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人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展优秀同步训练题
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展优秀同步训练题，文件包含124能源与可持续发展分层作业原卷版docx、124能源与可持续发展分层作业解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
1．下面所列电池或电站，能把光能转换成电能的是（ ）
A．干电池B．太阳能电池C．核电站D．水电站
【答案】B
【详解】A．干电池将化学能转化为电能，故A错误；
B．太阳能电池可以直接将光能转化为电能，故B正确；
C．核电站将核能转化为电能，故C错误；
D．水电站将水的机械能转化为电能，故D错误。
故选B。
2．（2022·山西运城·高二期中）西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷，激扬为电”，人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用。关于雷电，下列说法错误的是（ ）
A．发生雷电的过程是放电过程
B．发生雷电的过程中，电荷的总量减少
C．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程
【答案】B
【详解】A．发生雷电的过程是放电过程，A正确；
B．发生雷电的过程中，虽然在放电，但是电荷的总量守恒，B错误；
C．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击，C正确；
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程，D正确。
本题选错误的，故选B。
3．（2022·天津河北·高二学业考试）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．煤炭、石油、天然气是不可再生能源
B．由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．随着科技不断进步，我们就不需要节约能源
D．水能是不可再生能源
【答案】A
【详解】A．煤炭、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确；
B．虽然能量不会凭空产生，也不会凭空消失，但是能量在转化的过程中可利用的品质会降低，所以人类仍然需要节约能源，故B错误；
C．随着科技不断进步，更需要提高能源的利用率，应更多的节约能源，故C错误；
D．水具有循环性，属于可再生能源，故D错误。
故选A。
4．（2022·湖南·衡阳市第五中学高二学业考试）物质、能量、信息是构成世界的基本要素，下面关于能量的认识错误的是（ ）
A．能量是一个守恒量
B．同一个物体可能同时具有多种形式的能量
C．不同形式的能量可以相互转化
D．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了
【答案】D
【详解】A．能量的概念是在人类对能量守恒的认识过程中形成的，它的重要特性就是守恒，故A正确，不符合题意；
B．同一个物体可能同时具有多种形式的能量，如地面上滚动的足球同时具有机械能和内能，故B正确，不符合题意；
C．根据能量守恒定律，不同形式的能量之间可以相互转化，故C正确，不符合题意；
D．地面上滚动的足球最终停下来，其机械能转化为内能，能量并没有消失，故D错误，符合题意。
故选D。
5．（多选）秋千是人们都喜欢的健身娱乐活动。会荡秋千的人，不用别人帮助推，就能越荡越高，而不会荡秋千的人则始终荡不起来。对能独自把秋千越荡越高的现象，下列说法正确的是（ ）
A．通过人做功，系统的机械能不断增加
B．只存在动能和重力势能的相互转化
C．系统没有外力做功，机械能守恒
D．从高处荡下时身体应迅速下蹲，从最低点向上摆起时，身体应迅速直立起来
【答案】AD
【详解】AD．从高处荡下时身体应迅速下蹲，此过程降低重心，将更多的重力势能转化为动能，获得更大的速度，从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，此过程人克服重力做功，升高重心，获得更大的重力势能，系统的机械能不断增加，这样秋千才能越荡越高，AD正确。
BC.从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，重心升高，此过程人克服重力做功，系统的机械能不断增加，人克服重力做功的过程中，将自身的化学能转化为机械能，BC错误。
故选AD。
6．（2022·江苏·南京市人民中学高二阶段练习）光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104J的太阳能量，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为（ ）
A．7 kWB．8.4 kWC．70 kWD．420 kW
【答案】A
【详解】令历时为t，能够利用的太阳能
根据功率的表达式有
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
能源的分类和利用
7．（2022·湖北·高二阶段练习）在学习能量守恒定律时，有同学对“能量耗散”有了新的理解。下列对“能量耗散”理解正确的是（ ）
A．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散
B．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量不但减少，而且可利用的品质降低了
D．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散
【答案】D
【详解】能量耗散的过程中能量向品质低的能量转变，但是总的能量是守恒的，能量的数量并未减少，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法将它们收集起来重新利用。D正确，ABC错误。
故选D。
8．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关
D．水能是不可再生能源
【答案】A
【详解】A．煤、石油、天然气等属于石化燃料，最初来源可追溯到太阳能，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量的品质降低了，由便于利用的变成不便于利用的，所以需要节约能源，故B错误；
C．科技进步能提高能源的利用率，更充分的利用有限的能源，故C错误；
D．水能是可以重复利用，是可再生能源，故D错误。
故选A。
9．（2022·全国·高二课时练习）热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量不守恒
