2022-2023学年高二物理人教必修三备课必备讲义 能源与可持续发展（解析版）.pdf

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1、第 十 二 章 电 能 能 量 守 恒 定 律 1 2.4 能 源 与 可 持 续 发 展 课 程 标 准 课 标 解 读 1.掌 握 能 量 守 恒 定 律。知 道 能 量 守 恒 定 律 是 最 基 本、最 普 遍 的 自 然 规 律 之 O2.了 解 能 量 转 化 和 转 移 的 方 向 性，认 识 到 人 类 珍 惜 和 保 护 能 源 和 资 源 的 必 要 性。3.了 解 我 国 的 能 源 状 况，认 识 到 能 源 与 环 境 协 调 发 展 的 必 要 性。1.掌 握 能 量 守 恒 定 律。知 道 能 量 守 恒 定 律 是 最 基 本、最 普 遍 的 自 然 规 律 之

2、 一。2.通 过 实 例 分 析 知 道 能 量 耗 散，认 识 自 然 界 中 能 量 转 化 的 方 向 性。3.收 集 资 料，讨 论 能 源 的 开 发 与 利 用 所 带 来 的 环 境 污 染 问 题，认 识 环 境 污 染 的 危 害，思 考 科 学 技 术 社 会 环 境 协 调 发 展 的 关 系，具 有 环 境 保 护 的 意 识 和 行 动。4.了 解 太 阳 能、水 能、核 能 和 风 能 等 能 源 的 开 发 利 用，知 道 利 用 能 量 是 人 类 生 存 和 社 会 发 展 的 必 要 条 件 之 一。知 道 人 类 利 用 的 能 量 来 自 可 再 生 能

3、 源 和 不 可 再 生 能 源，认 识 合 理 使 用 能 源 的 重 要 性，具 有 可 持 续 发 展 观 念，养 成 节 能 的 习 惯。知 识 点 0 1 能 量 守 恒 定 律 能 量 既 不 会 凭 空 产 生,也 不 会 凭 空 消 失,它 只 能 从 一 种 形 式 转 化 为 其 他 形 式，或 者 从 一 个 物 体 转 移 到 别 的 物 体,在 转 化 或 转 移 的 过 程 中，能 量 的 总 量 保 持 不 变.【即 学 即 练 1】如 图 所 示，一 小 孩 从 公 园 中 粗 糙 的 滑 梯 上 自 由 加 速 滑 下，其 能 量 的 变 化 情 况 是)A.

4、重 力 势 能 减 少，动 能 不 变，机 械 能 减 少 B.重 力 势 能 减 少，动 能 增 加，机 械 能 减 少 C.重 力 势 能 减 少，动 能 增 加，机 械 能 增 加 D.重 力 势 能 减 少，动 能 增 加，机 械 能 守 恒【答 案】B【解 析】小 孩 加 速 滑 下，高 度 不 断 减 小，重 力 做 正 功，重 力 势 能 减 小；速 度 增 大，动 能 增 加；小 孩 在 下 滑 过 程 中 与 滑 梯 摩 擦 生 热，一 部 分 机 械 能 转 化 成 内 能，导 致 机 械 能 总 量 减 小，而 总 能 量 不 变，故 B 正 确，A、C、D 错 误。知

5、识 点 0 2 能 量 转 移 或 转 化 的 方 向 性 1.一 切 与 热 现 象 有 关 的 宏 观 自 然 过 程 都 是 丕 互 逆 的.2.能 量 的 耗 散：其 他 形 式 的 能 转 化 为 内 能 后 不 能 再 重 复 利 用，这 种 现 象 叫 作 能 量 的 耗 散.3.能 量 的 耗 散 是 从 能 量 转 化 的 角 度 反 映 出 自 然 界 中 的 宏 观 过 程 具 有 左 回 性【即 学 即 练 2（多 选）关 于 能 量 和 能 量 耗 散，下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A.能 量 耗 散 从 能 量 转 化 的 角 度 反 映 出 自 然 界 中

6、 客 观 过 程 的 方 向 性 B.能 量 耗 散 表 明 能 源 的 利 用 是 有 条 件 的，也 是 有 代 价 的 C.能 量 守 恒，不 可 消 失，所 以 没 有 必 要 节 约 能 源 D.能 量 之 间 可 以 相 互 转 化，故 能 源 可 以 很 方 便 的 循 环 利 用【答 案】AB【解 析】能 量 守 恒 定 律 是 普 遍 规 律，能 量 耗 散 过 程 中 能 量 也 是 守 恒 的，从 能 量 转 化 的 角 度 反 映 出 自 然 界 中 的 客 观 过 程 具 有 方 向 性，故 A 正 确；能 量 的 转 化 和 转 移 具 有 方 向 性，有 些 能

