×106 W

解析：设单位时间(t0＝1 s)内通过每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气的体积为V、动能为Ek，则有V＝πr2v，Ek＝ρVv2，Pt0＝10%Ek，解得P＝1.57×105 W，选项C正确。

4.2021年5月，某公司宣布其光伏科学与技术国家重点实验室所研发的高效N型单晶i－TOPCon太阳能电池光电转换效率高达24.58%，创造了大面积TOPCon电池效率新的世界纪录。假定在光伏发电政策的推动下，浙江省有100万户家庭采用N型单晶i－TOPCon材料制作的太阳能电池屋顶光伏发电系统。已知省域内每年能正常发电的时间约为1 200 h，太阳照射到地面上单位面积的平均功率约为1 kW。若单个光伏发电系统平均有效受光面积为10 m2，则全省光伏发电系统年总发电荷量约为(　B　)

A．2.95×108 kW·h  B．2.95×109 kW·h

C．1.06×1013 J  D．1.06×1015 J

解析：总发电荷量为E＝24.58%nPtS＝24.58%×106×1 200×1×10 kW·h≈2.95×109 kW·h≈1.06×1016 J，故B正确。

5．(多选)2017年5月， 我国首次海域“可燃冰”试采成功。可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，下列关于可燃冰的说法正确的是( AD　)

A．“可燃冰”是不可再生能源

B．“可燃冰”属于可再生能源

C．1 m3可燃冰比0.8 m3的水质量小

D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多

解析：可燃冰属于不可再生能源，故B错误、A正确；由题目提供信息可知1m3可燃冰可转化为164 m3天然气和0.8 m3的水，故比0.8 m3水质量大，相同体积放出热量多，C错误；D正确。

6．(2022·湖南娄底高二下期末)物体由地面以120 J的初动能竖直向上抛出，当它从抛出点至上升到某一点A的过程中，动能减少40 J，机械能减少10 J。设空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体(　D　)

A．落回到地面时机械能为70 J

B．到达最高点时机械能为80 J

C．从最高点落回地面的过程中重力做功为60 J

D．从抛出到落回地面的过程中克服摩擦力做功为60 J

解析：物体以120 J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动的过程中重力和阻力都做负功，对从抛出点到A点的过程，根据功能关系得mgh＋fh＝－40 J，fh＝－10 J，得f＝mg，当物体上升到最高点时，动能为零，动能减小120 J，设最大高度为H，则有mgH＋fH＝－120 J，解得fH＝－30 J，即机械能减小30 J，在最高点时机械能为120 J－30 J＝90 J，即上升过程机械能共减小了30 J；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以机械能又减小了30 J，故整个过程克服摩擦力做功为60 J，则该物体落回到地面时机械能为60 J，从最高点落回地面的过程中重力做功等于最高点具有的机械能，故重力做功为90 J，故A、B、C错误，D正确。

二、非选择题(共18分)

7．(18分)(2022·全国高一课时练习)某海湾面积为1.0×107 m2，涨潮时水深20 m，退潮时水深降至18 m。现利用此海湾筑水坝建潮汐水力发电站，利用涨潮(如图所示)和落潮过程中进出海湾的潮水推动水轮发电机组发电。若重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，取海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度g＝10 m/s2，求该发电站一天能发出多少电能。

答案：8×1010 J

解析：一次发电的水的质量为M＝ρV＝ρSΔh＝1.0×103×1.0×107×＝2×1010 kg，

水的重力势能的减小量为ΔEP＝Mg＝2.0×1010×10×＝2×1011 J，

一天发电产生的电能为E＝4ΔEP×10%＝4×2×1011×10%＝8×1010 J。