B．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
C．能量耗散过程中能量不守恒
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中涉及热运动的宏观过程具有方向性
【答案】D
【详解】能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来，其满足能量守恒定律，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了。能量耗散反映了涉及热运动的宏观过程都具有方向性，故D正确,ABC错误。
故选D。
10．（2022·湖南·益阳平高学校高二阶段练习）PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是（ ）
A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源
C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
D．能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少
【答案】C
【详解】A．煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误；
B．能量被使用后转化为其他形式的能，能量并没有消失，选项B错误；
C．太阳能和风能，包括水能等都是可再生能源且为清洁能源，应该大力开发，选项C正确；
D．能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，选项D错误。
故选C。
11．（2022·江苏·扬州中学高二期中）在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量在不断的减少
B．能量耗散不遵循能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
【答案】D
【详解】A．能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误；
B．能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误；
C．能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；
D．能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。
故选D。
12．（多选）关于能量守恒、能源短缺、环境恶化，下列说法正确的是：（ ）
A．自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散
B．由于能量守恒，必将导致永动机会制造成功
C．煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续利用，这叫能源短缺
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化
【答案】ACD
【详解】A．自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散，故A正确；
B．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律；第二类永动机不违背能量守恒，但是违背热力学第二定律，故B错误；
C．煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续利用，这叫能源短缺，故C正确；
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化，故D正确。
故选ACD。
13．（2022·江苏·涟水县第一中学高一阶段练习）目前某电动汽车应用了最先进的无人驾驶技术。关于电动汽车的描述，错误的是（ ）
A．可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则
B．外观炫酷，体现了美观原则
C．电动汽车消耗电能，没有体现可持续发展原则
D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则
【答案】C
【详解】A．电动汽车无人驾驶技术可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则，故A正确；
B．电动汽车外观炫酷，体现了美观原则，故B正确；
C．电动汽车消耗电能，减少尾气排放，减少环境污染，体现了可持续发展，故C错误；
D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则，故D正确。
本题选错误项，故选C。
14．（2022·浙江·舟山教育学院高二期末）文艺复兴时期，意大利的达·芬奇曾设计过一种转轮，利用隔板的特殊形状，使一边重球滚到另一边距离轮心远些的地方，并认为这样可以使轮子不停地转动，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该设计可以使转轮在无外力作用下顺时针转动变快
B．该设计可以使转轮在无外力作用下逆时针转动变快
C．该设计可以在不消耗能源的情况下不断地对外做功
D．该设计使转轮永远转动的设想是不可能实现的
【答案】D
【详解】AB．由杠杆平衡原理可知，重球滚到另一边距离轮心远些的地方，左边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用(力矩) 恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。不管转轮是顺时针转动还是逆时针转动，在无外力作用下，只能是转动变慢，最终停下来。AB错误；
CD．由AB中分析结合能量守恒定律可知，该设计在不消耗能源的情况下不断地对外做功是不可能的，这种设想不可能实现，C错误，D正确。
故选D。
15．（多选）细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示。使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，下列说法正确的是（ ）
A．小球机械能不守恒
B．小球能量正在消失
C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化
D．总能量守恒，但小球的机械能减少
【答案】AD
【详解】A．小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确；
B．小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误；
CD．小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