7、量 耗 散 到 空 中 无 法 再 次 回 收 和 利 用，因 此 能 量 耗 散 表 明 能 源 的 利 用 是 有 条 件 的，也 是 有 代 价 的，故 B 正 确；能 量 的 转 化 和 守 恒 定 律 即 指 能 量 在 转 化 和 转 移 中 总 量 保 持 不 变，但 能 量 在 转 化 中 具 有 方 向 性，不 能 循 环 利 用，所 以 我 们 需 要 节 约 能 源，故 C、D 错 误。知 识 点 0 3 能 量 的 分 类 与 应 用、能 源 与 社 会 发 展 1.能 源 的 分 类（1）不 可 再 生 能 源：煤 炭、石 油 和 天 然 气 是 目 前 人 类 生

8、产、生 活 中 使 用 的 主 要 能 源，这 类 能 源 又 叫 作 化 石 能 源.化 石 能 源 无 法 在 短 时 间 内 再 生，所 以 这 类 能 源 叫 作 不 可 再 生 能 源.可 再 生 能 源：水 能 和 风 能 等 能 源，归 根 结 底 来 源 于 太 阳 能.这 些 能 源 在 自 然 界 可 以 再 生，叫 作 可 再 生 能 源.2.能 源 的 开 发 与 应 用 近 年 来，我 国 在 能 源 开 发 方 面 取 得 了 很 大 的 成 就：如：太 阳 能 发 电、水 力 发 电、风 能 发 电、核 能 发 电.3.随 着 人 口 迅 速 增 长、经 济 快

9、速 发 展 以 及 工 业 化 程 度 的 提 高，能 源 短 缺 和 过 度 使 用 化 石 能 源 带 来 的 环 境 恶 化 已 经 成 为 关 系 到 人 类 社 会 能 否 持 续 发 展 的 大 问 题.4.可 持 续 发 展 可 持 续 发 展 的 核 心：追 求 发 展 与 资 源、环 境 的 平 衡:既 满 足 当 代 人 的 需 求，又 不 损 害 子 孙 后 代 的 需 求.(2)需 要 做 好 两 方 面：要 大 力 提 倡 芭 能；发 展 可 再 生 能 源 以 及 天 然 气、清 洁 煤 和 核 能 等 在 生 产 及 消 费 过 程 中 对 生 态 环 境 的 污

10、 染 程 度 低 的 清 洁 能 源.【即 学 即 练 3】某 地 强 风 的 风 速 约 为 空 气 的 密 度 为 p,如 果 把 通 过 横 截 面 积 S 的 风 的 动 能 完 全 转 化 为 电 能，则 用 上 述 已 知 量 计 算 电 功 率 的 公 式 为 P=()1 1,A.S v B.呼 Sv1 1C.Sv3 D.pSv4【答 案】C【解 析】风 能 转 变 为 电 能，由 能 量 守 恒 定 律 得 5/=臼 其 中 m=pV=pvtS联 立 解 得=喈=”3A、B、D 错 误，C 正 确。考 法 0 1 能 量 守 恒 定 律 能 量 守 恒 定 律 的 理 解 与

11、应 用 1.自 然 界 中 不 同 形 式 的 能 量 可 以 相 互 转 化，一 种 形 式 的 能 量 减 少 一 定 伴 随 着 其 他 形 式 的 能 量 增 加，能 量 的 总 量 保 持 不 变.2.能 量 守 恒 定 律 的 适 用 范 围 能 量 守 恒 定 律 是 贯 穿 物 理 学 的 基 本 规 律，是 在 各 种 自 然 现 象 中 普 遍 适 用 的 一 条 规 律.3.能 量 守 恒 定 律 的 表 达 式(1)E初=E 不，初 状 态 各 种 能 量 的 总 和 等 于 末 状 态 各 种 能 量 的 总 和.(2)AEW=A E,某 些 能 量 的 增 加 量

12、等 于 其 他 能 量 的 减 少 量.4.应 用 步 骤(1)明 确 研 究 对 象 及 研 究 过 程；(2)明 确 该 过 程 中，哪 些 形 式 的 能 量 在 变 化；(3)确 定 参 与 转 化 的 能 量 中，哪 些 能 量 增 加，哪 些 能 量 减 少；列 出 增 加 的 能 量 和 减 少 的 能 量 之 间 的 守 恒 式(或 初、末 状 态 能 量 相 等 的 守 恒 式).【典 例 1】(多 选)如 图，长 度 为/的 小 车 静 止 在 光 滑 的 水 平 面 上，可 视 为 质 点 的 小 物 块 放 在 小 车 的 最 左 端。将 一 水 平 恒 力 尸 作 用

13、 在 小 物 块 上，物 块 和 小 车 之 间 的 摩 擦 力 大 小 为 人 当 小 车 运 动 的 位 移 为 S时，物 块 刚 好 滑 到 小 车 的 最 右 端，下 列 判 断 正 确 的 有()A.此 时 物 块 的 动 能 为(/一/)($+/)B.这 一 过 程 中，物 块 对 小 车 所 做 的 功 为/(S+/)C.这 一 过 程 中，物 块 和 小 车 系 统 产 生 的 内 能 为#D.这 一 过 程 中，物 块 和 小 车 系 统 增 加 的 机 械 能 为 国【答 案】AC【解 析】对 物 块 分 析，物 块 相 对 于 水 平 面 的 位 移 为/+s,根 据 动

14、 能 定 理 得：(/一/)*(/+5)=；m/一 0,则 知 物 块 到 达 小 车 最 右 端 时 具 有 的 动 能 为(F/)(/+s),故 A 正 确；对 小 车 分 析，小 车 相 对 水 平 面 的 位 移 为 s,根 据 动 能 定 理 得：於=3知/一 0,则 知 物 块 到 达 小 车 最 右 端 时，小 车 具 有 的 动 能 为 力，故 B 错 误；这 一 过 程 中，物 块 和 小 车 系 统 产 生 的 内 能 为 Q=/7,故 C 正 确；根 据 能 量 转 化 和 守 恒 定 律 得 知：外 力 F 做 的 功 等 于 小 车 和 物 块 增 加 的 机 械 能

15、 和 摩 擦 产 生 的 内 能 之 和，则 有：F(/+s)=AE+。，则 物 块 和 小 车 增 加 的 机 械 能 为 E=F(/+s)力，故 D 错 误。考 法 0 2能 量 转 移 或 转 化 的 方 向 性 对“能 量 的 耗 散 和 品 质 降 低”的 理 解(1)各 种 形 式 的 能 最 终 都 转 化 为 内 能，流 散 到 周 围 的 环 境 中，分 散 在 环 境 中 的 内 能 不 管 数 量 多 么 巨 大，它 也 不 过 只 能 使 地 球、大 气 稍 稍 变 暖 一 点，却 再 也 不 能 驱 动 机 器 做 功 了.(2)从 可 被 利 用 的 价 值 来 看

16、，内 能 较 之 机 械 能、电 能 等，是 一 种 低 品 质 的 能 量.由 此 可 知，能 量 的 耗 散 虽 然 不 会 导 致 能 量 的 总 量 减 少，却 会 导 致 能 量 品 质 的 降 低，实 际 上 是 将 能 量 从 高 度 有 用 的 形 式 降 级 为 不 太 可 用 的 形 式.(3)能 量 的 耗 散 导 致 可 利 用 能 源 减 少，所 以 要 节 约 能 源.【典 例 2】(多 选)对 于 能 量 的 耗 散 理 解 正 确 的 是()A.能 量 的 耗 散 说 明 能 量 在 不 断 的 减 少B.能 量 的 耗 散 遵 循 能 量 守 恒 定 律 C.

17、能 量 的 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 的 耗 散 从 能 量 的 角 度 反 应 出 自 然 界 中 的 宏 观 过 程 具 有 方 向 性【答 案】BD【解 析】能 量 的 耗 散 是 能 量 变 成 了 无 法 收 集 利 用 的 内 能，能 量 不 会 不 断 减 少，A 错 误；能 量 守 恒 定 律 适 用 于 整 个 自 然 界，物 质 能 量 变 化 必 须 遵 循 能 量 守 恒 定 律，B 正 确；能 量 既 不 能 凭 空 产 生，也 不 能 凭 空 消 失，C 错 误；能 量 的 耗 散 是 一 个

18、 宏 观 过 程，代 表 着 能 量 向 不 可 收 集 利 用 的 方 向 转 化，D 正 确.考 法 0 3 能 源 的 分 类 与 应 用 能 源 与 社 会 发 展 1.能 源 的 分 类 按 可 否 再 生 分 为 可 再 生 能 源 与 不 可 再 生 能 源(1)不 可 再 生 能 源：人 们 把 煤 炭、石 油、天 然 气 叫 作 化 石 能 源.化 石 能 源 无 法 在 短 时 间 内 再 生，被 叫 作 不 可 再 生 能 源.可 再 生 能 源：在 自 然 界 可 以 再 生，例 如 水 能、风 能、潮 汐 能、生 物 能、地 热 能 等.2.能 源 和 环 境 污 染