16．为应对气候变化，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”等庄严的目标承诺。近些年来，我国在很多山区建立起了风力发电机矩阵（如图所示），使很多荒山野岭既得到充分利用，充满生机，又创造了巨大的社会价值。已知某风力发电机矩阵中一台风力发电机的发电效率 ，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积 ，某高山顶部年平均风速为 ，一年内有效的发电时间约为 （合 ），已知空气密度 ，该风力发电机矩阵中共有50台相同的风力发电机，请计算一年的发电量约为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】一年内有效的发电时间约为 ，此时间内吹到风轮机上的风的质量为
发电过程中，风的动能转化为电能，则有
联立解得
故选C。
17．（2022·浙江·高考真题）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（ ）
A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B．单位时间流过面积的流动空气动能为
C．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为
D．若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为
【答案】D
【详解】AB．单位时间流过面积的流动空气体积为
单位时间流过面积的流动空气质量为
单位时间流过面积的流动空气动能为
风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误；
C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足
C错误；
D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为
则该发电机年发电量至少为
D正确；
故选D。
18．（2008·上海·高考真题）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___________________、_____________等部件加以改进。
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约为_______________%。
【答案】 蓄电池 电动机 16.8
【详解】[1]从题图中可以看出，电动车每千克蓄能物质所储存的能量和充一次电能行驶的距离远小于汽油车，因此应对蓄电池加以改进。
[2]电动车的效率也不是很高，所以也应对电动车的电动机部件加以改进。
[3]设发电站消耗的能量为E0，电动车输出的机械能为E，由题意可知，使用电动车时能量转化的总效率约为
19．（2012·四川·高考真题）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：
（1）电动机内阻消耗的热功率；
（2）将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。
【答案】（1）1×103W ；（2）2×104s
【详解】(1) 设电动机的电流为I，则
设电动机内阻上消耗的热功率为，则
(2) 设蓄水总质量为，所用抽水时间为，已知抽水高度为，容积为，水的密度为，则
设质量为的河水增加的重力势能为，则
设电动机的输出功率为，则
根据能量守恒定律得
代入数据解得
【点睛】根据电动机的功率和电压求解出电流，再根据焦耳定律求解发热功率；水增加的重力势能等于消耗的电能（要考虑效率），根据能量守恒定律列式求解；本题关键是根据能量守恒定律列方程求解，要熟悉电功率和热功率的区别。
1．下面所列电池或电站，能把光能转换成电能的是（ ）
A．干电池B．太阳能电池C．核电站D．水电站
【答案】B
【详解】A．干电池将化学能转化为电能，故A错误；
B．太阳能电池可以直接将光能转化为电能，故B正确；
C．核电站将核能转化为电能，故C错误；
D．水电站将水的机械能转化为电能，故D错误。
故选B。
2．（2022·山西运城·高二期中）西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷，激扬为电”，人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用。关于雷电，下列说法错误的是（ ）
A．发生雷电的过程是放电过程
B．发生雷电的过程中，电荷的总量减少
C．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程
【答案】B
【详解】A．发生雷电的过程是放电过程，A正确；
B．发生雷电的过程中，虽然在放电，但是电荷的总量守恒，B错误；
C．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击，C正确；
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程，D正确。
本题选错误的，故选B。
3．（2022·天津河北·高二学业考试）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．煤炭、石油、天然气是不可再生能源
B．由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．随着科技不断进步，我们就不需要节约能源
D．水能是不可再生能源
【答案】A
【详解】A．煤炭、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确；
B．虽然能量不会凭空产生，也不会凭空消失，但是能量在转化的过程中可利用的品质会降低，所以人类仍然需要节约能源，故B错误；
C．随着科技不断进步，更需要提高能源的利用率，应更多的节约能源，故C错误；
D．水具有循环性，属于可再生能源，故D错误。
故选A。
4．（2022·湖南·衡阳市第五中学高二学业考试）物质、能量、信息是构成世界的基本要素，下面关于能量的认识错误的是（ ）
A．能量是一个守恒量
B．同一个物体可能同时具有多种形式的能量
C．不同形式的能量可以相互转化
D．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了
【答案】D
【详解】A．能量的概念是在人类对能量守恒的认识过程中形成的，它的重要特性就是守恒，故A正确，不符合题意；
B．同一个物体可能同时具有多种形式的能量，如地面上滚动的足球同时具有机械能和内能，故B正确，不符合题意；
C．根据能量守恒定律，不同形式的能量之间可以相互转化，故C正确，不符合题意；
D．地面上滚动的足球最终停下来，其机械能转化为内能，能量并没有消失，故D错误，符合题意。
故选D。
5．（多选）秋千是人们都喜欢的健身娱乐活动。会荡秋千的人，不用别人帮助推，就能越荡越高，而不会荡秋千的人则始终荡不起来。对能独自把秋千越荡越高的现象，下列说法正确的是（ ）
A．通过人做功，系统的机械能不断增加
B．只存在动能和重力势能的相互转化
C．系统没有外力做功，机械能守恒