19、(1)温 室 效 应：石 油 和 煤 炭 的 燃 烧 增 加 了 大 气 中 二 氧 化 碳 的 含 量，因 此 加 剧 了 温 室 效 应.温 室 效 应 使 得 两 极 的 冰 雪 融 化，海 平 面 上 升，淹 没 沿 海 城 市，使 海 水 倒 流 入 河 流，从 而 使 耕 地 盐 碱 化；温 室 效 应 使 全 球 降 水 量 变 化，影 响 气 候 和 植 被 变 化，影 响 人 体 健 康.酸 雨：酸 雨 是 指 pH值 小 于 5.6的 雨、雪 或 其 他 形 式 的 大 气 降 水.形 成 酸 雨 的 主 要 原 因 是 燃 烧 煤 炭 和 石 油，以 及 工 业 生 产

20、等 释 放 到 大 气 中 的 二 氧 化 硫 等 物 质 使 雨 水 酸 度 升 高，形 成“酸 雨”,腐 蚀 建 筑 物、酸 化 土 壤.(3)光 化 学 烟 雾：内 燃 机 工 作 时 的 高 温 使 空 气 和 燃 料 中 的 多 种 物 质 发 生 化 学 反 应，产 生 氮 的 氧 化 物 和 碳 氢 化 合 物.这 些 化 合 物 在 大 气 中 受 到 紫 外 线 的 照 射，产 生 二 次 污 染 物 质 光 化 学 烟 雾.这 些 物 质 有 毒，会 引 起 人 的 多 种 疾 病.另 外，常 规 能 源 燃 烧 时 产 生 的 浮 尘 也 是 一 种 主 要 的 污 染

21、物.3.能 源 与 社 会 发 展 要 实 现 可 持 续 发 展 就 要 树 立 新 的 能 源 安 全 观，并 转 变 能 源 的 供 需 模 式.一 方 面 大 力 提 倡 节 约 能 源，另 一 方 面 要 发 展 可 再 生 能 源 以 及 天 然 气、清 洁 煤 和 核 能 等 清 洁 能 源，推 动 人 类 与 自 然 的 和 谐 发 展.【典 例 3】(多 选)关 于 能 源 的 开 发 和 利 用，下 列 观 点 正 确 的 是()A.能 源 是 有 限 的，无 节 制 地 使 用 常 规 能 源，是 一 种 盲 目 的 短 期 行 为 B.根 据 能 量 守 恒 定 律，能

22、 源 是 取 之 不 尽、用 之 不 竭 的 C.能 源 的 开 发 和 利 用，必 须 同 时 考 虑 其 对 生 态 环 境 的 影 响 D.不 断 开 发 新 能 源，是 缓 解 能 源 危 机、加 强 环 境 保 护 的 重 要 途 径【答 案】ACD【解 析】能 源 是 有 限 的，比 如 常 规 能 源，所 以 无 节 制 地 利 用 常 规 能 源 是 一 种 盲 目 的 短 期 行 为，故 A 正 确；能 量 都 转 化 为 不 能 利 用 或 不 易 利 用 的 能 源，所 以 这 样 会 减 少 可 利 用 资 源 的 数 量，因 此 应 该 节 约 能 源，故 B 错 误

23、；能 源 的 开 发 和 利 用，必 须 同 时 考 虑 其 对 生 态 环 境 的 影 响，故 C正 确；不 断 开 发 新 能 源 是 缓 解 能 源 危 机 加 强 环 境 保 护 的 重 要 途 径 也 是 根 本 途 径，故 D 正 确。M 分 层 提 分 题 组 A 基 础 过 关 练 1.低 碳 生 活 是 一 种 绿 色 而 又 环 保 的 新 型 生 活 方 式，日 常 生 活 注 意 节 电、节 油、节 气、节 水,从 点 滴 做 起，保 护 环 境，保 护 地 球.下 列 关 于 能 源 与 能 量 的 理 解 正 确 的 是（）A.能 量 是 守 恒 的，没 有 必 要

24、 提 倡 节 约 能 源 B.能 量 的 耗 散 表 明 自 然 界 的 能 量 在 利 用 过 程 中 正 在 不 断 地 消 失 C.自 然 界 中 石 油、煤 炭 等 能 源 取 之 不 尽，用 之 不 竭，只 需 不 断 开 发 D.人 类 应 积 极 开 发 与 利 用 风 能、太 阳 能、潮 汐 能 等 可 再 生 的 新 能 源【答 案】D【解 析】在 能 源 的 利 用 过 程 中，虽 然 能 量 在 数 量 上 并 未 减 少，但 可 利 用 率 越 来 越 小，故 仍 需 节 约 能 源，故 A错 误；能 量 的 耗 散 表 明 自 然 界 的 能 量 在 转 化 的 过

25、程 中 可 利 用 率 越 来 越 小，但 总 量 不 会 减 小，故 B 错 误；自 然 界 中 石 油、煤 炭 指 的 是 亿 万 年 前 的 大 量 生 物 的 遗 体 在 地 层 中 经 过 一 系 列 生 物 化 学 变 化 而 生 成 的，在 短 时 间 内 不 能 再 生，是 不 可 再 生 能 源，故 C 错 误；风 能、太 阳 能、潮 汐 能 是 可 再 生 能 源，人 类 应 多 开 发 与 利 用，故 D 正 确.2.（多 选）下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A.某 种 形 式 的 能 减 少，一 定 存 在 其 他 形 式 的 能 增 加 B.因 为 能 量 守

26、恒，所 以“能 源 危 机”是 不 可 能 的C.能 量 耗 散 表 明，在 能 源 的 利 用 过 程 中，能 量 在 数 量 上 并 未 减 少，但 在 可 利 用 的 品 质 上 降 低 了 D.能 源 的 利 用 受 能 量 耗 散 的 制 约，所 以 能 源 的 利 用 是 有 条 件 的，也 是 有 代 价 的【答 案】ACD【解 析】根 据 能 量 守 恒 定 律 可 知 某 种 形 式 的 能 减 少，一 定 存 在 其 他 形 式 的 能 增 加，故 A 正 确；能 量 的 转 化 和 转 移 都 是 具 有 方 向 性 的，不 能 反 过 来 转 化，能 量 虽 然 符 合

27、 能 量 的 转 化 和 守 恒 定 律，但 其 在 转 化 过 程 中 是 有 方 向 的，所 以 在 能 源 的 利 用 过 程 中，能 量 在 数 量 上 并 未 减 少，但 在 可 利 用 的 品 质 上 降 低 了，能 源 的 利 用 受 能 量 耗 散 的 制 约，所 以 能 源 的 利 用 是 有 条 件 的，也 是 有 代 价 的，故 B 错 误，C、D 正 确。3.（多 选）下 列 关 于 能 量 转 化 的 说 法 中，正 确 的 是（）A.能 量 在 转 化 过 程 中，有 一 部 分 能 量 转 化 为 周 围 环 境 中 的 内 能，我 们 无 法 把 这 些 内 能

28、 收 集 起 来 重 新 利 用 B.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，能 量 的 总 量 并 未 减 少，但 在 可 利 用 的 品 质 上 降 低 了，从 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【答 案】ABC【解 析】根 据 能 量 守 恒 定 律 可 知，无 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.由 能 量 的 耗 散 知，在

29、 能 量 转 化 的 过 程 中，有 一 部 分 能 量 转 化 为 周 围 环 境 中 的 内 能，而 我 们 无 法 把 这 些 内 能 收 集 起 来 重 新 利 用，这 表 明，在 能 源 的 利 用 过 程 中，能 量 的 总 量 并 未 减 少，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，而 自 然 界 的 总 能 量 仍 是 守 恒 的，故 选 项 A、B、C 正 确，D 错 误.4.节 约 能 源 的 主 要 措 施 是（）A.大 力 开 发 新 能 源 B.大 量 利 用 太 阳 能、地 热 能 C.大 量 利

30、用 风 能、水 能 D.采 用 新 技 术、新 设 备，更 新 改 造 落 后 的 技 术 设 备【答 案】D【解 析】在 能 源 的 利 用 中，虽 然 能 量 守 恒，但 可 以 有 效 利 用 的 能 量 只 占 其 中 一 部 分，另 外 的 一 部 分 未 被 利 用 而 散 失 了.因 此，提 高 能 源 的 利 用 率，节 约 能 源 是 一 个 关 系 国 民 经 济 发 展 的重 大 问 题，而 提 高 能 源 利 用 率，节 约 能 源，离 不 开 科 学 技 术 的 进 步.采 用 新 技 术、新 设 备，更 新 落 后 的 技 术 设 备 是 节 能 的 主 要 措 施

31、，故 D 正 确.5.利 用 下 列 能 源，可 以 减 少 污 染 环 境 的 气 体 排 放 的 是（）A.太 阳 能 B.煤 炭 C.石 油 D.天 然 气【答 案】A【解 析】使 用 太 阳 能 不 污 染 环 境，是 一 种 清 洁 能 源，故 A 正 确；煤 炭 燃 烧 时 产 生 大 量 的 二 氧 化 碳、一 氧 化 碳、二 氧 化 硫 等 物 质，污 染 环 境，故 B 错 误；石 油 燃 烧 时 产 生 大 量 的 二 氧 化 碳、一 氧 化 碳、二 氧 化 氮 等 物 质，污 染 环 境，故 C 错 误；天 然 气 燃 烧 时 生 成 大 量 的 二 氧 化 碳、一 氧