D．从高处荡下时身体应迅速下蹲，从最低点向上摆起时，身体应迅速直立起来
【答案】AD
【详解】AD．从高处荡下时身体应迅速下蹲，此过程降低重心，将更多的重力势能转化为动能，获得更大的速度，从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，此过程人克服重力做功，升高重心，获得更大的重力势能，系统的机械能不断增加，这样秋千才能越荡越高，AD正确。
BC.从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，重心升高，此过程人克服重力做功，系统的机械能不断增加，人克服重力做功的过程中，将自身的化学能转化为机械能，BC错误。
故选AD。
6．（2022·江苏·南京市人民中学高二阶段练习）光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104J的太阳能量，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为（ ）
A．7 kWB．8.4 kWC．70 kWD．420 kW
【答案】A
【详解】令历时为t，能够利用的太阳能
根据功率的表达式有
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
能源的分类和利用
7．（2022·湖北·高二阶段练习）在学习能量守恒定律时，有同学对“能量耗散”有了新的理解。下列对“能量耗散”理解正确的是（ ）
A．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散
B．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量不但减少，而且可利用的品质降低了
D．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散
【答案】D
【详解】能量耗散的过程中能量向品质低的能量转变，但是总的能量是守恒的，能量的数量并未减少，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法将它们收集起来重新利用。D正确，ABC错误。
故选D。
8．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）下列关于能源的说法中，正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关
D．水能是不可再生能源
【答案】A
【详解】A．煤、石油、天然气等属于石化燃料，最初来源可追溯到太阳能，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量的品质降低了，由便于利用的变成不便于利用的，所以需要节约能源，故B错误；
C．科技进步能提高能源的利用率，更充分的利用有限的能源，故C错误；
D．水能是可以重复利用，是可再生能源，故D错误。
故选A。
9．（2022·全国·高二课时练习）热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量不守恒
B．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
C．能量耗散过程中能量不守恒
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中涉及热运动的宏观过程具有方向性
【答案】D
【详解】能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来，其满足能量守恒定律，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了。能量耗散反映了涉及热运动的宏观过程都具有方向性，故D正确,ABC错误。
故选D。
10．（2022·湖南·益阳平高学校高二阶段练习）PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是（ ）
A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源
C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
D．能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少
【答案】C
【详解】A．煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误；
B．能量被使用后转化为其他形式的能，能量并没有消失，选项B错误；
C．太阳能和风能，包括水能等都是可再生能源且为清洁能源，应该大力开发，选项C正确；
D．能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，选项D错误。
故选C。
11．（2022·江苏·扬州中学高二期中）在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量在不断的减少
B．能量耗散不遵循能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
【答案】D
【详解】A．能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误；
B．能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误；
C．能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；
D．能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。
故选D。
12．（多选）关于能量守恒、能源短缺、环境恶化，下列说法正确的是：（ ）
A．自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散
B．由于能量守恒，必将导致永动机会制造成功
C．煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续利用，这叫能源短缺
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化
【答案】ACD
【详解】A．自然界的能量虽然守恒，但是我们还是要节约能源，原因是能量在转化过程中存在能量的耗散，故A正确；
B．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律；第二类永动机不违背能量守恒，但是违背热力学第二定律，故B错误；
C．煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续利用，这叫能源短缺，故C正确；
D．大量煤炭和石油产品在燃烧时排出有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化，故D正确。