32、化 碳 等 物 质，污 染 环 境，故 D 错 误.6.（多 选）为 了 减 缓 大 气 中 C02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【答 案】BD【解 析】能 源 利 用 与 环 境 保 护 是 相 互 制 约 的，要 尽 量 节 约 常 规 能 源 的 使 用，大 力 开 发 新 能 源，植 树 造 林.7.（多 选）煤 炭 是 重 要 的 能 源 和 化 工 原 料，直 接 燃 烧 既 浪 费 资 源

33、 又 污 染 环 境.某 企 业 利 用“煤 粉 加 压 气 化 制 备 合 成 气 新 技 术”，让 煤 变 成 合 成 气（一 氧 化 碳 及 氢 气 总 含 量 290%）,把 煤“吃 干 榨 尽 下 列 有 关 说 法 正 确 的 是（）A.煤 粉 加 压 气 化 制 备 合 成 气 过 程 涉 及 化 学 变 化 和 物 理 变 化 B.煤 粉 加 压 气 化 制 备 合 成 气 过 程 涉 及 化 学 变 化 但 没 有 物 理 变 化 C.该 技 术 实 现 了 煤 的 清 洁 利 用 D.该 技 术 实 现 了 煤 的 高 效 利 用【答 案】ACD【解 析】煤 粉 加 压 气

34、 化 制 备 合 成 气 过 程 中 既 有 物 理 变 化，又 有 化 学 变 化，A 正 确，B 错 误；该 技 术 使 煤 得 以 良 好 利 用 又 环 保，C、D 正 确.8.某 市 有 2 0万 台 空 调 机，每 台 空 调 机 在 夏 季 平 均 使 用 6 0天，每 天 耗 电 8 k W h为 了 节 约 能 源，该 市 政 府 建 议 大 家 都 把 室 内 设 定 温 度 提 高 1,这 样 每 台 空 调 机 每 天 可 节 省 6%的 电 能.那 么 这 样 做 能 使 该 市 在 夏 季 节 省 多 少 电 能？已 知 标 准 煤 的 热 值 是 2.92x107

35、 j/k自 发 电 厂 的 发 电 效率 是 30%.请 计 算 一 下，这 项 节 能 建 议 的 实 现 能 在 1 年 内 节 约 多 少 吨 标 准 煤？(结 果 均 保 留 两 位 有 效 数 字)【答 案】2.1xl()i3 j 2.4x1031【解 析】设 可 节 省 的 电 能 为 E，则 E=8x6%x60 x20 x 1 04k W h=5.76x 106kW-h=2.1 x 1 o13 J,设 1年 内 节 约 的 标 准 煤 的 质 量 为 加，由 能 量 守 恒 定 律 有 2.92x1解 得/n2.4xl06k g=2.4 x l031.题 组 B 能 力 提 升

36、练 9.研 究 影 响 风 力 发 电 机 发 电 功 率 P 的 模 型 如 图 所 示。风 对 叶 片 做 功，将 部 分 风 能 转 化 为 电 能。设 叶 片 的 旋 转 半 径 为 人 风 速 恒 为 了、空 气 质 量 分 布 均 匀 且 密 度 恒 定，则()仁 A.P 8 rv3 B.P 8 r2V 2 C.P P v3 D.P 0 c r v4【答 案】C【解 析】设 空 气 密 度 为 0,风 力 发 电 机 的 效 率 为，则 时 间，内，流 过 叶 片 转 动 范 围 内 的 空 气 具 有 的 动 能 为 E=-p x(r2)x vrx v2=；”/自 所 以，风 力

37、 发 电 机 的 发 电 功 率 为 P=；兀 pr1r lG即 有 Pocr2v3故 选 c。1 0.如 图，某 地 有 一 风 力 发 电 机，它 的 叶 片 转 动 时 可 形 成 半 径 为 2 0 m的 圆 面。某 时 间 内 该 地 区 的 风 速 是 6.0 m/s,风 向 恰 好 跟 叶 片 转 动 的 圆 面 垂 直，已 知 空 气 的 密 度 为 L2kg/m3,假 如 这 个 风 力 发 电 机 能 将 此 圆 内 10%的 空 气 动 能 转 化 为 电 能，则 此 风 力 发 电 机 发 电 的 功 率 约 为()A.2.7kW B.16.3kW C.27kW D.1