故选ACD。
13．（2022·江苏·涟水县第一中学高一阶段练习）目前某电动汽车应用了最先进的无人驾驶技术。关于电动汽车的描述，错误的是（ ）
A．可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则
B．外观炫酷，体现了美观原则
C．电动汽车消耗电能，没有体现可持续发展原则
D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则
【答案】C
【详解】A．电动汽车无人驾驶技术可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则，故A正确；
B．电动汽车外观炫酷，体现了美观原则，故B正确；
C．电动汽车消耗电能，减少尾气排放，减少环境污染，体现了可持续发展，故C错误；
D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则，故D正确。
本题选错误项，故选C。
14．（2022·浙江·舟山教育学院高二期末）文艺复兴时期，意大利的达·芬奇曾设计过一种转轮，利用隔板的特殊形状，使一边重球滚到另一边距离轮心远些的地方，并认为这样可以使轮子不停地转动，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该设计可以使转轮在无外力作用下顺时针转动变快
B．该设计可以使转轮在无外力作用下逆时针转动变快
C．该设计可以在不消耗能源的情况下不断地对外做功
D．该设计使转轮永远转动的设想是不可能实现的
【答案】D
【详解】AB．由杠杆平衡原理可知，重球滚到另一边距离轮心远些的地方，左边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用(力矩) 恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。不管转轮是顺时针转动还是逆时针转动，在无外力作用下，只能是转动变慢，最终停下来。AB错误；
CD．由AB中分析结合能量守恒定律可知，该设计在不消耗能源的情况下不断地对外做功是不可能的，这种设想不可能实现，C错误，D正确。
故选D。
15．（多选）细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示。使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，下列说法正确的是（ ）
A．小球机械能不守恒
B．小球能量正在消失
C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化
D．总能量守恒，但小球的机械能减少
【答案】AD
【详解】A．小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确；
B．小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误；
CD．小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
16．为应对气候变化，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”等庄严的目标承诺。近些年来，我国在很多山区建立起了风力发电机矩阵（如图所示），使很多荒山野岭既得到充分利用，充满生机，又创造了巨大的社会价值。已知某风力发电机矩阵中一台风力发电机的发电效率 ，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积 ，某高山顶部年平均风速为 ，一年内有效的发电时间约为 （合 ），已知空气密度 ，该风力发电机矩阵中共有50台相同的风力发电机，请计算一年的发电量约为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】一年内有效的发电时间约为 ，此时间内吹到风轮机上的风的质量为
发电过程中，风的动能转化为电能，则有
联立解得
故选C。
17．（2022·浙江·高考真题）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（ ）
A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B．单位时间流过面积的流动空气动能为
C．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为
D．若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为
【答案】D
【详解】AB．单位时间流过面积的流动空气体积为
单位时间流过面积的流动空气质量为
单位时间流过面积的流动空气动能为
风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误；
C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足
C错误；
D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为
则该发电机年发电量至少为
D正确；
故选D。
18．（2008·上海·高考真题）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___________________、_____________等部件加以改进。
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约为_______________%。
【答案】 蓄电池 电动机 16.8
【详解】[1]从题图中可以看出，电动车每千克蓄能物质所储存的能量和充一次电能行驶的距离远小于汽油车，因此应对蓄电池加以改进。
[2]电动车的效率也不是很高，所以也应对电动车的电动机部件加以改进。
[3]设发电站消耗的能量为E0，电动车输出的机械能为E，由题意可知，使用电动车时能量转化的总效率约为
19．（2012·四川·高考真题）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：
（1）电动机内阻消耗的热功率；
（2）将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。
【答案】（1）1×103W ；（2）2×104s
【详解】(1) 设电动机的电流为I，则
设电动机内阻上消耗的热功率为，则
(2) 设蓄水总质量为，所用抽水时间为，已知抽水高度为，容积为，水的密度为，则
设质量为的河水增加的重力势能为，则
设电动机的输出功率为，则
根据能量守恒定律得
代入数据解得
【点睛】根据电动机的功率和电压求解出电流，再根据焦耳定律求解发热功率；水增加的重力势能等于消耗的电能（要考虑效率），根据能量守恒定律列式求解；本题关键是根据能量守恒定律列方程求解，要熟悉电功率和热功率的区别。
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