38、63kW【答 案】B【解 析】依 题 意，空 气 把 动 能 转 化 为 电 能，根 据 能 量 守 恒 定 律 有 Pr=kxlO%又 因 为 r-,1 2 1，2 x 2 1 23Ek=mv=p-7ir-v/）-v=p冗 广 v t两 式 联 立，代 入 题 中 相 关 数 据 求 得 此 风 力 发 电 机 发 电 的 功 率 P16.3kW故 选 B。1 1.某 偏 远 山 区 为 了 实 现 供 电，自 己 修 建 了 小 型 水 利 发 电 站。如 图 所 示，若 该 发 电 站 蓄 水 池 平 均 每 天 蓄 水 的 有 效 总 库 容 量 为 786m3,发 电 过 程 中 上

39、 下 水 库 平 均 水 位 差 为 64m。则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.若 每 天 发 电 4 0 k W h,则 能 源 利 用 效 率 约 为 35%B.发 电 时 下 水 库 出 水 口 的 水 流 速 度 可 达 到 36m/sC.蓄 水 池 中 水 的 重 力 势 能 全 部 转 化 为 电 能，则 每 天 能 发 电 约 139kW-hD.平 均 每 天 所 发 电 能 可 供 10户 居 民 同 时 用 电（每 户 电 功 率 为 1.4kW）约 10h【答 案】C【解 析】A.蓄 水 池 中 能 用 于 发 电 的 水 的 重 力 势 能 为 Ep=mgh=pV

40、gh=1.0X 103X 786X 10X 64 J=5.0X 10!J则 能 源 利 用 效 率 幽 誓=竺 包 吆 叫 28.8%5.0 xl08 J 5.0 x10s JA 错 误;B.若 没 有 任 何 阻 力，由 机 械 能 守 恒 得 mgh=刎 2得 v=12gh=72x10 x64 m/s 36 m/s由 题 知，水 流 下 的 过 程 中 受 到 阻 力，所 以 发 电 时 流 入 下 水 库 的 水 流 速 度 小 于 36m/s,故 B 错 误;C.蓄 水 池 中 能 用 于 发 电 的 水 的 重 力 势 能 全 部 转 化 为 电 能，则 每 天 能 发 电 约 Ea

41、=5-()xl()kWh139kWh1000 x3600故 C 正 确;D.若 重 力 势 能 全 部 转 化 为 电 能，平 均 每 天 所 发 电 能 可 供 10户 居 民 同 时 用 电 时 间 1 3 9 k W haioh1.4x10 kW由 于 效 率 不 可 能 达 到 100%,可 供 给 10户 居 民 用 电 时 间 小 于 10h,D 错 误;故 选 C。12.如 图 所 示 是 一 种 太 阳 能 草 坪 节 能 灯，太 阳 能 电 池 板 供 一 只“10 V 9 W”的 电 子 节 能 灯 工 作.若 太 阳 能 电 池 板 接 收 太 阳 能 的 有 效 面 积

42、 为 0.3 n?,平 均 1小 时 得 到 的 太 阳 能 为 4x105 j,太 阳 光 按 平 均 一 天 照 8 小 时 计 算，恰 好 可 以 供 电 子 节 能 灯 工 作 10小 时.问: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 为 多 少？(3)太 阳 能 节 能 灯 利 用 太 阳 能 的 效 率 大 约 是 多 少？【答 案】(1)见 解 析(2)370.4 W(3)10%【解 析】(1)能 量 转 化：太 阳 能 一 电 能 一 光 能(热 能)太 阳 能 电 池 板 单 位 面

43、积 上 接 收 太 阳 能 的 功 率:4xl05=0.3x1x3 600 WM70.4 W.(3)太 阳 能 节 能 灯 利 用 太 阳 能 的 效 率:9x10 x3 600=4x105x8=1 00%H 0%-13.(多 选)如 图 所 示，一 轻 质 弹 簧 一 端 固 定 在。点，另 一 端 连 接 质 量 为 根 的 小 球。当 小 球 静 止 在。点 正 下 方 时，球 心 到。点 的 距 离 为 图 中 实 线 c是 以 O 为 圆 心，/为 半 径 的 圆 弧。现 用 水 平 力/拉 球，使 球 缓 慢 运 动 的 过 程 中()A.小 球 可 能 沿 图 中 曲 线。运 动

44、 B.小 球 可 能 沿 图 中 曲 线 运 动 C.水 平 拉 力 做 的 功 等 于 小 球 重 力 势 能 的 增 加 量 D.水 平 拉 力 做 的 功 一 定 大 于 小 球 重 力 势 能 的 增 加 量【答 案】BD【解 析】拉 力 水 平，对 小 球 受 力 分 析 可 知 弹 簧 的 长 度 应 变 大，所 以 小 球 轨 迹 可 能 沿 图 中 曲 线 力 运 动，不 可 能 沿 曲 线。运 动，A 错 误，B 正 确；根 据 动 能 定 理 可 知 W 拉 一 论 一 卬 弹=0所 以 水 平 拉 力 做 的 功 等 于 小 球 重 力 势 能 的 增 加 量 和 弹 簧

45、 弹 性 势 能 的 增 加 量，C 错 误，D 正 确。题 组 C 培 优 拔 尖 练 14.四 川 省“十 二 五”水 利 发 展 规 划 指 出，若 按 现 有 供 水 能 力 测 算，四 川 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 20 m 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 380 V,此 时 输 入 电 动 机 的 电 功 率 为 19 k W,电 动 机

46、的 内 阻 为 0.4Q已 知 水 的 密 度 为 lxl()3 kg/m3,重 力 加 速 度 取 10 m/s2,求：(1)电 动 机 内 阻 消 耗 的 热 功 率；(2)将 蓄 水 池 蓄 入 864 m3的 水 需 要 的 时 间(不 计 进、出 水 口 的 水 流 速 度).【答 案】IkW(2)2xl()4 s【解 析】(1)设 电 动 机 的 电 功 率 为 P，由 P=U/得 P 19 kW，=万=380 V=50A设 电 动 机 内 阻 r上 消 耗 的 热 功 率 为 Pr，则 Pr=I2r=502X0.4 W=1X1 o3 W=1 kW.(2)设 蓄 水 总 质 量 为

47、 M,所 用 蓄 水 时 间 为 人 已 知 抽 水 高 度 为/?=20m,容 积 为 V=864m3,水 的 密 度 为=lxl()3 kg/nA 则 1X 103X864 kg=8.64xl05 kg设 质 量 为 M 的 河 水 增 加 的 重 力 势 能 为%,则 AP=Af=1.728xlO8J设 电 动 机 的 输 出 功 率 为 Po,则 Po=P-P,根 据 能 量 守 恒 定 律 得 Porx6O%x8O%=AEP代 入 数 据 解 得 将 蓄 水 池 蓄 入 864 m3的 水 需 要 的 时 间 r=2xl04 s.15.新 能 源 汽 车 的 研 发 和 使 用 是

48、近 几 年 的 热 门 话 题，下 面 是 某 品 牌 新 能 源 汽 车 介 绍 中 的 一 段 文 字：”将 近 6 米 的 超 长 车 身 设 计。使 得 整 车 车 顶 集 成 的 太 阳 能 芯 片 面 积 达 到 了 6 平 方 米 左 右，极 富 流 线 型 的 整 车 造 型，使 整 车 风 阻 大 幅 下 降，全 车 采 用 铝 合 金 框 架 并 结 合 碳 纤 维 车 身，整 车 质 量 仅 700kg,这 一 轻 量 化 设 计 使 整 车 能 耗 极 低，汽 车 发 动 机 最 大 输 出 功 率 达 30kW,性 能 十 足。”(1)某 次 测 试 中，在 水 平

49、地 面 上 汽 车 所 受 摩 擦 力 阻 力 约 为 车 和 驾 驶 员 总 重 的 0.08倍，试 估 算 50kg的 工 程 师 驾 驶 这 种 汽 车 在 实 验 路 段 上 行 驶 的 最 高 车 速；(2)为 进 一 步 测 试 这 种 汽 车 的 性 能，在 厂 区 内 坡 度 为。(sin叙 0.02)的 实 验 路 段 上 沿 坡 道 向 上 行 驶，该 工 程 师 在 上 述 实 验 路 段 上 从 静 止 开 始 以 lm/s2的 加 速 度 沿 坡 道 向 上 做 匀 加 速 直 线 运 动，求 此 过 程 能 维 持 的 最 长 时 间；(3)已 知 太 阳 辐 射

50、的 总 功 率 Po=4xl()26w,太 阳 到 地 球 的 距 离 1.5X 1 0 1,太 阳 光 传 播 到 达 地 面 的 过 程 中 大 约 有 33%的 能 量 损 失。目 前，制 作 太 阳 能 电 池 的 最 好 的 材 料 为 碑 化 钱，其 将 光 能 转 化 为 电 能 的 效 率 约 为 30%,试 通 过 计 算 分 析，这 种 汽 车 只 采 用 纯 太 阳 能 驱 动，且 能 保 持 最 大 输 出 功 率 30kW不 变 的 可 行 性。(提 示：太 阳 辐 射 的 能 量 均 匀 分 布 在 以 太 阳 为 球 心 的 球 面 上，球 的 表 面 积 公 式